基于微課的“翻轉(zhuǎn)課堂”模式在大學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用與研究

萬巍　馮明庫　陳湛旭

摘 要 本文通過對“微課”和“翻轉(zhuǎn)課堂”概念、特點(diǎn)的研究，將基于微課的“翻轉(zhuǎn)課堂”模式引入到大學(xué)物理的教學(xué)當(dāng)中，設(shè)計了大學(xué)物理微課教學(xué)視頻、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)流程，并在大學(xué)物理課堂進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用，從而提高理工科大學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理的積極性，并培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

關(guān)鍵詞 大學(xué)物理 微課 翻轉(zhuǎn)課堂 教學(xué)設(shè)計

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2018.07.062

Application and Research of "Flipped Classroom" Model in

College Physics Teaching Based on Micro Learning Resource

WAN Wei， FENG Mingku， CHEN Zhanxu

（School of Optoelectronic Engineering， Guangdong Polytechnic Normal University， Guangzhou， Guangdong 510665）

Abstract This paper studies the concept and characteristics of "micro learning resource" and "flipped classroom"， the "flipped classroom" model based on micro learning resource is introduced to college physics teaching. This paper designs the micro teaching videos of college physics， the teaching processes of flip classroom， and these micro teaching videos are applied in the college physics class， so as to improve students' positivity of learning college physics， and cultivate students autonomous learning ability.

Keywords college physics； micro learning resource； flipped classroom； teaching design

大學(xué)物理是高等學(xué)校理工科各專業(yè)學(xué)生的一門必修基礎(chǔ)課，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)專業(yè)課程打下必要的物理基礎(chǔ)。[1]大學(xué)物理教學(xué)質(zhì)量的高低和學(xué)生學(xué)習(xí)效果的好壞直接影響著其他相關(guān)學(xué)科的教學(xué)開展，因此，改革大學(xué)物理教學(xué)方法，拓寬大學(xué)物理教學(xué)思路勢在必行。

目前，國內(nèi)大學(xué)物理課程的教學(xué)大多數(shù)以傳統(tǒng)教學(xué)方法為主，即教師占據(jù)教學(xué)的主導(dǎo)地位，學(xué)生被動接受式學(xué)習(xí)，這種教學(xué)方法導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，自主學(xué)習(xí)能力薄弱。

為改善大學(xué)物理教學(xué)現(xiàn)狀，提高教學(xué)效果，我們將基于微課的“翻轉(zhuǎn)課堂”模式引入到大學(xué)物理的教學(xué)當(dāng)中，設(shè)計了大學(xué)物理微課教學(xué)視頻、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)流程，并在大學(xué)物理課堂進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用，期望通過這種創(chuàng)新型的教學(xué)模式，有效突破當(dāng)前大學(xué)物理教學(xué)發(fā)展的困境，真正提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

1 什么是微課

“微型視頻網(wǎng)絡(luò)課程”簡稱為“微課”，它是以微型教學(xué)視頻為主要載體，針對某個學(xué)科的知識點(diǎn)或教學(xué)環(huán)節(jié)而設(shè)計開發(fā)的一種支持多種學(xué)習(xí)方式的在線視頻課程資源。[2]

微課的網(wǎng)絡(luò)化共享特性可以讓學(xué)生在課外根據(jù)自身基礎(chǔ)水平，自主選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，并可以進(jìn)行反復(fù)學(xué)習(xí)，不受課堂上教師的統(tǒng)一規(guī)劃限制；微課的教學(xué)時間較短，一個微課教學(xué)視頻時長一般在5～10分鐘，學(xué)習(xí)內(nèi)容簡單明了，短小精悍，針對性強(qiáng)，學(xué)生在短時間內(nèi)可以保持注意力的高度集中，對課程相關(guān)知識進(jìn)行“片段式”的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)效率較高。課外微課輔助教學(xué)可以促使學(xué)生自主制定學(xué)習(xí)計劃，安排自己的學(xué)習(xí)時間，從而有效培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

2 什么是翻轉(zhuǎn)課堂

翻轉(zhuǎn)課堂也被稱為“顛倒課堂”，目前已成為全球教育界備受關(guān)注的教學(xué)模式。翻轉(zhuǎn)課堂是利用現(xiàn)代化技術(shù)手段，比如網(wǎng)絡(luò)平臺、微信公眾號等，構(gòu)建信息化教學(xué)環(huán)境，重新規(guī)劃課程知識內(nèi)容的順序，通過知識傳遞、知識內(nèi)化、知識鞏固的顛倒安排，反轉(zhuǎn)傳統(tǒng)教學(xué)中的師生角色，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)方式，從而達(dá)到革新傳統(tǒng)教學(xué)模式的目的。[3]

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式巧妙地將教師為主的“教”轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生為主的“學(xué)”。在教師上課前，學(xué)生已通過微課視頻對本節(jié)課內(nèi)容進(jìn)行了基礎(chǔ)學(xué)習(xí)，在課堂上，學(xué)生對需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容可以進(jìn)行更為深入的探討與研究，學(xué)生還可以通過小組合作、問題討論等多種方式來解決問題，教師給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)與幫助，從而促使學(xué)生產(chǎn)生創(chuàng)造性學(xué)習(xí)。[4]

3 “翻轉(zhuǎn)課堂”中的微課設(shè)計，以大學(xué)物理課程為例

在“翻轉(zhuǎn)課堂”實(shí)踐操作前，需要根據(jù)課程的內(nèi)容，設(shè)計一套完整的微課體系，讓學(xué)生可以在課前先學(xué)習(xí)相應(yīng)的微課視頻內(nèi)容，因此，微課內(nèi)容的設(shè)計非常重要。首先，設(shè)計微課之前，要認(rèn)真分析授課對象的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、專業(yè)背景，要根據(jù)授課對象的不同，合理調(diào)整授課內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn)。比如大學(xué)物理課程，由于面向的是全校理工科學(xué)生，專業(yè)各不相同，所需要的物理基礎(chǔ)知識層次也不同，我們所選擇的教材分為物理1、物理2、物理3，課時分別為112學(xué)時、96學(xué)時、54學(xué)時，因此，課程所對應(yīng)的微課內(nèi)容也要有針對性的變化。

其次，大學(xué)物理的理論課程有很多公式、定理，比較枯燥乏味，設(shè)計微課的時候要盡量做到短小精悍，最好有趣味性。微課的時長一般在10分鐘以內(nèi)，以保證學(xué)生的注意力在短時間內(nèi)高度集中，我們把大學(xué)物理每一章節(jié)的公式、定理做成一系列的微課視頻，并設(shè)置難度關(guān)卡，讓學(xué)生可以循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí)相關(guān)知識、理論。

此外，大學(xué)物理的習(xí)題、作業(yè)也分章節(jié)做成微課視頻，并根據(jù)教學(xué)進(jìn)度分批次開放給學(xué)生學(xué)習(xí)，同時，在教學(xué)網(wǎng)站上設(shè)置在線答疑、學(xué)生問題留言板等師生互動活動，學(xué)生遇到問題可以及時在網(wǎng)絡(luò)上咨詢老師或者同學(xué)，老師也可以在網(wǎng)絡(luò)上及時了解到學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度以及部分學(xué)生遇到的困難，從而給予學(xué)生更有針對性的、重點(diǎn)性的輔導(dǎo)。

4 基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式設(shè)計，以大學(xué)物理課程為例

4.1 翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式應(yīng)該分為三階段：課前、課中、課后

教師在這三階段的工作是：課前制作微課視頻、給學(xué)生布置課前學(xué)習(xí)任務(wù)；課中集中學(xué)生進(jìn)行討論，解答學(xué)生在學(xué)習(xí)微課程中遇到的問題，并進(jìn)行適當(dāng)講解、總結(jié)；課后給學(xué)生提供在線指導(dǎo)和幫助。學(xué)生在這三階段的工作是：課前自主學(xué)習(xí)教師布置的微課程，遇到不懂的知識點(diǎn)，同學(xué)們之間相互討論解決，或是記錄下來課上咨詢教師；課中和其他同學(xué)一起討論所學(xué)內(nèi)容，認(rèn)真聽教師的講解和總結(jié)；課后學(xué)生之間進(jìn)行討論交流。

4.2 翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施過程

我們以“帶電粒子在電場和磁場中的運(yùn)動”教學(xué)內(nèi)容為例，開展基于微課的“翻轉(zhuǎn)課堂”研究。本文選取光信息班對“帶電粒子在電場和磁場中的運(yùn)動”開展教學(xué)實(shí)踐，課堂學(xué)時為兩學(xué)時。光信息班由35人構(gòu)成，該班級已經(jīng)完成了“磁感強(qiáng)度”，“畢奧薩伐爾定律”，“安培環(huán)路定理”等恒定磁場前續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，課程配套有大學(xué)物理精品課程網(wǎng)站，網(wǎng)站上有相應(yīng)的微課視頻集，學(xué)生具備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的條件，并且，學(xué)生前期已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)課程上進(jìn)行了輔助教學(xué)的嘗試，也初步具備了網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)的能力。

（1）教學(xué)內(nèi)容分析：在“帶電粒子在電場和磁場中的運(yùn)動”教學(xué)中，我們把帶電粒子在電場和磁場中所受的力的定義、公式、回旋半徑和回旋頻率；磁聚焦；質(zhì)譜儀；回旋加速器；霍爾效應(yīng)等知識要點(diǎn)通過制作微課的方式完成。

（2）微課設(shè)計和制作：錄制微視頻，主要講解 “帶電粒子在電場和磁場中所受的力的定義、公式、回旋半徑和回旋頻率；磁聚焦；質(zhì)譜儀；回旋加速器；霍爾效應(yīng)”等內(nèi)容，因為內(nèi)容是由基本公式過渡到應(yīng)用，所以給視頻設(shè)置了難度遞增關(guān)卡，要學(xué)生按照順序來循序漸進(jìn)學(xué)習(xí)。學(xué)生可以利用U盤、電子郵件、QQ、課程網(wǎng)站等工具獲取視頻及其他教學(xué)資源。

（3）課內(nèi)活動的開展：老師用五分鐘時間簡單講解基本知識點(diǎn)，就學(xué)生提前學(xué)習(xí)微課碰到的共性問題展開自由討論，自愿發(fā)言，針對討論的結(jié)果一起進(jìn)行總結(jié)，歸納，課堂提問要能引導(dǎo)學(xué)生更好地理解帶電粒子在電場和磁場中運(yùn)動的原理、規(guī)律。

學(xué)生以小組為單位分工制作質(zhì)譜儀、回旋加速器、霍爾效應(yīng)原理圖的海報，每組選一名代表上臺講解自己小組的作品，結(jié)合學(xué)生課外學(xué)習(xí)微課的反饋情況，進(jìn)一步討論質(zhì)譜儀、回旋加速器、霍爾效應(yīng)的基本原理與應(yīng)用。

（4）課后活動的設(shè)計：我們選取優(yōu)秀的海報作品在課程網(wǎng)站上進(jìn)行展示，布置“磁流體發(fā)電”的拓展任務(wù)，并上傳任務(wù)所需要的相關(guān)資料到網(wǎng)站上供學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。[5]

5 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的優(yōu)勢

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式有利于實(shí)現(xiàn)分層教學(xué)。傳統(tǒng)課堂上，一個班的教學(xué)內(nèi)容都是統(tǒng)一的，進(jìn)度也完全一致，基礎(chǔ)好的學(xué)生會認(rèn)為進(jìn)度較慢，內(nèi)容簡單，造成學(xué)習(xí)時間的浪費(fèi)，而基礎(chǔ)差的學(xué)生則認(rèn)為進(jìn)度較快，跟不上節(jié)奏，學(xué)習(xí)比較吃力。在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式中，教師課前為學(xué)生準(zhǔn)備了一套完整的微課視頻以及相關(guān)的學(xué)習(xí)資源，學(xué)生可以根據(jù)自身的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，合理安排自己的學(xué)習(xí)時間，恰當(dāng)選擇網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，不必配合其他學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度。另外，微課視頻可以供學(xué)生反復(fù)觀看，不用擔(dān)心遺漏知識點(diǎn)；而且，學(xué)習(xí)微課程不限制時間和地點(diǎn)，學(xué)生可以充分利用自己的碎片化時間，學(xué)習(xí)方式更為靈活。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式更為強(qiáng)調(diào)學(xué)生的學(xué)習(xí)自覺性，能夠培養(yǎng)學(xué)生具備較強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)能力。

基金項目：1、2015年廣東省高等教育教學(xué)改革項目：基于“行動導(dǎo)向式教學(xué)”和“網(wǎng)絡(luò)微課輔助教學(xué)”的學(xué)生自主學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究（項目主持：萬巍；項目編號：57/572020328）；2、2017年廣東省本科高校高等教育教學(xué)改革項目：“項目模塊式教學(xué)”和“網(wǎng)絡(luò)微課翻轉(zhuǎn)課堂”在學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的聯(lián)合應(yīng)用與研究（項目主持：陳湛旭）；3、2018年廣州市高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育項目：廣州高校光電創(chuàng)客聯(lián)盟活動（項目主持：陳湛旭；項目編號：201709T34）

參考文獻(xiàn)

[1] 萬淼，魏剛，彭媛.基于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的大學(xué)物理教學(xué)改革研究[J].高等函授學(xué)報（自然科學(xué)版），2012.25（6）：8-9.

[2] 盧海燕.基于微課的“翻轉(zhuǎn)課堂”模式在大學(xué)英語教學(xué)中應(yīng)用的可行性分析[J].外語電化教學(xué)，2014.7（158）：33-36.

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[5] 葉青，李明.高校傳統(tǒng)教學(xué)與翻轉(zhuǎn)課堂對比的實(shí)證分析[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2015.25（1）：60-65.