“互联网＋”环境下大学物理翻转课堂的探索与实践*

梁春恬，刘艳玲，仝 乐，王 娜，古金霞，李昊桐，张书睿，钟清艺，佘昌勇，冯 岩，洪志鹏，赵云凤，邹信民，王雨卿，付铠瑜，赵现洲

(1.天津城建大学理学院，天津 300384；2.天津城建大学计算机与信息工程学院，天津 300384；3.天津城建大学控制与机械工程学院，天津 300384)

0 引言

随着信息时代的到来，知识更新换代速度加快，如何培养学生的自主学习能力以应对复杂问题情境成为各大高校面临的挑战[1]。翻转课堂的教学理念由“以教师为中心”向“以学生为中心”翻转，教学角色由“演员型教师、观众型学生”向“导演型教师、演员型学生”翻转[2]，这种教学模式强调学习的灵活性与自主性，注重知识探索、应用与实践，正好适应了高校目前的教学需求。

另一方面，“互联网＋”时代的到来使得智能手机、平板、电脑等成为教学的有效辅助手段，微信、qq、抖音、快手以及各种微课制作软件已成为一种潮流，“互联网＋”环境可以极大满足不同学生对知识的个性化需求，将“互联网＋”与翻转课堂教学模式的有效整合对推进教学改革意义重大。

2013年以来的全国高等学校物理基础课程教育学术研讨会[3-7]，以及2015年的物理教育国际会议报告显示，各大高校教学正在不断适应“互联网+”环境新形势，并结合国内高校教学改革的特点，产生出新的教学模式与教改思路[8]。范文翔等[9]在在“大学基础英语”课程中开展了微信支持的翻转课堂教学实践。谢代欣[10]结合网络信息时代大背景,在高职院校体育教学中尝试了“翻转课堂”模式。姜励卿[11]基于两期"微观经济学"翻转课堂教学改革的对比实验,研究了大学翻转课堂对学生成绩的影响及作用机制，提出加大线下的考核力度和考核权重可以有效引导学生在线上的学习行为，同时采用个人考核和团队考核并重的考核体系能够较为有效避免学生的“搭便车”行为。肖郑颖等[12]探索了翻转课堂与现场实践结合的大学物理实验教学模式。包秀丽等[13]在大学物理课程教学中尝试了启发式、探究式教学。

我们利用“互联网＋”环境，基于“大学物理”课程，进行了翻转课堂教学模式的探索与实践。首先结合课程特点和学生特点，进行可行性分析，将翻转课堂环节融入考核机制，激发学生参与积极性。其次考虑学生对现代化手段的驾驭性，让学生可以根据自身特长自由选择参与翻转课堂的形式，以提高学生参与兴趣。最后，挑选优秀学生作品指导其参与学生竞赛或发表论文，让学生体验收获的成就感。在整个环节中教师作为学生的引导者，把学生引导到与所学知识相对应的环境中，让学生进行有效率、有质量、有深度的自主思考，充分搜索背景知识，深挖知识原理，从而给出自己的独到见解。这样，无论结果如何，学生都已深入探索过，探索过程不仅加深了学生对知识的熟悉和掌握程度，也提高了学生自主学习和独立思考的能力。

1 可行性分析

1.1 自媒体时代教育对象学习习惯和思维方式的改变需要授课模式相应调整

自媒体时代的大学生具有较强的现代意识和接受新鲜事物的能力，速途研究院发布的《2014年第一季度自媒体调查报告》显示大学生已成为使用微信和微博的主要群体。当代大学生一方面乐于接受短而精、图文并茂的快餐式信息，另一方面更乐于通过自媒体平台根据自己的需要主动获取知识、发表评价、享受来自外界的支持和肯定，获得内心的满足[14]。自媒体时代的到来不仅增加了他们获取知识和信息的途径，而且使他们的学习习惯和思维方式有了很大改变[15]。这种环境下，只有在传统的授课模式注入新鲜元素，让他们走上“舞台”才可以激发其学习兴趣。

2.2 大量学时被压缩的课程现状需要调动学生自主学习的积极性

近年来，毕业生就业压力增大，各大高校纷纷增加专业课课时，压缩大学物理课时。以本校为例，大学物理课时从2007年的128学时逐渐被压缩至现在的64-112学时，该次进行试点专业的学时则是最少的64学时。在这样少学时的情况下，仅依靠传统授课方式无法让学生对知识点达到深入透彻的理解，因此必须引入新的模式通过调动学生自主学习积极性来达到深入学习的目的。

2 翻转课堂实施

2.1 利用线上资源进行课前预习

为方便学生进行课前预习，教师需要首先建设线上资源库，我们利用超星平台建设了大学物理C课程（根据专业不同，大学物理分大学物理A、大学物理B和大学物理C，本次基于大学物理C进行试点改革），线上课程网址为：http://mooc1-1.chaoxing.com/course/214376525.html。课前，学生可以通过线上资源进行预习（图1）。而且教师可以通过线上课程设置任务点，学生预习任务完成情况教师可以通过后台查看。

图1 线上课程首页

2.2 鼓励学生结合自身特点和优势，以多样化、多元化形式参与翻转课堂

2.2.1 针对课后习题，鼓励学生录制讲解视频

讲解是将所学知识融于自身理解最有效的方式之一，我们希望学习不再只是一个被老师引导着接受知识的单一过程，而是一个从被引导到自主挖掘的递进过程。

我们把原来教师讲解习题的环节进行了角色转换，鼓励学生变成“老师”进行习题讲解，并以录制讲解视频的形式进行展现。该过程需要学生梳理题目考查的知识点并讲解自己的解题思路。考虑到视频内容的科学性问题，教师必须严格进行把关，经教师“检查-指导-修改”后，提供给全体学生参考学习。通过习题讲解，学生通过梳理思路、比较方法，复查自身知识框架，能够加深对知识原理的理解，从而巩固所学，实现知识点活学活用。

由于讲解视频制作对某些同学可能会压力比较大，所以我们灵活对待，任务下发采取自愿原则，同学根据自身情况认领题目。同时，技能全面的同学可以选择自己独立完成所有过程，有部分技能缺陷的同学也可以选择团队作战，大家共同努力来完成，比如有的同学负责制作PPT，有的负责讲解，有的负责视频剪辑等，这样，同学不只学习到了知识，还学会了团队合作。

2.2.2 鼓励学生以多样化、多元化形式参与翻转课堂

除课后习题外，学生还可以通过其他内容其他形式参与翻转课堂，比如学生对某些知识点的独特理解，比如在生活中发现的一些物理现象解密，比如自己开发一些物理实验等，任何跟物理相关的内容均鼓励学生去探索、去自主学习。参与形式可以多样化，视频、PPT、文章等形式均可，学生自由选择即可。

这样，学生可以根据自己的兴趣点进行探索学习，学习想学习的内容，采取自己喜欢的形式，学习效率更高。由于学习内容多元化，不仅限于课本知识，而是课本知识外的拓展延伸，所以学生的理解也更全面化。教师通过学生作品进行针对性指导，更能实现以学生为本，因材施教。

2.3 制定合理机制激发学生参与积极性

2.3.1 建设公众号展示学生作品

为提高学生参与积极性，我们建设了公众号“麦克思维科学站”（图2），把学生作品通过公众号传递给其他同学进行同学间交流式学习。公众号为同学们提供了移动学习平台，实现了现代化的移动翻转课堂，在智能手机普及的时代，通过公众号交流学习既能与学生的使用倾向相吻合，又便于教师实现即时的资料上传和更新。

图2 “麦克思维科学站”公众号

公众号中，我们针对性地设计了三个专栏，分别为“学霸营”、“探索馆”和“风采墙”，每个专栏内设有每一期的子栏目。“学霸营”定期更新学生的课后作业讲解视频，用于辅助课堂教学（图3）；“探索营”是课内知识的拓展延伸，不限形式，不限内容，以学生自身兴趣为引导（图4）；风采墙是对师生的优秀成果展示（图5）。

图3 “学霸营”示图

图4 “探索馆”示图

图5 “风采墙”示图

通过公众号建设辅助翻转课堂，一来符合当代大学生的使用习惯，二来学生自己的作品通过公众号公布出去，可以满足同学的成就感，从而刺激学生参与翻转课堂的积极性。

2.3.2 将翻转课堂表现体现于考核机制

科学合理的教学考核机制对学生的学习发展具有积极的促进作用。进行翻转课堂前我们的考核机制为期末考试成绩占比80%，平时成绩占比20%，平时成绩由平时作业和考勤组成。进行翻转课堂后我们将平时成绩占比提高至30%，其中翻转课堂参与表现占比20%，平时作业和考勤占比10%。将学生参与翻转课堂的表现纳入考核机制使学生对翻转课堂的重视度增加，有效促进了学生的参与性，激发了学生的自主学习热情。

3 翻转课堂成效

通过课程改革，我们在课程成绩、资源库建设、论文发表、学生参赛等方面获得了一些成效。

3.1 课程成绩

我们将实施翻转课堂前后同一教师大学物理课程的学生成绩进行了统计分析（图6）。前13个数据点为未实施翻转课堂学期，第14个点为实施翻转课堂改革后的学期。可以看出，不及格率整体呈下降趋势。第12个数据点对应的为19-20-2学期，该学期因为疫情刚开始实施线上授课和线上考试，评价标准有所不同。

图6 翻转课堂实施前后不及格率比较图

3.2 资源库建设

我们鼓励学生进行作品创作。通过教师为指导，学生为主体，作品为目标的翻转课堂实践，我们建设了学习资源库，其中包括习题讲解视频47个，其余作品5个（表1）。

表1 学生建设资源库内容

3.3 投稿文章

我们鼓励学生将课程学习与自身专业相结合。通过波动光学部分的学习，学生结合自身专业，编写了牛顿环实验自动评价程序，相关文章“牛顿环曲率半径测量实验自动评阅程序开发”已被期刊接收。

3.4 参赛情况

我们注重学生创新，鼓励学生参与各种大学生竞赛（表2），拓展所学知识，进行自主学习，发掘自身潜力，以赛促学，以赛促教。以竞赛为载体，激发学生内动力，为学生创新创业提供知识储备，通过校企合作、校园合作发现实际问题，提出解决方案，研发相关产品，激发学生热情和积极性，培养学生的创新精神与创业素质。

表2 学生参赛获奖情况

4 翻转课堂的思考

翻转课堂由“以教师为中心”向“以学生为中心”翻转，强调学习的灵活性与自主性，有助于培养学生创新思维，激发学生学习兴趣。但是，翻转课堂的有效开展也对教师提出了更高要求和挑战。

第一，教师需扩充专业知识储备。翻转课堂以学生自主学习为主，学习渠道多元，学习形式灵活，学习内容广泛，这就要求教师必须扩充知识储备，提高专业素养，才可以胜任教师的指导角色。

第二，教师需提高驾驭信息技术的能力。信息化技术为教师和学生创造了现代化的教学环境，学生作为新新一族，能迅速接受适应这样的环境并将其为己所用，而肩负指导作用的教师也必须跟上时代的步伐，熟练驾驭现代教育技术，为学生提供多元化资源，掌握跨空间交流技巧、资源传输共享方法，与学生共鸣，调动学生学习和探究的积极性，保障翻转课堂的顺利开展。

第三，需加强教研团队的建设。翻转课堂需要教师扩充专业知识，掌握信息化技术，此外翻转课堂的开展不应该仅仅局限于课上，更多时候需要课下对学生的过程指导，因此，从专业、技术、时间三方面来看，都说明仅靠一位老师单兵作战远远不够，优势互补的专业化教师团队是开展翻转课堂实践不可或缺的力量。