高 靜，徐天賦

(燕山大學(xué) 理學(xué)院 河北省微結(jié)構(gòu)材料物理重點實驗室，河北 秦皇島 066004)

翻轉(zhuǎn)課堂是國內(nèi)外改革的一股熱潮，為我國的教育改革提供了一個很好的新思路。翻轉(zhuǎn)課堂的實質(zhì)是從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向主動學(xué)習(xí)，其核心特征是主動學(xué)習(xí)與教育技術(shù)的結(jié)合[1-3]。目前，基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的實踐和研究涉及到基礎(chǔ)教育、職業(yè)教育-高等教育以及成人教育等各個階段，不僅應(yīng)用于理工學(xué)科，在人文學(xué)科也有很多成功案例[4-7]。由多媒體技術(shù)和教育技術(shù)驅(qū)動的這場教學(xué)革新，采用教學(xué)視頻替代教師講授，實現(xiàn)了知識傳播手段的升級，為課堂教學(xué)拓展了時空。而此時的教學(xué)方法和內(nèi)容若不與時俱進(jìn)，也就無法實現(xiàn)教學(xué)效果的突破和超越[8,9]。

基于基礎(chǔ)物理實驗課程，對翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)進(jìn)行了探索實踐，構(gòu)建了基于微信平臺的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，并通過調(diào)查問卷分析總結(jié)這種網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)對課堂教學(xué)的作用和影響，為高校開展實驗課程的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)提供一定的參考。

1 傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的問題

1.1 教學(xué)模式單一，學(xué)生被動學(xué)習(xí)

傳統(tǒng)教學(xué)模式主要以學(xué)生課下預(yù)習(xí)實驗講義；課堂教師講解示范，學(xué)生按部就班操作；課后按照要求進(jìn)行實驗數(shù)據(jù)處理的形式來完成。這種教學(xué)模式存在的缺點有：(1)學(xué)習(xí)資料形式單一枯燥，沒有儀器實物圖和具體操作儀器圖作參照，可能有時候?qū)W生理解起來不透徹，甚至對實驗項目內(nèi)容一知半解；(2)實驗學(xué)時有限，而課堂講解占用了較多時間，導(dǎo)致學(xué)生動手操作、實驗觀察測量的時間大大縮短，對問題進(jìn)行思考、研究不到位；(3)課后師生很少互動，缺乏交流討論的平臺，對學(xué)生學(xué)習(xí)該實驗后的掌握情況并不十分了解，缺少實驗反饋。

1.2 基礎(chǔ)性、驗證性實驗項目多，缺少設(shè)計性實驗內(nèi)容

目前開設(shè)的實驗基本為基礎(chǔ)性和驗證性項目，雖然有助于學(xué)生鞏固所學(xué)的理論知識，但是缺少設(shè)計性實驗環(huán)節(jié)，學(xué)生被動學(xué)習(xí)，獨立思考的部分較少，學(xué)生的自主性和創(chuàng)新性受到限制，教學(xué)效果欠佳。

2 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式特點

2.1 教師角色轉(zhuǎn)變

在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式中，教師的角色發(fā)生了變化，教師不再是核心地位的傳授者，學(xué)生成了學(xué)習(xí)的中心，這給學(xué)生更多地機(jī)會和時間進(jìn)行思考、交流、探討，也增加了師生間的互動交流，讓教師能更多的傾聽學(xué)生的意見、建議和反饋信息[10,11]。當(dāng)學(xué)生遇到難以解答的問題時，教師再指導(dǎo)一定的探究思路，幫助學(xué)生鍛煉高階思維能力。

2.2 課堂內(nèi)外時間重新分配

在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式中，學(xué)生課前學(xué)習(xí)微視頻，自主學(xué)習(xí)完成新知識的認(rèn)知和理解；課堂上進(jìn)行師生、生生之間的答疑、討論、探究、協(xié)作，實現(xiàn)對新知識的內(nèi)化、鞏固和應(yīng)用，有效避免了“滿堂灌”和“填鴨式教學(xué)”[12]。

2.3 學(xué)生角色轉(zhuǎn)變

在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式中，學(xué)生的角色也發(fā)生了改變，由被動地接受知識轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃游罩R。教師將實驗教學(xué)微視頻發(fā)送給學(xué)生，學(xué)生可以隨時、隨地觀看，學(xué)習(xí)起來更輕松自由，減少了學(xué)生的緊張感、疲勞感和厭倦感。遇到不明白的地方，學(xué)生可以反復(fù)觀看，直至達(dá)到自己的學(xué)習(xí)要求，這使學(xué)生能夠根據(jù)自己的學(xué)習(xí)需要來控制自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度，有利于提升自主學(xué)習(xí)能力。

3 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計

為了改善傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的問題，結(jié)合微信獨特的優(yōu)勢，研究基于微信公眾平臺的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，以逐步提高基礎(chǔ)物理專業(yè)實驗的教學(xué)效果。在做各教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計前，首先需要對翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式進(jìn)行構(gòu)建，如圖1所示。

圖1 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式結(jié)構(gòu)圖

3.1 微課設(shè)計

微課作為翻轉(zhuǎn)課堂的重要組成部分，直接決定課前知識傳遞效果，影響課堂上教學(xué)活動的設(shè)計，從而影響最后的教學(xué)效果[13]。微課主要以實驗教學(xué)微視頻為主，并包括多媒體課件、文獻(xiàn)等擴(kuò)展學(xué)習(xí)資源，是服務(wù)于課堂教學(xué)的一個環(huán)節(jié)。

在實驗課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，教師將制作好的實驗教學(xué)微視頻提供給學(xué)生，方便學(xué)生課下學(xué)習(xí)。設(shè)計實驗教學(xué)微視頻，時長5～10分鐘，要求對核心知識點、教學(xué)活動進(jìn)行講解。實驗課程重點是實驗過程，因此在制作實驗微視頻時注意將實驗操作細(xì)節(jié)和重難點更加精細(xì)錄制。為了使學(xué)生可以獲得更好的課程體驗，在課程制作中配合語音講解，并輔以字幕，加入輕松愉快的背景音樂，增強(qiáng)微課學(xué)習(xí)效果。在微視頻制作的最后環(huán)節(jié)，提前準(zhǔn)備好實驗課程數(shù)據(jù)處理作業(yè)、思考題，以便于學(xué)生進(jìn)行課后學(xué)習(xí)。

此外，根據(jù)教學(xué)大綱的要求和教學(xué)的需要，經(jīng)過嚴(yán)格的教學(xué)設(shè)計，以知識點為中心建立導(dǎo)航結(jié)構(gòu)多媒體課件，輔助前期教學(xué)。多媒體課件不僅可以在實驗內(nèi)容的學(xué)習(xí)上提供良好的交互控制，而且可以運用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略來指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。值得注意的是，在設(shè)計課件前，需要對學(xué)習(xí)者特征和學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行分析準(zhǔn)備工作[14]。任何課件都不是廣泛適用的，專業(yè)背景、思維模式、認(rèn)知結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)習(xí)慣不同，則課件制作時也應(yīng)該具有針對性，更好地體現(xiàn)出“因材施教的個別化教學(xué)”，符合學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)律，提高學(xué)習(xí)效果。

準(zhǔn)備與實驗相關(guān)的選學(xué)資料，即與實驗相關(guān)但屬于擴(kuò)展內(nèi)容或者較難部分的文獻(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)資源等資料作為進(jìn)階學(xué)習(xí)資料，此部分與設(shè)計性實驗內(nèi)容相對應(yīng)。將各種學(xué)習(xí)資源分享給學(xué)生，可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和獲得感，并促進(jìn)學(xué)生反思性學(xué)習(xí)與團(tuán)隊協(xié)作精神。

3.2 建立微信公眾號

微信因具有較好的用戶體驗，傳播速度快，開發(fā)成本低，智能手機(jī)支持等特點，逐漸被應(yīng)用于高校教學(xué)改革中[15]。建立微信學(xué)習(xí)平臺，將制作的實驗教學(xué)微視頻、多媒體課件、選學(xué)資料等發(fā)布到平臺上供學(xué)生隨時點擊學(xué)習(xí)，從而支持微課翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)。首先設(shè)計好“頁面模板”，接著在“自定義菜單”處對頁面上的菜單進(jìn)行功能確定，微信公眾平臺首頁的3項“自定義菜單”分別設(shè)置為實驗視頻、多媒體課件、拓展資料。每個一級菜單下包含相應(yīng)的實驗項目內(nèi)容，但是，由于每個一級菜單下的子菜單最多可創(chuàng)建5個，而實驗項目數(shù)為8個，所以在設(shè)計界面時，將兩個實驗名稱合并為一個子菜單，即焦距測定與單縫、等厚與邁克耳遜、分光儀與超聲光柵、雙棱鏡與偏振光。然后，在子菜單下設(shè)置動作，選擇“跳轉(zhuǎn)網(wǎng)頁”，選擇“從公眾號圖文消息”選項，在跳出的“選擇圖文消息”窗口選擇“頁面模板”，點選對應(yīng)的實驗項目并確定，完成對指定“頁面模板”的調(diào)用。最后，在設(shè)置好每個頁面菜單后，進(jìn)行“保存并發(fā)布”就完成了微信公眾平臺的編輯。這樣，在公眾號頁面，只要點選菜單就可轉(zhuǎn)到指定的實驗項目頁面了。此外，通過微信公眾平臺所提供的數(shù)字統(tǒng)計和分析功能，可對學(xué)生進(jìn)行跟蹤，查看學(xué)習(xí)情況，保證教學(xué)的時效性。

3.3 課堂學(xué)習(xí)

在實驗課堂上課環(huán)節(jié)，教師先以提問或小組討論的方式，對學(xué)生進(jìn)行測評，掌握學(xué)生對實驗教學(xué)微視頻、多媒體課件及其他拓展學(xué)習(xí)資料的學(xué)習(xí)情況。教師對重點問題和難點問題進(jìn)行集中教學(xué)講解、演示，對知識進(jìn)行系統(tǒng)梳理。學(xué)生根據(jù)課前自主學(xué)習(xí)中遇到的問題進(jìn)行提問交流討論，教師做出總結(jié)并答疑解惑；學(xué)生也可以在課堂上討論自己的學(xué)習(xí)心得和自主學(xué)習(xí)的有實際應(yīng)用的文獻(xiàn)資料，加深對實驗理論知識的理解，拓展思維廣度，而不是機(jī)械的按照要求做實驗、寫報告。最后，教師指導(dǎo)學(xué)生實驗操作，進(jìn)一步鞏固實驗過程，布置數(shù)據(jù)處理作業(yè)。

為了解決傳統(tǒng)模式中基礎(chǔ)性、驗證性實驗項目多，缺少設(shè)計性實驗內(nèi)容的問題，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，增開設(shè)計性實驗環(huán)節(jié)。給出一個題目，讓學(xué)生結(jié)組自主搜索文獻(xiàn)資料，設(shè)計實驗方案并實施，擴(kuò)展和創(chuàng)建深度知識，最后對實驗結(jié)果進(jìn)行整理分析，撰寫實驗研究報告。這個過程有助于培養(yǎng)與提高學(xué)生的科學(xué)實驗素養(yǎng)，主動研究探索和團(tuán)隊協(xié)作的精神。探究式實驗方案設(shè)計的好壞、學(xué)生的參與程度也直接影響著翻轉(zhuǎn)課堂構(gòu)建深度知識的實現(xiàn)。

3.4 課后作業(yè)和學(xué)習(xí)反饋

課后，學(xué)生根據(jù)原理公式和測量的實驗數(shù)據(jù)，進(jìn)行計算處理，完成實驗總結(jié)和誤差分析。對于設(shè)計性實驗，學(xué)生以小組的形式完成設(shè)計性實驗研究報告，除了包括實驗?zāi)康?、實驗儀器、實驗原理、實驗內(nèi)容、數(shù)據(jù)記錄表格、實驗數(shù)據(jù)處理外，還包括實驗方案可行性分析、實驗難點和參考文獻(xiàn)。

通過微信的通訊功能，基于其文字、圖片、語音交互、對講交互方式對學(xué)生進(jìn)行個性化指導(dǎo)，實現(xiàn)師生間一對一的交流溝通?；谖⑿诺娜航M功能，建立討論組，通過與學(xué)生交流實驗過程中遇到的問題、操作的錯誤及實驗的實際應(yīng)用等，教師解答疑惑并啟發(fā)學(xué)生的發(fā)散思維。為了達(dá)到更高的教學(xué)質(zhì)量，制作合適的測試題目，向?qū)W習(xí)該專業(yè)實驗的學(xué)生發(fā)出調(diào)查問卷，加以研究分析，對授課方式和學(xué)習(xí)平臺進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。

4 結(jié) 語

針對目前普通物理專業(yè)實驗傳統(tǒng)教學(xué)方法中存在的問題，本文構(gòu)建了基于微信公眾平臺的翻轉(zhuǎn)課堂模式，借助智能手機(jī)作為移動學(xué)習(xí)終端，完成知識學(xué)習(xí)、內(nèi)化和教學(xué)角色的翻轉(zhuǎn)。為了解決傳統(tǒng)模式中缺少設(shè)計性實驗內(nèi)容的問題，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，增開設(shè)計性實驗環(huán)節(jié)，讓學(xué)生結(jié)組自主搜索文獻(xiàn)資料，設(shè)計實驗方案并實施，擴(kuò)展和創(chuàng)建深度知識。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式是普通物理專業(yè)實驗課程教學(xué)的一次改革與嘗試，增強(qiáng)了實驗的趣味性，有利于提高教學(xué)效果。當(dāng)然，教學(xué)方法應(yīng)當(dāng)持續(xù)改進(jìn)更新，進(jìn)一步促進(jìn)教學(xué)模式優(yōu)化、升級，這需要教育工作者們孜孜不倦地鉆研、探索，提高高校人才的培養(yǎng)質(zhì)量。