翻轉課堂在材料物理專業實驗中的應用探索

江娟 鄭克玉 張蕾 曹萬強

摘要：文章對翻轉課堂教學模式的起源、特征及優勢進行了介紹，并對如何構建該教學模式進行了闡釋，結合具體教學案例分析了該教學模式在材料物理專業實驗教學實踐中的應用，并對今后教學改革中推廣和實踐這一教學模式提出了思考。

關鍵詞：翻轉課堂；實驗教學；教學模式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）46-0160-02

一、引言

（一）翻轉課堂的概念

翻轉課堂（Flipped Classroom）起源于2007年美國科羅拉多州林地公園高中兩名教師的一次特別嘗試：他們擔心學生缺課而落下進度，便將新課知識錄制成視頻，上傳到網絡以方便這些學生在家補課，他們這種嘗試得到了學生的大力支持。兩位老師由此得到啟發便將此模式推廣開來，這便是翻轉課堂的雛形。后來，可汗學院在此基礎上，完善了包括“課前自學、課中內化和課后升華”三個方面的翻轉課堂，將傳統教學模式中課上傳授知識、課后內化的流程翻轉過來，形成課前傳授知識、課上內化知識的新模式。這種新型的為學生提供個性化教學的模式極大程度上激發了學生的學習興趣，也大大提高了學習效率。因此，一時間翻轉課堂風靡全美，其他國家（包括中國）的教師也紛紛將該模式應用于自己的領域[1]。國內最初的翻轉課堂實踐開始于2011年重慶市江津聚奎中學，短短的幾年時間內，翻轉課堂成為大家耳熟能詳的模式，其范圍遍及中小學教育至高等教育，幾乎覆蓋所有科目[2]。

（二）翻轉課堂的特征

翻轉課堂的教學模式分為三個階段，即課前自學—課中內化—課后升華。在課前自學階段，學生利用多媒體終端自學與新知識點相關的微視頻并完成相應作業，學生學習情況由系統反饋給教師；在課中內化階段，教師與學生充分討論，以解決學生課前學習階段遺留的問題，學生之間也可互相討論解決問題；在課后升華階段，學生鞏固所學知識。

與傳統教學模式相比，翻轉課堂模式實現了從理念、形式到時空的翻轉。傳統教學模式以教師講授一對多的形式為主，學生被動接受教師的傳授，由于學生的基礎存在個體差異，對于相同的輸入學習效果存在明顯的差異。而在翻轉課堂中，真正體現了學生作為學習主體的教育理念，翻轉課堂采用“課前自主學習—課堂深度互動”的新模式，學生課前學習的效果直接反饋給教師，教師根據反饋情況在課中更能有的放矢地指導學生，換個角度來說翻轉課堂真正實現了一對一的教學，這種形式更有利于提升教學效果[3]。

（三）翻轉課堂的優勢

翻轉課堂相比傳統課堂的優勢主要體現在以下幾個方面：（1）增強學生時間分配的主動性與靈活性；（2）改善傳統課堂教學環境與氛圍，激發學生興趣；（3）教學反饋實時呈現；（4）真正實現教師與學生一對一模式；（5）學生自主學習能力得到鍛煉和提高。

翻轉課堂的靈活性讓學生能自主安排時間，不受時空限制。翻轉課堂的出現，讓學習氛圍更加輕松，讓教師和學生的關系更加親密，學生學習興趣大大提高。在翻轉課堂模式下學生的學習效果由教學平臺實時反饋給教師，教師了解了每位學生的學習情況后有的放矢地進行一對一的輔導，教學效果大大提升。翻轉課堂也是考察學生自主學習能力的有效模式，對于自主學習能力強的學生他們學習越認真自然收獲越大，因此學習興趣越高，這樣的良性循環又不斷促進學生學習能力的提高[4]。

在高等教育領域，大學生的學習基礎個體差異大，具有一定的自主學習能力，作為心智較成熟的成年大學生相比中小學生具有更強的自控能力，這些條件都更有利于翻轉課堂的實現，因此在大學課程中采用翻轉課堂將取得比傳統教學更好的效果。針對本校材料物理專業實驗教學，在傳統教學模式下，實驗課上學生要在較短時間內預習實驗目的、實驗原理，熟悉操作步驟并實現操作以獲得實驗結果，最后分析所得結果獲得結論，雖然大部分學生能夠按照教師的要求完成這些步驟，但是學生對知識的把握是膚淺的。因此，如果將部分實驗項目采用翻轉課堂模式教學，學生在課前學習相關理論部分，并預測實驗結果，實驗課中學生通過實際操作進一步加深對理論知識的理解并將其內化，這樣的教學模式將有望獲得更好的教學效果[5]。

二、翻轉課堂在材料物理實驗中的實施方案

（一）課程規劃

開始正式教學前，首先要對整個實驗課程進行一個詳細規劃。對于材料物理專業實驗來說，并不是所有的實驗項目都適合翻轉課堂模式，因此要對適合翻轉課堂教學的項目進行甄選。

確定適合翻轉課堂的實驗項目后列出關鍵知識點，錄制知識點視頻；然后對課前教學、課堂教學及課后鞏固練習進行合理設計。例如，研究材料物理專業的實驗教學大綱后，我們發現《陶瓷材料制備實驗》項目比較適合采用翻轉課堂模式，于是列出該實驗涉及的關鍵知識點并準備好錄制視頻需要的腳本，同時還要設計該實驗課之前學生學習視頻后應完成的相關練習。

（二）教學視頻錄制及網絡資源收集

大部分教學視頻是自行錄制的，也有一部分從網上收集整理編輯獲得。根據我校材料物理專業教學大綱的要求，針對選定實驗項目錄制知識點視頻，每段視頻時間控制在3-5分鐘。實際操作中我們還準備了另一類選學視頻，即整合網絡資源的與本實驗相關但屬于擴展內容或者較難部分的視頻作為進階學習視頻，同樣將其時間控制在3-5分鐘，這部分視頻主要供學有余力的同學自行學習。例如，在《陶瓷材料制備實驗》項目中，我們以制備一種微波介質陶瓷材料為例，將對陶瓷材料制備工藝流程錄制成視頻，對實驗的每個步驟的原理加以介紹，對需要注意的問題加以提示，演示各步基本操作，最后設置幾個相關問題。當然我們也制作了與本實驗相關的進階視頻，難度和深度均有不同程度的提高[6]。

（三）翻轉課堂教學模式的實施

同樣以《陶瓷材料制備實驗》項目為例，學生在實驗課之前通過學習視頻對陶瓷制備工藝流程有一個初步了解，在實驗過程學生對每個操作步驟都胸有成竹，對每一步操作與前后步驟之間的關聯也很清楚，這樣就保證了實驗的順利進行。由于有課前學習的階段，在實際操作中學生有時間邊操作邊思考就會提出很多相關問題，而在跟老師討論問題的過程中學生的解決和分析問題能力自然得到提高。比如，在一次實驗中有同學嚴格按照實驗步驟操作，但是最后制備的微波介質陶瓷某一性能參數（如Q*f）相比預期結果差別太大，經與老師討論發現本實驗中考慮的因素僅是影響微波介質陶瓷Q*f的眾多因素之一。這一部分內容不在教學目的之中，但是這個過程對于提高學生的興趣卻至關重要。對于學有余力的同學，除了觀看針對本實驗項目的視頻之外，還可以通過觀看進階視頻，以拓寬自己的知識面，個別學生還以此為突破口發現自己的科研興趣之所在，開啟了自己的科研之旅。

三、實踐與思考

翻轉課堂這種教學模式具有突出的優點，有利于調動學生學習的興趣和主動性，加強學生對于知識的理解和內化，增強學生的自主學習能力。但是我們也要認識到，翻轉課堂這種新型教學模式在教學實踐中的應用，還需要教師不斷地探索與總結，在實踐中逐步完善翻轉課堂的各個環節，更加高效地幫助學生進行學習。翻轉課堂有一定的適用對象和范圍，例如在材料物理專業實驗中并不是所有的實驗項目都適合翻轉課堂模式。因此，在實踐中，教師要進行科學分析，認真選擇，哪些內容適合翻轉課堂，哪些內容適合傳統教學模式，將兩者有機結合起來，才能真正有效提高教學效果[7]。

參考文獻：

[1]韓秀鳳，辛萍.“翻轉課堂”教學模式研究現狀[J].考試周刊，2016，（15）：163-164.

[2]祝智庭，管玨琪，邱慧嫻.翻轉課堂國內應用實踐與反思[J].電化教育研究，2015，（6）：66-72.

[3]劉薇.基于“翻轉課堂”教學模式的教師角色轉型[J].e時代沙龍，2015，（07）：44-46.

[4]毛姣艷.翻轉課堂教學模式的優勢與應用挑戰[J].時代教育，2014，（4）：197-198.

[5]李輝.翻轉課堂教學模式在大學英語教學中的應用研究[J].考試周刊，2015，（6）：89-90.

[6]安軍，劉杰，范勁松.翻轉課堂教學模式在材料力學課程中的實踐與探索[J].高教論壇，2016，12（12）：28-31.

[7]湯曉斌，龔頻，劉云鵬.“翻轉課堂”教學模式在教學實踐中的思考與理解[J].教育觀察，2015，（12）：82-83.