大学物理翻转课堂教学模式研究

2020-12-02

  大学物理翻转课堂教学模式研究

  蔡廷栋1,高光珍1 ,贾天俊2

  (1.江苏师范大学物理与电子工程学院,江苏徐州221116;2.滨州学院光电工程系,山东滨州256603)

  摘要:翻转课堂是一种新型的教学组织形式,是将课内与课外的学习活动颠倒的教学模式,其实质是颠倒了知识传授与知识内化的顺序。本文介绍了翻转课堂教学模式的特点以及在大学物理课堂中实施翻转课堂的环节,包括课前、课中、课后各环节的教学活动。这种教学模式改革必将对提高大学物理教学水平、培养高素质创新型人才起到重要作用。

  关键词:大学物理;翻转课堂;教学模式

  *基金项目:江苏师范大学博士学位教师科研支持项目(14XLR027);徐州市科技计划项目(XZZD1062);滨州学院教学研究项目(BYJYYB201227);校级精品课程(BZXYJPKC201104)

  作者简介:蔡廷栋(1982-),男,山东平邑人,江苏师范大学物理与电子工程学院副教授,博士,主要从事高等教育、课程与教学论等方面的研究;高光珍(1980-),女,山东济南人,江苏师范大学物理与电子工程学院讲师,博士,主要从事物理课程与教学研究。

  大学物理课程是高等学校理工科专业的一门重要的必修基础课程。大学物理在为学生系统地打好必要的物理基础,增强学生分析问题和解决问题的能力,培养学生的科学素质和综合能力等方面发挥着重要作用。但传统的以教师为主体的教学模式,大半是单向传输,学生接受知识成为学习活动的中心,师生互动较为不足,学生积极性、参与性不高,学习效果欠佳。因此为了适应高等教育的要求,结合我校的人才培养目标,探索新的教学模式势在必行。笔者作为大学物理任课教师,在大学物理教学中,进行了翻转课堂教学模式的探索与研究,取得了显著的教学效果。

  一、翻转课堂教学模式概述

  翻转课堂(Flipped Classroom)起源于美国科罗拉多州落基山林地公园高中的Jon Bergmann和AaronSam这两位化学老师,他们将带有实时讲解的视频传到网络上引起众人关注[1]。两位教师以学生在家看视频、听讲解为基础,课上时间用来为完成作业或实验过程中有困难的学生提供帮助。国内外众多学者对翻转课堂进行了研究和定义。钟晓流认为[2],翻转课堂是在课堂信息化环境中,教师提供以教学视频为主要形式的学习资源,学生在上课前完成对教学视频等学习资源的观看和学习,师生在课堂上一起完成作业答疑、协作探究和互动交流等互动的一种新型的教学模式。

  翻转课堂的特点主要表现在以下几个方面:(1 )在教学目标方面,翻转课堂教学目标是提高学生的全面素质,不但注重知识的传授更注重知识的建构和内化。课外通过学生观看视频预习、学习,培养学生的自主学习能力、协作学习能力;课内通过课堂讨论、小组交流、教师答疑等方式提升学生的语言表达能力、创新思维、交流与合作能力等。(2)在课堂时间分配方面,在传统课堂里,课堂时间由教师掌控,并且大部分用来进行知识讲解,满堂灌,学生没有时间思考、内化知识。在翻转课堂里,学习不再受时间限制,课前学生按自己的节奏学习,直至掌握所安排的内容。课内大部分时间用来进行师生、生生互动探究。(3)学习流程方面,传统课堂中“知识传授”阶段是通过教师和学生之间的互动来实现的;“知识内化”阶段往往由学生课后通过作业、复习等活动自己来完成。由于缺少教师的指导和同伴的帮助,“知识内化”阶段常常效果不佳。“翻转课堂”打破了原有的学习流程,对学习过程进行了重构。“知识传授”是学生在课前通过观看视频、PPT,进行测试等活动完成;“知识内化”是在课堂上通过师生、生生互动来完成。教师能够在课堂上给予学生有效的指导,同学之间的相互交流有助于学生知识内化和吸收。

  二、翻转课堂教学实践

  美国富兰克林学院的Robert Talbert经过多年翻转课堂教学模式的实践,总结了翻转课堂实施的结构模型[3],如图1所示。翻转课堂不管是学生在家观看教学视频,还是在课堂上师生面对面地互动交流,都是围绕着“学生为中心”展开[4]。依据Robert Talbert的翻转课堂的结构,我们在2013级通信工程专业1、2班进行了翻转课堂教学模式实践。

  1.设计、制作教学视频。课前教师为学生准备丰富的学习资源,包括课堂教学视频、授课教案(PPT)、趣味实验视频等,资源上线供学生课前自学。制作教学视频时,应明确学生必须掌握的目标,考虑教师和班级的差异[5],还要兼顾不同学生的学习方法和习惯。笔者结合大学物理精品课程制作了“质点运动学”、“动量”、“简谐运动”、“刚体角动量守恒定律”、“高斯定理”等30多集教学录像。教师要给出自学提纲,提出一些在学习过程中可以讨论的问题,包括自学过程的自测题、可以相互讨论的问题以及能力拓展的问题等。

  2.针对性的课前练习。在翻转课堂教学模式中,教师课堂讲得少,学生在课堂上讨论和练习多,这样的模式使得学生必须进行课前预习。教师要制定课前针对性联系,合理设计练习题的数量和难度,让学生带着问题有目的地进行课前预习[5]。为了帮助学生预习掌握,在视频后面设计三四个小问题,帮助学生及时进行检测,并对自己的学习情况做出判断。如果发现几个问题回答得不好,学生可以反复观看视频,仔细思考找出问题答案。如:在刚体角动量守恒定律一节中提出问题“运动员的身体变化和转速变化之间有什么样的关系”、“运动员为什么能高速转动,为什么伸开四肢,转速加快,收拢四肢,转速减慢”。

  3.快速少量的测评。在课堂活动中,教师准备少量的测评,测试学生,了解学生对知识的理解和掌握程度以及难点和存在的疑惑。学生的对问题的.回答情况,能够及时地进行汇总处理,帮助教师了解学生的学习状况。在刚体角动量守恒定律一节中,提出如下测评问题:人与转盘的转动惯量J0,伸臂时臂长为l1,收臂时臂长为l2 。人站在不计摩擦的自由转动的圆盘中心上,每只手抓有质量为m的哑铃。伸臂时转动角速度为ω1,求:收臂时的角速度ω2 。

  4.解决问题,促进知识内化。课内则以讨论式学习为主,教师根据实际情况和教学内容的重难点提出问题,学生根据课前观看教学视频、课前针对性练习时发现的疑问提出问题,进行课堂探究。教师根据学生的不同特点进行分组探究,学生主动参与课堂学习。通过教师的引导,学生通过独立思考、小组讨论交流,解决问题,有效地将知识内化,构建自己的知识体系[6]。学生通过演讲、成果展示、小型竞赛等形式及时进行交流与展示,分享自己的学习收获。为激励学生参与课堂自主学习,可以将课堂学习表现计入平时成绩。还要注意,针对教学内容设计的讨论题、思考题和练习题应具有梯度性,学生可以轻松跨越相邻问题梯度的高度,能让大部分学生达到自主学习、自我总结规律的目的。例如,在刚体的角动量守恒定律这节课中,设置了10道讨论题和练习题,题目难度逐步加大,最终让学生自己总结出角动量守恒定律。

  5.总结反馈。知识总结和课后任务布置。经过课堂学习后,用几分钟时间进行知识总结,这样有利于学生将知识整合并凝华,最后布置下一次翻转课堂学生的预习任务、作业等。教师根据这些反馈的评价结果制定下一步的教学计划和确定下节课的探究问题。再如让学生利用刚体角动量守恒定律来解释下落的猫尾巴的作用、飞机的螺旋桨的原理。

  三、结论

  在大学物理课中进行翻转课堂教学,教师要付出很多的时间和精力为学生准备课前预习资源(特别是视频资源),要精心准备课堂用的讨论题、思考题和课堂练习题。课堂所使用的问题最好呈台阶型。为了激励学生参与课前和课堂学习,要对课堂学习进行量化并计入总成绩。翻转课堂中充分利用了现代网络媒体技术,如个人主页、精品课程网站、江苏师范大学物理课程中心等。

  大学阶段学习具有自主性和探索性,大学教学应以自学为主,让学生在研讨式教学、自主课外学习中得到自由全面的发展。翻转课堂完全符合这种理念,在大学教学中具有良好的应用前景。与此同时,结合不同的学科特点,其他形式的教学手段可以作为有益的辅助和补充。以翻转课堂为主体,微课、多媒体、双语教学、演示实验等手段为辅的大学物理综合教学改革任重道远,在实践过程中还要进一步探索如何扬长避短,为促进素质教育,全面提高人才培养质量发挥更大的推动作用。

  参考文献:

  [1]张跃国,张渝江。透视“翻转课堂”[J].中小学信息技术教育,2012,(3 ):3-5.

  [2]钟晓流,宋述强,焦丽珍。信息化环境中基于翻转课堂理念的教学设计研究[J].开放教育研究,2013,(1 ):58-65.

  [3]The flipped classroom [OL]

  [4]何克抗。从“翻转课堂”的本质,看“翻转课堂”在我国的未来发展[J].电化教育研究,2014,(7 ):5-16.

  [5]董黎明,焦宝聪。基于翻转课堂理念的教学应用模型研究[J].电化教育研究,2014,(7 ):108-113.

  [6]王红,赵蔚,孙立会,刘红霞。翻转课堂教学模型的设计[J].现代教育技术,2013,23(8):5-10.

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