翻轉(zhuǎn)課堂在高校物理實驗教學(xué)改革中的應(yīng)用

張薇薇

摘要：隨著信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，線上與線下相結(jié)合的教學(xué)模式為高校物理實驗教學(xué)改革提供了新的思路。通過研究翻轉(zhuǎn)課堂在大學(xué)物理實驗課堂中的運用，旨在借助于這種混合式教學(xué)方法的優(yōu)勢來提高實踐課堂教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生自主能力、團(tuán)隊協(xié)作能力、實踐能力的提升和教師教學(xué)水平的提高，對于院校培養(yǎng)新型應(yīng)用型人才意義重大。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂 大學(xué)物理實驗 自主學(xué)習(xí)

中圖分類號：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? 文章編號：1009-5349（2020）09-0039-02

隨著科技的飛速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)與教育教學(xué)的不斷融合是教學(xué)系統(tǒng)未來發(fā)展的趨勢?，F(xiàn)階段，超星、智慧樹、慕課等多種網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺的出現(xiàn)，將線下和線上教學(xué)有機(jī)結(jié)合在一起，這必然會加速傳統(tǒng)教學(xué)模式的改革。

針對我校開設(shè)的大學(xué)物理實驗這一門課程，課時少，實驗內(nèi)容多，而且選課學(xué)生的能力參差不齊，采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，利用網(wǎng)絡(luò)媒體技術(shù)，將實驗相關(guān)資源上傳到物理實驗教學(xué)平臺，實現(xiàn)了翻轉(zhuǎn)課堂在《大學(xué)物理實驗》教學(xué)中的應(yīng)用實踐，它可以很好地解決傳統(tǒng)實驗教學(xué)所遇到的困難，學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)更明確，課堂教學(xué)效果顯著。

一、翻轉(zhuǎn)課堂簡介

翻轉(zhuǎn)課堂是以學(xué)生的自主學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，輔以教師指導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新科研能力的一種新型教學(xué)模式[1]。這一概念最早是由美國提出的，主要是將課堂教學(xué)內(nèi)容制作成PPT，以視頻的形式發(fā)布在網(wǎng)上，讓學(xué)生在家完成課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容，再回到課堂上進(jìn)行交流學(xué)習(xí)[2]。這與傳統(tǒng)的“教師在課堂上講，學(xué)生模仿操作”的教學(xué)模式恰好相反。因此，教師和學(xué)生的自主性是翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式順利開展的基礎(chǔ)保障，穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)平臺是翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式順利開展的前提要素[3]。

二、翻轉(zhuǎn)課堂的構(gòu)建模式

傳統(tǒng)物理實驗教學(xué)模式存在教學(xué)方法單一、課程內(nèi)容陳舊、學(xué)生興趣不強(qiáng)等問題，嚴(yán)重影響了實驗教學(xué)的整體水平和質(zhì)量。結(jié)合線上教學(xué)的優(yōu)勢和特點，實驗室采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式開展實驗教學(xué)，主要以課前視頻資源的錄制、課中實驗操作、課后能力提升的形式進(jìn)行。

（一）課前視頻資源的錄制

課前視頻資源的錄制工作是對教師能力的最大考驗：教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變，既要求教師有精湛的教學(xué)技術(shù)，又要掌握更廣更前沿的專業(yè)知識[4]。其中，前期素材的準(zhǔn)備是翻轉(zhuǎn)課堂最重要的內(nèi)容。短視頻的錄制、時間的控制、后期加工處理等都是對教師信息技術(shù)能力的考驗。例如光柵衍射、邁克爾干涉儀等光學(xué)實驗，視頻制作的難點就在于如何將眼睛所看到的實驗現(xiàn)象盡量放大，更為直觀和具體，這些都需要教師花費大量時間和心血去設(shè)計、思考并改進(jìn)。

視頻資源的錄制內(nèi)容包括對實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗儀器的使用方法、實驗的注意事項和應(yīng)用的講解。每個知識點對應(yīng)一個短視頻，考慮到課程內(nèi)容應(yīng)足以吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，要求視頻錄制時間控制在5分鐘左右，內(nèi)容短而精練，學(xué)生可以自主選擇知識點反復(fù)溫習(xí)。因此，對教師的基本教學(xué)技能、語言技能和知識能力提出了更高的要求[5]。

1.實驗?zāi)康?、實驗原?/p>

實驗原理是做好整個實驗的基礎(chǔ)，這部分的講解教師一定要做到因材施教，充分考慮各個專業(yè)學(xué)生的知識儲備，也要讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中有所啟迪。例如雙棱鏡干涉測光波波長，這個實驗的設(shè)計巧妙之處在于：一是拋開了狹縫，同樣得到了明暗相間的干涉條紋;二是利用毫米量級的測量獲到了納米量級的精度。學(xué)生在整個實驗過程中體驗這種創(chuàng)新手段，有助于培養(yǎng)其科研創(chuàng)新能力和分析解決問題的能力。

2.實驗儀器

實驗儀器的正確使用是做好整個實驗的關(guān)鍵，在錄制視頻時教師要對儀器的制作原理和每個元件的使用方法進(jìn)行詳細(xì)講解。例如示波器的使用，面板上有很多功能旋鈕，這對于視頻錄制帶來了很大的困難，如何讓學(xué)生深刻理解、掌握是視頻錄制的關(guān)鍵問題。

3.注意事項及應(yīng)用

由于大學(xué)物理實驗操作過程中都會用到電，有些實驗還會有激光器的參與，在實驗操作過程中為避免操作不當(dāng)引發(fā)事故，實驗的注意事項部分必須單獨做一個視頻模塊，著重強(qiáng)調(diào)。視頻錄制的最后可以適當(dāng)講解一下本實驗的相關(guān)實際應(yīng)用，啟發(fā)學(xué)生思考，達(dá)到學(xué)以致用的學(xué)習(xí)效果。例如霍爾式傳感器的特性研究，在講授時可以啟發(fā)學(xué)生聯(lián)系實際，思考生活中有哪些地方也用到了傳感器的原理。

（二）課中實踐操作環(huán)節(jié)

翻轉(zhuǎn)課堂的實施是對學(xué)生綜合能力的測試，要求學(xué)生具有一定的自控能力，對學(xué)生學(xué)習(xí)主動性的發(fā)揮具有重要意義[6]。實驗操作主要是以學(xué)生小組合作為基礎(chǔ)，教師巡查指導(dǎo)、答疑解惑。在課堂上，教師回答學(xué)生在課前觀看視頻中所遇到的問題，學(xué)生主要完成實驗操作，觀察實驗現(xiàn)象，并測量數(shù)據(jù)。這種教學(xué)模式比傳統(tǒng)“師生對話”的課堂教學(xué)模式更為靈活。課程結(jié)束后學(xué)生可以著手準(zhǔn)備完成實驗報告及實驗思考題。由此可見，實施翻轉(zhuǎn)課堂的關(guān)鍵是充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，改變他們的學(xué)習(xí)方式，即從“被動學(xué)習(xí)”向“喜歡學(xué)習(xí)”轉(zhuǎn)變。

（三）課后能力提升

課后能力提升環(huán)節(jié)分兩部分：

1.完成實驗報告

實驗室引進(jìn)電子實驗報告網(wǎng)上評定系統(tǒng)，這樣實驗報告的提交和批閱就可以在物理實驗教學(xué)平臺上完成，較傳統(tǒng)紙質(zhì)版的實驗報告更為整潔、直觀，既可以為實驗教師省下大量的時間進(jìn)行科學(xué)研究，又可以節(jié)省實驗室的存儲空間，學(xué)生操作起來也更為方便。

2.開放實驗室

實驗室在沒有課的時間實行對外開放管理，對物理實驗感興趣的同學(xué)可以利用課余時間來做一些小實驗、發(fā)明制作等，為學(xué)生參加物理實驗競賽提供了準(zhǔn)備依據(jù)[7]。

三、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式運用的意義

（一）促進(jìn)師生角色轉(zhuǎn)變

翻轉(zhuǎn)課堂是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的重要模式之一，也是現(xiàn)代教育的發(fā)展趨勢，它徹底顛覆了人們對傳統(tǒng)意義上教與學(xué)的理解，實現(xiàn)了教師和學(xué)生在教學(xué)活動中角色的轉(zhuǎn)變。教師不再是理論知識的傳遞者，而是作為學(xué)習(xí)進(jìn)程中的助推劑，在實踐環(huán)節(jié)對學(xué)生提出的疑惑進(jìn)行點撥。而學(xué)生成為課堂上的主角，他們能自由地展示、積極地思考和發(fā)言，最大限度地激發(fā)自身的學(xué)習(xí)積極性和主動性[8]。這種“教”與“學(xué)”的轉(zhuǎn)變有利于促進(jìn)師生感情，師生交流更暢通愉快，課堂氛圍更融洽，提高了實驗教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。

（二）提高實驗教師教學(xué)能力

翻轉(zhuǎn)課堂在大學(xué)物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用，弱化了教師在課堂上的知識傳授環(huán)節(jié)，注重學(xué)生自主能力的培養(yǎng)，同時又對實驗教師的能力提出了更高的要求。教師必須有過硬的知識儲備和對信息技術(shù)的足夠了解，教師要重組教學(xué)設(shè)計，尤其是前期短視頻的制作和后期的加工處理，從知識的傳授者變?yōu)閷W(xué)習(xí)的設(shè)計者和指導(dǎo)者，這對教師提出了新的挑戰(zhàn)。在這一過程中，教師可以進(jìn)行反思和總結(jié)，進(jìn)一步提高專業(yè)能力和教學(xué)能力[9]。

（三）培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和綜合能力

翻轉(zhuǎn)課堂采用線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式，課前短視頻的成功錄制，可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)習(xí)從被動向主動轉(zhuǎn)變，提高學(xué)習(xí)效率[10]。課上實驗操作環(huán)節(jié)學(xué)生可以隨時觀看短視頻，參與討論，加深對實驗內(nèi)容的理解，提高運用能力;也可以分組合作，提高團(tuán)隊協(xié)作能力;學(xué)生在動手實踐過程中掌握實驗技能，提高了思維能力和創(chuàng)新能力。

四、結(jié)語

翻轉(zhuǎn)課堂在大學(xué)物理實驗教學(xué)中的運用，改變了傳統(tǒng)的“教”與“學(xué)”的教學(xué)模式，極大地促進(jìn)了教師和學(xué)生角色的轉(zhuǎn)變。事實上，它為學(xué)生提供了一種自助式的學(xué)習(xí)模式，有利于學(xué)生自主能力的培養(yǎng)和學(xué)習(xí)興趣的提高，更有助于學(xué)生思維能力和分析與解決問題能力的提高。同時又對實驗教師的業(yè)務(wù)能力提出了巨大挑戰(zhàn)，教師要不斷加強(qiáng)學(xué)習(xí)交流，提高自己的業(yè)務(wù)水平，以此保證“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式的有效實施。

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責(zé)任編輯：張蕊