问题驱动下的物理翻转课堂教学探究

杨菲

目前，翻转课堂教学备受关注。笔者借助互动教学平台，面向高三学生开展问题驱动下的翻转课堂教学。课前，教师通过ClassIn平台发布任务，驱动学生发现问题。课上，组间互换问题、深入研讨、迁移知识并解决问题。课后，组间互相发布习题以巩固知识。笔者设计并应用新的翻转课堂教学模型，不仅培养了学生发现、思考、解决问题的能力，而且促进了学生个性化、自主化、合作化的深度学习，提高了学生的物理学科核心素养，总结了课堂教学策略。

一、现阶段高三物理教学面临的问题与出路

有研究表明，学生接受教师讲授，24小时后对相关知识的平均保持率为5％，而学生向他人讲授并对所学内容立即进行应用性学习后，24小时后对知识的平均保持率为90％。马祖尔教授通过研究发现：课堂上，学生互助教学有利于吸收、内化知识，答题正确率升高一倍。翻转课堂教学有巨大的应用空间和潜力，线上线下有机融合将为翻转课堂教学锦上添花。

《义务教育物理课程标准（2022 年版）》强调，教师应灵活运用多种方式教学，充分发挥育人功能。翻转课堂这种混合式教学为学生学习物理拓宽了路径。混合式教学（对学生而言就是混合式学习）由何克抗教授最先引入国内。混合式教学是将课堂教学与课外学习融为一体的教学，它需要以数字化教育资源为保障和基础。

高三学生有大量知识需要复习，但时间有限，如果不能及时发现自身问题，会浪费时间和精力。高三学生具备发现问题的能力，有一定知识储备，但是思考和解决问题的能力不强，学习兴趣不浓，合作学习意识较弱。教师如能有效引导学生发现问题，并启发他们协作解决问题，将帮助学生节省大量的复习时间，有利于他们在小组合作中深度学习。

翻转课堂教学模式下学生处于主导地位。笔者所在学校积极构建以培养学生解决问题能力为主的课堂。笔者以高三学生具备基本的物理素养为基准，课前通过ClassIn平台发布任务，驱动学生个性化发现问题，课上则开展小组合作活动。笔者在信息技术支撑下以学生为中心，通过线上线下融合、情境教学助力，构建了高效翻转课堂。

二、问题驱动下的翻转课堂教学案例分析

在课例教学中，笔者采用如下模型（如图1）教学。

模型简介：课前，教师借助信息技术工具ClassIn平台发布主题和练习，线上帮助学生寻找问题所在。课上，教师线上或线下通过电子大屏展示ClassIn统计结果和各组要解决的问题，让学生组间互换问题并讨论解决，用投影和电子屏幕解说。课后，组间互相发布习题，应用知识巩固所学并借助ClassIn统计作业情况。该模型中，不论线上还是线下课堂上均是学生自主发现问题、解决问题，这样可以充分体现学生主体，高效实施以问题情境教学为驱动力且信息技术贯穿始终（模型图示中箭线）的翻转课堂教学。

以下，结合课例介绍具体教学过程。

（一）课前准备（引导学生）

为了培养学生准确高效寻找自身问题的能力，笔者设计了一系列的引导活动来帮助学生。

引导1：确定主要问题。

假期，笔者通过ClassIn平台列出高考物理中各个题的考点，请学生对照寻找自身知识薄弱之处。

“同学们，现在是高三，为了对物理进行查漏补缺，需要你们认真思考发现自身薄弱所在。高考题知识点汇总（按题号给出每题知识点考查内容）如下：

1.能级跃迁；2.横波的性质；3. 图；4.变压器；5.斜面物块受力分析；6.机械波；7.磁场运动；8.地面与太空竖直圆；9.电容器；10.碰撞；11.楞次定律；12.冬奥会滑雪；13.水压传感器；14.核聚变；15.内外接、万用表、电路故障；16.打点计时器、测重力加速度；17.平抛；18.加速电场：电场力、速度、时间；19.椭圆天体、推导万有引力与成反比、球体建模；20.动生电动势、霍尔元件、测地磁场。

结合自身情况，按照 ‘最没把握→较易’的顺序挑出5个完成填写任务，内容包括：1.没把握的知识点（填序号或自身薄弱点）；2.一定写出自身困惑所在。”

部分统计结果见表1。

笔者根据上面接龙统计结果筛选出班级一周内要解决的主要问题，选定第一节课开展“实验：电池电动势和内阻的测量”的教学活动。

引导2：习题训练与反馈。

笔者利用ClassIn平台针对主要问题设计两道练习题，布置给学生。笔者做出评价反馈，让学生准确找到自身问题并用物理语言加以描述，以文字形式提交。

引导3：合理分组，培养小助教。

笔者尽量结合学生平时表达能力、思维能力、动手能力、计算能力，以及问题类型对学生进行分组。全班35人被分为5组，每组7人。各组选派组长（代表），收集组内最具代表性的物理问题、习题或实验现象。笔者对组长进行指导，培养小助教。师生共同准备上课所用工具（ClassIn平台、平板电脑、智能手机、投影仪、电子大屏、电学实验器材等）。

（二）课堂活动（问题驱动）

1.“实验：电池电动势和内阻的测量”主要教学过程

（1）引入问题：为了引导学生积极思考探究，尋求解决问题的方法，笔者首先出示假期线上调查结果，通过这一真实情境引入问题。笔者利用电子大屏展示ClassIn平台统计结果：90%的学生对“实验：电池电动势和内阻的测量”没有完全掌握，将其确定为本节课探究的主题。笔者随后展示各组最具代表性的物理问题、习题、实验现象，大致有5类：实验电路的设计；误差来源分析；数据处理（求解电动势和内阻，图像题）；读数（游标卡尺，螺旋测微计，万用表）；电路故障分析。

（2）探究问题：为了实现学生全员个性化发展，促进学生高效深度思考和学习，笔者设计小组合作式探究学习模式，通过组间交换问题在同一时间段解决不同专题。为了激发学生的学习积极性，实行小组加分制。比如，将甲组“实验电路的设计”的问题交给乙组来解决。该过程中，由受过教师培训的组长记录各组讨论情况，量分评价。组长还协助教师提供小组各项所需（多媒体设备、实验器材、引导提示等）。讨论中，教师和组长要关注时间，让小组成员的发言留痕，不然课堂教学效率会大打折扣。

（3）解决问题：各组派代表通过板书、视频或实验等形式展示结果。组长检查本组代表是否将每个问题涵盖的知识点完全展示出来。①介绍内外接电路，要展示限流分压两个电路图；画电路图并实际连接，对电流表、电压表、滑动变阻器要选择恰当。②误差来源分析：注意系统误差（滑动变阻器，电流表内接或外接造成内阻测量值偏大或偏小）和偶然误差等；③根据图像求解、，为纵轴，为横轴时：纵轴截距为，斜率大小为的大小。④游标卡尺读数方法：读数=主尺读数+游标尺读数，游标尺读数=×分度值。格子数不需要估读，判断好分度值再记录数据。螺旋测微计读数方法：测量值（mm）=固定刻度读数（mm）（注意半毫米刻度线是否露出）+可动刻度数（估读一位）×0.01（mm）。注意：螺旋测微器可动刻度格子数需要估读。万用表读数方法：先确定万用电表的选择开关旋至的挡位，如果是电流或者电压挡位，先判断分度值再将其乘以格子数；如果是欧姆挡位，看选取的倍率，用格子数乘以倍率。注意：务必先看清挡位再读数。⑤故障来源及现象：断路或短路。

小组展示方案涉及知识点和技能广泛且复杂，需要全组成员参与，这无形中促进了学生合作能力提升，也鍛炼了学生的表达能力，不同形式的表达激发了学生创新能力和成就感。学生整节课都处于高度兴奋状态。

（4）对结果的评价、反馈、总结、反思：为了帮助学生内化知识，找到适合自身的学习方法，培养学生自主反思和应用知识的能力，笔者让学生结合自身问题思考解决方案，并记录在笔记本上。笔者抽选学生让其用平板电脑、多媒体电子屏或投影仪进行展示。

（5）对知识进行迁移应用：为加深学生对知识的理解应用，让学生体验创造新知的过程。笔者让各组为其他小组命制练习题，组间互相批改评价。学生还可对命题进行评价。这样，学生在玩中实现了思维拓展。

2.教学过程中可能出现的问题和解决方法

一是小组成员没有形成最终解决方案，组长可适当提示、补充，删减问题环节。二是课堂上延伸探索时间不够，教师可布置课后并对学生课后学习情况进行评价。三是课堂小组讨论和展示时间不确定，教师可提前让学生实践。

3.教学效果评价设计

笔者根据ClassIn平台作业反馈和教学评价量表综合评价学生。课前，笔者利用ClassIn平台进行统计，确定主要问题为电源电动势和内阻的测量，针对性设计并布置该模块练习，让学生暴露自身问题。课上，笔者根据小组讨论情况和小组展示情况确定哪些知识学生没有掌握。课后，笔者根据各组反思及习题作答情况评估学生自主学习效果。教学评价量表如下（见表2）。

三、问题驱动下翻转课堂教学的价值

（一）问题驱动下翻转课堂教学适用多种场景

其一，如果需要远程教学或再次面临疫情，这种问题驱动下翻转课堂教学模式仍然适用。ClassIn平台可以提供线上教学所需的统计、展示、小组讨论等环境的支撑，师生使用相关功能非常便捷。

其二，新模式适用于概念教学。不论新课还是复习课，有些难理解的概念，又长又乏味，教师采用该模式教学可以迎刃而解。各组课前预习教科书上相关知识，搜集难理解的概念，确定最具代表性的问题，课上交流、分析、解决。

其三，教师可用新模式解释生活中或课堂上学生难以理解的现象。各组课前收集问题，以视频或者照片展现，课上互换问题并商讨解决，课下发现更多的现象并加以解释。

其四，教师可用新模式拓宽学生视野、提升学生思维能力。目前科技生活日新月异，高考也在与时俱进。教师可以每周末布置一项作业，让学生搜集本周有关科技发展的热点话题和前沿成果。教师可以安排一节课让学生分享搜集的资源和问题，让他们在讨论中发现涉及的物理知识和可能出现的物理题型，提升思维能力。

（二）问题驱动下翻转课堂教学有利于学生自主深度学习

一是助力学生个性化发展，促进深度学习和思考。就高中物理知识的学习而言，学生在学习中逐步发现自身存在的问题尤为重要。教师利用互动平台帮助学生发现问题，使学生的物理知识学习与问题联系，激发学生学习兴趣，从而让学生更加积极主动地产生更多的问题，这是促进学生个性化学习的主要途径，有利于学生深度学习和思考。

二是实时反映学生学习状态，以便调整教学进度。在传统模式下，高中物理课堂教学气氛较为沉闷。翻转课堂教学模式下，教师根据学生课前实践反馈情况，让学生知晓自身具体问题所在，使他们在学习过程中注意力更加集中，从而提高学生在课堂教学中的参与度。教师尊重学生的主体地位，以分组讨论的方式教学让学生大胆表达意见，甚至质疑，这样可以确保学生逐步发现自己在学习中存在的不足，合理地调整教学进度。

三是为多元化教学提供参考。新模式不仅适用于线上线下融合教学，而且适用于线上或线下单独教学；不仅适用于复习课，而且适用于新授课；不仅可用于解决概念难题，而且可用于解释生活中的物理现象。

总之，教师开展问题驱动下的翻转课堂教学，不仅能够激发学生学习兴趣，增强学生的问题意识，而且能够帮助学生养成良好的学习习惯，促进学生深度学习和思考，这对提高课堂教学质量、提升学生素养，具有积极意义。

参考文献

[1] JAMES M F， ANNEKE L T， KELLY M， et al. Teaching and physics education research： bridging the gap[J]. Reports on Progress in Physics，2014（77）：32401.

[2] 何克抗.从 Blending Learning 看教育技术理论的新发展（上）[J].电化教育研究，2004（3）：1-6.

[3] 周雨青，叶善专，朱明.物理教学中使用“混合式”教学模式的实践与瞻望 [J].中国大学教学，2010（4）：17-19.

[4] 刘虎.高中物理教学中学生问题意识的培养策略研究[J].试题与研究，2021（18）：147-148.

[5] 董娜.核心素养理论指引下的学生问题意识培养策略分析[J].中学物理教学参考，2019（24）：87.

（作者系北京理工大学附属中学通州校区教师）

责任编辑：祝元志