香 蓮，邱 偉，孫 勇

（內(nèi)蒙古民族大學(xué) 物理與電子信息學(xué)院，內(nèi)蒙古通遼 028043）

1 “PPBL+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式

隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)的進(jìn)步，時(shí)代對(duì)人才的需求日益迫切，同時(shí)，對(duì)人才的要求也更加多元。所以，高校傳統(tǒng)的教學(xué)模式、教學(xué)法面臨著挑戰(zhàn)。隨著教育觀念的轉(zhuǎn)變，近幾年我國(guó)各高等院校掀起了教學(xué)改革的浪潮，出現(xiàn)了幾種教學(xué)模式，如LBL 教學(xué)法（Lecture Based Learning）、CBL 教學(xué)法（Case Based Learning）、TBL教學(xué)法（Team Based Learning）和PBL教學(xué)法（Problem Based Learning）［1-3］等。所謂翻轉(zhuǎn)課堂，就是打破傳統(tǒng)的理念，運(yùn)用以學(xué)生為主體的教學(xué)方式，進(jìn)一步加深學(xué)生與老師之間的互動(dòng)［4］。PPBL（Physics Problem Based Learnig）教學(xué)模式是以物理問(wèn)題為基礎(chǔ)、學(xué)生為主體、教師為導(dǎo)向的小組討論式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式［5-6］。雖然翻轉(zhuǎn)課堂的很多模型與文獻(xiàn)理論具有很強(qiáng)的普適性，但由于學(xué)科特點(diǎn)有差別，效果上可能會(huì)有不同，因此，借助技術(shù)手段和教學(xué)模式更便于進(jìn)一步體現(xiàn)出學(xué)生的主體地位，最大程度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生從以往的被動(dòng)接受知識(shí)變成主動(dòng)探求知識(shí)。電磁學(xué)課程教學(xué)中采用“PPBL+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式，構(gòu)建電磁學(xué)課程模型和設(shè)計(jì)教學(xué)流程，改變教師的教育理念和教育模式，確保翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方式的科學(xué)性與完整性，可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力及創(chuàng)造力。

2 “PPBL+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式設(shè)計(jì)與實(shí)施

“電磁學(xué)”課程是物理學(xué)教育專業(yè)開(kāi)設(shè)的核心課程之一，是四年制高等師范院校物理教育專業(yè)大學(xué)二年級(jí)上學(xué)期開(kāi)設(shè)的必修課程。該課程是電動(dòng)力學(xué)、模擬電路、電路分析和計(jì)算物理等課程的先導(dǎo)課，也可為應(yīng)用電磁學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題打下基礎(chǔ)?！半姶艑W(xué)”的基本原理現(xiàn)如今有著非常廣泛的應(yīng)用，同時(shí)也是學(xué)習(xí)許多后續(xù)課程的基礎(chǔ)。“電磁學(xué)”的研究方法對(duì)提升學(xué)生的創(chuàng)新思維具有重要的啟迪作用，其獨(dú)特的知識(shí)體系對(duì)增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)具有重要的參考價(jià)值。為改變傳統(tǒng)課堂的灌輸式教學(xué)方式，體現(xiàn)自主學(xué)習(xí)的指導(dǎo)思想，筆者將教師任務(wù)與學(xué)生任務(wù)清楚劃分，突出學(xué)生的主體地位；以學(xué)生為主體、物理問(wèn)題為基礎(chǔ)，教師為教學(xué)的導(dǎo)向，增強(qiáng)學(xué)生的積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，使學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，自主進(jìn)行知識(shí)接受與內(nèi)化。

2.1 課程資源建設(shè)及應(yīng)用情況

首先，課程建設(shè)的核心問(wèn)題是要有一本好教材，筆者選用的是趙凱華等著、高等教育出版社出版的《電磁學(xué)》［7］，該教材是一本受到廣泛好評(píng)的電磁學(xué)經(jīng)典教材，由淺入深、通俗易懂，既能培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，又能激發(fā)教師的積極主動(dòng)性。其次，為了能夠動(dòng)態(tài)反映教學(xué)過(guò)程，從而提高教學(xué)水平，根據(jù)本課程的特點(diǎn)，利用現(xiàn)代教育技術(shù)，制作了本課程的多媒體課件。最后，建立了課程網(wǎng)絡(luò)資源庫(kù)，將教學(xué)內(nèi)容的理論部分與實(shí)驗(yàn)部分的相關(guān)資料都納入課程網(wǎng)絡(luò)資源庫(kù)，如教學(xué)大綱、教學(xué)進(jìn)度表、電子教案、課件、各章節(jié)的具體內(nèi)容、精品教學(xué)視頻課程、教學(xué)SPOC視頻課程、自制錄制課程、習(xí)題集及課后拓展資源以及對(duì)各章節(jié)的具體要求，實(shí)現(xiàn)教學(xué)與管理的網(wǎng)絡(luò)化。學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)的便利性和開(kāi)放性，既能夠隨時(shí)進(jìn)行練習(xí)、測(cè)試、討論和反饋，也能快速查閱關(guān)于課程的背景知識(shí)與物理學(xué)史以及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源的鏈接。利用課程網(wǎng)絡(luò)資源庫(kù)，學(xué)生能夠及時(shí)預(yù)習(xí)，了解各章的要求、進(jìn)度、掌握知識(shí)的情況，能夠不斷地?cái)U(kuò)大自己的知識(shí)范圍，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，提升學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)質(zhì)量。

“電磁學(xué)”課程作為混合式教改課程，線上資源包括優(yōu)慕課和學(xué)習(xí)通平臺(tái)，線下資源為學(xué)?，F(xiàn)有的智慧教室以及電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)室。課程主要面向物理學(xué)和應(yīng)用物理學(xué)2個(gè)專業(yè)的學(xué)生開(kāi)放，應(yīng)用情況良好。

2.2 教學(xué)設(shè)計(jì)思路與實(shí)施

教學(xué)設(shè)計(jì)的思路線上線下相互補(bǔ)充、發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，共同促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

第一步：課前自主學(xué)習(xí)。以物理問(wèn)題為導(dǎo)向，選取典型且優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源進(jìn)行課前知識(shí)傳授，使學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容有一個(gè)初步的認(rèn)知，這個(gè)過(guò)程在線上進(jìn)行。

教師發(fā)布的部分物理問(wèn)題如下：

電容器是什么裝置？?jī)?chǔ)存能量大小與什么有關(guān)系？為什么引入電場(chǎng)能量密度這個(gè)概念？它表達(dá)什么？電介質(zhì)是誰(shuí)發(fā)明的？它有什么功能？位移極化是什么現(xiàn)象？退極化場(chǎng)是什么場(chǎng)？其功能是什么？極化強(qiáng)度的物理意義是什么？獲得高速粒子的方法是什么？回旋加速器的原理？回旋加速器的核心是什么？n型p型半導(dǎo)體用什么方法區(qū)別？為什么隨著溫度的升高，金屬的電導(dǎo)率減小，電阻率增加？在金屬導(dǎo)體里，自由電子在電場(chǎng)力的推動(dòng)下做定向運(yùn)動(dòng)形成電流，在這過(guò)程中導(dǎo)體為什么會(huì)發(fā)熱？電阻元件中產(chǎn)生焦耳熱的原因是什么？為什么平常都說(shuō)“電”的傳播速度是非?？斓模繉?dǎo)體有溫度梯度的時(shí)候?yàn)槭裁串a(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)？導(dǎo)體中的電流方向給導(dǎo)體產(chǎn)生什么影響？高溫的時(shí)候用什么方法來(lái)測(cè)量溫度？磁路和電路有什么不同？磁路定理可以解決什么問(wèn)題？什么是磁路？電磁逆效應(yīng)是什么……

第二步：課堂教學(xué)。教師通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂，引導(dǎo)學(xué)生協(xié)作學(xué)習(xí)，提煉總結(jié)知識(shí)點(diǎn)，并進(jìn)一步深化學(xué)習(xí)的過(guò)程，構(gòu)建起完善的知識(shí)框架體系，師生共同參與解決提出的問(wèn)題，完成翻轉(zhuǎn)課堂、小組討論、測(cè)驗(yàn)及學(xué)生評(píng)價(jià)整個(gè)過(guò)程。

第三步：課后鞏固。教師根據(jù)學(xué)生的留言、測(cè)試題回答情況、作業(yè)、小組作品以及查找資料等情況及時(shí)調(diào)整教學(xué)活動(dòng)。教學(xué)組織實(shí)施設(shè)計(jì)圖見(jiàn)圖1。

圖1 “PPBL+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式實(shí)施流程Fig.1 The implementation flow chart of“PPBL+Flipped classroom”teaching model

3 教學(xué)成效

3.1 期末總成績(jī)明顯提高

“PPBL+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式改進(jìn)了傳統(tǒng)的教學(xué)方法，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生成績(jī)有明顯提高，課堂教學(xué)效果良好。未采用“PPBL+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式混合式教學(xué)改革的數(shù)理學(xué)院2019級(jí)物理2班電磁學(xué)課程期末總成績(jī)分析見(jiàn)圖2，平均分?jǐn)?shù)66.5分，及格率為84.85%；實(shí)施“PPBL+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式的混合式教學(xué)改革的數(shù)理學(xué)院2020級(jí)物理2班電磁學(xué)課程期末總成績(jī)分析見(jiàn)圖3，平均分?jǐn)?shù)73.4分，及格率為96.3%。從圖2和圖3可以看出，實(shí)施“PPBL+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式的混合式教學(xué)改革的2020級(jí)物理2班期末總成績(jī)分布呈正態(tài)分布，而且及格率和班級(jí)平均分?jǐn)?shù)明顯提高。

圖2 2019級(jí)物理2班期末總成績(jī)分析 Fig.2 The analysis chart of final total score of Physics Class 2 in Grade 2019

圖3 2020級(jí)物理2班期末總成績(jī)分析Fig.3 The analysis chart of final total score ofPhysics Class 2 in Grade 2020

3.2 提高了教師的教學(xué)、科研能力

“PPBL+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式對(duì)教師提出了更高的要求。以物理問(wèn)題為基礎(chǔ)的自發(fā)性學(xué)習(xí)，將學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)轉(zhuǎn)變?yōu)榻鉀Q問(wèn)題和科學(xué)探索，這要求教師對(duì)知識(shí)理解得更深入，不斷學(xué)習(xí)，才能設(shè)計(jì)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考探究。同時(shí)，自身的教學(xué)和科研也不斷提高，徹底改變了“黑板+板擦”教學(xué)方式。

3.3 提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

“PPBL+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式增加了學(xué)生的課上課下的參與度，增強(qiáng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力，改變了學(xué)生完全依賴?yán)蠋?，期末刷題的現(xiàn)象，有利于推動(dòng)教學(xué)的可持續(xù)發(fā)展。

3.4 鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)能力

通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查，對(duì)教改課程滿意度為100%。大部分學(xué)生認(rèn)為，“PPBL+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式以問(wèn)題為基礎(chǔ)的導(dǎo)向?qū)W習(xí)、分組討論，翻轉(zhuǎn)課堂等，對(duì)合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)很有幫助，提高了他們的探索能力、思考能力、自學(xué)能力、團(tuán)隊(duì)合作能力和講解能力。學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)通平臺(tái)給予了肯定，課前自主學(xué)習(xí)資料和課前測(cè)試題能預(yù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)，隨堂練習(xí)能及時(shí)驗(yàn)收學(xué)習(xí)成果，課堂活動(dòng)活躍了課堂氛圍，課后可查看課件鞏固知識(shí)點(diǎn)，平臺(tái)上傳的資料及試題庫(kù)的發(fā)布對(duì)學(xué)習(xí)亦有很大的幫助。

4 結(jié)束語(yǔ)

在教學(xué)改革的浪潮中出現(xiàn)了若干的教學(xué)模式?！癙PBL”教學(xué)模式和“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式都有各自的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，“PPBL+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式是在“電磁學(xué)”課堂上引用的新的教學(xué)模式，一方面，其創(chuàng)新點(diǎn)和效果顯著，提高了課堂效率，有效地提升了學(xué)生的思考、探索、自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)合作和表達(dá)能力。另一方面，“PPBL+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式也對(duì)老師和學(xué)生提出了新的挑戰(zhàn)和更高的要求，要求教師不斷提高自身的知識(shí)儲(chǔ)備和科研能力，學(xué)生要加強(qiáng)獨(dú)立自主學(xué)習(xí)能力。