高中物理翻轉課堂教學模式的構建及實施案例

冉國華 孫 萍

(北京師范大學物理學系 北京 100875)

1 引言

翻轉課堂(The Flipped Classroom)是指在信息化環境中，學生課前自主觀看教師設計的微課教學視頻，對此提出疑問并完成導向性任務，課堂時間則用于師生互動、交流討論、解決問題、創新探究、完成實驗、深化拓展等一系列活動的一種教學模式[1,2].體現了“以學生為主體、以教師為主導”的現代教育理念[3].相比于以印刷術為根基的傳統教學模式，“翻轉課堂”實現了在教學流程和教學結構上的徹底顛覆，并由此引發了教師角色、學生角色、師生關系、課程結構、管理模式等的一系列變革[4].實現了由“師本教育”到“生本教育”的轉變[5]，體現了當代教育發展的兩大趨勢——教育信息化和教育民主化.

翻轉課堂起源于美國[6]，經過10年的發展，翻轉課堂已在美國、加拿大、新加坡等多個國家實踐[7].我國翻轉課堂起步較晚，但已被越來越多的教育工作者所關注[8～15].例如，重慶市聚奎中學提出的“三翻”、“四環”、“五步”、“六優”的操作實務，山東省昌樂一中實施的“二段四部十環節”翻轉模式，浙江省溫州二中以“以學定教”為核心，總結出的“分科式”翻轉課堂教學模式[9]，都成為了翻轉課堂在我國高中成功實施的典型案例.然而，翻轉課堂在國內的發展尚處于萌芽階段，完善的教學模式構建還需要進一步深入的研究.

本文旨在通過對調查問卷和高中物理(人教版)教材的分析，構建一種適合于高中物理的翻轉課堂教學模式.

2 調查問卷分析

調查問卷分為教師版和學生版，問卷的主要內容包括：教師和學生對翻轉課堂的了解程度和了解渠道以及相關看法、目前的教學模式及滿意程度、是否愿意采用翻轉課堂教學模式及其影響因素以及校園信息技術的支持度等.調查問卷在實施過程中選取了不同地區的不同學校進行調查，進行地域差別的對比.分別選取了北京師范大學第二附屬中學、重慶市涪陵區實驗中學和貴州省貴陽市第五中學為代表進行調查.3所學校所處地區不同，類型不同，更具有普遍性和代表性.最后回收有效調查問卷教師版219份、學生版619份.通過對高中教師和學生關于翻轉課堂的調查結果進行分析，得到以下主要結論.

(1)教師與學生對翻轉課堂的了解程度不高，且越偏遠的地方了解程度越低，如圖1所示；教師與學生了解翻轉課堂的主要途徑是網絡，而學校的網絡信息技術發展完善，足以支持翻轉課堂的實施，結果如圖2所示.

圖1 3所學校師生對翻轉課堂的了解程度

圖2 校園網絡信息技術支持度

(2)教師和學生對于是否愿意接受新型教學模式大體一致，半數以上的教師和學生愿意實踐翻轉課堂，而且教師的期望度高于學生，結果如圖3所示；愿意實施翻轉課堂的教師受到內外部動機的雙向推動，政策支持、技術平臺以及自我發展都是推動教師實施翻轉課堂的重要影響因素.其中，“能夠為學生提供更好的學習體驗機會”是大多數教師的意愿；而學生則表示，教學視頻便于保存并能反復觀看，可以自行調節學習進度是他們希望實踐翻轉課堂的最重要因素.

圖3 實施翻轉課堂期望度

(3)來自外部難以掌控的學生層面的挑戰是教師們不愿實施翻轉課堂的主要因素，而來自于教師自身層面的影響相對較弱；“已經適應當前教學模式而不想改變”以及“對未知教學模式的不確定”，成為學生們不希望采用翻轉課堂的最重要的因素.與大多數教師所擔心的“學生已經習慣傳統的教學模式，難以接受或適應新的教學模式”一致.

3 翻轉課堂教學模式構建

3.1 構建翻轉課堂教學模式的基本要素

翻轉課堂并非適用于所有課程.對于部分偏重理論研究的課程，包括學生難以自學的知識性內容，并不適合于翻轉課堂教學模式[10]；而那些可教性強、所涵蓋大部分知識屬于布魯姆分類法低端(識記和理解)的內容，才比較適合于實踐翻轉課堂[11].本文通過調研，提煉出構建翻轉課堂教學模式的3個基本要素，如圖4所示，并作了適當說明.

根據以上3個基本要素，本文以高中物理(人教版)教材以及課程標準為基礎，統計出比較適合于翻轉課堂的知識內容，如表1所示.

表1 適合翻轉課堂的課題統計

統計結果表明，適合于翻轉課堂教學模式的課題占總課題的比例小于23%，說明該教學模式并不能作為主流的教學模式.它更適合作為輔助性教學模式，參與混合式學習法，達到提高教學質量的目的.

3.2 翻轉課堂教學模式

遵循生本教育理念，根據上述調查問卷和教材的統計結果，依據上述3個基本要素，借鑒現階段國內外翻轉課堂教學模式[12～15]，同時融入作者的教育實習經驗，本文構建的一種適合于高中物理的翻轉課堂教學模式如圖5所示.

圖5 翻轉課堂教學模式

整個過程的實施分為課前內容分析及課前準備、課中教學活動、課后反饋及知識拓展3個環節，分別完成知識的傳遞、知識的內化和知識的拓展3個過程.

模式中的“知識傳遞”環節為確定教學目標及教學重點、制定教學計劃并制作微課視頻、查找相關資料上傳網絡平臺供給學生學習并與學生交流討論；“知識內化”環節突出學生在學習過程中的主體地位，強調學生的個性化發展；“知識拓展”環節在于拓展學生的知識面和評估教學效果.本文所構建的翻轉課堂教學模式的特色在于家長參與教學實踐，突出家長的監督作用，達到深化家校合作，共同教育學生的目的.

4 翻轉課堂案例設計及分析

本文按照圖5的翻轉課堂教學模式進行牛頓第三定律翻轉課堂設計并實施.針對北師大二附中高一(2)班的35名同學進行授課.

4.1 課前

首先，確定授課內容.牛頓第三定律是牛頓運動定律整體的一個基本組成部分.在已經學習了基本的重力、彈力、摩擦力之后，在即將學習的力的分析及其合成與分解之前，牛頓第三定律具有承前啟后的作用，并有著極其廣泛的應用.學生對于力的概念已有基礎.初中時已經學習過“力是物體對物體的作用”，并且通過第三章對力的深入學習，“力是物體間的相互作用”這一概念已扎根學生的腦海.豐富的生活體驗以及充足的案例實踐使得學生對該定律的認知熟悉但卻片面.這就需要通過概念重組、深入理解、制造沖突來彌補學生對于該部分知識內容認識的不足.從學生年齡特征來看：高一學生具備較強的參與意識，因此，可以通過直觀的物理實驗、有效地自主探究以及生動自由的交流討論來提高學生的學習興趣、增強學生的參與程度.

然后，制作視頻課件.視頻內容包括：作用力與反作用的定義；牛頓第三定律的定義；牛頓第三定律在生活中的應用；一對平衡力與一對相互作用力的聯系與區別.圖6為視頻課件部分截圖.

圖6 微課視頻截圖

最后，將微課視頻及課前習題上傳至網絡學習平臺.要求學生觀看視頻，搜集相關資料自主學習，完成課前練習.在網絡平臺上進行師生交流，搜集統計學生存在的問題.針對性安排課堂活動，達到突破重點、解決難點的目的.

4.2 課中

課堂教學采取分組討論的形式，學生4～5人為一組，對課前自學的知識進行交流討論，相互交流疑難與困惑，學生自己當老師上臺講解.學生展示完畢后，教師對知識進行梳理總結，加深學生的理解，修正學生錯誤的概念.

課堂中進行拔河比賽的實際模擬.學生陳述拔河比賽輸贏的關鍵并論證自己的觀點，力氣小的女生分別拉站在地上的男生和坐在小車上的同一位男生，對得到的不同結果進行分析.以實際模擬情形進行受力分析，得到拔河比賽輸贏的關鍵不在于雙方自身力量的大小，而在于地面給予的摩擦力的大小.該活動以辯論比賽的形式提高學生參與度，發散學生思維，養成學生科學思考的意識，以模擬比賽的形

式激發學生的學習興趣，培養學生實事求是的態度，提升學生的科學素養.

4.3 課后

布置課后小測試，檢驗學生學習效果；回收學生的測驗結果，并利用網絡交流平臺及時獲得學生對該節課的信息反饋，對教學進行反思.同時，增加了以下拓展內容：《星際穿越》里，庫珀為什么說：“牛頓第三定律告訴我們，總得留下點什么？”；了解汽車運動的驅動力來源，查找資料，了解四驅賽車與二驅賽車的差別，為什么四驅賽車比二驅賽車速度快？

交流反饋意見表明，學生學習興趣提高，自主學習的積極性也有所增強；課后檢測表明，86%的學生理解了所學的知識，并能運用所學知識分析實際問題．檢測結果如表2所示，其中正確率為正確人數占總人數(35人)的比值.

表2 學生課后檢測的正確率

5 結論

本文所構建的高中物理翻轉課堂教學模式分為課前、課中和課后3個環節，分別完成知識的傳遞、知識的內化和知識的拓展，強調家長參與教學活動.以學生為本的翻轉課堂教學模式在中國尚屬新生事物，還需要政府在政策上的支持和硬件上的投入，以及教育工作者教學理念的徹底革新.本文的研究對更新高中物理教師的教學理念、促進教學實踐能力的提升、培養出具有創新精神的個性化學生有一定的借鑒意義.

1 Riendeau D.Flipping the Classroom Revisited.Physics Teacher,2013(51):120

2 李娜.翻轉課堂模式下的教師角色“翻轉”.科技創新導報,2016(28):147～148

3 方紅德.翻轉課堂模式下的物理教學效果精準診斷策略初探.物理通報,2017(1):45～49

4 洪雨.探析翻轉課堂模式下教師的信息素養及培養.現代教育科學,2016(12): 61～66

5 胡壯麗,范小輝,呂付國.基于生本教育理念下的高中翻轉課堂的可行性研究. 物理教學探討，2015(33):19～21

6 Nathanie L,Michael D,Elizabeth C.Just in Time to Flip Your Classroom.Physics Teachers,2014 (52):34～37

7 伍文臣, 胡小勇. 全球翻轉課堂教學研究進展:現狀和案例. 數字教育,2016(4):59～63

8 黃美初, 宋德清. 翻轉課堂的質量保證關鍵要素研究. 中國成人教育,2015(7):114～118

9 翟新文. 以微課錄制與應用為載體加強我區“互聯網+教學”嘗試. 新課程·中旬,2017(5):91

10 鄭瑞強,盧宇.高校翻轉課堂教學模式優化設計與實踐反思.高校教育管理,2017(11):97～103

11 齊軍.美國“翻轉課堂”的興起、發展、模塊設計及對我國的啟示.比較教育研究, 2015(1):21～27

12 楊斌,王以寧,任建四,等.美國大學IPSP課程混合式翻轉課堂分析與啟示.中國電化教育,2015(337):118～122

13 徐小紅,李貴安,祁永強.基于翻轉課堂的中學物理教學設計及實效研究.物理教師,2016(37):7～11

14 李恒宇.物理“翻轉課堂”與“傳統課堂”案例比較研究. 物理通報,2016(5):116～120

15 孫莉,米帥帥,桂維玲.物理翻轉課堂教學中教師角色的定位.物理通報,2016(4):116～118