翻转课堂模式下实施高效初中物理实验教学的探索

陈登文

摘   要：翻转课堂是以“学生为主，教师为辅”的教学新模式，改变了教师和学生在教学过程中的主体和主导地位，学生由“被动接受”知识向“主动探究”转变，培养学生的创新思维能力，是初中教学课程改革中的一项重要举措。本文以初中物理实验教学翻转课堂为例，探究“翻轉课堂”模式下的实验教学实践过程和方法，为教育信息化建设和初中物理教学改革提供参考。

关键词：翻转课堂;初中物理;实验教学

随着“互联网+”信息技术的快速发展，为了适应教育环境的巨大变化，学校及教育部门都做了大量的工作，如教室配备了电子白板、投影仪、计算机、网络等多媒体设备，同时，引进各种不同形式易于实验教学的仪器。翻转课堂教学模式运用多媒体技术和互联网信息技术，实现学习知识在课外，知识内化在课堂，教师在课堂上是教学活动的组织者和指导者，以确保学生自主学习的针对性和效率[ 1 ]。

物理实验教学一直是初中物理教学中的难题，对于许多初中学生而言，其物理概念和物理现象比较抽象且难以理解，学习积极性和主动性较差，导致中学物理教学水平一直得不到有效的提高，面对这样的教育教学状况，探究丰富的初中物理实验教学手段和方法就显得非常有必要和有意义，特别是翻转课堂教学模式的引入。翻转课堂教学模式，通过教师课前制作的微视频、动画展播等预习资料，课堂上分组实验或演示实验的学生合作、学生讨论、师生互动等学习方式，有助于学生充分理解抽象的物理概念和物理意义。

1  翻转课堂在初中物理实验教学中的应用

翻转课堂实验教学环节主要包括教师课前教学方案的制定以及教学资源的准备、学生的课前学习与思考、课堂分组实验、演示实验的讨论及师生互动、教师课堂总结及学生知识巩固等，具有教师的辅助性、学习的自主性和高效性等特点[ 2 ]。如图1所示，每个环节的细节准备程度，都决定着翻转课堂实验教学的成败与效果。

1.1  确定实验教学方案，制定学习任务单，准备实验教学资料

课前充分准备是翻转课堂教学成败和教学效果的前提。课前准备分为两部分，一是教师确定教学方案，准备教学资源;二是学生通过微视频课前引入进行学习、思考并提出问题。教师可以通过浏览和剖析中小学教育教学网、优课网等教学资源网相关的优秀教学视频资料，根据学生的实际情况，收集并甄选出符合本校实际的教学资源，利用多媒体技术制作成课前引入学习资料，包括图文和视频等，并设置一些简单有趣的问题来检验学生的学习情况，了解不同学生的掌握情况，为后续的课堂教学环节提供相应的信息。例如“空气的力量”，播放微视频资料，取一空集气瓶，向空瓶中投入燃烧的棉花团，用气球皮绷紧瓶口，一段时间，气球皮将进入瓶颈中，再用针把气球皮刺破，会产生很大的声音。让所有学生眼睛耳朵感受到实验带来的刺激，引发学生对本节课学习产生兴趣。再如“滑动摩擦力与哪些因素有关”这一章节的知识比较抽象且难以理解，教师可以制作“怎样排除与接触面大小、运动速度、及运动方向的关系”相关联的微视频，通过互联网技术传送给学生，让学生提前学习，有疑问或问题，可以通过微信群、QQ、百度、腾讯云等社交平台进行沟通和交流，通过实验基础层、知识传递层，激发学生学习兴趣，充分发挥他们学习主动性。

1.2  课堂实验分组讨论与师生互动

在翻转课堂实验教学中，知识的学习放在课前，知识的内化放在实验课堂。知识内化是学生获取知识的核心。知识内化的过程中，重点是解决学生课前学习过程中遇到的疑难的概念或现象，首先通过分组实验或演示实验讨论和探究，必要时结合实验，再进行验证和总结，解决部分问题，然后教师对共性的问题进行集中讲解，对个别学生进行辅导和帮助。例在“光的折射”学习时，实验过程中一位同学拿激光笔改变倾斜角度射入水中，合作小组其他同学观察水中的光线，在学生合作实验观察的基础上，留给学生充分思考时间，教师再利用微视频、动画展示整个实验过程，得出光的折射规律。再如，在学习“欧姆定律”这一章节中的内容时，学生通过教学视频学习讨论后，仍有部分学生对欧姆定律中电压、电流及电阻三个物理量之间的关系不能很好地理解，让学生通过实验来进行验证，比如探究电流的大小与那些因素有关，注重实验设计、实验数据采集，分析数据，保持电阻不变，改变电压和保持电压不变，改变电阻时电流的变化，最后，让学生回头再看微视频，找出其中的规律，进一步理解和掌握欧姆定律的应用。

在翻转课堂实验教学过程中，教师是课堂的组织者，是学生学习和辅导者的伙伴，通过演示实验或分组实验讨论，教师走进不同的学生组内，观察和了解学生讨论情况，并解决个性化的难题，学生之间互相教会同伴的各种知识和技能，不仅完成对知识的个性化学习，甚至通过共同研究、讨论、结果展示等方法完成了知识的拓展和创新，发展学生的批判思维和创新能力。

1.3  实验课堂总结和评价

实验课堂总结和评价是知识学习和获得的升华。在翻转课堂实验教学过程中，学生分组实验讨论得出的结论可能针对性不够强或者无法提供有效的解释，教师要充分利用5分钟的课堂总结和点拨，首先点拨和引导学生对分组实验讨论得出的结论进行进一步的思考;然后对学生的讨论结果进行点评，对部分错误的观点进行纠正，对于好的结论进行展示，与所有同学进行分享;最后是对本章节的重难点内容进行归纳总结。对于有点问题无法做到详细解释的，可采取进一步制作补充微视频、动画课件加以明确。

2  影响翻转课堂实验教学的主要因素

2.1  翻转课堂实验教学的重要性，培养创新能力

翻转课堂的实施，对教师的教学业务能力和创新能力、教学方法和手段都提出了更高的要求，教师除了课前的演示实验或分组实验常规备课之外，还要花大量的时间来搜集教学素材，熟悉、制作微视频、动画软件，设计课堂讨论的情景并充分考虑课堂上可能出现的各种情况等，这些对教师的综合素质有更高的要求。翻转实验课堂的教学内容丰富，信息量大，约为传统教学的2倍[ 3 ]，而传统的“一书一粉笔”“教师为主导”的教学模式已不能适应和满足学生创新能力的培养，教师要转变教育理念，积极研究学生的学习行为特点和翻转课堂的教学特点及优越性。在学习“大气压强的变化”课后，教师利用微视频、动画软件快速展示小制作内容，要求课后学生取一薄壁的玻璃瓶，装上适量水，用插有两端开口细玻璃管的橡皮塞塞紧瓶口，插入水中，在管子上端吹气，水沿玻璃管上升到瓶口，在玻璃管套上小橡皮圈，标出水平位置，拿着此装置上山下山时，观察细玻璃管中水面高度的变化，从而判断气压的升降。在研究“物体的浮与沉”实验教学后，布置学生课后作业，让学生亲自动手，“使沉在水底的鸡蛋自动浮上来”“将适量的糖浆、水、油、牛奶注入玻璃瓶中，静止时，观察它们分别位于那一层液面上”。加强实践能力，发展创造性思维，加大在物理实验教学中培养学生的创新能力，为将来科学研究打下扎实的素质教育基石。

2.2  學校教育信息化水平的建设

信息化教育平台包括学习资料上传/下载模块、在线学习模块、知识检测和评判模块、学习互动模块，能够兼容播放不同格式的教学微视频、动画等多媒体文件，教师能够方便地上传教学资料。这种模式需要功能强大的信息化技术平台作为支撑[ 4 ]。例如演示感应电流的产生、描述磁感应线的方法——磁感线学习中，当堂分组实验或演示实验效果不明显，学生观察不是很清晰，实验课堂效率大打折扣，先让学生充分参与探索实验后，教室利用微视频、动画等多媒体文件把实验产生的现象放大直观展播。再如，“音调、响度、音色”演示实验教学中，通过电子琴的演示、吉它弦的松紧，运用粗细弦音调的变化，让学生初步认识影响音调高低的因素，后插入微视频或多媒体动画展播，将弦的局部放大，也让学生在舒畅的音乐声中整理思路，收集证据，分析与论证，回忆所学的知识点，加强记忆。这样才可以调动所有的学生，达到高效的实验教学课堂。因此，信息化教育平台是翻转课堂能否有效实施的关键基础，然而对于大多数中学而言，存在建设资金和技术的缺乏，特别是信息化技术支持能力不足，这严重制约了翻转课堂实验教学的实践和推广。解决这一瓶颈问题的办法可以通过校企合作，学校负责提供教学内容、教学思想和思路，企业负责信息化教育平台的建设和后期技术支持，并获得教学资源使用的部分权利，实现校企合作的双赢模式。

2.3  学校和家长的支持程度

长期以来，我们都习惯地认为教学是“老师教，学生学”的模式。家长对老师存在一种“依赖”，认为孩子离开老师教就学不好甚至不会学，对孩子的自学能力普遍缺乏信心，同时，翻转课堂是通过教学微视频来进行课前学习，需要运用手机、iPAD或电脑来进行观看，由于缺乏有效的沟通，导致部分家长质疑老师的教学方法，也对孩子不信任，限制孩子看教学微视频的时间，甚至会出现不让孩子看视频，而是通过书本预习来完成学习任务单，严重违背了翻转实验教学的意图和特点，进而影响课堂的实验教学效果。同时，由于翻转课堂对教师的综合素养要求很高，教师不仅要学习信息化教学技能、还要花费大量的时间来完成教学任务的设置，教学资料的准备等，这就需要学校创造各种条件，提高教师翻转课堂实验教学技能，并在教学评价和考核方面进行适当的鼓励，使教师有更大的热情和精力投入到翻转实验教学实践。

3  结束语

教育理念创新是教育信息化发展的先导，其基础是教育信息化建设和优质资源共享，核心是学习方式和教育模式创新。随着教师教学理念的转变以及翻转课堂实验教学的不断实践，使学生个性化学习成为可能，实现真正意义上的因材施教，相信翻转课堂模式下物理实验教学必将对我国新一轮教育教学改革起着重要作用和指导意义，也将是创新性人才培养的重要组成部分。

参考文献：

[1]刘家访.先学后教运行机制的重建[J].中国教育学刊，2011（11）：40-44.

[2]彭阳.中小学翻转课堂教学模式的思考[J].教科文汇，2015（8）：91-92.

[3]明媚.信息技术支持下的“翻转课堂”教学过程特征分析[D].武汉：华东师范大学，2014.

[4]李明亮.现代信息技术条件下的中学物理教学[J].教育科学论坛，2016（19）：52-54.