陳吉利

摘 要：針對(duì)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)效果差、教學(xué)時(shí)間不足、動(dòng)手機(jī)會(huì)少等問題，提出中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的翻轉(zhuǎn)課堂模式。該教學(xué)模式將學(xué)生的被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為主動(dòng)學(xué)習(xí)。為了更好地描述這一教學(xué)模式，本文以“探究求合力的方法”的教學(xué)設(shè)計(jì)為例，闡述了翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)設(shè)計(jì)過程及實(shí)施須注意的一些問題。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)；探究合力方法

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2016）3-0028-4

翻轉(zhuǎn)課堂是從英語“Flipped Class Model”翻譯過來的術(shù)語，也被稱為“反轉(zhuǎn)課堂式教學(xué)模式”，簡(jiǎn)稱翻轉(zhuǎn)課堂或反轉(zhuǎn)課堂。所謂翻轉(zhuǎn)，主要指重新構(gòu)建了學(xué)習(xí)流程。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，學(xué)生通常先在學(xué)校里聽老師講課，再課后復(fù)習(xí)、做作業(yè)，然后參加考試。在翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式中，學(xué)生先通過老師制作的教學(xué)視頻自學(xué)，到了課堂上，做一些實(shí)踐性的練習(xí)，并利用學(xué)到的知識(shí)解決問題。在學(xué)生遇到困難時(shí)，教師則針對(duì)不同學(xué)生進(jìn)行區(qū)別化指導(dǎo)。大量實(shí)踐證明，這種教學(xué)模式在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力等方面有極大的促進(jìn)作用。

物理實(shí)驗(yàn)是中學(xué)物理學(xué)科的重要教學(xué)內(nèi)容，但在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，由于學(xué)生在預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)教材時(shí)并沒有很好的理解和消化，這就造成學(xué)生在課堂實(shí)驗(yàn)時(shí)需要過多地依賴?yán)蠋煹闹v解和演示，但由于實(shí)驗(yàn)課時(shí)間并不充足，若占用過多的時(shí)間進(jìn)行講解和演示，學(xué)生的動(dòng)手時(shí)間就會(huì)很少，從而達(dá)不到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的真正目的與效果。翻轉(zhuǎn)課堂正好可以解決這一問題。如果學(xué)生在課前通過教學(xué)視頻的觀看、資料的查閱、師生的交流以及模擬實(shí)驗(yàn)的演練就能減少教師實(shí)驗(yàn)課堂的講授時(shí)間，從而可以留給學(xué)生更多的時(shí)間進(jìn)行動(dòng)手操作及教師的個(gè)別指導(dǎo)。

翻轉(zhuǎn)課堂是一種較為理想化的教學(xué)模式，在實(shí)施過程中也存在一些不確定因素。除教師的課前教學(xué)視頻外，學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)的有效性是決定翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式能否成功的關(guān)鍵，但這一教學(xué)環(huán)節(jié)恰恰是在教師的視線之外。在教師不在場(chǎng)的情況下，學(xué)生是否真正參與了學(xué)習(xí)？學(xué)習(xí)的效果如何？教師如何掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況？這些問題都成為翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)踐者關(guān)心的問題。針對(duì)物理實(shí)驗(yàn)課程的特殊性，筆者將中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)課堂整個(gè)教學(xué)過程劃分為實(shí)驗(yàn)前、實(shí)驗(yàn)中、實(shí)驗(yàn)后3個(gè)階段，框架結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式結(jié)構(gòu)圖

本文將在翻轉(zhuǎn)課堂相關(guān)理論的指導(dǎo)下，以高中物理必修一中“探究求合力的方法”課題的教學(xué)設(shè)計(jì)為例，具體闡述翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)實(shí)施過程。

1 中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)案例

1.1 教材分析與目標(biāo)分析

探究求合力的方法是高中物理新課標(biāo)（必修1）新增加的探究性實(shí)驗(yàn)，其目的是用等效思想探究幾個(gè)力的合成，進(jìn)而得到平行四邊形定則。

1）教材分析

本章是高中力學(xué)的基礎(chǔ)，等效思想、平行四邊形定則既是這一章的重點(diǎn)，又是難點(diǎn)。矢量的運(yùn)算法則，是矢量概念的核心內(nèi)容，又是學(xué)習(xí)物理學(xué)的基礎(chǔ)。同時(shí)，平行四邊形的驗(yàn)證過程，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)思維方法也有很重要的作用。

教材是通過演示實(shí)驗(yàn)說明合力與分力的等效代替性質(zhì)，比較直觀，容易接受。而演示生活中常見的幾種現(xiàn)象（提水、拉伸彈簧，等等），可以使學(xué)生對(duì)“等效代替”思想有更深入的體驗(yàn)。教材中對(duì)于“力的平行四邊形定則”是讓學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，以探究教學(xué)方法來引導(dǎo)學(xué)生去尋找共點(diǎn)力與其合力的關(guān)系，最終發(fā)現(xiàn)結(jié)論。本設(shè)計(jì)通過分小組探究、互相交流的形式進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生在探究過程中不僅掌握了課本知識(shí)，培養(yǎng)了科學(xué)探究能力，并從中領(lǐng)悟科學(xué)研究的精髓。

2）目標(biāo)分析

在以往的教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)結(jié)論的教學(xué)往往只是結(jié)論知識(shí)的傳授，學(xué)生被動(dòng)地接受，很難從多方面培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。為了體現(xiàn)新課程所倡導(dǎo)的“以人為本”，本設(shè)計(jì)采取以學(xué)生為主體，以問題為中心，以教師為引導(dǎo)，以小組的合作為主要方式，讓學(xué)生進(jìn)行簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，親身體驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的過程。通過翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，要求學(xué)生課前自學(xué)思考，課中探究學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和共同協(xié)作、相互交流的良好品質(zhì)；使學(xué)生養(yǎng)成善于觀察現(xiàn)象、大膽提出問題、敢于猜想和假設(shè)的科學(xué)修養(yǎng)；提高學(xué)生制定計(jì)劃、進(jìn)行簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和手腦并用的實(shí)踐能力；使學(xué)生體會(huì)實(shí)驗(yàn)在科學(xué)探究中的重要性，增強(qiáng)學(xué)生的探索意識(shí)。通過實(shí)驗(yàn)應(yīng)達(dá)到以下教學(xué)目標(biāo)。

知識(shí)與技能

①滲透“等效替代”的物理思想，促使力的平行四邊形定則的發(fā)現(xiàn)與理解。

②從“代數(shù)和”思維到“矢量和”思維的跨越。

③對(duì)合力與分力間“等效替代”關(guān)系的理解與運(yùn)用。

過程與方法

①能夠通過實(shí)驗(yàn)演示歸納出互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力的合成遵循平行四邊形定則。

②培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力、物理思維能力、協(xié)作能力、創(chuàng)新思維能力、表達(dá)能力。

③培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、探索規(guī)律、歸納總結(jié)研究問題的方法的能力。

情感、態(tài)度與價(jià)值觀

①培養(yǎng)學(xué)生熱愛生活、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，激發(fā)學(xué)生探索與創(chuàng)新的意識(shí)。

②培養(yǎng)學(xué)生合作、交流、互助的精神。

1.2 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)過程

教學(xué)過程設(shè)計(jì)依照中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)課堂的過程進(jìn)行，遵循課前學(xué)習(xí)資源準(zhǔn)備、課前學(xué)生自主學(xué)習(xí)、課堂交流互動(dòng)與課后反饋評(píng)價(jià)4個(gè)階段。

1）教師課前資料準(zhǔn)備

教師在課前制作翻轉(zhuǎn)課堂支撐系統(tǒng)的學(xué)習(xí)資源包。

首先，制定實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和重難點(diǎn)錄制微課視頻。

微課的設(shè)計(jì)可采取兩種方式，一種是依據(jù)實(shí)驗(yàn)的流程，分別制作實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)處理等小視頻，另一種是對(duì)實(shí)驗(yàn)中的重難點(diǎn)單獨(dú)進(jìn)行視頻制作。為了確保學(xué)生的注意力不分散，每個(gè)視頻時(shí)間不宜過長(zhǎng)，最好控制在10分鐘之內(nèi)，并且一個(gè)視頻只針對(duì)一個(gè)教學(xué)內(nèi)容，教師視頻授課語言要生動(dòng)富有感染力。

筆者在“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)中，一共拍攝了5個(gè)微視頻。安排如下：

實(shí)驗(yàn)器材和原理介紹1個(gè)；

實(shí)驗(yàn)操作1個(gè)；

作圖探究1個(gè)；

實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1個(gè)；

預(yù)習(xí)針對(duì)性訓(xùn)練1個(gè)。

其中，實(shí)驗(yàn)器材和原理、注意事項(xiàng)和針對(duì)性測(cè)試用PowerPoint制作而成，實(shí)驗(yàn)操作和作圖探究為攝像機(jī)拍攝而成。

其次，為了讓學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)有系統(tǒng)性，教師在制作翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)資料包時(shí)需要布置學(xué)習(xí)任務(wù)。學(xué)習(xí)任務(wù)將學(xué)習(xí)資源、環(huán)境和任務(wù)按照教師設(shè)計(jì)的流程組織起來，內(nèi)容如下：

任務(wù)1：目標(biāo)導(dǎo)入，要求學(xué)生觀看視頻，知道實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)原理。

任務(wù)2：?jiǎn)栴}猜想，力的合成遵守什么原則。

任務(wù)3：演示實(shí)驗(yàn)，播放教師錄制的微視頻，學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)過程，并通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的作圖處理，驗(yàn)證學(xué)生猜想結(jié)果的正確性。

任務(wù)4：修正實(shí)驗(yàn)過程，通過實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)提醒學(xué)生在動(dòng)手實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意的點(diǎn)。

任務(wù)5：虛擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。

任務(wù)6：針對(duì)性的預(yù)習(xí)測(cè)試。

當(dāng)教師把學(xué)習(xí)資料包中的內(nèi)容準(zhǔn)備好之后，打包并上傳至服務(wù)器，學(xué)生可在電腦上下載資料進(jìn)行學(xué)習(xí)。

2）學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)

學(xué)生從網(wǎng)絡(luò)下載資料后，按照學(xué)習(xí)任務(wù)的內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)，同時(shí)學(xué)生可以進(jìn)入交流空間和老師及其他同學(xué)討論交流在學(xué)習(xí)中碰到的疑惑。

學(xué)生學(xué)習(xí)完畢，將對(duì)自己的學(xué)習(xí)做自我評(píng)價(jià)（評(píng)價(jià)項(xiàng)目如表1所示），系統(tǒng)也將自動(dòng)保存學(xué)生在虛擬實(shí)驗(yàn)操作過程中的錯(cuò)誤和問題，以便教師及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)程度。

表1 實(shí)驗(yàn)前自我評(píng)價(jià)表

3）師生課中交流互動(dòng)

在課堂上，學(xué)生們進(jìn)行真實(shí)的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。教師首先需要交代實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)和本課堂的安排等內(nèi)容，學(xué)生直接進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

通過課前的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)基本掌握本次實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和操作過程，并帶著自己學(xué)習(xí)和練習(xí)的結(jié)果以及學(xué)習(xí)過程中遇到的一些問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)操作中，學(xué)生直接按照自己的虛擬實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行真實(shí)實(shí)驗(yàn)，觀察真實(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。該模式極大地提高了學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的動(dòng)機(jī)和效率，加深了學(xué)生的印象，同時(shí)也大大節(jié)省了實(shí)驗(yàn)知識(shí)學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的時(shí)間，讓學(xué)生更專注于對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論探究。

由于本實(shí)驗(yàn)的偶然和系統(tǒng)所帶來的誤差，教師在一邊指導(dǎo)的同時(shí)也應(yīng)密切關(guān)注學(xué)生在動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)時(shí)的一些細(xì)節(jié)，同時(shí)個(gè)別問題可以個(gè)別解決，并引導(dǎo)學(xué)生積極思考，提出更好的實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。等待大家實(shí)驗(yàn)完畢，教師可以組織學(xué)生討論在課前學(xué)習(xí)中一些有代表性的問題與實(shí)際操作中新增的問題，解決大家的疑問。

4）教師課后反饋評(píng)價(jià)

翻轉(zhuǎn)課堂涉及了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、時(shí)間管理能力和合作交流能力，因此，傳統(tǒng)的筆試評(píng)價(jià)已不能滿足其完整的評(píng)價(jià)功能。科學(xué)的評(píng)價(jià)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂優(yōu)勢(shì)的重要保障，通過評(píng)價(jià)使學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中不斷地體驗(yàn)進(jìn)步與成功，認(rèn)識(shí)自我，建立信心。教師同時(shí)也在反饋信息中，對(duì)自己的教學(xué)行為進(jìn)行反思和調(diào)整，促進(jìn)教學(xué)能力的提高。

2 實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂必須關(guān)注的幾個(gè)問題

翻轉(zhuǎn)課堂看似簡(jiǎn)單，但在教學(xué)實(shí)施中存在不確定因素，如果實(shí)施不當(dāng)，很難達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。為此，在教學(xué)過程中需關(guān)注以下問題。

2.1 教師角色的變化

翻轉(zhuǎn)課堂更強(qiáng)調(diào)師生間、學(xué)生間的互動(dòng)和個(gè)性化的指導(dǎo)。教師要善于把握學(xué)生的思維動(dòng)向，利用正式或非正式的評(píng)價(jià)，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的進(jìn)步，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)自我，發(fā)現(xiàn)潛能，以期待更大的發(fā)展。這就需要對(duì)教師角色進(jìn)行重新定位。

從師生關(guān)系上，教師從知識(shí)傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)促進(jìn)者和引路人。教師應(yīng)把主要精力放在檢查學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度上，及時(shí)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)做出一個(gè)有指導(dǎo)性的評(píng)價(jià)。通過建立師生交流平臺(tái)等方式把教學(xué)重心放在如何促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，成為學(xué)生學(xué)習(xí)的激發(fā)者、輔導(dǎo)者、能力及個(gè)性的培養(yǎng)者。

從教學(xué)與研究的關(guān)系來看，教師不僅是教學(xué)者，更是研究者。教師在教學(xué)過程中要以研究者的心態(tài)置身于教學(xué)情境之中，以研究者的眼光審視和分析教學(xué)理論與教學(xué)實(shí)踐中的各種問題，對(duì)自身的行為進(jìn)行反思，對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行探究，對(duì)積累的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)。如案例中教師應(yīng)考慮如何從學(xué)生容易理解的角度制作與處理微視頻，如何處理教與學(xué)的矛盾沖突，如何創(chuàng)設(shè)出適合本校學(xué)生的鄉(xiāng)土化實(shí)驗(yàn)環(huán)境，如何進(jìn)行學(xué)生個(gè)體化學(xué)習(xí)過程及結(jié)果評(píng)價(jià)等。

2.2 學(xué)生自學(xué)能力的提高

在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，不少人認(rèn)為翻轉(zhuǎn)課堂就是在課前觀看視頻，缺乏學(xué)生的獨(dú)立思考。其主要原因是學(xué)生缺少自主學(xué)習(xí)的能力和較強(qiáng)的學(xué)習(xí)熱情。因此，在實(shí)驗(yàn)緒論課前應(yīng)向?qū)W生強(qiáng)調(diào)，實(shí)驗(yàn)課的重心是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，每個(gè)人都要有責(zé)任心去發(fā)展自己已有的知識(shí)，而不是做知識(shí)的被動(dòng)接受者。這就需要教師引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

自學(xué)前，教師首先要明確提出學(xué)習(xí)目標(biāo)，要學(xué)什么？怎么學(xué)？要解決什么問題？教師可以設(shè)置自學(xué)提綱，并在自學(xué)的各階段適時(shí)點(diǎn)撥暗示，讓學(xué)生帶著任務(wù)自學(xué)，并記錄各自的問題，做好筆記。

自學(xué)時(shí)，教師可以組織學(xué)習(xí)小組，培養(yǎng)學(xué)生的合作能力。學(xué)習(xí)小組由教師根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)程度和性格差異進(jìn)行合理搭配，人數(shù)一般6人左右。小組合作學(xué)習(xí)中，學(xué)生可以討論、交流碰到的問題，期間教師要隨時(shí)了解掌握各組的信息動(dòng)態(tài)，需要及時(shí)幫助、點(diǎn)撥、指導(dǎo)，使得特殊問題在小組內(nèi)及時(shí)解決，而帶有普遍性的問題匯總后，可帶到實(shí)驗(yàn)課堂上進(jìn)行解決。

上課時(shí)，教師組織學(xué)生實(shí)驗(yàn)階段，讓學(xué)生帶著問題進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。每次實(shí)驗(yàn)，每位學(xué)生都帶著問題進(jìn)行操作，力求從中找到答案，但實(shí)驗(yàn)受到學(xué)生個(gè)體差異、環(huán)境等影響，會(huì)出現(xiàn)不同的差異，這就需要教師指導(dǎo)小組對(duì)實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果進(jìn)行探討和研究，使學(xué)生達(dá)成共識(shí)，并解決課前遺留的問題。根據(jù)學(xué)生的理解與掌握情況，進(jìn)行必要的進(jìn)一步拓展和延伸，讓學(xué)生對(duì)這一實(shí)驗(yàn)知識(shí)的理解更上一層樓。學(xué)生通過這一實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)做到知其然，知其所以然，知其所盡然。

2.3 課堂教學(xué)的重新組織

因?qū)W生在課前主要利用微課進(jìn)行碎片化學(xué)習(xí)，知識(shí)較為零散，非常有必要對(duì)知識(shí)進(jìn)行梳理，理順知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系。教師通過查看學(xué)生課前上交的自學(xué)筆記，展示具有示范作用的筆記供學(xué)生瀏覽學(xué)習(xí)，組織學(xué)生談自學(xué)收獲和疑問的同時(shí)，板書梳理本節(jié)課的知識(shí)框架，然后展示學(xué)生具有代表性的疑問和自測(cè)題進(jìn)行反饋，將問題按照知識(shí)點(diǎn)歸類。

此環(huán)節(jié)是為了對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂的自學(xué)階段進(jìn)行有效的反饋，分清楚哪些知識(shí)點(diǎn)學(xué)生已經(jīng)掌握，哪些還存在問題。這就需要教師花較多的時(shí)間和精力對(duì)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)重新進(jìn)行組織、改革創(chuàng)新，在提高課堂效率的基礎(chǔ)上，開發(fā)一些可以提供學(xué)生進(jìn)一步探究的拓展性實(shí)驗(yàn)。

3 結(jié)束語

中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式是一種更高效，給學(xué)生更多自主空間的教學(xué)模式，滿足了大多學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)的需求。翻轉(zhuǎn)課堂讓學(xué)生在課堂上的實(shí)驗(yàn)探究時(shí)間得到了保證，教學(xué)效果良好。

當(dāng)然，該模式在實(shí)際操作中存在著一些不確定的因素，教師應(yīng)在實(shí)踐中不斷地進(jìn)行總結(jié)、改善和創(chuàng)新，學(xué)生也應(yīng)在開放式的學(xué)習(xí)環(huán)境中積極培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力和自我調(diào)控的能力。

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（欄目編輯 李富強(qiáng)）