大学物理课堂教学模式改革与实践探索——微课程与翻转课堂相结合的教学模式创新

杨秀珍 张武威

（三明学院，福建三明，365004）

大学物理课堂教学模式改革与实践探索
——微课程与翻转课堂相结合的教学模式创新

杨秀珍 张武威

（三明学院，福建三明，365004）

微课程是以“知识点”为核心的教学内容组织形式，以及以“微视频”为主要载体的教学内容表征形式，具有教学内容微型化和教学资源情景化等教学特性和效应，迎合了微时代个性化的教学需求和学习心理。当前，在大学物理课堂教学模式的改革与实践的探索中，通过加强大学物理MOOC平台建设和微课程教学内容建设等，尝试利用“微课程与翻转课堂相结合”的教学模式，促进大学物理“个性化”教与学方式的产生，从而推动地方本科院校大学物理课堂教学朝着“有效教学”方向发展。

大学物理；MOOC；微课程；翻转课堂

在我国高校课程设置中，大学物理是理工、医、农、林等各类非物理专业的必修课，它对提高学生的思维能力、分析问题与解决问题能力，以及对培养学生的创新精神等具有不可替代的作用。实际上，大学物理教学未必能够达到预期的教学目标。根据2014年“陕西省高校物理集成创新课程建设”专题报告会上对大学物理教学问题的分析，普遍存在“到课率低、抬头率低、及格率低”等问题。[1]在大众化教育时代，我国地方本科院校随着招生规模的不断扩大，优质教育资源供给不足的矛盾日益突出，导致大学物理课堂教学“三低”问题日趋严重。

针对当今大学物理课堂教学的“三低”问题，从2015年开始，三明学院机电工程学院大学物理教育教研室，在教务处、现代教育技术中心和北京超星公司的支持下，在建筑工程学院2014级和2015级土木工程专业分别选择了两个班级和四个班级共300名学生的大学物理教学（理论教学）开展“微课程与翻转课堂相结合”的教学模式改革试验，依靠教学团队的力量，将大学物理教学重要的“知识点”教学内容制成微课程（或微视频）教学资源，利用北京超星泛雅学习管理平台开展翻转课堂教学试验——即尝试利用微课程来创新大学物理知识点的教学内容，利用翻转课堂来创新知识点的教学模式，以此促进大学物理“个性化”教与学方式的产生，解决或缓解当前大学物理课堂教学的“三低”问题。

一、大学物理MO O C教学平台的构建

目前，由于我国长期受到“以教为主”传统教学模式的影响，教学平台建设主要以“教师资源发布型”建设模式为主，导致教学平台的课程资源（教学内容）组织教材化，课程制作者（开发者）只是把教材内容及相关资料经数字化处理并制成相应网页，或把课堂教学使用的 PPT 演示文稿搬迁到网络上，使教师面对大量“静态”的课程资源，课堂教学存在着“教师难于选材”的尴尬局面，教师也难以利用网络教学来改变传统的课堂教学模式。[2]而且，由于传统教学平台（“教师资源发布型”建设模式）缺少有效的教学设计、组织和管理，使学生面对大量杂乱、堆砌的课程资源，也难以利用网络教学开展自主学习或探究学习。

随着高校课程与教学改革的不断深化，教学模式的改革也从传统的“以教为主”，逐步向网络环境下“以学为主”的教学模式转变。因此，传统网络教学平台的课程内容组织形式和知识表征形式也要产生相应的变更，逐步把课程内容的知识结构转变为有利于学生开展自主学习或探究学习的认知结构。利用北京超星泛雅学习管理平台构建大学物理MOOC平台，能够充分发挥网络教学平台在翻转课堂等混合式教学模式中的应用。该教学平台的总体设计以“教师为主导、学生为主体”作为指导思想，以教师的“教学空间”和学生的“学习空间”的构建为基础，具备网络教与学、师生交流互动、网络答疑管理等多模块集成一体的教与学功能。该教学平台的教学内容设计以课程为主线，整合校内、校外各类课程资源或教学资源；以课程为中心，整合作业、考试、答疑、讨论、评价等必备的课程核心要素，充分发挥网络教学平台在教与学互动教学活动中的应用。其中，教师教学空间构建的主体部分——教师模块，以及学生学习空间构建的主体部分——学生模块，分别如图1和图2所示。

图1 大学物理MOOC教学平台教师模块

图2 大学物理MOOC教学平台学生模块

图1 和图2表明，大学物理MOOC的教学空间或学习空间，一般由“首页、统计、资料、通知、作业、考试和讨论”等模块组成，教师与学生可随机进入各模块开展自主学习或探究学习活动。其中，教师模块与学生模块相比较，主要增加了管理模块，包括学生管理、教师团队管理、助教管理和课程管理等。管理模块可帮助教师方便建立网络课堂。如果一门课程有多个教师授课，可以建立多个网络课堂，并且网络课堂之间可以建立互相关联、教学资源可以建立互相共享，还可以选择不同的教学班开展互动教学。同时，课程负责人还能根据教学的需求设置课程模版、课程栏目等，并可随意建立所有教师授课的共享资料，任课教师可随意选择相关资料作为课程资源。

二、大学物理M O O C微课程教学内容的建设

进入21世纪，信息技术已渗透到教育的各个领域，使教育产生了革命性影响。然而，课程变革最为关键，它是现代学校教育改革的一个缩影、一种尝试。[3]目前，大学物理课程“知识点”（包括概念、原理、规律和公式等）教学是传统课堂教学的重要组成部分，学生在学会“知识点”教学内容的同时，也获得知识和能力的提升。但是，对于当今的大学物理教师来说，不得不考虑教学中的一个现实问题：大学物理“知识点”教学是课堂教学的重要组成部分，但教师在课堂上又没有那么多的时间来讲授，或让学生采用交互学习与探究式学习来提高课堂的教学效果。因此，利用微课程教学资源来改善传统课堂教学内容与学习环境，已被大学物理教师所关注。微课程是为解决教学“一个小问题”而开发的，以扎根于学科教学为宗旨，具有易操作和使用灵活等教学优势，可以围绕“知识点”设计成不同的课程资源类型，如基于问题学习、案例学习和情境学习等；也可以承担不同的教学角色，如概念教学、知识学习、问题解决、难题探究、课后练习等。目前，随着微课程教学环节或教学流程的不断创新与应用，很可能会推动我国高等教育领域传统的教学资源和教学模式等产生深刻的变革。[3]

大学物理MOOC平台的建设与应用，关键在于网络教学资源的建设与应用，核心是“知识点”教学资源的建设与应用。在“微课程与翻转课堂相结合”的教学模式创新与改革试验中，我们根据布鲁姆的“教育目标分类法”，以及翻转课堂的教学特性和教学效应，将大学物理微课程的知识组织形式分为知识讲授型、知识内化型和知识补拓型，分别用于翻转课堂教学模式的“课前”、“课中”和“课后”三个教学环节，如图3所示。

图3 大学物理微课程建设与应用架构图

（一）知识讲授型微课程

“知识讲授型微课程”设计与开发的基本思路围绕着布鲁姆“教育目标分类法”中认知领域教育目标的“知道（知识）”和“领会（理解）”这两个层次，将微课程“知识点”（包括概念、原理、规则、公式等）教学内容的知识组织形式设计为以教师授课的微视频为主体表现形式，目的是向学生传授“知识点”教学内容（如描绘情境、叙述事实、解释概念、认证原理和阐明规律等），让学生“课前”利用微课程就能开展自主学习，让教师“课中”有更多的时间和精力用于互动教学，达到翻转课堂教学模式创新与教学改革的目标。

知识讲授型微课程的学习方法是自主学习法。在课前，学生根据大学物理MOOC平台发布的“自主学习任务单” 中的教学要求和教学任务，利用碎片化时间自主选择微课程教学内容开展自主学习，要求学生在“课前”就完成自主学习任务单中的学习任务，即完成传统大学物理课堂教学需要占用教师大量时间来讲授的基本知识和基本内容。大学物理MOOC平台将自动记录、分析和统计学生的学习过程和学习行为等信息，教师也可以在远程随时监控学生微课程的学习活动过程，或分析学生自主学习存在的问题点，从而为“课中”教师组织学生开展交流、讨论，或开展作业、练习等活动做好充分准备。

（二）知识内化型微课程

“知识内化型微课程”设计与开发的基本思路围绕布鲁姆“教育目标分类法”中认知领域教育目标的“应用”和“分析”这两个层次，将微课程“知识点”知识组织形式设计为以问题解决为导向，以交流、讨论或作业、练习等为主体的教学（学习）内容知识组织形式，借助微课程等加强课堂教学对“知识点”问题解决的情境创设（如激发学习动机、运用巩固、呈现刺激材料、创设情境、过程展示、原理讲解、应用实例等），培养学生将“知识点”学习应用于解决实际问题的思想、方法和过程，目的是为使学生加强对“知识点”教学内容的理解和应用（如在科学技术、生活实际中的应用或解释自然现象等），达到翻转课堂教学模式创新与教学改革的目标。

知识内化型微课程的学习方法是交互学习法。在课前，教师根据学生课前自主学习容易存在的疑点或问题点制作成微课程，并设计相关的知识学习、问题解决、作业或练习等，让学生在教师的指导下开展协作学习、交互学习等，促进学生对“知识点”教学内容的深化理解和应用等，改变教师传统课堂教学中总是“满堂灌”的教学现象、以及学生在课堂教学中总是处于被动式的学习局面，达到翻转课堂教学模式创新与教学改革的目标。

（三）知识补拓型微课程

“知识补拓型微课程”设计与开发的基本思路围绕布鲁姆“教育目标分类法”中认知领域教育目标的“综合”这一层次，将微课程“知识点”知识组织形式设计成以基于项目学习（或专题学习）为导向，以基于问题、基于案例学习主体的教学（学习）内容组织形式，目的是使学生对所学“知识点”教学内容能够充分利用课外时间进一步加强巩固深化学习、加深学生对所学“知识点”教学内容的理解和应用，或培养学生对自己周围的物质世界产生新的认识，让学生意识到物理学知识与科学技术、生活实际以及自然现象的密切关系，培养学生将所学知识应用于解决问题的能力，提高学生大学物理学习的兴趣，促进学生大学物理学习能力的提升，达到翻转课堂教学模式创新与教学改革的目标。

知识补拓型微课程的学习方法是自主探究学习法。在信息时代，教师需要传递的知识和信息越来越多，在课堂有限的时间与教师需要传授大量知识的矛盾越来越突出，或者在课堂有限的时间内让学生开展自主探究学习以培养学生的创新能力也不一定能够成为现实。因此，利用知识补拓型微课程教学内容的组织形式，让学生“课后”能够进行更高层次的探究学习，或培养学生能够自主发现问题、分析问题和解决问题的能力，这正是信息时代发展的要求。

三、大学物理微课程与翻转课堂相结合的教学模式创新

在传统教学中，知识传授通过教师在“课中”的讲授完成，知识内化通过学生在“课后”的作业、操作或实践完成；[3]而在翻转课堂教学中，这种教学模式被颠覆，即知识传授在信息技术的辅助下，在“课前”通过学生的自主学习方式完成，知识内化在“课中”通过交流与讨论等参与式学习方式完成，“课后”让学生能够进行更高层次的自主探究学习，从而推动课堂教学向有效教学方向发展。在大学物理教学中，通过对翻转课堂教学模式的创新与应用，同时也使师生的角色发生了变化，教师由原来的知识传播者转变为课程的设计者、教学活动的组织者、指导者和帮助者，学生由原来的被动接受者转变为教学活动的积极主动的参与者，[2]从而创新了传统大学物理课堂的教学模式和教学方式。

（一）课前：“知识讲授型”微课程与“自主学习”相结合的教学模式

课前，大学物理将“知识讲授型”微课程与“自主学习法”相结合，可以实现学生课前知识点自主学习的构建和教师教学反馈链的建立相统一，从而达到对学生课前开展自主学习过程的有效控制和管理，具体做法是：学生利用大学物理MOOC平台发布的微课程，按照“自主控制学习进度”开展自主学习，以此来代替教师传统课堂知识点的教学讲授环节，并要求学生回答一些简单的作业、练习或概念测试题等，让学生课前就对重要知识点教学内容有一定的认知与理解，让教师在课堂有更多的时间和精力开展互动教学。同时，教师通过大学物理MOOC平台的网络反馈系统发现学生自主学习存在的问题点，并对学生学习存在的问题点进行个别化指导，以保证每位学生的个性化学习顺利进行。

第一，学生根据“知识讲授型”微课程教学内容和“自主学习任务单”的具体要求，利用碎片化时间自主完成课前知识点学习任务，并要求学生在课前把学习情况写成汇报材料（如学习笔记）通过大学物理MOOC平台反馈给教师，以便教师及时调整下一次课的教学内容、教学方法、教学进度等。

第二，教师根据学生课前自主学习的问题信息反馈，精确地向学生学习存在的问题点推荐各种相关学习材料，并随时、随地回答学生的提问或参与讨论，让每位学生的学习过程没有障碍。

第三，教师通过大学物理MOOC平台信息反馈链的建立，利用MOOC平台学习评价技术记录和统计的学生学习行为和学习过程的大数据分析，可以及时了解学生的学习情况，包括学生在学什么，以及学生是怎样学习的。

（二）课中：“知识讲授型” 和“知识内化型”微课程与“交互学习”相结合的教学模式

在传统课堂教学中，知识传授几乎占用了所有课堂时间，成了课堂教学的重中之重；而需要通过作业、测验或通过师生的交流、讨论来完成的知识内化环节，却放到了学生遇到疑难问题难以找到他人帮助解答、引导问题解决的课后，这样易使学生的学习产生挫折感。大学物理利用微课程代替教师的知识点讲授并将该教学环节从课中移到了课前，让学生按照自己的节奏和进度来学习，[2]而将课堂宝贵的时间尽量用于学生的知识内化，从而颠覆了“以教师为中心”的课堂教学结构。课中，大学物理利用“知识讲授型”和“知识内化型”微课程与“讨论式”教学法相结合的创新与应用，能够进一步推动大学物理课堂教学从传统“以教为主”向“以学为主”的教学模式转变。

第一，利用“知识讲授型” 和“知识内化型”微课程可以促进“讨论式”教学方式的形成。在课中，利用“知识内化型”微课程进行“插播式”教学，创设生动的情境化教学环境，可降低学生知识点学习的难度，提高学生学习的兴趣。而且，利用“知识讲授型”微课程中嵌入的微作业，让教师在讲解重要知识点教学内容的同时，可以顺利地开展练习或测验等教学活动，让不同层次的学生受益。进而，利用“知识讲授型” 和“知识内化型”微课程中嵌入的微讨论，让学生围绕着知识点教学内容开展讨论，这样不仅提高了课堂学生思考、讨论问题的主动性和积极性，还提高了全班学生课堂教学的互动性与参与率。

第二，网络反馈系统可以促进“即时性”评价方式的形成。在课中，“知识讲授型”微课程嵌入的微作业或微测验在课堂教学中的应用，虽然它局限于选择题或判断题的应用，但它总是在知识点教学时出现，不仅学生可以循环渐进、由易到难的“进阶方式”开展交互动学习，而且教师可以立即收集到学生的答题信息，还可以随时了解学生的掌握程度，然后再决定是重新讲解知识，还是进入下一个教学程序，可以做到知识点教学和信息反馈相统一，使大学物理互动教学推向更高的水平，从而优化了课堂教学模式。

（三）课后：“知识讲授型”和“知识内化型”微课程与“补救学习”和“探究学习”相结合的教学模式

在我国高等教育阶段，学生可自由支配的时间较多，基于网络教学是传统课堂教学的持续与延伸。而且，在自媒体时代，微课程制作的技术门槛不高，现已不再成为技术瓶颈，使课程资源建设能够走向大众化或平民化。另外，随着学习管理平台与云计算、移动通信技术等新媒体技术融入课堂教学，为学生课后融入云课堂、移动课堂、微型课堂等学习环境创造了条件。利用“知识讲授型”与“知识内化型”微课程开展补救学习，或利用“知识补拓型”微课程进行更高层次的自主探究学习，是大学物理最重要的教学模式创新。

第一，借助大学物理MOOC平台的微课程无疑是学生课后实施补救学习的最优方式。在我国班集体授课的体制下，由于学生物理学习基础存在差异，以及学生在课前自主学习阶段，不同学生的学习动机和学习投入程度不尽相同，在教学过程中难免会出现不同学生对知识点的理解和掌握程度不同。利用“知识讲授型”与“知识内化型”微课程开展补救学习，借助微课程围绕着单个知识点设计与开发的微视频、微练习和微测验等学习方式的创新，不仅可以提高学生补救学习的效果，而且还可以加深学生对知识点的理解、深化和巩固学习。

第二，借助大学物理MOOC平台的微课程无疑是学生课后实施自主探究的最佳方式。在日常有限的课堂时间内，教师不可能将全部的知识点教学内容通过学生小组讨论或自主探究来完成，还是需要借助网络教学的优势，拓展传统课堂教学的时间和空间，才能使学生创造出更多的探究学习机会。而且，教师总是希望学生在参与课堂讨论、练习的基础上，还能够对重要知识点内容进行更加深入的自主探究学习。“知识补拓型”微课程是以基于项目（专题）学习、问题学习和案例学习为教学内容的组织形式，课后学生利用“知识补拓型”微课程开展自主探究学习，不仅能够拓展自身知识点学习的深度和广度，而且还能够提高学生自主分析物理问题及解决物理问题的能力和水平。

四、结束语

目前，我国地方本科院校大学物理课堂教学改革还处于胶着状态，人们都十分期望能够借助微课程与翻转课堂的教学创新应用，为传统大学物理课堂教学解决或缓解当前日益严重的“三低”问题提供一种教学内容、教学模式和教学方式创新与变革的新思路。但是，我们对大学物理微课程与翻转课堂相结合的教学模式创新研究与实践应用还处在探索阶段，微课程教学资源的设计、开发与应用，以及翻转课堂教学模式的本地化、本土化研究还需要进一步加强，才能彰显出微课程创新大学物理课堂教学模式应有的教学内涵。

[1]李书婷.陕西省高校大学物理课程教学中存在的普遍性问题及应对措施[J].陕西教育·高教，2014，（10）：64-65.

[2]张武威，黄宇星.精品课程的课程内容知识组织探究[J].中国电化教育，2009，（12）：66-67.

[3]卢施恩.微课程与翻转课堂相结合的教学方法创新应用[EB/OL].（2014-09-21）[2017-03-15]. http://

G642.0

A

1008-7346（2017）03-0055-05

2017-04-26

本文系三明学院2015年校级教育教学改革项目——《大学物理》课程教学模式的改革研究与实践（项目编号：J150603）和三明学院2016年校级教育教学改革项目——《大学物理（力学）》在线课程建设（项目编号：J1610403）及福建省教育厅2015年教育信息化专项课题——“微时代大学物理课堂教学改革与实践探索—— 微课程与翻转课堂相结合的教学模式创新”（项目编号：JA15464）的研究成果。

杨秀珍，女，福建三明人，三明学院机电工程学院讲师。张武威，男，福建三明人，三明学院现代教育技术中心教授。