基于Web的大學物理實驗翻轉教學探究

郭露芳　周群　楊欣

摘要：隨著教學理念和新技術的不斷發展，信息技術與課程的整合日漸深入。本文結合大學物理實驗課程的教學現狀，介紹了Web教學資源和翻轉課堂的特點，提出將Web技術與翻轉課堂相結合，形成基于Web的大學物理實驗翻轉教學模式。本文介紹了該教學模式的教學設計，并就課前、課中及課后這一教學模式在大學物理實驗教學中的應用進行分析與評價。該教學模式在大學物理實驗教學中應用效果良好，彌補了傳統教學方法的不足。

關鍵詞：翻轉課程；Web技術；教學模式；大學物理實驗

0引言

大學物理實驗是一門實踐性和應用型很強的課程，是理工科學生進入大學培養其動手能力、觀察能力、創新思維能力、理論聯系實際能力以及分析問題和解決問題的能力的有效途徑。當前實驗教學過程中存在著一些問題：（1）學生缺乏實驗興趣，學習狀態不佳。經典物理實驗中大部分實驗重復和驗證教材上已有的定理和定律，內容相對枯燥，與科學發展和生活實際脫節，不利于激發學生的學習興趣和學習熱情；（2）教學方法單一，學生被動接受。在目前的實驗教學中，教師詳細地講解實驗原理、方法、步驟、數據處理等，學生往往進行的是美國人稱之為的“COOK”實驗，即照著菜譜煮飯，缺少想象力和創新性的鍛煉，學生對實驗背后的物理思想和意義理解不深，出現“知識片斷化”現象；（3）學生實驗基礎不一，容易造成基礎差的學生“吃不消”現象。物理專業學生和非物理專業學生的基礎不一，一些學生在大學前接觸物理實驗機會很少，對基礎儀器儀表使用不了解，在課程進行過程中有一定困難。

針對以上問題，需對實驗教學模式進行改革。近幾年，國內學者提出了多種實驗教學模式改革方法，本文工作將Web技術與翻轉課堂相結合，提出基于Web的大學物理實驗翻轉教學。

1基于Web教學資源及翻轉課堂的特點

傳統類型的軟件平臺投資成本高，程序升級更新困難，而基于web的模式具有良好的跨平臺特性和廣泛的覆蓋性的優點，可有效解決上述問題。基于web的模式本身以超鏈接作為組織形式，可提供高度的交互性，與其他應用程序有著方便良好的接口；基于web的教學資源可以以網頁為單位在網絡中傳輸，傳輸速度快；基于web的程序對運行的軟硬件平臺沒有特殊要求，因此需要的開發費用相對低廉。

翻轉課堂教學作為一種混合學習模式，成為傳統面對面學習和遠程教學相結合的產物。傳統的教學模式是教師在課堂講解，學生課下完成作業。翻轉教學，即教師創建視頻，學生在課外自行學習，回到課堂師生面對面交流完成作業的教學模式。課堂成為教師與學生的互動平臺，可以解決學生被動接受的傳統模式，讓學生自主學習，達到更好的學習效果。

2基于Web的大學物理實驗翻轉教學設計

2.1建立基于web的大學物理實驗翻轉課堂教學資源系統

基于web的大學物理實驗翻轉課堂教學資源系統無須手動安裝軟件程序，使學生只需通過瀏覽器就可實現在線課程學習或下載到移動終端學習，可廣泛地為學生提供自主學習平臺，視頻可及時暫停、重播，方便學生重復學習，相當于“一對一”的教學模式。

在傳統教學課程系統中增加教學視頻、對基礎物理實驗儀器如萬用表、電壓表等使用方法、實驗背景知識、實際應用等內容，可有效幫助學生鞏固基礎，開闊視野，提高興趣。

2.2教學內容收集

錄制教學視頻，視頻時長10min以內，控制在學生注意力比較集中的時間范圍，視頻中只顯示講解內容的PPT，講解的語音，要求講解過程中滲透著趣味、學科思維方法。

增加基礎物理儀器儀表使用方法、實驗背景、實驗拓展等內容。針對學生物理實驗能力參差不齊，增加基礎物理儀器儀表介紹，對常用的萬用表的使用、螺旋測微器讀數方法等進行介紹，可以讓基礎不足的學生提前學習；針對學生知識點分散的問題，增加實驗背景資料，對實驗的背景、科學家故事、實驗線索、時間節點等進行介紹，疏通學生的物理知識，將學生的知識點連成線，最后能形成知識網；針對學生興趣不高，感覺實驗脫離實際的問題，增加實驗應用內容，將物理實驗與科技前沿聯系在一起，增加學生學習興趣，感受物理實驗的魅力。

2.3翻轉教學，并進行學習效果評價

采用翻轉教學課堂實踐，讓學生講解學習內容并提出問題，師生一起解決，增強學生的分析解決問題的能力以及創新能力，很有可能延伸出很多小的創新課題；采用調查問卷的形式，及時了解學生對翻轉教學的學習效果，根據效果反饋，調整課堂，最終形成適合大學物理實驗的翻轉教學。

3基于Web的大學物理實驗翻轉教學應用

根據對本校傳統實驗教學的分析，結合基于Web的大學物理實驗翻轉課堂教學資源建設，我們在多個班級中進行了“翻轉課堂”教學模式的實踐。

3.1課前自主學習階段

學生通過大學物理實驗翻轉課堂教學系統，用瀏覽器打開鏈接或掃描二維碼的方式就可實現在線課程學習或下載到移動終端學習。根據學校原有的課程中心平臺，將學生獲取知識最直接的內容進行整合和匯總，實現以下四個模塊：實驗背景、基礎物理儀器儀表、實驗視頻、實驗拓展及應用。

學生點擊實驗視頻，即可對大學物理實驗（1）、大學物理實驗（2）共16個基礎實驗進行學習，視頻采用微課的形式進行，介紹實驗原理、操作等內容，并可暫停、重播，讓學生有充分的時間吸收接納知識。同時可以了解實驗相關背景知識、實驗擴展及實驗應用，讓學生將知識點同之前學習的內容進行聯系，將知識點連成知識網。對于物理實驗基礎差的同學，還可以相應學習基礎物理儀器儀表的使用方法等，提前鞏固實驗基礎知識，為實驗課程打下基礎。圖2所示為常用的幾個基礎物理儀器儀表。

學生需在上課時提交自己的預習報告，并將預習中的疑問反饋給教師，以便老師及時掌握學生的預習情況。

3.2課堂實驗階段

上課時，學生獨立自主地完成實驗，老師負責組織、維護課程秩序，監督實驗儀器的使用情況，不再講授實驗內容。在實驗過程中，教師鼓勵學生發現問題、提出問題并想辦法解決問題，在這個過程中培養學生的獨立思考能力以及分析問題、解決問題的能力。教師將實驗過程中的問題以及預習報告中的問題進行結合，及時對學生實驗方案進行指導，根據學生的問題進行引導。

3.3評價階段

教學方法的好壞需要通過良好的評價來實現，而良好的評價能夠對學生的學習起到監督和促進的作用。老師通過對課前預習、課堂實驗對翻轉課堂教學的實施過程進行評價；而學生通過調查問卷的形式對翻轉課堂教學模式進行評價，讓老師對于課堂中存在的問題及時掌控。通過老師和學生的評價結果反饋，調整課堂，最終形成適合的大學物理實驗翻轉課堂教學。

實際教學中發現學生對于這種教學模式興趣很高，課堂氣氛活躍，每節課都會有同學提出很多問題，如：光電效應實驗中學生提出“為什么要選擇汞燈作為光源？”、“電流量程為什么要選擇10-13檔位？”等直接聯系到實驗的物理思想和實驗方法選擇等的問題，而這些問題都是傳統課堂上學生被動接受而不會思考提問的。學生調查問卷的結果也顯示，學生對這種教學模式的認可度很高，對知識的學習也更通透。

4結語

本文介紹了web教學資源與的大學物理翻轉課堂教學的特點，將Web技術與翻轉課堂相結合，提出基于Web的大學物理實驗翻轉教學模式。介紹了該模式的教學設計，并就教學應用中的課前自主學習階段、課堂實驗階段以及課后評價階段進行了詳細的闡述。基于web的大學物理實驗翻轉教學資源系統的建設及翻轉課堂教學契合了“以學生為中心”的教學理念，該教學方法可有效豐富物理實驗教學手段，提高學生自主學習能力、分析問題解決問題的能力，拓寬科學視角，有助于培養實驗基礎知識理解透徹、操作規范、善于創新的應用型理工科人才。endprint