物理翻轉課堂實驗教學研究

1、物理翻轉課堂實驗教學研究摘要：本文根據大學物理實驗教學的特點，分析在大學物理實驗教學中實施“翻轉課堂”的必要性，并給出具體的實施方案?！胺D課堂”有助于提高大學物理實驗教學質量，提高學生分析、解決問題的能力。 關鍵詞：翻轉課堂;教學模式;課堂互動 一、引言 “信息傳遞”和“吸收內化”是學習過程的兩個有機部分，傳統(tǒng)教學課堂為“信息傳遞”的主要場所，被教師用來傳授知識，雖然容易達到教學目標，教學效率高，但學生被動接受知識，不能積極、主動地參與教學過程，并且缺乏個性，易造成學生實踐精神和創(chuàng)造能力的夭折，不利于學生的全面發(fā)展。近年來，隨著信息技術和網絡教育的不斷發(fā)展，一種新的教育教學模式“翻轉課堂”在

2、全世界范圍內受到廣泛關注?！胺D課堂”教學模式克服了傳統(tǒng)教學中存在的以教師為主體的弊端，將課堂變?yōu)椤拔諆然钡闹饕獔鏊瑢W習的主動權還給學生。長期以來，高校滿堂灌的課堂教學方式，使一些學生對課堂學習失去興趣，出現(xiàn)玩手機、睡覺、看小說，甚至逃課的不良現(xiàn)象，學校也采取很多措施制止這些不良行為，但大都是強制措施，不能從根本上解決問題。為了提高高校的教學質量及學生的學習興趣，“翻轉課堂”教學模式開始在高校開展。大學物理實驗是理工科學生系統(tǒng)學習科學研究方法和研究手段的開端，通過實驗預習、儀器使用、實驗操作、現(xiàn)象觀察、數據記錄、實驗結果處理及分析等環(huán)節(jié)，學生掌握實驗的基本技能，培養(yǎng)學生的動手能力、分析

3、解決問題能力及創(chuàng)新精神，是學生能力提升的重要環(huán)節(jié)。課程的自身特點要求以學生自主學習為主，教師指導為輔。“翻轉課堂”教學模式適宜于在大學物理實驗課程中實施。 二、“翻轉課堂”的特征與優(yōu)點 “翻轉課堂”重新調整了“知識傳遞”和“吸收內化”的順序和場所，學生在上課前通過對課程內容的自主學習完成知識傳授環(huán)節(jié)，在課堂內通過答疑、同學之間的協(xié)作探究以及師生之間的交流，完成知識內化環(huán)節(jié)，實現(xiàn)將學習的決定權從教師轉移給學生，從而激發(fā)學生的學習興趣，調動學生的學習積極性，同時使學生逐步掌握學習方法，把學會知識變?yōu)閷W會學習?！胺D課堂”重新調整了教學角色，將教師由傳授知識者調整為學習過程中的組織著、引導者。學生由

4、被動接受者變?yōu)橹鲃訉W習者，從而真正實現(xiàn)以學生為中心的自主化、個性化學習，讓學生在教學過程中有更多的自由?！胺D課堂”具有更先進的教學理念，能滿足人對自主的基本需要，從而促進學生的自主發(fā)展?！胺D課堂”為學生提供了包括文本資源、圖形圖像資源、動畫資源、聲音資源和視頻資源等豐富的教學資源，通過網絡平臺和信息技術支持，為教學主體提供優(yōu)質服務。 三、運用“翻轉課堂”教學模式的必要性 實踐教學是高校教學的一個重要環(huán)節(jié)，提高實踐教學的質量是高校實施“質量工程”及特色發(fā)展的一個重要舉措，大學物理實驗是理工科學生較早接觸的一門實踐性課程。為了激發(fā)學生對大學物理實驗的學習興趣和積極性，提高教學質量，各個高校在實

5、驗教學內容、教學手段、教學管理等方面進行了一系列改革，如更新實驗項目及內容，增加設計性、綜合性實驗的比例；更新實驗設備，引進多媒體、智能儀器設備；增設創(chuàng)新實驗室，加大實驗室的開放力度等。但目前的大學物理實驗教學，一般仍采用預習、實驗、寫報告這幾個步驟來開展。學生在預習時，通過看實驗教材了解實驗目的、儀器、原理及步驟，由于實驗教材缺乏直觀性，學生看教材后往往難于把所看的內容與具體的操作聯(lián)系起來，導致預習效果不佳，上實驗課時，教師不得不占用實驗課時間，對實驗原理、操作方法進行詳細的講解。由于占用了學生的實驗操作時間，在實驗操作過程中，學生缺少思考、交流的時間，特別對難度較大的實驗項目，為了能按時完

6、成，學生往往機械地按照實驗教科書上的步驟或者模仿教師的操作方法完成實驗。這種教學方法強化了實驗步驟和實驗規(guī)范，強調教師的主導作用，限制了學生的主動性和創(chuàng)造性，不利于學生能力的培養(yǎng)，實際效果達不到課程的要求。大學物理實驗這種實踐性較強的課程，要求以學生自主學習為主，教師指導為輔，課程的要求與“翻轉課堂”的教學模式相吻合?！胺D課堂”尤其適用于大學物理實驗的教學，將“翻轉課堂”教學模式引入大學物理實驗教學，課前學生通過觀看詳細的視頻進行實驗原理和操作部分的自主學習，遇到問題可以利用網絡平臺進行師生及學生之間的在線交流。由于視頻的直觀性和逼真性，學生在預習時易于將原理與操作對應起來，提高了預習效果。

7、在實驗課堂上，教師不需要進行實驗原理的講解以及操作部分演示，只需花較短時間檢查學生的預習情況，對有問題的同學進行答疑及指導，整個實驗操作過程由學生獨立完成。這種教學模式克服了以前實驗課堂學生模仿教師進行實驗操作的弊端。 四、“翻轉課堂”教學模式的實施條件 隨著信息技術的飛速發(fā)展和廣泛應用，計算機技術、網絡通信技術的發(fā)展及多媒體數字設備的普及，筆記本電腦、智能手機等成為人們工作生活不可缺少的一部分，為翻轉課堂的實施提供了媒體技術支持。東北大學秦皇島分校實驗中心建立了實驗室綜合管理系統(tǒng)，通過網絡將學生終端與教師終端進行連接，教師通過教師終端上傳實驗資料到網絡，學生通過學生終端的內置瀏覽器程序完成與

8、網絡之間的數據交互，實現(xiàn)學生在實驗前對實驗的自主學習。通過學生終端上界面，教師對預習題目進行解答。全部問題回答完畢，則自動生成實驗預習報告。社交軟件，如微信、QQ等的普及，為大學物理實驗“翻轉課堂”教學模式提供了平臺。我們還建了大學物理實驗“翻轉課堂”微信群、QQ群，作為學生課前、課后學習交流的平臺。學生可以下載群共享中的資料，在群中與教師、同學進行交流、互動。相關教師也加入該群中，幫助解決學生自學過程中遇到的問題，并及時獲得學生的反饋建議。學生把在自主學習過程中遇到的疑難問題發(fā)布到群及論壇，教師、學生通過論壇幫助學生解決疑問，和學生進行交流、討論，實驗課后學生通過論壇對教學實施過程的問題，和

9、教師進行反饋、溝通，這種模式有助于教師掌握學生的學習情況及自己在教學中存在的問題，幫助教師完善、修改實驗教學資料，設計更為科學的課堂學習活動。 五、“翻轉課堂”教學模式的設計與實施 我們將整個大學物理實驗教學過程劃分為實驗課前自主學習、實驗課中通過獨立完成實驗實現(xiàn)自主學習知識的內化、實驗課后反思三個階段。課前自主學習的教學：實驗前階段為“學生自主學習階段”，這一步是大學物理實驗“翻轉課堂”模式有效實施的前提，教師根據實驗項目的特點，制作適合學生自主學習的高質量微視頻，并通過教師終端將視頻及相關學習資料上傳到網絡，微視頻的質量是整個教學方法有效實施的保證，并設計35個相關問題，檢驗學生的自主學習

10、效果，如果學生沒能正確回答出問題，系統(tǒng)顯示重新進行預習，直到學生正確回答出實驗的全部相關問題，完成實驗前的自主學習，自動生成實驗預習報告。課堂活動的教學：實驗課階段為通過獨立完成實驗實現(xiàn)“自主學習的知識的內化階段”，這階段是大學物理實驗“翻轉課堂”模式實施的關鍵，在實驗課上由學生獨立完成實驗，教師只起督促和引導的作用。為保證課堂效果，教師需在課前查閱盡量多的教學資料以更新知識，引導學生積極交流，參與學生的問題討論，并對他們提出的各種問題給予解答，要求教師具備寬廣的知識面、極大的創(chuàng)造性及應變能力。課后的反思：實驗課后是“課后反饋階段”，學生對實驗課中測試的實驗數據進行處理，對實驗課中觀察到的實驗

11、現(xiàn)象進行總結，完成實驗報告，分析誤差產生的原因及改進的方法，實現(xiàn)學生能力的進一步提升，并總結教學視頻、測試問題及教師課堂中對學生的引導中的問題，及時反饋給教師，促使教師及時修改教學資料、調整課堂的引導方式。東北大學秦皇島分校大學物理實驗實施“翻轉課堂”后，學生自主完成實驗時間平均增加了近百分之六十，提問時間平均增加近一倍，從而使學生有充足的時間，在課堂上通過自己的思考獨立完成實驗，部分實驗項目的課堂時間分配情況對照如下表所示。 六、結束語 在大學物理實驗課程中實施“翻轉課堂”教學，可以很好地解決目前大學物理實驗面臨的“學生模仿教師進行實驗操作”的問題，把學習自主權交給學生，使學生成為學習的主人，激發(fā)學生的興趣，提高學生分析及解決問題的能力，提高實驗教學質量?！胺D課堂”模式對教師的能力提出了更高的要求，首先，教師要具有運用先進科技手段進行教學的能力；其次，教師需要具有更加寬廣的知識視野，具有調動學生