基于翻转式课堂模式的大学物理教学研究

冯志波　赵正印　闫润瑛

摘要：为了提高高校人才培养质量，本文探讨了大学物理课程的翻转式课堂教学模式。分析了翻转式课堂教学的必要性和可行性、翻转课堂的特征、对教师和学生的相关要求以及具体的实施。本文的研究结果对于培养大学生的实践能力具有重要的指导意义。

关键词：翻转课堂模式；大学物理；能力培养

doi：10.16083/j.cnki.1671-1580.2018.4.018

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1671-1580（2018）4-0066-04

目前，许多国内高等学校的课堂教学仍然采用以教师为中心的课堂教学模式，较为注重单向灌输式的知识传授。实践表明，这种传统教学模式会导致学生在较大程度上被动地接受教师传授的知识，学生自主性的思维活动容易受到限制。由此以来，学生参与课堂教学活动的互动环节相对缺乏，融入教学过程的程度不高，这对培养学生的实践和创新能力也是极其不利的。

随着社会和经济的全面发展，当代大学生除了掌握基本的知识外，还应当具备较强的自主学习和创新能力以及沟通交流、团队合作和信息处理等方面的综合能力。在培养学生的这些综合能力方面，我国高等教育的现状与这种社会需求之间存在较大的差距。因而，探究有效的课堂教学模式从而切实提升高校人才培养质量具有重要的现实意义。大学物理作为理工科各专业的一门必修基础课程，对培养学生实践和创新思维能力具有不可或缺的作用。近年来，围绕大学物理课程教学和改革，人们提出了多种观点和看法。本文主要围绕大学物理的课程教学，结合翻转式课堂教学模式的先进理念，旨在提高学生课堂教学的参与度，探讨有效的教学方法从而培养和提升学生的各种综合实践和创新能力。

一、采用翻转式课堂教学的必要性和可行性

随着计算机和互联网技术在教育领域的广泛应用，翻转式课堂教学模式引起了国内外教育界的高度关注。翻转式课堂教学模式是指学生在课堂外提前完成初步的学习，课堂上老师和学生之间以及学生与学生之间围绕教学内容开展互动与交流，课堂教学活动主要包括解惑答疑、启发式思维以及知识的实践运用和拓展训练等。

在这种教学模式中，教师的主要责任是理解学生的问题并积极引导启发学生去运用知识并解决问题，学生则由讲台下被动接受知识的“观众”转变为课堂上主动的参与者。显然，这种教学模式可以更加有效地发挥学生的主观能动性，让学生主动参与到实际教学过程中，增加学生与教师之间的沟通与互动，提升学生的课堂参与度，使学生加深对知识的理解和掌握，这对提高学生的学习能力、综合实践和创新能力均有重要的作用。

在实际的大学物理学习过程中，每个学生的学习能力和接受能力是有区别的。如果教师在课堂上采用传统的教学方式，通常需要按照统一的教学进度和要求，那么就会使能力较强的学生感到进度慢、难度不够，能力较差的学生感到进度快、难度大，这样就不能兼顾到每一个学生。由此以来，部分学生的学习积极性容易受到挫伤，对提升班级整体教学效果是不利的。相反地，若采用翻转式课堂教学模式，让学生课前采用课件、微课以及视频的形式先去学习相关知识，把在预习中自己不能理解的问题反映到公共的学习论坛上，这样老师就能掌握学生学习中遇到的共性问题是什么，个性问题是什么，在课堂上就能较有针对性地开展共同辅导和个别辅导，让每个同学都得到个性化的发展。同时，同学们也可以相互讨论学习中遇到的问题，有利于加深基础知识的内化和创新能力的提高，能充分起到预习的效果，从而有效地弥补上述的缺陷。实践表明，学生带着问题进入课堂学习并能与教师进行深入地沟通和交流，可以使教师更有针对性地开展教学、提高课堂效率，满足不同程度学生的学习需求。同时，翻转式课堂教学可以将更多的时间留给学生，让学生有充分的时间讨论，教师可以实时地控制讨论的进程并加以引导，进一步启发学生开展更加深入的思考，在解决问题的过程中对学生综合实践能力和创新能力的培养也是颇有益处的。

作为各理工科专业的基础课程，大学物理所涵盖的内容是比较广泛的，包括力、热、电、光及磁等多个领域的知识。这些不同领域的丰富知识可以模块化、具体化，比较适合于翻转课堂教学，再经过教师适当的引导，容易激发学生对科学问题的浓厚兴趣，这为开展翻转式课堂模式教学提供了有力的支持。同时，学生在高中阶段具备了一定的物理基础知识，经过大学阶段高等数学知识的学习之后，在大学物理的教学过程中实践性探索翻转式课堂教学有着前期基础和现实条件。另外，互联网技术的飞速发展也为翻转课堂提供了强有力的技术支持。教师可以制作短小优质的课堂教学视频放到网站上，供学生反复地观看和学习。学生通过互联网不仅可以利用本校教师的教学视频去学习，还可以使用国内外其他高校优质的教育资源，不再单纯地依赖本校授课教师去学习知识，这在当代的高等教育中已经成为普遍的现象。总之，结合学生自身和学校的實际情况，采用翻转式课堂教学的先进理念来提高大学物理的教学效果以及培养学生的各方面能力是非常有必要的，也具有切实的可行性。

二、翻转式课堂的特征

传统教学过程包括知识的传授和知识的内化两个阶段。知识传授是在课堂上通过教师的讲授来完成，知识内化则需要学生在课后通过作业和实践来完成。在翻转式课堂上，知识传授和知识内化的形式恰好相反，知识传授是在信息技术的辅助下于课前完成，知识内化则在课堂上通过老师的指导和帮助以及同学的协助下完成的，从而形成了不同于传统课堂的翻转课堂。教学过程的颠倒使课堂学习过程中的各个环节也随之发生了变化。与传统课堂相比较，翻转课堂的特征如下。

（一）教师角色的转变。翻转课堂是教师从知识的传授者变为学生学习的指导者和帮助者。这意味着教师不再是知识传授和应用中心，但教师仍然是知识学习的促进者和主要推动者。学生通过信息教学资源学习时会遇到解决不了的问题，就可能需要教师的帮助，教师就可以为他们提供必要的帮助，对学生的学习起到了促进和推动作用。在翻转课堂中，教师只是指导者和帮助者，学生才是学习过程的主体。他们要通过参与实际活动完成真实的任务来建构知识，这需要教师采用新的教学策略来达到这一目的。新的教学策略要促进学生的学习，而不能干涉学生的学习。教师通过教学活动的设计来促进学生的学习和成长，在完成一个阶段的学习任务后，教师需要检查学生的学习情况，并及时反馈给学生，使他们明确自己的学习情况。同时，及时的评测也能使教师对课堂进程的设计做出及时合理的改进，更好地提高学生的学习效果。

（二）课堂时间分配的改变。翻转式课堂的第二个特点是减少了教师在课堂上的讲授时间，给学生留出了更多的自主学习讨论时间。这些学习讨论应该基于现实生活中的情境，并且能够让学生在团队协作中完成学习任务。将原先课堂讲授的内容转到课下，在不减少基本知识的基础上，增强课堂中学生之间的交互性、师生的交互性。最终，该转变将提高学生对于知识的认知理解程度，更好地完成知识的内化和掌握。此外，当教师把学生的课堂参与度纳入绩效考核时，课堂中的交互性就会变得更加有效。根据教师的评价反馈，学生能够更加真实地了解自己的学习情况，更好地调节自己的学习。学习时间是所有学习活动最基本的要素，充足的时间与学习的高效率是提高学习成效的关键因素。翻转课堂通过尽可能的扩大“预习时间”和“复习时间”来完成对教与学时间的延长，其关键之处主要在于教师需要认真考虑如何更高效化地利用课堂中的时间，从而提高学生的学习效率。

（三）学生角色的转变。随着互联网技术的发展，教育也步入了一个新时代，学生可以通过网络进行自我学习的延伸扩展。教师可以利用微课、慕课等高效地为学生提供丰富的学习资源，学生也可以在网络中获取自己所需的知识。在现代教育技术手段的支持下进行个性化学习，学生可以为自己的学习定步调，可以自由地控制学习时间、学习地点，可以确定学习内容、学习量。然而，在翻转课堂中，学生并不是完全独立地进行学习，而是在教师的指导和帮助下学习。翻转课堂是有活力的并且是需要学生高度参与的课堂。在技术支持下的协作学习环境中，学生需要把学习内容反复地与同学、教师进行交流，进而扩展和创造深度的知识。因此，翻转课堂是一个构建深度知识的课堂，学生就是这个课堂的主角，教师只是课堂的指导者、帮助者和促进者。

三、翻转式课堂教学对教师和学生的要求

翻转式课堂不同于传统课堂，它的上述特征对教师和学生有一些关键性的必备要求。

（一）教师应该非常熟悉大学物理及其相关的专业知识，具备较强的驾驭翻转课堂教学的能力。教师应该适应自己身份的转变，成为课堂学习的指导者、帮助者和促进者。在翻转式课堂教学模式下，学生经过了前置性的学习，对专业内容有了相对深入的认识，可能会从不同的角度和方面提出各种各样相关的问题。教师要实时指导与开展课堂交流和教学活动，根据实际情况及时调整课堂进程，使课堂活动更有针对性、更高效、更有利提高学生的学习效果。为此，教师本人宽泛的知识积累和不断提高的翻转课堂教学技能是至关重要的。

（二）教师能够将多种教学策略灵活且综合性地运用于教学实践过程中。研究表明，不同的教学策略对于教学效果所发挥的作用是不同的。为了让学生既获取知识又提升能力，多种教学策略的综合运用是非常有必要的。另外，教师要适当地多鼓励学生，把培养学生的学习积极性和自主性作为一个重要的教学目标。特别是，积极帮助学生克服一些学习过程中的困难，增加学生的学习自信心，这在课程学习的初始阶段尤为重要。

除此之外，教师要有意识地与学生多交流，融入到学习小组并及时地给予指导。从教学目标、教学过程设计、设疑解难等方面宏观掌控，积极引导学生通过自主、合作与探究相结合的学习方式，更好地完成学习目标。

采用翻转式课堂教学模式，学生应该具备较强的自主学习意识与团队协作能力，实际上这也是教学活动追求的目标。学生应该充分地认识到自主学习的重要性，并结合实际的任务切实开展自主性学习。当学生本人自觉地投入到学习过程中，学习就变成了学生主动性的行为，学习会逐渐变为一种兴趣，一种乐趣，学习的效果就会得到极大的改善，学生的潜能也就容易得到较大程度的开发。研究表明，只有当学生真正成为学习的主人，才有可能最大限度地激发学生学习的动力和兴趣，从而取得良好的学习效果。此外，学生的团队协作能力也是应该逐步培养和加强的。在翻转式课堂教学模式下，学生以小组的形式开展问题讨论与交流是不可缺少的一部分教学活动，小组讨论可以培养学生的综合实践能力和创新能力。因此，小组成员之间的沟通与协作是至关重要的，这也是教学活动要达到的一个重要目标。

四、翻转式课堂教学的实施

根据大学物理的课程特点，实施翻转式课堂教学需要考虑如下四方面的重要问题。

（一）研究提高学生自主学习能力的有效途径，探索能够使学生积极主动地开展课堂外大学物理学习的可行方法。培养学生的自主学习能力，可以提高学生学习大学物理的积极性，而且能够促进综合能力的显著提升。俗话说：“兴趣是最好的老师，教师可以鼓励并引导学生建立物理兴趣学习小组，每组3至5人为宜，主要关注他们感兴趣的1至2个物理知识，并定期进行交流。在兴趣的激励下学习交流，同学们能不断加深对物理知识的理解和运用，并且能建立物理学习的自信心和自豪感。教师在翻转课堂的教学过程中，设计切实可行的学习任务单是开展翻转课堂课外学习的关键。可以根据教学大纲的要求和学生的实际情况，把学习任务单分为基本学习任务单和提升学习任务单。学习任务单是帮助学生在课前明确自主学习的目标、内容和方法的指南。在学习任务单的指引下，学生们在课外可以利用一些网络平台，寻求国内外高校精品课、公开课视频、慕课网站等资源，也可以通过一些著名的物理论坛来加强对科普和前沿科学知识的理解和认识。所有的学生都要完成基本学习任务单，能力较强的学生可以完成提升任务单，这样就能满足不同学生的需求。在大学物理的教学过程中，只有不断地探索有效的途径和方法，让学生在教师的指导下积极主动地开展课外自主学习，才能不断培养学生自主学习的能力。

（二）针对大学物理的课堂教学环节，研究有效的教学结构及教学设计形式，在实践过程中设计和创造生动活泼的高效课堂教学。构建高效的课堂教学模式，促进学生对知识的更好吸收和掌握，加强学生在团队合作、沟通交流以及项目研究等方面的能力培养，是值得深入考虑的关键问题。可以把全班学生分为几个学习小组，对于共性问题，大家可以在组内进行分工、讨论，形成一定的结论，再与其它组的同学讨论。对于个性问题，教师可以单独辅导，这样就能满足不同学生的需求。教师要掌握讨论的方向和进程，让讨论内容围绕一个明确的方向，仔细观察学生讨论的情况并及时调整讨论的进程，让课堂既活泼又高效进行。在不断的讨论中，可以培养学生的团队协作精神，可以加深对所学知识的理解和掌握，在不断地思想碰撞中还可能培养出创新思维。在翻转式课堂教学过程中，教师通过答疑和小型测试来检查学生学习的效果，可以激励学生积极参加课堂教学。教师需要通过提问、学生之间的讨论、完成作业以及项目执行情况来分析和把握学生的学习效果。课前需要教师做出精心的准备，不仅要准备教材，还要对学生的情况也有所准备；课堂上教师通过问答和讨论来实时观察学生对知识的掌握情况，及时调整课堂的进程，使学生更好更全面地掌握所学的知识；课后要吸取经验，总结教训，更好地完善教学结构和教学设计形式。

（三）建立合理的考核评价机制也是一種促进学生学习效果的有效手段。在翻转式课堂教学模式下，要对学生学习的考核评价机制从原来的“结果”决定一切的模式转换到“过程”和“结果”多元化的综合评价模式，经过不断探索并建立相对客观公正的评价机制。有效的评价机制能对学生的学习起到鼓励和引导的作用。教师对学生学习过程的评价，要综合学生的学习能力、团队协作能力和学习成效等方面的能力，最后过程评价不能完全由教师决定，而应该由学生的自我评价、团队评价和教师评价综合构成，合理确定各部分评价内容在整个教学过程中所占的比例。学生的自我评价要根据自己预习、课堂和课后小测的实际情况合理给出自我评价。团队评价包括团队内评价和团队间评价，要根据个人在团队内的分工和贡献情况以及团队在总团队中解决问题和贡献度来评价。这些评价可以通过在学习支持系统中设置功能来实现。

（四）在当前现有的基础和条件下，探索与翻转课堂相适应的信息化教学资源，寻求切实可行的能够提升教师信息化素养和专业成长的方法和途径。根据学生的情况和学校的技术条件，尽可能建立较为完善的信息化教学资源，为今后更好地开展翻转式课堂教学、不断提高教学效果奠定必要的基础。教师要不断学习信息化技术，提高自己的专业教学技能与技巧，在专业团队的指导下不断改进适合自己学生具体情况的信息化教学资源。学校可以根据本校的实际情况，对教师进行信息化技术培训，举行微课建设培训并进行微课比赛，举行翻转课堂建设竞赛，以促进优质信息化教育资源的建设和翻转课堂建设。

五、结语

基于翻转式课堂先进的教学理念，结合学校和学生的实际情况，将翻转课堂的显著优势融合到大学物理课程的学习和教学过程中，旨在建立一种自主、合作和探究三者相结合的学习新形式，从而借助大学物理这一课程平台有效地培养学生的各种综合实践能力和创新能力。本文强调把高效课堂的构建作为重点研究内容，充分地将课堂上讨论交流、互动与习题练习等活动有效地设计和重构，调动学生的学习兴趣和热情。总之，在理工科大学物理教学过程中，翻转课堂教学模式旨在培养学生的自主学习能力，提高学生学习的积极性，进而促进各种综合实践能力和创新的提升。上述教学方法对于其他课程学习特别是专业基础课程的学习，也具有较大的借鉴和应用价值。

[责任编辑：周海秋]