軍校大學(xué)物理翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)設(shè)計(jì)探究

許佳婷 周戰(zhàn)榮 李愛(ài)君

(火箭軍工程大學(xué)基礎(chǔ)部 陜西 西安 710025)

大學(xué)物理是工科院校各專業(yè)的一門必修基礎(chǔ)課，重在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)精神，樹(shù)立正確的人生觀和自然觀.物理學(xué)科有著嚴(yán)密的科學(xué)體系和特有的科學(xué)思維.大部分同學(xué)反映大學(xué)物理內(nèi)容難、學(xué)習(xí)興趣不高，這與傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)方法有著很大的關(guān)系.為了解決大學(xué)物理教學(xué)中的這些“痛點(diǎn)”問(wèn)題，教師需要博采眾長(zhǎng)，精心設(shè)計(jì)，研究教學(xué)規(guī)律，設(shè)計(jì)課堂教學(xué)[1].本文借鑒哈佛大學(xué)馬祖爾教授提出的同伴教學(xué)法，探究在大學(xué)物理教學(xué)中如何實(shí)施，以滿足兩性一度的標(biāo)準(zhǔn)，使得大學(xué)物理課程真正成為一門金課.

1 大學(xué)物理教學(xué)中的痛點(diǎn)問(wèn)題

傳統(tǒng)的教學(xué)方法是教師根據(jù)教材體系講授全部?jī)?nèi)容，并且教師們可以做到對(duì)教材內(nèi)容的精細(xì)加工，將知識(shí)的方方面面講授給學(xué)生，希望學(xué)生通過(guò)認(rèn)真聽(tīng)課達(dá)到對(duì)知識(shí)的記憶和理解.雖然軍校的課堂上不存在缺勤的問(wèn)題，但是仍然存在有些學(xué)生人在教室心卻不在的情況，課堂上出現(xiàn)無(wú)反饋無(wú)交流，教師滔滔不絕在講，在費(fèi)盡全力地唱獨(dú)角戲，使得課堂教學(xué)效果不盡如人意，學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量得不到提高.

另外，已有的研究表明傳統(tǒng)教學(xué)法存在局限性，無(wú)法達(dá)到學(xué)習(xí)的高階目標(biāo).根據(jù)布魯姆的教育目標(biāo)分類法，在認(rèn)知領(lǐng)域的教育目標(biāo)可分為，(1)知 道；(2)領(lǐng)會(huì)；(3)應(yīng)用；(4)分析；(5)綜合；(6)評(píng)價(jià)，前 3 個(gè)是低階目標(biāo)，后 3 個(gè)是高階目標(biāo).教育研究表明，傳統(tǒng)的講授為主的教學(xué)方法，只能實(shí)現(xiàn)低階目標(biāo)[2].并且講課只在傳播信息方面有效，并且其效果與閱讀等方法相當(dāng)，不會(huì)更有效.在促進(jìn)事實(shí)學(xué)習(xí)方面，講課優(yōu)于討論.在促進(jìn)更高層次的推理能力、積極性和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)3個(gè)方面，討論優(yōu)于講授.學(xué)生之間的相互作用促進(jìn)學(xué)生批判性思維發(fā)展和積極思考的習(xí)慣，減少死記硬背.

其次，學(xué)生對(duì)于自我構(gòu)建物理學(xué)科知識(shí)體系上有所欠缺，由于學(xué)員的不積極，對(duì)于知識(shí)的內(nèi)化吸收的過(guò)程拉長(zhǎng).傳統(tǒng)的教學(xué)只能實(shí)現(xiàn)課堂上知識(shí)的傳輸，而知識(shí)的內(nèi)化吸收過(guò)程需要學(xué)生在課后完成.受其他因素影響，課后的自學(xué)吸收過(guò)程必然時(shí)間更長(zhǎng)，效果更差.所以，為了解決以上困境和痛點(diǎn)問(wèn)題，大學(xué)物理教學(xué)亟需改革教學(xué)方法，翻轉(zhuǎn)教學(xué)順序，由先教后學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)橄葘W(xué)后教，提高教學(xué)質(zhì)量和課堂效果.

2 同伴教學(xué)法的概念

同伴教學(xué)法(Peer-Instruction)是哈佛大學(xué)的馬祖爾教授于1990年提出的新的教學(xué)方法，PI教學(xué)法是將教學(xué)任務(wù)中最容易的部分即知識(shí)的傳輸前移到課堂外讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，以實(shí)現(xiàn)低階學(xué)習(xí)目標(biāo)，充分利用課堂上教師和學(xué)員之間，學(xué)員和學(xué)員之間面對(duì)面的機(jī)會(huì)進(jìn)行積極的社會(huì)化互動(dòng)和合作學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)和能力培養(yǎng)(高階學(xué)習(xí)目標(biāo))[3].

PI教學(xué)法將課程內(nèi)容通過(guò)課前課中課后環(huán)節(jié)有機(jī)串聯(lián)起來(lái)，將知識(shí)的吸收過(guò)程則放在課堂上，通過(guò)討論、演示等各種方式方法實(shí)現(xiàn)對(duì)難點(diǎn)、重點(diǎn)、疑點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)的處理，啟迪學(xué)生思維.在課堂上通過(guò)一些影響學(xué)生認(rèn)知能力的概念測(cè)試題來(lái)引起他們的主動(dòng)性，引導(dǎo)學(xué)生之間討論、合作學(xué)習(xí)，營(yíng)造一個(gè)師生互動(dòng)、生生互動(dòng)和引導(dǎo)學(xué)生對(duì)難點(diǎn)問(wèn)題積極探究的學(xué)習(xí)環(huán)境，在獲得新知的同時(shí)，產(chǎn)生新的思想，達(dá)到知識(shí)、思維和情感的和諧發(fā)展.

3 對(duì)標(biāo)金課 設(shè)計(jì)大學(xué)物理翻轉(zhuǎn)課堂

傳統(tǒng)教學(xué)方法以教師為主體，雖然通過(guò)教師的精心準(zhǔn)備和精準(zhǔn)的講解，可以保證知識(shí)體系的邏輯性和完備性，但是在啟發(fā)學(xué)生理解概念、解決問(wèn)題和對(duì)物理學(xué)認(rèn)識(shí)論方面存在不足，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，難以培養(yǎng)學(xué)生的深度理解和高階思維.教學(xué)設(shè)計(jì)是教學(xué)活動(dòng)的依據(jù)，課前做好教學(xué)設(shè)計(jì)是上好一節(jié)課的前提.因此，基于PI教學(xué)法將對(duì)大學(xué)物理教學(xué)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以提高教學(xué)效果.

3.1 課前預(yù)習(xí) 實(shí)現(xiàn)學(xué)員的自主學(xué)習(xí)

首先，要求學(xué)員課前預(yù)習(xí)，通過(guò)閱讀教材或者觀看精品慕課，回答預(yù)習(xí)單上的問(wèn)題以及學(xué)習(xí)通上的預(yù)習(xí)測(cè)試題，并指出自己認(rèn)為難以理解的部分.比如，在討論角動(dòng)量及角動(dòng)量守恒定律時(shí)，通過(guò)學(xué)習(xí)通教學(xué)平臺(tái)預(yù)先發(fā)布本節(jié)課的課件和預(yù)習(xí)導(dǎo)讀單(圖1)，預(yù)習(xí)導(dǎo)讀單以問(wèn)題的形式串聯(lián)起來(lái)，利于學(xué)員建立起物理知識(shí)之間的邏輯關(guān)系，提醒學(xué)員預(yù)習(xí)知識(shí)的邏輯順序和構(gòu)建知識(shí)的完整性.

圖1 預(yù)習(xí)導(dǎo)讀單

提交預(yù)習(xí)筆記并完成相應(yīng)的預(yù)習(xí)測(cè)試題(圖2)，及時(shí)反饋學(xué)員對(duì)知識(shí)點(diǎn)的預(yù)習(xí)情況，以便教師進(jìn)一步調(diào)整教學(xué)側(cè)重點(diǎn).從預(yù)習(xí)情況可以看出學(xué)員對(duì)角動(dòng)量定理的掌握情況還不夠清晰，對(duì)于角動(dòng)量變化量與外力矩之間的關(guān)系存在概念不清、理解不到位的情況，在課堂中需要對(duì)角動(dòng)量定理的內(nèi)容進(jìn)行精講解答.

圖2 預(yù)習(xí)測(cè)試題

3.2 課堂討論 培養(yǎng)學(xué)員合作學(xué)習(xí)

采用翻轉(zhuǎn)課堂新模式，滿足創(chuàng)新性.在課堂實(shí)施環(huán)節(jié)，將一節(jié)課分成幾個(gè)小單元，每一個(gè)單元都是圍繞一個(gè)關(guān)鍵物理概念設(shè)計(jì)的.在每個(gè)單元開(kāi)始之初，先檢測(cè)學(xué)員的預(yù)習(xí)情況，在學(xué)員匯報(bào)知識(shí)后，給出一個(gè)概念測(cè)試題并依此為核心組織教學(xué).概念測(cè)試題是用于揭示學(xué)員錯(cuò)誤概念和引導(dǎo)學(xué)員深入探究的測(cè)試題，一般是選擇題和判斷題.學(xué)員看到問(wèn)題后，首先要獨(dú)立思考，自主學(xué)習(xí)，然后通過(guò)統(tǒng)計(jì)互動(dòng)平臺(tái)提交答案，教師根據(jù)反饋信息及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略.在學(xué)員討論的過(guò)程中，教師可以走到學(xué)員中間，或提問(wèn)或傾聽(tīng)，了解學(xué)員對(duì)他們的答案是如何解釋的.通過(guò)這種方式，教師可以在課堂教學(xué)的過(guò)程中及時(shí)掌握學(xué)員對(duì)概念理解的程度，及時(shí)得到反饋，從而做出相應(yīng)的教學(xué)調(diào)整，使得教學(xué)過(guò)程更有效.

挖掘新內(nèi)容，激發(fā)興趣，滿足高階性.將影視、小說(shuō)中的素材引入課堂教學(xué)中，在引起學(xué)員興趣的同時(shí)，極大地激發(fā)學(xué)員的求知欲，引發(fā)好奇.問(wèn)題是思維的動(dòng)力，在疑問(wèn)的驅(qū)使下，學(xué)員會(huì)更加主動(dòng)地探究問(wèn)題的本質(zhì).其次，將物理學(xué)前沿知識(shí)和熱點(diǎn)知識(shí)引入課堂，讓學(xué)員參與討論思考，關(guān)注物理學(xué)的發(fā)展，激發(fā)同理心和探索欲，拓展課堂教學(xué)的深度.仍以角動(dòng)量守恒為例，基于教師與學(xué)員之間的雙向反饋原則展開(kāi)教學(xué),課堂教學(xué)思路導(dǎo)圖如圖3所示.

圖3 課堂教學(xué)思路導(dǎo)圖

將影視劇、小說(shuō)中的素材或者生活中的現(xiàn)象引入課堂，拋出課堂之問(wèn)，激發(fā)興趣；回顧質(zhì)點(diǎn)角動(dòng)量的概念，加深對(duì)角動(dòng)量的理解；以概念測(cè)試題為主，組織學(xué)員分組討論，學(xué)員在表達(dá)自己的觀點(diǎn)、傾聽(tīng)別人的觀點(diǎn)的過(guò)程中，思考分析問(wèn)題的解決思路，提出批判性的意見(jiàn)，在互動(dòng)交流的過(guò)程中促進(jìn)思維，解決問(wèn)題；最后呼應(yīng)開(kāi)頭，回答課堂之問(wèn)，結(jié)合內(nèi)容進(jìn)行課程思政，達(dá)到思想的升華.

3.3 課后實(shí)踐 提升學(xué)員探究能力

在課后，通過(guò)“學(xué)習(xí)通”線上教學(xué)平臺(tái)，布置相應(yīng)的練習(xí)；繪制并提交本節(jié)課內(nèi)容的思維導(dǎo)圖，幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)體系和邏輯關(guān)系，查漏補(bǔ)缺；在“學(xué)習(xí)通”平臺(tái)發(fā)布探究類題目，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料的方式，分析解決問(wèn)題，體現(xiàn)課程的高階性和挑戰(zhàn)度；通過(guò)校內(nèi)的大學(xué)物理演示大廳，讓學(xué)生在每一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)中，做到見(jiàn)物識(shí)理；鼓勵(lì)學(xué)生參加cupt物理競(jìng)賽，在實(shí)踐的過(guò)程中，依理建物，提高科學(xué)探究的能力.

4 總結(jié)

同伴教學(xué)法以問(wèn)題為導(dǎo)向，不僅培養(yǎng)了學(xué)員的自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)的能力，并且還培養(yǎng)了學(xué)員分析和批判性思維.讓學(xué)員在討論中闡釋自己的觀點(diǎn)，傾聽(tīng)別人的陳述與批評(píng)，反思自己和別人的觀點(diǎn)，評(píng)價(jià)不同的概念和觀點(diǎn)的有效性，做出個(gè)人的新判斷.加深了學(xué)員對(duì)物理概念的理解，也潛移默化地培養(yǎng)了學(xué)員的批判性思維和評(píng)價(jià)能力.