基于Web的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)教學(xué)探究

郭露芳　周群　楊欣

摘要：隨著教學(xué)理念和新技術(shù)的不斷發(fā)展，信息技術(shù)與課程的整合日漸深入。本文結(jié)合大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)現(xiàn)狀，介紹了Web教學(xué)資源和翻轉(zhuǎn)課堂的特點(diǎn)，提出將Web技術(shù)與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合，形成基于Web的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式。本文介紹了該教學(xué)模式的教學(xué)設(shè)計(jì)，并就課前、課中及課后這一教學(xué)模式在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)。該教學(xué)模式在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用效果良好，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)方法的不足。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課程；Web技術(shù)；教學(xué)模式；大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)

0引言

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是一門(mén)實(shí)踐性和應(yīng)用型很強(qiáng)的課程，是理工科學(xué)生進(jìn)入大學(xué)培養(yǎng)其動(dòng)手能力、觀察能力、創(chuàng)新思維能力、理論聯(lián)系實(shí)際能力以及分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力的有效途徑。當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中存在著一些問(wèn)題：（1）學(xué)生缺乏實(shí)驗(yàn)興趣，學(xué)習(xí)狀態(tài)不佳。經(jīng)典物理實(shí)驗(yàn)中大部分實(shí)驗(yàn)重復(fù)和驗(yàn)證教材上已有的定理和定律，內(nèi)容相對(duì)枯燥，與科學(xué)發(fā)展和生活實(shí)際脫節(jié)，不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情；（2）教學(xué)方法單一，學(xué)生被動(dòng)接受。在目前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師詳細(xì)地講解實(shí)驗(yàn)原理、方法、步驟、數(shù)據(jù)處理等，學(xué)生往往進(jìn)行的是美國(guó)人稱(chēng)之為的“COOK”實(shí)驗(yàn)，即照著菜譜煮飯，缺少想象力和創(chuàng)新性的鍛煉，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)背后的物理思想和意義理解不深，出現(xiàn)“知識(shí)片斷化”現(xiàn)象；（3）學(xué)生實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)不一，容易造成基礎(chǔ)差的學(xué)生“吃不消”現(xiàn)象。物理專(zhuān)業(yè)學(xué)生和非物理專(zhuān)業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)不一，一些學(xué)生在大學(xué)前接觸物理實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)很少，對(duì)基礎(chǔ)儀器儀表使用不了解，在課程進(jìn)行過(guò)程中有一定困難。

針對(duì)以上問(wèn)題，需對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行改革。近幾年，國(guó)內(nèi)學(xué)者提出了多種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革方法，本文工作將Web技術(shù)與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合，提出基于Web的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)教學(xué)。

1基于Web教學(xué)資源及翻轉(zhuǎn)課堂的特點(diǎn)

傳統(tǒng)類(lèi)型的軟件平臺(tái)投資成本高，程序升級(jí)更新困難，而基于web的模式具有良好的跨平臺(tái)特性和廣泛的覆蓋性的優(yōu)點(diǎn)，可有效解決上述問(wèn)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(yīng)用程序有著方便良好的接口；基于web的教學(xué)資源可以以網(wǎng)頁(yè)為單位在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，傳輸速度快；基于web的程序?qū)\(yùn)行的軟硬件平臺(tái)沒(méi)有特殊要求，因此需要的開(kāi)發(fā)費(fèi)用相對(duì)低廉。

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)作為一種混合學(xué)習(xí)模式，成為傳統(tǒng)面對(duì)面學(xué)習(xí)和遠(yuǎn)程教學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物。傳統(tǒng)的教學(xué)模式是教師在課堂講解，學(xué)生課下完成作業(yè)。翻轉(zhuǎn)教學(xué)，即教師創(chuàng)建視頻，學(xué)生在課外自行學(xué)習(xí)，回到課堂師生面對(duì)面交流完成作業(yè)的教學(xué)模式。課堂成為教師與學(xué)生的互動(dòng)平臺(tái)，可以解決學(xué)生被動(dòng)接受的傳統(tǒng)模式，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，達(dá)到更好的學(xué)習(xí)效果。

2基于Web的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1建立基于web的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)資源系統(tǒng)

基于web的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)資源系統(tǒng)無(wú)須手動(dòng)安裝軟件程序，使學(xué)生只需通過(guò)瀏覽器就可實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)課程學(xué)習(xí)或下載到移動(dòng)終端學(xué)習(xí)，可廣泛地為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)平臺(tái)，視頻可及時(shí)暫停、重播，方便學(xué)生重復(fù)學(xué)習(xí)，相當(dāng)于“一對(duì)一”的教學(xué)模式。

在傳統(tǒng)教學(xué)課程系統(tǒng)中增加教學(xué)視頻、對(duì)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)儀器如萬(wàn)用表、電壓表等使用方法、實(shí)驗(yàn)背景知識(shí)、實(shí)際應(yīng)用等內(nèi)容，可有效幫助學(xué)生鞏固基礎(chǔ)，開(kāi)闊視野，提高興趣。

2.2教學(xué)內(nèi)容收集

錄制教學(xué)視頻，視頻時(shí)長(zhǎng)10min以?xún)?nèi)，控制在學(xué)生注意力比較集中的時(shí)間范圍，視頻中只顯示講解內(nèi)容的PPT，講解的語(yǔ)音，要求講解過(guò)程中滲透著趣味、學(xué)科思維方法。

增加基礎(chǔ)物理儀器儀表使用方法、實(shí)驗(yàn)背景、實(shí)驗(yàn)拓展等內(nèi)容。針對(duì)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰⒉畈积R，增加基礎(chǔ)物理儀器儀表介紹，對(duì)常用的萬(wàn)用表的使用、螺旋測(cè)微器讀數(shù)方法等進(jìn)行介紹，可以讓基礎(chǔ)不足的學(xué)生提前學(xué)習(xí)；針對(duì)學(xué)生知識(shí)點(diǎn)分散的問(wèn)題，增加實(shí)驗(yàn)背景資料，對(duì)實(shí)驗(yàn)的背景、科學(xué)家故事、實(shí)驗(yàn)線(xiàn)索、時(shí)間節(jié)點(diǎn)等進(jìn)行介紹，疏通學(xué)生的物理知識(shí)，將學(xué)生的知識(shí)點(diǎn)連成線(xiàn)，最后能形成知識(shí)網(wǎng)；針對(duì)學(xué)生興趣不高，感覺(jué)實(shí)驗(yàn)脫離實(shí)際的問(wèn)題，增加實(shí)驗(yàn)應(yīng)用內(nèi)容，將物理實(shí)驗(yàn)與科技前沿聯(lián)系在一起，增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，感受物理實(shí)驗(yàn)的魅力。

2.3翻轉(zhuǎn)教學(xué)，并進(jìn)行學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)

采用翻轉(zhuǎn)教學(xué)課堂實(shí)踐，讓學(xué)生講解學(xué)習(xí)內(nèi)容并提出問(wèn)題，師生一起解決，增強(qiáng)學(xué)生的分析解決問(wèn)題的能力以及創(chuàng)新能力，很有可能延伸出很多小的創(chuàng)新課題；采用調(diào)查問(wèn)卷的形式，及時(shí)了解學(xué)生對(duì)翻轉(zhuǎn)教學(xué)的學(xué)習(xí)效果，根據(jù)效果反饋，調(diào)整課堂，最終形成適合大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的翻轉(zhuǎn)教學(xué)。

3基于Web的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)教學(xué)應(yīng)用

根據(jù)對(duì)本校傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的分析，結(jié)合基于Web的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)資源建設(shè)，我們?cè)诙鄠€(gè)班級(jí)中進(jìn)行了“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式的實(shí)踐。

3.1課前自主學(xué)習(xí)階段

學(xué)生通過(guò)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)系統(tǒng)，用瀏覽器打開(kāi)鏈接或掃描二維碼的方式就可實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)課程學(xué)習(xí)或下載到移動(dòng)終端學(xué)習(xí)。根據(jù)學(xué)校原有的課程中心平臺(tái)，將學(xué)生獲取知識(shí)最直接的內(nèi)容進(jìn)行整合和匯總，實(shí)現(xiàn)以下四個(gè)模塊：實(shí)驗(yàn)背景、基礎(chǔ)物理儀器儀表、實(shí)驗(yàn)視頻、實(shí)驗(yàn)拓展及應(yīng)用。

學(xué)生點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)視頻，即可對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)（1）、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)（2）共16個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，視頻采用微課的形式進(jìn)行，介紹實(shí)驗(yàn)原理、操作等內(nèi)容，并可暫停、重播，讓學(xué)生有充分的時(shí)間吸收接納知識(shí)。同時(shí)可以了解實(shí)驗(yàn)相關(guān)背景知識(shí)、實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展及實(shí)驗(yàn)應(yīng)用，讓學(xué)生將知識(shí)點(diǎn)同之前學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行聯(lián)系，將知識(shí)點(diǎn)連成知識(shí)網(wǎng)。對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)差的同學(xué)，還可以相應(yīng)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)物理儀器儀表的使用方法等，提前鞏固實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)，為實(shí)驗(yàn)課程打下基礎(chǔ)。圖2所示為常用的幾個(gè)基礎(chǔ)物理儀器儀表。

學(xué)生需在上課時(shí)提交自己的預(yù)習(xí)報(bào)告，并將預(yù)習(xí)中的疑問(wèn)反饋給教師，以便老師及時(shí)掌握學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。

3.2課堂實(shí)驗(yàn)階段

上課時(shí)，學(xué)生獨(dú)立自主地完成實(shí)驗(yàn)，老師負(fù)責(zé)組織、維護(hù)課程秩序，監(jiān)督實(shí)驗(yàn)儀器的使用情況，不再講授實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題并想辦法解決問(wèn)題，在這個(gè)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力以及分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。教師將實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的問(wèn)題以及預(yù)習(xí)報(bào)告中的問(wèn)題進(jìn)行結(jié)合，及時(shí)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行指導(dǎo)，根據(jù)學(xué)生的問(wèn)題進(jìn)行引導(dǎo)。

3.3評(píng)價(jià)階段

教學(xué)方法的好壞需要通過(guò)良好的評(píng)價(jià)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而良好的評(píng)價(jià)能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)起到監(jiān)督和促進(jìn)的作用。老師通過(guò)對(duì)課前預(yù)習(xí)、課堂實(shí)驗(yàn)對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的實(shí)施過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià)；而學(xué)生通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷的形式對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式進(jìn)行評(píng)價(jià)，讓老師對(duì)于課堂中存在的問(wèn)題及時(shí)掌控。通過(guò)老師和學(xué)生的評(píng)價(jià)結(jié)果反饋，調(diào)整課堂，最終形成適合的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。

實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)于這種教學(xué)模式興趣很高，課堂氣氛活躍，每節(jié)課都會(huì)有同學(xué)提出很多問(wèn)題，如：光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中學(xué)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(lián)系到實(shí)驗(yàn)的物理思想和實(shí)驗(yàn)方法選擇等的問(wèn)題，而這些問(wèn)題都是傳統(tǒng)課堂上學(xué)生被動(dòng)接受而不會(huì)思考提問(wèn)的。學(xué)生調(diào)查問(wèn)卷的結(jié)果也顯示，學(xué)生對(duì)這種教學(xué)模式的認(rèn)可度很高，對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)也更通透。

4結(jié)語(yǔ)

本文介紹了web教學(xué)資源與的大學(xué)物理翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的特點(diǎn)，將Web技術(shù)與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合，提出基于Web的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式。介紹了該模式的教學(xué)設(shè)計(jì)，并就教學(xué)應(yīng)用中的課前自主學(xué)習(xí)階段、課堂實(shí)驗(yàn)階段以及課后評(píng)價(jià)階段進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。基于web的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)教學(xué)資源系統(tǒng)的建設(shè)及翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)契合了“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，該教學(xué)方法可有效豐富物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，拓寬科學(xué)視角，有助于培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)理解透徹、操作規(guī)范、善于創(chuàng)新的應(yīng)用型理工科人才。endprint