翻转课堂模式下影响大学物理深度学习的因素与对策探析

周诗文 陈文钦 袁珍

摘要：翻转课堂模式应用于大学物理教学，能促进知识的建构与内化，将物理学习引向深入。文章探析翻转课堂模式下学习风格、问题引导、高阶思维等因素对深度学习的影响，提出利用学习风格组建学习小组、利用问题导向促进深度学习、利用经典案例训练高阶思维等对策，以激发学生学习兴趣，调动学生学习的积极性和主动性，提高教学效率和教学质量，提升学生物理核心素养。

关键词：大学物理；翻转课堂；深度学习；对策；教学效率；教学质量；核心素养

中图分类号：G642文献标志码：A文章编号：1008-3561（2022）12-0111-03

一、引言

相关研究和教学实践表明，翻转课堂模式在提高学生核心素养、促进知识建构与内化、进行深层学习等方面具有显著的作用。要发挥翻转课堂教学模式的作用，教师可以从提高学生深度学习能力、创建深度学习共同体、立足核心问题的课程资源设计，以及深度引导功能等方面入手。只有这样，才能促进学生对知识的内化，让学生经历知识建构过程，从而实现翻转课堂时序倒置的目标，促进学生由浅层学习进入深度学习。本文探析翻转课堂模式下影响大学物理深度学习的因素与对策。

二、大学物理深度学习的影响因素与对策

研究表明，影响深度学习能力和效果的因素有：学习风格、沟通交流能力、知识加工水平、反思评价水平、学习兴趣与态度、学习动机、问题解决能力、批判性思维能力、合作能力。结合翻转课堂教学实践和深入调研，我们认为，影响深度学习顺利开展的因素有以下几点：一是学生是否具有较强的高阶思维能力；二是学生能否在教师的提示下依据学习材料自主发现核心问题，并形成一系列开放性的问题串，以及学生是否具有解决问题的强烈动机和持续动力；三是课堂学习中能否充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用，在课前学习与课后探索中各学习小组是否具有良好的学习执行力。为此，笔者从学习风格、问题引导、高阶思维三方面对深度学习的影响因素和应对策略进行分析和探讨。

1.利用学习风格组建学习小组

学习风格是学习者在学习过程中表现出来的比较稳定的感知、处理、提取信息的方式和经验特征以及解决学习问题的策略倾向。按照所罗门（Solomon）模型，學习风格可分成4组8种类型：活跃型和沉思型、感悟型和直觉型、视觉型和言语型、序列型和综合型。在大学物理翻转课堂教学中，笔者发现不同学习风格的学生在学习中的交流与沟通表现、学习材料的选取与喜好、信息处理的效率、提问的能力、综合分析的能力等方面的表现均对翻转课堂教学的进程和深度教学目标的达成有着不同程度的影响。

具体地讲，在小组学习和课堂讨论中有的学生乐于分享自己对物理知识的理解，积极回应其他同学提出的问题，并且可以进行良好的沟通和交流，这类学生发言踊跃，善于通过合作的方式进行学习，我们将其学习风格归为活跃型；有的学生则在学习过程中表现出喜欢独立学习，碰到学习问题也不急着和同学进行讨论，而是先进行单独思考和查找相关学习资料，独立地把存在的问题解决，我们将其学习风格归为沉思型。在物理概念的内化和物理规律的应用学习阶段，大部分学生喜欢通过观察物理现象、例题学习、加强训练的方式进行学习，我们将此类学生的物理学习风格归为感悟型；少数学生在此阶段善于发现物理知识点之间的联系，并且在分析物理现象和解答物理习题的过程中能够采用极其巧妙的思维方式洞察到物理的本质和相关结论，我们将此类学生的学习风格归为直觉型。在自主学习过程中，有的学生喜欢选用视频、PPT、图片等直观学习资料进行学习，我们将此类学生的学习风格归为视觉型；有的学生则在视频、音频资料学习过程，很少表现出用眼观看的学习姿态，而是表现出用心在聆听，我们将其学习风格归为言语型。在学习进度上，大部分学生采取按部就班的方式，按照正常的逻辑体系进行学习，我们将其学习风格归为序列型；少数学生采取章节整体学习法，进行跳跃式学习，略过部分学习内容，直接进入后面的学习内容，表现出较强的整体思维能力，我们将其学习风格归为综合型。

显然，不同学习风格的学生在面对相同的学习资源时，其学习适应性和学习风格是不同的。在翻转课堂教学中，提供不同的学习资源，设计形式多样的教学活动，可以使不同学习风格的学生最大限度地运用其学习风格，取得最佳的学习效果。从深度学习的角度，利用学习风格组建学习小组可以增加不同学习风格学生的交流和沟通频次，使学生在物理概念、原理和规律上进行更深层次的理解，有益于深度学习的开展。

笔者在翻转课堂教学中对物理学习风格做了前期探索。首先，采用所罗门学习风格量表问卷对所施教班级学生进行问卷调查。其次，结合教师的平时观察，按照有热心、会协调、执行力强的要求从活跃型得分指数高的学生中遴选出小组学习组长，同时从综合型得分指数高的学生中遴选出小组学习监督员。第三，根据问卷调查结果，按照异质分组的原则，以每6人组成一个学习小组。分组过程中，尽量保证每个小组成员的学习风格分布均衡，从而保证各种学习风格的学生在小组合作学习过程中发挥其优势并承担相应学习角色。教学实践表明，在自主学习和合作学习过程中小组成员和各组间相互交流的频率大大增加，达到了深度学习所要求的“高投入”的预期。从课堂小组学习成果汇报来看，归纳出来的物理概念、物理规律的要点更明确。可见，利用学习风格建构学习小组有益于推动学生在知识的理解方面从浅层学习进入深度学习。从小组学习提出的疑点问题来看，大部分学习小组能够把握学习内容的核心、重点和难点，所提出的问题具有综合性和开放性。在课堂教学过程中，教师可通过小组学习成果汇报复习课前学习内容，利用学生提出的疑点问题进行分析和讨论，使学生对物理知识的理解达到“高认知”和“高产出”的要求，推动课堂教学朝着深度学习的方向发展。

2.利用问题导向促进深度学习

在翻转课堂教学中，笔者发现若学习资源缺乏问题引导，大部分学生在利用此类资源时，一般停留在浅层学习阶段。例如，面对视频学习，许多学生的学习目标仅限于完成刷屏任务，很少对学习内容进行反思。学生的学习之所以没有进入深度学习状态，其中一个重要原因是视频资源在设计上缺乏问题驱动或者问题设计过于简单。又如，在小组学习交流和互动中，学生的学习成果主要是对一些知识的简单理解和简单知识点的归纳，很少有学生提出较为综合性的学习疑问。显然，这样的小组合作学习距离知识的应用、综合和拓展等深度学习的要求还有很大差距。究其原因是多方面的，其中教师是否对小组学习讨论提出明确的要求，是否按照一定的需求组织学生进行合作学习，在很大程度上影响深度学习能否发生。因此，无论是在课程资源的设计上，还是在课堂教学和小组学习的组织上，问题导向能否成功启用是影响翻转课堂能否走向深度学习的重要因素。

如何利用问题导向促进深度学习呢？在自主学习环节，教师可利用视频资源展现一些有趣的物理现象，引发学生思考，从而开启深度学习之旅。例如，在涡旋电流的应用学习中，教师可先展示如下实验视频：实验员先开启通电螺丝管，然后在其上放置一圆形铝片，接着将一装有三盏灯的灯具放在铝片上，然后往铝片上倒适量水。在实验过程中，学生依次观察到铝片悬浮在空中、灯在空中亮起来、热气腾腾等现象，很自然地会提出以下一系列问题：铝片为什么会悬浮起来？灯为什么会亮起来？水为什么会变成热气？学生带着这些问题进行自主学习，其学习目标更明确，更容易调动思维。在小组讨论环节，教师可引导学生从诸如“是什么，为什么，怎么样”等角度，对物理概念、物理规律提出设问、假定、质疑和预测。例如，在“杨氏双缝干涉”的小组学习中，教师可提出如下问题：明暗条纹的宽度、亮点取决于哪些因素？影响条纹分布的核心问题是什么？学生很容易从光源、缝的宽度和间距、光屏的位置等角度进行讨论和思考，最终发现学习杨氏双缝干涉的核心知识在于分析光程差。接着，教师可提出一些问题串供学生讨论：分别横向和纵向移动光源，条纹分布是否会发生变化？在其中一个缝附近放置一云母片，条纹如何移动？将实验装置放入水中进行实验，条纹会发生变化吗？显然，以上核心问题和问题串的理解和分析，并没有多大难度，但小组合作学习和讨论可以基于这些问题的分析，达到对杨氏双缝干涉条纹分布规律的真正理解。

3.利用经典案例训练高阶思维

深度学习致力于从广度和深度对学习内容进行全方位的解读和深层次的理解。在翻转课堂模式下要达到深度学习这一目标，教师就要培养学生的批判思维能力、决策能力、解决问题能力、创造性思维能力等高阶思维能力。学生只有具有良好的高阶思维习惯和高阶思维能力，才能在学习过程中主动探求物理概念和规律的形成过程，从而准确地理解物理知识的内涵和外延。

在教学中，笔者发现利用案例教学对训练学生的高阶思维能力十分有效。案例情境信息的呈现，可以培养学生运用批判性思维、类比思维、联想思维等思维方法主动发现问题和提出问题的习惯；可以让学生对案例情境中的物理现象进行抽象、分析，自主构建特定的物理模型，并利用相关物理规律，从对称、等效、整体、局部等角度进行分析，从而形成解决问题的策略和方案。这种案例分析的各個环节，都充满了高阶思维的运用和训练。例如，在教学“斯托克斯公式”之后，教师可布置以下经典案例，供学生进行分析和讨论：比萨斜塔两铁球同时落地，是真的吗？通过该案例的分析和讨论，引导学生认识铁球在空气中的运动存在粘滞阻力，对“两铁球同时落地”这一结论进行质疑、反思和修正。在解决这一问题的过程中，学生的各种高阶思维能力得到有效锻炼和培养。

三、结语

总之，在物理翻转课堂教学中，教师利用核心问题和问题串开展教学，既有助于学生高效完成学习任务，又为合作学习和深度学习的进一步发生奠定了基础。利用学习风格组建学习小组可极大提高学生间和师生间思维碰撞的频次，使小组学习沿着“高投入、高认知、高产出”的深度学习目标推进，利用问题导向能促进深度学习的真正发生，利用案例教学可全面训练和培养学生的高阶思维能力。

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Analysis on the Factors and Countermeasures Affecting the Deep Learning of College Physics under the Flipped Classroom Mode

Zhou Shiwen， Chen Wenqin， Yuan Zhen

（School of Science， Hainan University， Haikou 570228， China）

Abstract： The application of flipped classroom model in college physics teaching can promote the construction and internalization of knowledge and deepen physics learning. This paper analyzes the influence of learning style， problem guidance， high-order thinking and other factors on deep learning under the flipped classroom mode， and puts forward some countermeasures， such as using learning style to form learning groups， using problem guidance to promote deep learning， and using classic cases to train high-order thinking， so as to stimulate students interest in learning and mobilize students enthusiasm and initiative in learning， improve teaching efficiency and quality， and improve students physical core competence.

Key words： college physics； flipped classroom； deep learning； countermeasures； teaching efficiency； teaching quality； core competence