“互聯(lián)網(wǎng)＋”環(huán)境下大學(xué)物理翻轉(zhuǎn)課堂的探索與實(shí)踐*

梁春恬，劉艷玲，仝 樂，王 娜，古金霞，李昊桐，張書睿，鐘清藝，佘昌勇，馮 巖，洪志鵬，趙云鳳，鄒信民，王雨卿，付鎧瑜，趙現(xiàn)洲

(1.天津城建大學(xué)理學(xué)院，天津 300384；2.天津城建大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院，天津 300384；3.天津城建大學(xué)控制與機(jī)械工程學(xué)院，天津 300384)

0 引言

隨著信息時(shí)代的到來，知識(shí)更新?lián)Q代速度加快，如何培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力以應(yīng)對(duì)復(fù)雜問題情境成為各大高校面臨的挑戰(zhàn)[1]。翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)理念由“以教師為中心”向“以學(xué)生為中心”翻轉(zhuǎn)，教學(xué)角色由“演員型教師、觀眾型學(xué)生”向“導(dǎo)演型教師、演員型學(xué)生”翻轉(zhuǎn)[2]，這種教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的靈活性與自主性，注重知識(shí)探索、應(yīng)用與實(shí)踐，正好適應(yīng)了高校目前的教學(xué)需求。

另一方面，“互聯(lián)網(wǎng)＋”時(shí)代的到來使得智能手機(jī)、平板、電腦等成為教學(xué)的有效輔助手段，微信、qq、抖音、快手以及各種微課制作軟件已成為一種潮流，“互聯(lián)網(wǎng)＋”環(huán)境可以極大滿足不同學(xué)生對(duì)知識(shí)的個(gè)性化需求，將“互聯(lián)網(wǎng)＋”與翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的有效整合對(duì)推進(jìn)教學(xué)改革意義重大。

2013年以來的全國(guó)高等學(xué)校物理基礎(chǔ)課程教育學(xué)術(shù)研討會(huì)[3-7]，以及2015年的物理教育國(guó)際會(huì)議報(bào)告顯示，各大高校教學(xué)正在不斷適應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境新形勢(shì)，并結(jié)合國(guó)內(nèi)高校教學(xué)改革的特點(diǎn)，產(chǎn)生出新的教學(xué)模式與教改思路[8]。范文翔等[9]在在“大學(xué)基礎(chǔ)英語(yǔ)”課程中開展了微信支持的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)踐。謝代欣[10]結(jié)合網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代大背景,在高職院校體育教學(xué)中嘗試了“翻轉(zhuǎn)課堂”模式。姜?jiǎng)?lì)卿[11]基于兩期"微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)"翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)改革的對(duì)比實(shí)驗(yàn),研究了大學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂對(duì)學(xué)生成績(jī)的影響及作用機(jī)制，提出加大線下的考核力度和考核權(quán)重可以有效引導(dǎo)學(xué)生在線上的學(xué)習(xí)行為，同時(shí)采用個(gè)人考核和團(tuán)隊(duì)考核并重的考核體系能夠較為有效避免學(xué)生的“搭便車”行為。肖鄭穎等[12]探索了翻轉(zhuǎn)課堂與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐結(jié)合的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。包秀麗等[13]在大學(xué)物理課程教學(xué)中嘗試了啟發(fā)式、探究式教學(xué)。

我們利用“互聯(lián)網(wǎng)＋”環(huán)境，基于“大學(xué)物理”課程，進(jìn)行了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的探索與實(shí)踐。首先結(jié)合課程特點(diǎn)和學(xué)生特點(diǎn)，進(jìn)行可行性分析，將翻轉(zhuǎn)課堂環(huán)節(jié)融入考核機(jī)制，激發(fā)學(xué)生參與積極性。其次考慮學(xué)生對(duì)現(xiàn)代化手段的駕馭性，讓學(xué)生可以根據(jù)自身特長(zhǎng)自由選擇參與翻轉(zhuǎn)課堂的形式，以提高學(xué)生參與興趣。最后，挑選優(yōu)秀學(xué)生作品指導(dǎo)其參與學(xué)生競(jìng)賽或發(fā)表論文，讓學(xué)生體驗(yàn)收獲的成就感。在整個(gè)環(huán)節(jié)中教師作為學(xué)生的引導(dǎo)者，把學(xué)生引導(dǎo)到與所學(xué)知識(shí)相對(duì)應(yīng)的環(huán)境中，讓學(xué)生進(jìn)行有效率、有質(zhì)量、有深度的自主思考，充分搜索背景知識(shí)，深挖知識(shí)原理，從而給出自己的獨(dú)到見解。這樣，無論結(jié)果如何，學(xué)生都已深入探索過，探索過程不僅加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的熟悉和掌握程度，也提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考的能力。

1 可行性分析

1.1 自媒體時(shí)代教育對(duì)象學(xué)習(xí)習(xí)慣和思維方式的改變需要授課模式相應(yīng)調(diào)整

自媒體時(shí)代的大學(xué)生具有較強(qiáng)的現(xiàn)代意識(shí)和接受新鮮事物的能力，速途研究院發(fā)布的《2014年第一季度自媒體調(diào)查報(bào)告》顯示大學(xué)生已成為使用微信和微博的主要群體。當(dāng)代大學(xué)生一方面樂于接受短而精、圖文并茂的快餐式信息，另一方面更樂于通過自媒體平臺(tái)根據(jù)自己的需要主動(dòng)獲取知識(shí)、發(fā)表評(píng)價(jià)、享受來自外界的支持和肯定，獲得內(nèi)心的滿足[14]。自媒體時(shí)代的到來不僅增加了他們獲取知識(shí)和信息的途徑，而且使他們的學(xué)習(xí)習(xí)慣和思維方式有了很大改變[15]。這種環(huán)境下，只有在傳統(tǒng)的授課模式注入新鮮元素，讓他們走上“舞臺(tái)”才可以激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。

2.2 大量學(xué)時(shí)被壓縮的課程現(xiàn)狀需要調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性

近年來，畢業(yè)生就業(yè)壓力增大，各大高校紛紛增加專業(yè)課課時(shí)，壓縮大學(xué)物理課時(shí)。以本校為例，大學(xué)物理課時(shí)從2007年的128學(xué)時(shí)逐漸被壓縮至現(xiàn)在的64-112學(xué)時(shí)，該次進(jìn)行試點(diǎn)專業(yè)的學(xué)時(shí)則是最少的64學(xué)時(shí)。在這樣少學(xué)時(shí)的情況下，僅依靠傳統(tǒng)授課方式無法讓學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)達(dá)到深入透徹的理解，因此必須引入新的模式通過調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性來達(dá)到深入學(xué)習(xí)的目的。

2 翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施

2.1 利用線上資源進(jìn)行課前預(yù)習(xí)

為方便學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，教師需要首先建設(shè)線上資源庫(kù)，我們利用超星平臺(tái)建設(shè)了大學(xué)物理C課程（根據(jù)專業(yè)不同，大學(xué)物理分大學(xué)物理A、大學(xué)物理B和大學(xué)物理C，本次基于大學(xué)物理C進(jìn)行試點(diǎn)改革），線上課程網(wǎng)址為：http://mooc1-1.chaoxing.com/course/214376525.html。課前，學(xué)生可以通過線上資源進(jìn)行預(yù)習(xí)（圖1）。而且教師可以通過線上課程設(shè)置任務(wù)點(diǎn)，學(xué)生預(yù)習(xí)任務(wù)完成情況教師可以通過后臺(tái)查看。

圖1 線上課程首頁(yè)

2.2 鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合自身特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，以多樣化、多元化形式參與翻轉(zhuǎn)課堂

2.2.1 針對(duì)課后習(xí)題，鼓勵(lì)學(xué)生錄制講解視頻

講解是將所學(xué)知識(shí)融于自身理解最有效的方式之一，我們希望學(xué)習(xí)不再只是一個(gè)被老師引導(dǎo)著接受知識(shí)的單一過程，而是一個(gè)從被引導(dǎo)到自主挖掘的遞進(jìn)過程。

我們把原來教師講解習(xí)題的環(huán)節(jié)進(jìn)行了角色轉(zhuǎn)換，鼓勵(lì)學(xué)生變成“老師”進(jìn)行習(xí)題講解，并以錄制講解視頻的形式進(jìn)行展現(xiàn)。該過程需要學(xué)生梳理題目考查的知識(shí)點(diǎn)并講解自己的解題思路?？紤]到視頻內(nèi)容的科學(xué)性問題，教師必須嚴(yán)格進(jìn)行把關(guān)，經(jīng)教師“檢查-指導(dǎo)-修改”后，提供給全體學(xué)生參考學(xué)習(xí)。通過習(xí)題講解，學(xué)生通過梳理思路、比較方法，復(fù)查自身知識(shí)框架，能夠加深對(duì)知識(shí)原理的理解，從而鞏固所學(xué)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)活學(xué)活用。

由于講解視頻制作對(duì)某些同學(xué)可能會(huì)壓力比較大，所以我們靈活對(duì)待，任務(wù)下發(fā)采取自愿原則，同學(xué)根據(jù)自身情況認(rèn)領(lǐng)題目。同時(shí)，技能全面的同學(xué)可以選擇自己獨(dú)立完成所有過程，有部分技能缺陷的同學(xué)也可以選擇團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn)，大家共同努力來完成，比如有的同學(xué)負(fù)責(zé)制作PPT，有的負(fù)責(zé)講解，有的負(fù)責(zé)視頻剪輯等，這樣，同學(xué)不只學(xué)習(xí)到了知識(shí)，還學(xué)會(huì)了團(tuán)隊(duì)合作。

2.2.2 鼓勵(lì)學(xué)生以多樣化、多元化形式參與翻轉(zhuǎn)課堂

除課后習(xí)題外，學(xué)生還可以通過其他內(nèi)容其他形式參與翻轉(zhuǎn)課堂，比如學(xué)生對(duì)某些知識(shí)點(diǎn)的獨(dú)特理解，比如在生活中發(fā)現(xiàn)的一些物理現(xiàn)象解密，比如自己開發(fā)一些物理實(shí)驗(yàn)等，任何跟物理相關(guān)的內(nèi)容均鼓勵(lì)學(xué)生去探索、去自主學(xué)習(xí)。參與形式可以多樣化，視頻、PPT、文章等形式均可，學(xué)生自由選擇即可。

這樣，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣點(diǎn)進(jìn)行探索學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)想學(xué)習(xí)的內(nèi)容，采取自己喜歡的形式，學(xué)習(xí)效率更高。由于學(xué)習(xí)內(nèi)容多元化，不僅限于課本知識(shí)，而是課本知識(shí)外的拓展延伸，所以學(xué)生的理解也更全面化。教師通過學(xué)生作品進(jìn)行針對(duì)性指導(dǎo)，更能實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為本，因材施教。

2.3 制定合理機(jī)制激發(fā)學(xué)生參與積極性

2.3.1 建設(shè)公眾號(hào)展示學(xué)生作品

為提高學(xué)生參與積極性，我們建設(shè)了公眾號(hào)“麥克思維科學(xué)站”（圖2），把學(xué)生作品通過公眾號(hào)傳遞給其他同學(xué)進(jìn)行同學(xué)間交流式學(xué)習(xí)。公眾號(hào)為同學(xué)們提供了移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化的移動(dòng)翻轉(zhuǎn)課堂，在智能手機(jī)普及的時(shí)代，通過公眾號(hào)交流學(xué)習(xí)既能與學(xué)生的使用傾向相吻合，又便于教師實(shí)現(xiàn)即時(shí)的資料上傳和更新。

圖2 “麥克思維科學(xué)站”公眾號(hào)

公眾號(hào)中，我們針對(duì)性地設(shè)計(jì)了三個(gè)專欄，分別為“學(xué)霸營(yíng)”、“探索館”和“風(fēng)采墻”，每個(gè)專欄內(nèi)設(shè)有每一期的子欄目?！皩W(xué)霸營(yíng)”定期更新學(xué)生的課后作業(yè)講解視頻，用于輔助課堂教學(xué)（圖3）；“探索營(yíng)”是課內(nèi)知識(shí)的拓展延伸，不限形式，不限內(nèi)容，以學(xué)生自身興趣為引導(dǎo)（圖4）；風(fēng)采墻是對(duì)師生的優(yōu)秀成果展示（圖5）。

圖3 “學(xué)霸營(yíng)”示圖

圖4 “探索館”示圖

圖5 “風(fēng)采墻”示圖

通過公眾號(hào)建設(shè)輔助翻轉(zhuǎn)課堂，一來符合當(dāng)代大學(xué)生的使用習(xí)慣，二來學(xué)生自己的作品通過公眾號(hào)公布出去，可以滿足同學(xué)的成就感，從而刺激學(xué)生參與翻轉(zhuǎn)課堂的積極性。

2.3.2 將翻轉(zhuǎn)課堂表現(xiàn)體現(xiàn)于考核機(jī)制

科學(xué)合理的教學(xué)考核機(jī)制對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)發(fā)展具有積極的促進(jìn)作用。進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂前我們的考核機(jī)制為期末考試成績(jī)占比80%，平時(shí)成績(jī)占比20%，平時(shí)成績(jī)由平時(shí)作業(yè)和考勤組成。進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂后我們將平時(shí)成績(jī)占比提高至30%，其中翻轉(zhuǎn)課堂參與表現(xiàn)占比20%，平時(shí)作業(yè)和考勤占比10%。將學(xué)生參與翻轉(zhuǎn)課堂的表現(xiàn)納入考核機(jī)制使學(xué)生對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂的重視度增加，有效促進(jìn)了學(xué)生的參與性，激發(fā)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)熱情。

3 翻轉(zhuǎn)課堂成效

通過課程改革，我們?cè)谡n程成績(jī)、資源庫(kù)建設(shè)、論文發(fā)表、學(xué)生參賽等方面獲得了一些成效。

3.1 課程成績(jī)

我們將實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂前后同一教師大學(xué)物理課程的學(xué)生成績(jī)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析（圖6）。前13個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)為未實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)期，第14個(gè)點(diǎn)為實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂改革后的學(xué)期。可以看出，不及格率整體呈下降趨勢(shì)。第12個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的為19-20-2學(xué)期，該學(xué)期因?yàn)橐咔閯傞_始實(shí)施線上授課和線上考試，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)有所不同。

圖6 翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施前后不及格率比較圖

3.2 資源庫(kù)建設(shè)

我們鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行作品創(chuàng)作。通過教師為指導(dǎo)，學(xué)生為主體，作品為目標(biāo)的翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)踐，我們建設(shè)了學(xué)習(xí)資源庫(kù)，其中包括習(xí)題講解視頻47個(gè)，其余作品5個(gè)（表1）。

表1 學(xué)生建設(shè)資源庫(kù)內(nèi)容

3.3 投稿文章

我們鼓勵(lì)學(xué)生將課程學(xué)習(xí)與自身專業(yè)相結(jié)合。通過波動(dòng)光學(xué)部分的學(xué)習(xí)，學(xué)生結(jié)合自身專業(yè)，編寫了牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)自動(dòng)評(píng)價(jià)程序，相關(guān)文章“牛頓環(huán)曲率半徑測(cè)量實(shí)驗(yàn)自動(dòng)評(píng)閱程序開發(fā)”已被期刊接收。

3.4 參賽情況

我們注重學(xué)生創(chuàng)新，鼓勵(lì)學(xué)生參與各種大學(xué)生競(jìng)賽（表2），拓展所學(xué)知識(shí)，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，發(fā)掘自身潛力，以賽促學(xué)，以賽促教。以競(jìng)賽為載體，激發(fā)學(xué)生內(nèi)動(dòng)力，為學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)提供知識(shí)儲(chǔ)備，通過校企合作、校園合作發(fā)現(xiàn)實(shí)際問題，提出解決方案，研發(fā)相關(guān)產(chǎn)品，激發(fā)學(xué)生熱情和積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與創(chuàng)業(yè)素質(zhì)。

表2 學(xué)生參賽獲獎(jiǎng)情況

4 翻轉(zhuǎn)課堂的思考

翻轉(zhuǎn)課堂由“以教師為中心”向“以學(xué)生為中心”翻轉(zhuǎn)，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的靈活性與自主性，有助于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。但是，翻轉(zhuǎn)課堂的有效開展也對(duì)教師提出了更高要求和挑戰(zhàn)。

第一，教師需擴(kuò)充專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備。翻轉(zhuǎn)課堂以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，學(xué)習(xí)渠道多元，學(xué)習(xí)形式靈活，學(xué)習(xí)內(nèi)容廣泛，這就要求教師必須擴(kuò)充知識(shí)儲(chǔ)備，提高專業(yè)素養(yǎng)，才可以勝任教師的指導(dǎo)角色。

第二，教師需提高駕馭信息技術(shù)的能力。信息化技術(shù)為教師和學(xué)生創(chuàng)造了現(xiàn)代化的教學(xué)環(huán)境，學(xué)生作為新新一族，能迅速接受適應(yīng)這樣的環(huán)境并將其為己所用，而肩負(fù)指導(dǎo)作用的教師也必須跟上時(shí)代的步伐，熟練駕馭現(xiàn)代教育技術(shù)，為學(xué)生提供多元化資源，掌握跨空間交流技巧、資源傳輸共享方法，與學(xué)生共鳴，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)和探究的積極性，保障翻轉(zhuǎn)課堂的順利開展。

第三，需加強(qiáng)教研團(tuán)隊(duì)的建設(shè)。翻轉(zhuǎn)課堂需要教師擴(kuò)充專業(yè)知識(shí)，掌握信息化技術(shù)，此外翻轉(zhuǎn)課堂的開展不應(yīng)該僅僅局限于課上，更多時(shí)候需要課下對(duì)學(xué)生的過程指導(dǎo)，因此，從專業(yè)、技術(shù)、時(shí)間三方面來看，都說明僅靠一位老師單兵作戰(zhàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的專業(yè)化教師團(tuán)隊(duì)是開展翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)踐不可或缺的力量。