翻转课堂对大学物理教学的启发

于海涛

【摘要】作为理工科各专业大学生必修基础课的大学物理，面临课时被压缩、日益被边缘化的困境。本文分析了“翻转课堂”的现状、面临的挑战，以及其对大学物理教学改革的启发。

【关键词】大学物理 翻转课堂 教学改革

【基金项目】上海理工大学教师教学发展研究项目“基于问题解决的大学物理翻转课堂教学改革研究”（CFTD17063Y）。

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）03-0154-02

一、大学物理教学的现状

大学物理是理工科各专业大学生必修的一门基础课程，它在培养学生树立科学的世界观，增强学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的科学探索精神和创新意识，以及提高学生综合素质等方面具有其它学科无法替代的作用。但是，近年来大学物理课程的课时被不断压缩，处于日益被边缘化的地位[1-2]，大学物理实验课也面临同样的问题。以笔者所在的上海理工大学为例，大学物理课程被分为：128课时的《大学物理A》和64课时的《大学物理B》，过去大部分学生都选修前者，只有少数的学生选修后者。然而，现在越来越多的学生放弃《大学物理A》，而选择《大学物理B》，因为后者的内容少、课时少。

大学物理课程出现这种不容乐观现象的原因复杂，主要包括以下几方面[1]：（1）教学内容陈旧，大多数院校选用的物理学教材只注重讲授经典的物理学基本理论、概念，很少與学生的专业方向和实际问题相联系，显得过于理论、实用性不够强。（2）教学手段单调，教学模式基本上是传统的板书授课、多媒体授课、或者两者相结合授课，课堂上教师作为知识的传播者处于主导地位，而学生处于被动接受者的地位，部分学生对学习的主动性不够。（3）评价方式有待改进，目前的成绩评定基本是以期末考试成绩为主，结合平时上课出勤率和作业情况，作业题目占了考试试卷的相当一部分，考试过于注重考察学生记忆公式的能力，而不能够充分考察学生分析问题、解决问题的能力。（4）学生主观因素，新的高考改革后，部分学生在高中阶段没有选修物理，没有相应的物理基础，大学一年级学生学习确实吃力，从而产生厌学，甚至放弃，因而大学物理的不及格率较高。“国家精品课程”、 “微课”、“慕课”和 “翻转课堂”等为大学物理教学改革提供了契机，本文将分析了“翻转课堂”的现状、面临的挑战，以及对大学物理教学改革的启发。

二、翻转课堂教学

1.翻转课堂的起源和内涵

翻转课堂（Flipping Classroom）于2007年兴起于美国[3]，为了帮助因离学校较远而导致缺课的学生赶上教学进度，科罗拉多州落基山林地公园高中化学老师亚伦·萨姆斯和乔纳森·伯尔曼想出来的教学方法，他们使用录屏软件录制上课的课件和实时讲解音频，将录制的内容和音频传到网上，供缺课的学生下载学习。后来，他们发现这种方法也适用于其他的学生，于是，两位老师转变传统的教学方法，采用这种方法让学生在家观看视频学习新内容，他们在课堂上指导学生做作业。近年来，翻转课堂成为全球教育界关注的热点，2011年被加拿大《环球邮报》评为“影响课堂教学的重大技术变革”。

翻转课堂教学实现了知识传授和知识内化过程的翻转。在课堂外，学生借助于教师制作的教学视频或开放网络资源自主完成知识的建构，实现知识传递；在课堂上，学生分享学习心得，并与其他学生以及老师探讨问题，而完成知识内化。因此，在翻转课堂中，学生转变了被动接受知识的角色，成为教学过程的主体；学生之间、学生和老师之间互动性增强。有利于促进个性化教学的实现，有利于提高学生自主学习和研究型学习的能力，有利于创新型人才的培养[1]。

2.翻转课堂的现状

目前，翻转课堂教学在美国很多学校受到欢迎，文献[4]分析研究了美国艾尔蒙湖小学、克林顿戴尔高中、河畔联合学区的翻转课堂实施办法和学生的学习效果。国内学者对翻转课堂的研究始于2012 年，南京大学的张宝辉教授与两名研究生张金磊、王颖合作撰写了《翻转课堂教学模式研究》，开启了国内学者对翻转课堂的研究，通过中国知网数据库（CNKI）的统计结果来看，2015 年内就有1390篇有关翻转课堂的文章[5]。但是大多数研究集中在翻转课堂的理论探讨，真正的教学实践相对较少。其中重庆市江津聚奎中学和广州市海珠区第五中学等相继开展了翻转课堂教学的实验[4]；部分高校老师也在自己担任大学物理理论课程或实验的授课班级展开了翻转课堂教学的实践[6-7]，然而，还未见全校范围内进行大学物理翻转课堂教学改革的相关报道。

3.翻转课堂实施的挑战

虽然，翻转课堂在理念上具有许多优越性，在实践中也确实取得一定的成绩，但是它的全面实施还面临诸多挑战[3， 6-7]：（1）学生方面，学生课前的学习效果直接决定了翻转课堂的成败，这就要求学生必须拥有独立自主的学习能力。因为，知识的传授部分是以视频的方式、放到课外进行的，所以学生必须能够在没有人监督的情况下，自觉利用课外时间有效的观看视频、查阅相关资料，独立自主的学习新知识。如果学生课前没有认真观看视频，那么接下来的课堂上的讨论、学习活动，是无法顺利的进行。另外，在课堂上，学生需要与其他同学、以及老师进行问题探讨，因此学生必须具备良好的交流沟通的能力。（2）教师方面，翻转课堂教学要求老师具有制作高质量视频课件的能力，而且视频课件必须符合本班级大多数学生的实际情况的，不是仅仅拷贝其他老师的课件，或者网上的课件。课堂上教师需要与学生进行问题讨论、点评学生的学习情况，学生也会提出许多相关或不太相关的问题，需要教师必须拥有宽广的知识面，以及讨论式课堂的掌控能力。（3）学校方面，必须能够提供网络课堂等学习平台，为学生提供丰富而有选择性的视频等资料，以及学习交流平台；另外，学校还需要安排好课程，目前学生很多课余时间被文化类选修课和思政课占用，如何保证学生拥有充足的时间进行课前视频课件的学习，是实施翻转课堂教学改革的重要方面。

三、翻转课堂教学的尝试

“太阳能光伏电池实验”是专业物理实验课，我们拥有自己编著的实验教材。在2017年夏季短学期开设这门实验课，班级有33名学生，分为5组，我們进行了“翻转课堂”的教学尝试：（1）实验课前，我们要求学生预先学习实验内容，观看相关的实验视频，并完成预习实验报告的撰写。（2）实验课中，我们先进行实验理论分析和讨论，解答学生学习过程中遇到的问题。然后学生分组开展实验，2到3名学生分为一个实验组，在此过程对学生获得的实验数据和图像进行提问、讨论，让学生理解实验现象背后的物理原理。由于实验包括了三种太阳能电池暗特性、光照特性、温度特性和光谱特性，一次实验课为4个半小时。（3）实验课后，实验操作完成后，再进行实验报告的数据整理和分析，最后完成实验报告。通过分析学生的实验操作和实验报告，我们发现教学效果比较好。

笔者在担任中德班大学物理理论课教学过程中，也汲取了翻转课堂教学优点，尝试问题导入式学习，例如曲线运动部分，提出高铁轨道设计和摩托车时空之旅的例子，提高学习兴趣，让学生课堂外查找资料和观看视频，然后通过课上讨论完成知识的内化。

四、总结

翻转课堂教学为大学物理改革提供了新思路、新方法，但是它不是唯一出路，我们需要认识它的优点和缺点，在实践中不断探索和总结，寻找满足国家需求、专业需求，并适合新时代大学生的物理教学方法。

参考文献：

[1]张茹，吴高建.基于翻转课堂模式的工科大学物理教学改革实践与探索[J].时代教育，2014（21）：200-201.

[2]姚青荣，杨鹏程，李华兵.翻转课堂在工科大学物理教学模式中的探索与实践[J].海峡科技与产业，2016（7）：153-155.

[3]何克抗.从“翻转课堂”的本质，看“翻转课堂”在我国的未来发展[J].电化教育研究，2014（7）：5-16.

[4]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.

[5]刘虹.基于翻转课堂的国内研究综述[J].科教导刊，2016（10）：33-35.

[6]李晓梅，吴萍.翻转课堂教学模式在大学物理教学中的应用研究[J].中国现代教育装备，2015（9）：116-117.

[7]李敬然.翻转课堂在大学物理实验教学中的应用研究[J].高教学刊，2017，（10）：54-55.