高中物理翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的構(gòu)建及實(shí)施案例

冉國(guó)華 孫 萍

(北京師范大學(xué)物理學(xué)系 北京 100875)

1 引言

翻轉(zhuǎn)課堂(The Flipped Classroom)是指在信息化環(huán)境中，學(xué)生課前自主觀看教師設(shè)計(jì)的微課教學(xué)視頻，對(duì)此提出疑問并完成導(dǎo)向性任務(wù)，課堂時(shí)間則用于師生互動(dòng)、交流討論、解決問題、創(chuàng)新探究、完成實(shí)驗(yàn)、深化拓展等一系列活動(dòng)的一種教學(xué)模式[1,2].體現(xiàn)了“以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)”的現(xiàn)代教育理念[3].相比于以印刷術(shù)為根基的傳統(tǒng)教學(xué)模式，“翻轉(zhuǎn)課堂”實(shí)現(xiàn)了在教學(xué)流程和教學(xué)結(jié)構(gòu)上的徹底顛覆，并由此引發(fā)了教師角色、學(xué)生角色、師生關(guān)系、課程結(jié)構(gòu)、管理模式等的一系列變革[4].實(shí)現(xiàn)了由“師本教育”到“生本教育”的轉(zhuǎn)變[5]，體現(xiàn)了當(dāng)代教育發(fā)展的兩大趨勢(shì)——教育信息化和教育民主化.

翻轉(zhuǎn)課堂起源于美國(guó)[6]，經(jīng)過10年的發(fā)展，翻轉(zhuǎn)課堂已在美國(guó)、加拿大、新加坡等多個(gè)國(guó)家實(shí)踐[7].我國(guó)翻轉(zhuǎn)課堂起步較晚，但已被越來越多的教育工作者所關(guān)注[8～15].例如，重慶市聚奎中學(xué)提出的“三翻”、“四環(huán)”、“五步”、“六優(yōu)”的操作實(shí)務(wù)，山東省昌樂一中實(shí)施的“二段四部十環(huán)節(jié)”翻轉(zhuǎn)模式，浙江省溫州二中以“以學(xué)定教”為核心，總結(jié)出的“分科式”翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式[9]，都成為了翻轉(zhuǎn)課堂在我國(guó)高中成功實(shí)施的典型案例.然而，翻轉(zhuǎn)課堂在國(guó)內(nèi)的發(fā)展尚處于萌芽階段，完善的教學(xué)模式構(gòu)建還需要進(jìn)一步深入的研究.

本文旨在通過對(duì)調(diào)查問卷和高中物理(人教版)教材的分析，構(gòu)建一種適合于高中物理的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式.

2 調(diào)查問卷分析

調(diào)查問卷分為教師版和學(xué)生版，問卷的主要內(nèi)容包括：教師和學(xué)生對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂的了解程度和了解渠道以及相關(guān)看法、目前的教學(xué)模式及滿意程度、是否愿意采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式及其影響因素以及校園信息技術(shù)的支持度等.調(diào)查問卷在實(shí)施過程中選取了不同地區(qū)的不同學(xué)校進(jìn)行調(diào)查，進(jìn)行地域差別的對(duì)比.分別選取了北京師范大學(xué)第二附屬中學(xué)、重慶市涪陵區(qū)實(shí)驗(yàn)中學(xué)和貴州省貴陽市第五中學(xué)為代表進(jìn)行調(diào)查.3所學(xué)校所處地區(qū)不同，類型不同，更具有普遍性和代表性.最后回收有效調(diào)查問卷教師版219份、學(xué)生版619份.通過對(duì)高中教師和學(xué)生關(guān)于翻轉(zhuǎn)課堂的調(diào)查結(jié)果進(jìn)行分析，得到以下主要結(jié)論.

(1)教師與學(xué)生對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂的了解程度不高，且越偏遠(yuǎn)的地方了解程度越低，如圖1所示；教師與學(xué)生了解翻轉(zhuǎn)課堂的主要途徑是網(wǎng)絡(luò)，而學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)發(fā)展完善，足以支持翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施，結(jié)果如圖2所示.

圖1 3所學(xué)校師生對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂的了解程度

圖2 校園網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)支持度

(2)教師和學(xué)生對(duì)于是否愿意接受新型教學(xué)模式大體一致，半數(shù)以上的教師和學(xué)生愿意實(shí)踐翻轉(zhuǎn)課堂，而且教師的期望度高于學(xué)生，結(jié)果如圖3所示；愿意實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂的教師受到內(nèi)外部動(dòng)機(jī)的雙向推動(dòng)，政策支持、技術(shù)平臺(tái)以及自我發(fā)展都是推動(dòng)教師實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂的重要影響因素.其中，“能夠?yàn)閷W(xué)生提供更好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)機(jī)會(huì)”是大多數(shù)教師的意愿；而學(xué)生則表示，教學(xué)視頻便于保存并能反復(fù)觀看，可以自行調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)進(jìn)度是他們希望實(shí)踐翻轉(zhuǎn)課堂的最重要因素.

圖3 實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂期望度

(3)來自外部難以掌控的學(xué)生層面的挑戰(zhàn)是教師們不愿實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂的主要因素，而來自于教師自身層面的影響相對(duì)較弱；“已經(jīng)適應(yīng)當(dāng)前教學(xué)模式而不想改變”以及“對(duì)未知教學(xué)模式的不確定”，成為學(xué)生們不希望采用翻轉(zhuǎn)課堂的最重要的因素.與大多數(shù)教師所擔(dān)心的“學(xué)生已經(jīng)習(xí)慣傳統(tǒng)的教學(xué)模式，難以接受或適應(yīng)新的教學(xué)模式”一致.

3 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式構(gòu)建

3.1 構(gòu)建翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的基本要素

翻轉(zhuǎn)課堂并非適用于所有課程.對(duì)于部分偏重理論研究的課程，包括學(xué)生難以自學(xué)的知識(shí)性內(nèi)容，并不適合于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式[10]；而那些可教性強(qiáng)、所涵蓋大部分知識(shí)屬于布魯姆分類法低端(識(shí)記和理解)的內(nèi)容，才比較適合于實(shí)踐翻轉(zhuǎn)課堂[11].本文通過調(diào)研，提煉出構(gòu)建翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的3個(gè)基本要素，如圖4所示，并作了適當(dāng)說明.

根據(jù)以上3個(gè)基本要素，本文以高中物理(人教版)教材以及課程標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，統(tǒng)計(jì)出比較適合于翻轉(zhuǎn)課堂的知識(shí)內(nèi)容，如表1所示.

表1 適合翻轉(zhuǎn)課堂的課題統(tǒng)計(jì)

統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，適合于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的課題占總課題的比例小于23%，說明該教學(xué)模式并不能作為主流的教學(xué)模式.它更適合作為輔助性教學(xué)模式，參與混合式學(xué)習(xí)法，達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的.

3.2 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

遵循生本教育理念，根據(jù)上述調(diào)查問卷和教材的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，依據(jù)上述3個(gè)基本要素，借鑒現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式[12～15]，同時(shí)融入作者的教育實(shí)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，本文構(gòu)建的一種適合于高中物理的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式如圖5所示.

圖5 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

整個(gè)過程的實(shí)施分為課前內(nèi)容分析及課前準(zhǔn)備、課中教學(xué)活動(dòng)、課后反饋及知識(shí)拓展3個(gè)環(huán)節(jié)，分別完成知識(shí)的傳遞、知識(shí)的內(nèi)化和知識(shí)的拓展3個(gè)過程.

模式中的“知識(shí)傳遞”環(huán)節(jié)為確定教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)重點(diǎn)、制定教學(xué)計(jì)劃并制作微課視頻、查找相關(guān)資料上傳網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)供給學(xué)生學(xué)習(xí)并與學(xué)生交流討論；“知識(shí)內(nèi)化”環(huán)節(jié)突出學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體地位，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展；“知識(shí)拓展”環(huán)節(jié)在于拓展學(xué)生的知識(shí)面和評(píng)估教學(xué)效果.本文所構(gòu)建的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的特色在于家長(zhǎng)參與教學(xué)實(shí)踐，突出家長(zhǎng)的監(jiān)督作用，達(dá)到深化家校合作，共同教育學(xué)生的目的.

4 翻轉(zhuǎn)課堂案例設(shè)計(jì)及分析

本文按照?qǐng)D5的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式進(jìn)行牛頓第三定律翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計(jì)并實(shí)施.針對(duì)北師大二附中高一(2)班的35名同學(xué)進(jìn)行授課.

4.1 課前

首先，確定授課內(nèi)容.牛頓第三定律是牛頓運(yùn)動(dòng)定律整體的一個(gè)基本組成部分.在已經(jīng)學(xué)習(xí)了基本的重力、彈力、摩擦力之后，在即將學(xué)習(xí)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(yīng)用.學(xué)生對(duì)于力的概念已有基礎(chǔ).初中時(shí)已經(jīng)學(xué)習(xí)過“力是物體對(duì)物體的作用”，并且通過第三章對(duì)力的深入學(xué)習(xí)，“力是物體間的相互作用”這一概念已扎根學(xué)生的腦海.豐富的生活體驗(yàn)以及充足的案例實(shí)踐使得學(xué)生對(duì)該定律的認(rèn)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(bǔ)學(xué)生對(duì)于該部分知識(shí)內(nèi)容認(rèn)識(shí)的不足.從學(xué)生年齡特征來看：高一學(xué)生具備較強(qiáng)的參與意識(shí)，因此，可以通過直觀的物理實(shí)驗(yàn)、有效地自主探究以及生動(dòng)自由的交流討論來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)學(xué)生的參與程度.

然后，制作視頻課件.視頻內(nèi)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(yīng)用；一對(duì)平衡力與一對(duì)相互作用力的聯(lián)系與區(qū)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(xí)題上傳至網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái).要求學(xué)生觀看視頻，搜集相關(guān)資料自主學(xué)習(xí)，完成課前練習(xí).在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上進(jìn)行師生交流，搜集統(tǒng)計(jì)學(xué)生存在的問題.針對(duì)性安排課堂活動(dòng)，達(dá)到突破重點(diǎn)、解決難點(diǎn)的目的.

4.2 課中

課堂教學(xué)采取分組討論的形式，學(xué)生4～5人為一組，對(duì)課前自學(xué)的知識(shí)進(jìn)行交流討論，相互交流疑難與困惑，學(xué)生自己當(dāng)老師上臺(tái)講解.學(xué)生展示完畢后，教師對(duì)知識(shí)進(jìn)行梳理總結(jié)，加深學(xué)生的理解，修正學(xué)生錯(cuò)誤的概念.

課堂中進(jìn)行拔河比賽的實(shí)際模擬.學(xué)生陳述拔河比賽輸贏的關(guān)鍵并論證自己的觀點(diǎn)，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(duì)得到的不同結(jié)果進(jìn)行分析.以實(shí)際模擬情形進(jìn)行受力分析，得到拔河比賽輸贏的關(guān)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(dòng)以辯論比賽的形式提高學(xué)生參與度，發(fā)散學(xué)生思維，養(yǎng)成學(xué)生科學(xué)思考的意識(shí)，以模擬比賽的形

式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的態(tài)度，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng).

4.3 課后

布置課后小測(cè)試，檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果；回收學(xué)生的測(cè)驗(yàn)結(jié)果，并利用網(wǎng)絡(luò)交流平臺(tái)及時(shí)獲得學(xué)生對(duì)該節(jié)課的信息反饋，對(duì)教學(xué)進(jìn)行反思.同時(shí)，增加了以下拓展內(nèi)容：《星際穿越》里，庫(kù)珀為什么說：“牛頓第三定律告訴我們，總得留下點(diǎn)什么？”；了解汽車運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力來源，查找資料，了解四驅(qū)賽車與二驅(qū)賽車的差別，為什么四驅(qū)賽車比二驅(qū)賽車速度快？

交流反饋意見表明，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣提高，自主學(xué)習(xí)的積極性也有所增強(qiáng)；課后檢測(cè)表明，86%的學(xué)生理解了所學(xué)的知識(shí)，并能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析實(shí)際問題．檢測(cè)結(jié)果如表2所示，其中正確率為正確人數(shù)占總?cè)藬?shù)(35人)的比值.

表2 學(xué)生課后檢測(cè)的正確率

5 結(jié)論

本文所構(gòu)建的高中物理翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式分為課前、課中和課后3個(gè)環(huán)節(jié)，分別完成知識(shí)的傳遞、知識(shí)的內(nèi)化和知識(shí)的拓展，強(qiáng)調(diào)家長(zhǎng)參與教學(xué)活動(dòng).以學(xué)生為本的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在中國(guó)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(xué)理念的徹底革新.本文的研究對(duì)更新高中物理教師的教學(xué)理念、促進(jìn)教學(xué)實(shí)踐能力的提升、培養(yǎng)出具有創(chuàng)新精神的個(gè)性化學(xué)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(zhuǎn)課堂模式下的教師角色“翻轉(zhuǎn)”.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2016(28):147～148

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

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

5 胡壯麗,范小輝,呂付國(guó).基于生本教育理念下的高中翻轉(zhuǎn)課堂的可行性研究. 物理教學(xué)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(zhuǎn)課堂教學(xué)研究進(jìn)展:現(xiàn)狀和案例. 數(shù)字教育,2016(4):59～63

8 黃美初, 宋德清. 翻轉(zhuǎn)課堂的質(zhì)量保證關(guān)鍵要素研究. 中國(guó)成人教育,2015(7):114～118

9 翟新文. 以微課錄制與應(yīng)用為載體加強(qiáng)我區(qū)“互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)”嘗試. 新課程·中旬,2017(5):91

10 鄭瑞強(qiáng),盧宇.高校翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式優(yōu)化設(shè)計(jì)與實(shí)踐反思.高校教育管理,2017(11):97～103

11 齊軍.美國(guó)“翻轉(zhuǎn)課堂”的興起、發(fā)展、模塊設(shè)計(jì)及對(duì)我國(guó)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(guó)大學(xué)IPSP課程混合式翻轉(zhuǎn)課堂分析與啟示.中國(guó)電化教育,2015(337):118～122

13 徐小紅,李貴安,祁永強(qiáng).基于翻轉(zhuǎn)課堂的中學(xué)物理教學(xué)設(shè)計(jì)及實(shí)效研究.物理教師,2016(37):7～11

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

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