翻转课堂在设计性物理实验教学中的应用

李密丹+刘冬梅

【摘 要】针对现有设计性物理实验楼教学中存在的弊端，成功地将翻转课堂引入设计性物理实验教学，探索了一种全新的教学模式，科学合理地制定了一套全新的设计性物理实验教学流程。在具体教学过程中，将教学内容演示及任务布置放在课外，将学生的学习结果评价改在课堂内进行，大大提高课堂内时间的使用效率，有效激发了学生自主学习积极性。教学实践表明，在翻转课堂教学模式下的设计性物理实验教学改革是成功的。

【关键词】翻转课堂；设计性物理实验；教学效果；实验教学

0 引言

翻转课堂（Flipped Class）是一种新的教学模式[1-2]，其核心观点是将传统的教学过程进行翻转，即利用教师制作的视频、课件和教学材料等，将过去在课堂完成的知识讲授放到课前，让学习者自主安排时间学习，将宝贵的课堂时间腾出来用于和学生面对面互动、答疑解惑、解决学生学习中关键性问题，提高学习效率。随着视频公开课、在线课程、微课程和国家精品课程等网络学习资源的流行，翻转课堂已经成为现代教育教学改革的核心。我国从2011年以来关于翻转课堂的研究快速增加，我国教育界专家、学者、乃至一线的大中小学教师都开始展开对它的介绍和小范围内的实践，并逐步结合我国实际教育情况，开创出适合我国实施的模式[3-4]。

翻转课堂也为大学物理实验的教学提供了一种新的教学方法。设计性物理实验是大学物理实验教学中较高层次的教学环节，要求学生自主选题，自查资料，自己设计实验方案，实施方案，自己评价实验结果。根据本人长期物理实验教学实践，翻转课堂更适合用在设计性物理实验教学中，能显著提高设计性物理实验教学效果。

1 现有设计性物理实验教学存在的弊端

翻转课堂教学方式非常适合应用于设计性物理实验教学，可以解决目前设计性物理实验教学中存在的弊端。我校设计性物理实验教学采用的是学生自主选题后，自查资料，自己设计实验方案，课堂实施方案，课后评价的总体流程。目的是培养学生具备初步的科学研究能力。目前设计性物理实验教学方法存在诸多弊端，已经偏离了设计性实验教学初衷，学生在设计性实验学习过程中没有得到应有的科学研究训练，教学效果大打折扣。主要表现在以下三个方面：

（1）设计性物理实验教学流程安排不合理

目前设计性物理实验分2次课（6学时），总体流程为：学生选题——课堂布置任务（预备知识讲解、实验要求等）和熟悉仪器——课后设计实验方案——课堂完成实验方案——课后教师给出评价。在长期教学实践中发现，这一流程最主要的弊端是第一次课时效率太低。学生选题后，第一次课学生对所选实验往往一无所知，看设备成了走马观花，布置任务后也无法开始方案设计，第一次课时白白浪费了。运用翻转课堂教学，通过提供给学生微视频、课件等数字化教学资源，可以将第一次课堂预备知识介绍、任务布置等放在课下进行，并且在课下学生就可以完成初步的实验方案设计。将第一次课时腾出来，在课堂上学生就可以有的放矢，有针对性地与教师互动，与同学交流，解决问题，完善设计方案。

（2）靶向性多媒体学习资源短缺

现在学生课程量很大，每天课时安排很满，没有时间大量阅读资料，如何在有限时间内实现学习效率最大化，靶向性学习资源的提供很关键。目前设计性物理实验教学中提供的资料过于宽泛，资源数量和种类过多且缺乏组织性，学生无所适从，真正有耐心阅读资料的学生很少，在实际学习中资源利用率并不高。微视频是翻转课堂最典型最有效的教学资源，通常时长几分钟至十几分钟，短小精悍，信息量集中，靶向性强，学生可以在最短时间获取最有效的教学资源。

（3）培养学生自主学习能力及协作能力意识不足

在实验教学环节着重培养学生自主学习能力及协作能力是学校培养应用型、创新型、复合型人才的有效方式。培养学生自主学习能力及协作能力本是设计性实验教学初衷，但由于教学过程中缺乏这方面的培养意识，设计性实验教学并没有达到预期的效果。翻转课堂把知识传授的过程放在教室外，赋予学习者更多的自由，有助于培养学习者自主学习能力；把知识内化过程放在教室内，同学之间、同学和教师之间有更多沟通交流的时间和空间，有利于培养学习者协作学习的能力，并在协作的过程中激发创新性思维。翻转课堂注重学习过程，注重学习者活跃的思维方式培养，注重学习者自主学习习惯的培养，注重了学习者合作精神的培养。

（4）总结评价形式单一

目前设计性实验评价通常是在课后通过实验报告批阅给分，实验总结评价形式单一，设计性实验报告本质上和常规实验报告没有区别，并没有脱离常规实验报告的框架。通过翻转课堂教学可以腾出一部分课堂时间，这样可以在第二次课接近结束的时候组织学生答辩，通过口头总结、互动交流的方式进行评价，这样更有利于学生体验完整的科学研究过程。

2 翻转课堂在设计性物理实验教学中的应用

為解决现有设计性物理实验教学中存在的弊端，提高设计性物理实验教学效果，尝试将翻转课堂引入设计性物理实验教学，探索一种全新的教学模式。在翻转课堂教学模式下，设计性物理实验具体教学流程如下：

（1） 学生课堂外观看教学视频，完成实验选题

教师自己制作设计性物理实验教学视频，视频采用PPT+语音讲解的方式，视频内不出现教师形象。这样学生在观看视频过程中注意力更容易集中。视频长度以5-10分钟为宜，控制在学生注意力比较集中的时间范围内，符合学生身心发展特征。视频可以暂停、回放，有利于学生自主学习。视频内容主要为：①设计性实验教学环节介绍及总体要求；②备选题目介绍，包括题目背景、备用器材、实验指导及要求、需查阅的文献等；③如何选题及选题后需要准备的内容。

将选题过程安排在课堂外进行，学生通过观看教师制作的视频，了解备选题目及相关要求，并完成选题。这样到课堂上就能有的放矢。

（2） 第一次课堂教学

学生选定设计性实验题目后，分流进入相应的实验室上课。第一次课堂上，教师引导学生阐述自己的设计方案，并相互提问，学生可以向教师提出疑问，教师也可以针对学生的设计方案向学生提出问题。将所有问题归纳整理后，组织学生进行小组讨论，相互质疑，互相启发，完善设计方案。在设计性实验教学中我们掌握的原则是，所设计的方案在实施过程中允许失败，但要提出改进措施或解决方法。设计性实验的方案论证通常掌握在一个学时内，在余下的课堂时间内，学生可以根据设计方案进行试做，试做过程中出现问题也可以随时对方案进行修正。

（3）第二次课堂教学

在第二次课堂上，要完成自己的设计方案。由于第一次课堂上学生已经试做过，所以只要方案成熟，学生可以很快完成实验操作过程。

（4）结果评价

设计性实验的实验结果分析评价改在课堂内进行。利用第二次课堂的最后一个学时，学生分析自己的实验结果，并选择评价方式，可以选择提交实验报告的形式，也可以选择课堂答辩。鼓励学生进行课堂答辩，课堂答辩不仅能让学生思路更加清晰，对所做实验有更深刻的理解，同时也能锻炼学生的语言表达能力及现场组织应变能力。

3 总结

针对现有设计性物理实验楼教学中存在的弊端，将翻转课堂引入设计性物理实验教学，探索了一种全新的教学模式。科学制定一套设计性物理实验教学流程，将教学内容演示及任务布置放在课外，将学生的学习结果评价改在课堂内进行。教学实践表明，在翻转课堂教学模式下的设计性物理实验教学改革是成功的。有效激发了学生的自主学习兴趣，显著提高了设计性物理实验教学效果。

本论文受北京印刷学院2015《翻转课堂在设计性物理实验教学中的应用研究》项目资助完成。

【参考文献】

[1]王长江，胡卫平.技术促进教学：发展、演进和启示[J].现代教育技术，2013：23（10）15-20.

[2]宋金，郭新峰，石明吉，陈兰莉.翻轉课堂在大学物理实验教学中的应用[J].实验技术与管理，2015：32（3）33-36.

[3]张金磊，王颖，张宝辉.翻转课堂教学模式研究[J].远程教育杂志，2012：30（4）46-51.

[4]曾明星，周清平，蔡国民.软件开发类课程翻转课堂教学模式研究[J].实验室研究与探索，2014：33（2）203-209.