线上线下相结合的翻转课堂教学模式研究——以《大学物理》课程为例

王闻琦

（宿州学院 机械与电子工程学院，安徽 宿州 234000）

随着社会信息化建设的不断推进，以互联网为代表的新一代信息技术日新月异，各种优质教育资源、新型教学媒体以及网络教学平台等迅速涌现，给传统的面对面教学带来了巨大的冲击，人们开始慢慢接受并习惯利用互联网开展学习。尤其是2020年春季新冠疫情爆发后，全国各所大、中、小学遵照教育部提出的“停课不停学”号召，统一开展了为期四个多月的线上教学活动，这一特殊历史事件更是加速推动了“后疫情”时代网络教学的全面实施。

相比较传统教学而言，网络教学具有许多明显的优越性，比如：学习不受时空限制，教学效率更高，更利于因材施教等，但是作为一种新型教学模式，它同时又不可避免地存在一些弊端，比如：对学习者的学习能力和自律能力要求较高，不利于师生之间的情感交流等[1]。因此，为了追求最优化的教学效果，理想的方式应该是将网络教学与传统教学有机结合，扬长避短，最大限度地发挥各自的优势。为此，笔者以《大学物理》课程为研究对象，开展了关于线上与线下相结合的翻转课堂教学改革试验，现将改革思路和研究经验予以分享。

1 线上线下相结合的翻转课堂教学模式介绍

线上线下相结合的翻转课堂教学模式就是在借鉴“先学后教”的翻转课堂教学理念基础上，将网络教学与传统教学两种方式进行结合形成的一种新型教学模式[2]。

由图1所示的教学模型可以看出，线上线下相结合的翻转课堂教学模式将完整的教学过程分为线上和线下两个环节，其中，线上环节是利用课外时间、围绕基础性知识（即学生容易理解的知识）开展教学，在此过程中，教师主要负责监督学生的学习并适时地予以指导，而学生则是依据教师布置的任务要求，通过观看视频、完成习题作业等形式自主进行学习，当遇到困难时，可以通过求助教师或者通过生生之间的交流讨论加以解决；线下环节是利用课内时间、围绕具有一定难度的提高性知识（如重难点和应用性知识等）开展教学，在此过程中，教师一方面依据网络平台记录的线上学习数据，对学生的学习结果予以评价和反馈，另一方面则是通过搭建教学环境，组织实施面对面教学，而学生则是在教师的引导下，通过开展分组协作学习等形式，围绕特定的问题进行提升训练，以增强对知识的理解和应用。

图1 线上线下相结合的翻转课堂教学模型

总体而言，线上线下相结合的翻转课堂教学模式不仅拓展了教学的空间，同时更加凸显出“教师为主导、学生为主体”的教学思想，再加上全程贯穿师生间的交互，因此，无论是相较于单一的网络教学还是传统教学，该模式都更利于增进学生学习的自由度和灵活性，更利于提升整体教学的质量和效果[3]。

2 大学物理采用线上线下相结合的翻转课堂教学模式的意义

众所周知，大学物理是理、工科各专业必修的一门公共基础课程，它对于培养学生的科学分析、逻辑推理以及实践应用等能力方面具有重要的作用。然而大量研究显示：大学物理课程教学正在遭遇瓶颈，严重影响了其在人才培养体系中的重要性发挥[4]。造成这一结果的主要原因在于①教学模式僵化，仍以传统的面对面教学为主；②学生质量下降，对于抽象复杂的物理知识理解困难；③课程学时压缩，师生的教学负荷加重；④教材更新滞后，新的知识内容很少融入课堂；⑤考核方式陈旧，不注重过程性评价。

面对上述现状笔者认为：大学物理课程教学亟需进行改革，而改革的关键恰恰在于创新教学模式。实践证明，采用线上线下相结合的翻转课堂教学模式不仅能够有效地解决当前大学物理课程教学存在的诸多问题，同时对于推动大学物理课程的发展具有积极的意义。

2.1 有利于弥补课时的不足

数据显示：当前大学物理课程的学时数仅为十年前的1/2～1/3，而教学内容基本未变。在学生质量下降且教学方式不变的情况下，无疑加大了师生教学的强度，其结果必然导致教学质量和教学效果的下降[5]。由于线上线下相结合的翻转课堂教学模式将基础性知识内容的教学安排在课堂之外，由学生利用网络平台自主完成，而线上教学不必受到时长的限制，学生可以根据自己的学习特点、风格喜好、能力水平以及知识的掌握程度等安排学习的节奏和进程，这样不仅能够降低学生单位时间内的学习负荷，同时在教师的监督指导下更容易确保教学质量和教学效果的最优化。另一方面，由于线上教学极大地减少课内教学的任务，这就使得教师在课内教学环节不必因为担心完不成课程大纲规定的目标而加快教学的进度、减少必要的互动与交流，从而影响教学的质量和效果；或者反过来为了追求教学效果而删减、弱化部分知识内容，从而破坏知识结构的完整性和系统性。因此，线上线下相结合的翻转课堂教学模式可以有效解决大学物理课时不足带来的诸多负面问题。

2.2 有利于降低知识的难度

大学物理课程中包含大量抽象、复杂的理论知识，对学习者的抽象思维能力以及科学分析能力等要求较高，而学生质量的下降以及个体差异的加大无疑增加了教学的难度，往往就会导致部分学生因听不懂或不理解而失去学习的兴趣，甚至产生厌学心理。而采用线上线下相结合的翻转课堂教学模式后，教师可以借助多种媒体手段将抽象、复杂的知识形象化、简单化，从而降低知识的难度，帮助学生更好地进行理解。比如：在讲授电磁感应定律时，教师可以结合动画演示并分析电动势产生的原理，同时也可以引导学生通过虚拟试验观察并感受电动势变化的整个过程。另外，由于线上教学环节不受时长的限制，对于学习基础偏弱、理解能力不强的学生还可以通过反复观看动画或者反复进行试验演练等弥补自身认知的缺陷，从而增强知识的掌握程度。再者，由于课堂教学环节教师的任务不再是简单地传授知识，而是变成了答疑解惑以及通过搭建教学环境组织学生开展提高性训练，因此，教师可以将现实生活中存在的某个现象或事件呈现给学生，然后引导学生利用所学知识分析现象或事件产生的起因、原理等，这样不仅可以最大限度地提升学生利用理论知识分析并解决实际问题的能力，同时也容易促使学生在参与分析探索的过程中产生成就感，进而激发学习的热情和积极性。而这份热情和积极性往往又会这反过来激发学生进一步探究新知识的欲望，如此一来，学习自然就将进入一个良性的循环。

2.3 有利于扩展知识的深广度

受到教材内容、学生质量以及授课学时等因素的制约，传统大学物理课程教学往往只注重基础性和普适性知识内容的传授，而轻视难点知识的讲解，对于许多前沿的知识以及先进的教育理念等更是很少涉及，这不仅有违课程开设的初衷，同时也严重影响了人才培养的质量。而采用线上线下相结合的翻转课堂教学模式后，由于摆脱了学时数的限制，教师可以根据教学内容整理、制作一些相关的辅助资源（如人物介绍及其历史典故、国内外最新科研成果等）并发布到网络平台供学生选学，同时也可以在录制教学视频时融入大思政以及创新创业等方面的教育内容，这样可以有效帮助学生增长知识面、扩充眼界并提升发散思维能力，而对于喜爱物理的同学，则可以最大限度地提升其发展空间，促使其更快更好地成长。另一方面，在课堂教学环节，教师可以通过精讲一些提升性习题（如考研或全国物理竞赛真题等）扩展知识应用的深度，强化知识掌握的程度，同时进一步激发学生学习的兴趣。

3 大学物理实施线上线下相结合的翻转课堂教学改革的实践

自2020年9月，笔者以宿州学院机械自动化与生物工程两个专业的4个班级（合计265名学生）为研究对象，利用自制的《大学物理MOOC》省级课程资源（课程网址http://www.ehuixue.cn/index/detail/index.html.cid=31802），同时借助e会学和教学立方两个主流网络平台，开展了一轮大学物理线上线下相结合的翻转课堂教学改革试验，具体实施过程参见图2所示的教学模型。现结合“§9-2简谐振动旋转矢量法”一讲的教学将教学思路总结如下。

图2 大学物理线上线下混合式翻转课堂教学模型

3.1 开学第一课

正所谓好的开始是成功的一半，因此，在课程开始的第一次课，教师有必要专注做好以下三项关键工作。首先，教师应该依据教学大纲向学生系统地介绍大学物理课程的知识体系、在人才培养中的作用以及教学目标等，从而使其对课程的重要性以及后续学习的方向等产生清醒的认识。此项工作的目的在于：引导学生从思想上重视大学物理课程，为后续教学奠定基础。其次，教师应向学生详细介绍课程教学的方法（即线上线下相结合的教学模式）、考核的方式（包括线上和线下两个环节，强调学习过程评价）以及师生交互的方法等，并指导他们利用手机正确下载、安装教学APP，申请加入课程平台、熟悉平台的功能及其操作方法等。此项工作的目的在于：促使学生后续能够自觉、灵活的利用网络平台开展学习。再者，通过“教学立方”平台发布一份电子问卷并要求学生认真填写，内容可以包括对物理课程的兴趣程度、高中阶段物理知识的掌握程度、是否有过线上学习经历等。此项工作的目的在于：全面了解学生学习的现状，为后续开展教学设计以及组织实施教学提供依据。

3.2 课前自学阶段

首先，教师针对教学内容制定详细的教学设计，其中需重点做好以下几项工作：将现有的MOOC资源（包括视频、课件、习题、作业等）分别依据学生的学习基础和专业需求进行分类，如基础性和提高性、必学和选学等；分阶段撰写详细的线上学习指导手册（第一阶段仅围绕基础性知识，第二阶段主要围绕提高性知识），内容包括学习任务、学习要求和注意事项等，比如学习§9-2节，要求必须在某个时间节点前观看视频2讲、完成随堂练习8题、课后作业1份、参与交流讨论2次以上，强调视频观看率以及习题、作业的正确率会影响课程考核成绩。接下来，教师利用教学立方的公告功能发布学习指导手册，学生则利用e会学平台开展自主学习、参与交流讨论。在此过程中，教师一方面需要密切关注学生交流讨论的内容并适时地给予必要的帮助和指导，以解决学生的困惑；另一方面则需要每天定时地查阅平台数据了解学生的学习动向，并将相关结果（如已完成学习任务和暂未参与学习人员的名单）发布到教学立方平台，其中，公布已完成学习任务的学生名单主要是为了进一步激发其学习积极性，而公布未参与学习的学生名单则主要是为了督促其尽快安排学习计划，对于时间节点到达时仍未完成学习任务的个别学生，教师可以通过教学立方的小纸条功能了解原因，并对其提出进一步要求。最后，教师对随堂练习和课后作业得分情况进行梳理，记录正确率较低的所有问题并分析出错原因，在此基础上，继续设计或搜集整理部分类似题目，从而为实施下一步教学做好准备。

3.3 课中提升阶段

首先，在正式授课之前，教师利用教学立方发布教学课件并要求学生快速阅读全文，完成后利用数字码签到功能组织学生签到并对结果进行反馈。接下来，教师结合教学课件带领学生简要回顾线上学习的内容，利用电脑或手机投屏功能展示e会学平台记录的线上学习相关数据并对其进行总结评价（如任务完成率、随堂练习和作业的答题成绩、交流讨论参与的频次等），此时需对答题成绩较好或者交流讨论参与较多的部分同学提出表扬，以此促使学生树立竞争意识、激发学习的热情。紧接着，教师针对线上学习过程中学生提出的典型问题以及随堂练习和作业中错误率较高的题目，逐个进行详细地分析解答，利用教学立方发布课堂小测（即课前环节整理制作的习题）并组织学生众答或抢答，根据答题结果适当地予以分析说明，此举主要为了进一步强化线上学习的效果。最后，教师借助多媒体精讲提高性内容、呈现某个问题（案例），随后对学生进行分组并要求通过合作学习解决相关问题（案例），而当学习结束时，先由小组选派成员进行作答或者对其他小组的答案进行补充，再由教师进行总结、评价和补充。

3.4 课后强化阶段

首先，教师利用教学立方发布作业（主要针对提升性知识内容并附详细的评分标准）和第二阶段的线上学习指导手册，要求学生结合自身的学习情况补缺补差、继续通过e会学平台学习§9-2节的剩余内容、完成作业并参与互评两份作业。接下来，学生根据指导手册继续在规定的时间内开展学习，完成相关任务，而在此环节，教师依然需要充分发挥督导作用，一方面确保学生顺利完成学习任务，提高教学的效果；另一方面及时处理个别学生对作业互评结果的申诉，保证互评成绩的公正性。

4 结语

虽然线上线下相结合的翻转教学模式从理论上讲具有较强的优越性和可操作性，并且被应用于大学物理课程中也确实取得了良好的效果，但是作为一种新型产物，对师生能力的要求变得更高，这在一定程度上阻碍了其发展速度，同时也严重制约了教学质量和效果的提升，因此，如何科学地将线上线下相结合的翻转教学模式运用于实际课程教学之中，并且实现教学效果的最优化，仍需要一个漫长的研究探索过程，更需要众多学者、教师的积极参与和不懈努力。