翻轉(zhuǎn)課堂在材料物理專業(yè)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用探索

江娟 鄭克玉 張蕾 曹萬(wàn)強(qiáng)

摘要：文章對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的起源、特征及優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了介紹，并對(duì)如何構(gòu)建該教學(xué)模式進(jìn)行了闡釋，結(jié)合具體教學(xué)案例分析了該教學(xué)模式在材料物理專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用，并對(duì)今后教學(xué)改革中推廣和實(shí)踐這一教學(xué)模式提出了思考。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）46-0160-02

一、引言

（一）翻轉(zhuǎn)課堂的概念

翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Classroom）起源于2007年美國(guó)科羅拉多州林地公園高中兩名教師的一次特別嘗試：他們擔(dān)心學(xué)生缺課而落下進(jìn)度，便將新課知識(shí)錄制成視頻，上傳到網(wǎng)絡(luò)以方便這些學(xué)生在家補(bǔ)課，他們這種嘗試得到了學(xué)生的大力支持。兩位老師由此得到啟發(fā)便將此模式推廣開(kāi)來(lái)，這便是翻轉(zhuǎn)課堂的雛形。后來(lái)，可汗學(xué)院在此基礎(chǔ)上，完善了包括“課前自學(xué)、課中內(nèi)化和課后升華”三個(gè)方面的翻轉(zhuǎn)課堂，將傳統(tǒng)教學(xué)模式中課上傳授知識(shí)、課后內(nèi)化的流程翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，形成課前傳授知識(shí)、課上內(nèi)化知識(shí)的新模式。這種新型的為學(xué)生提供個(gè)性化教學(xué)的模式極大程度上激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也大大提高了學(xué)習(xí)效率。因此，一時(shí)間翻轉(zhuǎn)課堂風(fēng)靡全美，其他國(guó)家（包括中國(guó)）的教師也紛紛將該模式應(yīng)用于自己的領(lǐng)域[1]。國(guó)內(nèi)最初的翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)踐開(kāi)始于2011年重慶市江津聚奎中學(xué)，短短的幾年時(shí)間內(nèi)，翻轉(zhuǎn)課堂成為大家耳熟能詳?shù)哪Ｊ?，其范圍遍及中小學(xué)教育至高等教育，幾乎覆蓋所有科目[2]。

（二）翻轉(zhuǎn)課堂的特征

翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式分為三個(gè)階段，即課前自學(xué)—課中內(nèi)化—課后升華。在課前自學(xué)階段，學(xué)生利用多媒體終端自學(xué)與新知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的微視頻并完成相應(yīng)作業(yè)，學(xué)生學(xué)習(xí)情況由系統(tǒng)反饋給教師；在課中內(nèi)化階段，教師與學(xué)生充分討論，以解決學(xué)生課前學(xué)習(xí)階段遺留的問(wèn)題，學(xué)生之間也可互相討論解決問(wèn)題；在課后升華階段，學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)。

與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，翻轉(zhuǎn)課堂模式實(shí)現(xiàn)了從理念、形式到時(shí)空的翻轉(zhuǎn)。傳統(tǒng)教學(xué)模式以教師講授一對(duì)多的形式為主，學(xué)生被動(dòng)接受教師的傳授，由于學(xué)生的基礎(chǔ)存在個(gè)體差異，對(duì)于相同的輸入學(xué)習(xí)效果存在明顯的差異。而在翻轉(zhuǎn)課堂中，真正體現(xiàn)了學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體的教育理念，翻轉(zhuǎn)課堂采用“課前自主學(xué)習(xí)—課堂深度互動(dòng)”的新模式，學(xué)生課前學(xué)習(xí)的效果直接反饋給教師，教師根據(jù)反饋情況在課中更能有的放矢地指導(dǎo)學(xué)生，換個(gè)角度來(lái)說(shuō)翻轉(zhuǎn)課堂真正實(shí)現(xiàn)了一對(duì)一的教學(xué)，這種形式更有利于提升教學(xué)效果[3]。

（三）翻轉(zhuǎn)課堂的優(yōu)勢(shì)

翻轉(zhuǎn)課堂相比傳統(tǒng)課堂的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）增強(qiáng)學(xué)生時(shí)間分配的主動(dòng)性與靈活性；（2）改善傳統(tǒng)課堂教學(xué)環(huán)境與氛圍，激發(fā)學(xué)生興趣；（3）教學(xué)反饋實(shí)時(shí)呈現(xiàn)；（4）真正實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生一對(duì)一模式；（5）學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力得到鍛煉和提高。

翻轉(zhuǎn)課堂的靈活性讓學(xué)生能自主安排時(shí)間，不受時(shí)空限制。翻轉(zhuǎn)課堂的出現(xiàn)，讓學(xué)習(xí)氛圍更加輕松，讓教師和學(xué)生的關(guān)系更加親密，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣大大提高。在翻轉(zhuǎn)課堂模式下學(xué)生的學(xué)習(xí)效果由教學(xué)平臺(tái)實(shí)時(shí)反饋給教師，教師了解了每位學(xué)生的學(xué)習(xí)情況后有的放矢地進(jìn)行一對(duì)一的輔導(dǎo)，教學(xué)效果大大提升。翻轉(zhuǎn)課堂也是考察學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的有效模式，對(duì)于自主學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生他們學(xué)習(xí)越認(rèn)真自然收獲越大，因此學(xué)習(xí)興趣越高，這樣的良性循環(huán)又不斷促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提高[4]。

在高等教育領(lǐng)域，大學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)個(gè)體差異大，具有一定的自主學(xué)習(xí)能力，作為心智較成熟的成年大學(xué)生相比中小學(xué)生具有更強(qiáng)的自控能力，這些條件都更有利于翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)現(xiàn)，因此在大學(xué)課程中采用翻轉(zhuǎn)課堂將取得比傳統(tǒng)教學(xué)更好的效果。針對(duì)本校材料物理專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，實(shí)驗(yàn)課上學(xué)生要在較短時(shí)間內(nèi)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理，熟悉操作步驟并實(shí)現(xiàn)操作以獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果，最后分析所得結(jié)果獲得結(jié)論，雖然大部分學(xué)生能夠按照教師的要求完成這些步驟，但是學(xué)生對(duì)知識(shí)的把握是膚淺的。因此，如果將部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目采用翻轉(zhuǎn)課堂模式教學(xué)，學(xué)生在課前學(xué)習(xí)相關(guān)理論部分，并預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)課中學(xué)生通過(guò)實(shí)際操作進(jìn)一步加深對(duì)理論知識(shí)的理解并將其內(nèi)化，這樣的教學(xué)模式將有望獲得更好的教學(xué)效果[5]。

二、翻轉(zhuǎn)課堂在材料物理實(shí)驗(yàn)中的實(shí)施方案

（一）課程規(guī)劃

開(kāi)始正式教學(xué)前，首先要對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行一個(gè)詳細(xì)規(guī)劃。對(duì)于材料物理專業(yè)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，并不是所有的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都適合翻轉(zhuǎn)課堂模式，因此要對(duì)適合翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的項(xiàng)目進(jìn)行甄選。

確定適合翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后列出關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，錄制知識(shí)點(diǎn)視頻；然后對(duì)課前教學(xué)、課堂教學(xué)及課后鞏固練習(xí)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。例如，研究材料物理專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱后，我們發(fā)現(xiàn)《陶瓷材料制備實(shí)驗(yàn)》項(xiàng)目比較適合采用翻轉(zhuǎn)課堂模式，于是列出該實(shí)驗(yàn)涉及的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)并準(zhǔn)備好錄制視頻需要的腳本，同時(shí)還要設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)課之前學(xué)生學(xué)習(xí)視頻后應(yīng)完成的相關(guān)練習(xí)。

（二）教學(xué)視頻錄制及網(wǎng)絡(luò)資源收集

大部分教學(xué)視頻是自行錄制的，也有一部分從網(wǎng)上收集整理編輯獲得。根據(jù)我校材料物理專業(yè)教學(xué)大綱的要求，針對(duì)選定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目錄制知識(shí)點(diǎn)視頻，每段視頻時(shí)間控制在3-5分鐘。實(shí)際操作中我們還準(zhǔn)備了另一類選學(xué)視頻，即整合網(wǎng)絡(luò)資源的與本實(shí)驗(yàn)相關(guān)但屬于擴(kuò)展內(nèi)容或者較難部分的視頻作為進(jìn)階學(xué)習(xí)視頻，同樣將其時(shí)間控制在3-5分鐘，這部分視頻主要供學(xué)有余力的同學(xué)自行學(xué)習(xí)。例如，在《陶瓷材料制備實(shí)驗(yàn)》項(xiàng)目中，我們以制備一種微波介質(zhì)陶瓷材料為例，將對(duì)陶瓷材料制備工藝流程錄制成視頻，對(duì)實(shí)驗(yàn)的每個(gè)步驟的原理加以介紹，對(duì)需要注意的問(wèn)題加以提示，演示各步基本操作，最后設(shè)置幾個(gè)相關(guān)問(wèn)題。當(dāng)然我們也制作了與本實(shí)驗(yàn)相關(guān)的進(jìn)階視頻，難度和深度均有不同程度的提高[6]。

（三）翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的實(shí)施

同樣以《陶瓷材料制備實(shí)驗(yàn)》項(xiàng)目為例，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課之前通過(guò)學(xué)習(xí)視頻對(duì)陶瓷制備工藝流程有一個(gè)初步了解，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程學(xué)生對(duì)每個(gè)操作步驟都胸有成竹，對(duì)每一步操作與前后步驟之間的關(guān)聯(lián)也很清楚，這樣就保證了實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。由于有課前學(xué)習(xí)的階段，在實(shí)際操作中學(xué)生有時(shí)間邊操作邊思考就會(huì)提出很多相關(guān)問(wèn)題，而在跟老師討論問(wèn)題的過(guò)程中學(xué)生的解決和分析問(wèn)題能力自然得到提高。比如，在一次實(shí)驗(yàn)中有同學(xué)嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)步驟操作，但是最后制備的微波介質(zhì)陶瓷某一性能參數(shù)（如Q*f）相比預(yù)期結(jié)果差別太大，經(jīng)與老師討論發(fā)現(xiàn)本實(shí)驗(yàn)中考慮的因素僅是影響微波介質(zhì)陶瓷Q*f的眾多因素之一。這一部分內(nèi)容不在教學(xué)目的之中，但是這個(gè)過(guò)程對(duì)于提高學(xué)生的興趣卻至關(guān)重要。對(duì)于學(xué)有余力的同學(xué)，除了觀看針對(duì)本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的視頻之外，還可以通過(guò)觀看進(jìn)階視頻，以拓寬自己的知識(shí)面，個(gè)別學(xué)生還以此為突破口發(fā)現(xiàn)自己的科研興趣之所在，開(kāi)啟了自己的科研之旅。

三、實(shí)踐與思考

翻轉(zhuǎn)課堂這種教學(xué)模式具有突出的優(yōu)點(diǎn)，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主動(dòng)性，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)于知識(shí)的理解和內(nèi)化，增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。但是我們也要認(rèn)識(shí)到，翻轉(zhuǎn)課堂這種新型教學(xué)模式在教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用，還需要教師不斷地探索與總結(jié)，在實(shí)踐中逐步完善翻轉(zhuǎn)課堂的各個(gè)環(huán)節(jié)，更加高效地幫助學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)。翻轉(zhuǎn)課堂有一定的適用對(duì)象和范圍，例如在材料物理專業(yè)實(shí)驗(yàn)中并不是所有的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都適合翻轉(zhuǎn)課堂模式。因此，在實(shí)踐中，教師要進(jìn)行科學(xué)分析，認(rèn)真選擇，哪些內(nèi)容適合翻轉(zhuǎn)課堂，哪些內(nèi)容適合傳統(tǒng)教學(xué)模式，將兩者有機(jī)結(jié)合起來(lái)，才能真正有效提高教學(xué)效果[7]。

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