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摘要：采用“问题中心”思想设计了翻转课堂的教学模式，并将这种模式运用于《大学物理》课程教学实践中。结果表明，学生对这种翻转课堂模式的态度总体上是积极的，对课程的实施过程和效果是普遍满意的。相较于传统课堂教学，此翻转课堂教学新模式能够使学生更好地掌握物理知识，增强了学生解决问题的能力。
关键词：翻转课堂；教学模式；大学物理
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）52-0149-02
在传统的教学模式中，学生只是被动地接受知识，难以充分调动学习的积极性和主动性，被称为被动式学习。相反，主动式学习是通过产生兴奋和动机，内在地促使学生自觉地进行学习。近年来，数字技术的发展，正逐渐改变师生的交互方式。基于数字技术发展起来的“翻转课堂”教学新模式，丰富并完善了混合学习理论，把学生掌握知识的操作过程转变为课堂上交流学习成果、从事科学实验以及进行项目协作探究的过程。实现了从低级思维学习到高智慧学习的重大转变，这一转变正是培养创新型人才的关键所在[1，2]。大学物理是高校理工科专业学生的重要必修基础课[3]。大学物理既难学又难教，一直存在教学效率不高、学习兴趣低下等问题。如何有效提高大学物理的教学水平，是物理教育人员努力解决的难题。翻转课堂教学模式是解决这些难题有效途径。
一、翻转课堂概述
“翻转课堂”颠覆了传统教与学的过程。传统的教学中，学生在课堂上获取新知识，课外进行巩固练习。相反地，在“翻转课堂”模式下，学生优先在课外独立地学习新知识，课堂上解决课外学习的难点和疑问。Hamdan等将翻转（FLIP）课堂框架定义为：灵活的（Flexible）环境、学习的（Learning）文化、有意向的（Intentional）内容和专业的（Professional）老师，这构成了翻转课堂的四个支柱[4]。翻转课堂能够充分发挥数字技术优势，用视频重塑教育；能够突破传统课堂教学的时空限制，将课前和课后的时间与空间平等地统一到教学环节中；能够根据学生的需要实时优化教学过程；能够将被动接受学习与主动探究学习有机结合；还能够兼顾因材施教与创新能力培养。
二、翻转课堂新模式的实践探索
美国犹他州立大学的Merrill教授于2013年提出了“E3”学习的设计原则，即有效（effective）、高效（efficient）和吸引人（engaging）的学习[5]。此原则以培养学生的分析问题和解决问题能力为中心，围绕着一个明确的学习流程而展开，这一流程包括：激活、演示、应用和整合。这一实用学习模式，使学生在解决问题的过程中进行深度学习。
1.模式设计。我们采用Merrill教授的“问题中心”思想作为翻转课堂的模式设计依据，并在工科专业的《大学物理》课程教学中进行了实践。这一模式的框架是：（1）课前，学生需要通过数字平台提供的文字、图片和视频等内容来获得解决目标问题所需的知识和基本技能。（2）课堂上，老师首先激发学生已有的与待解决问题有关的知识和技能。然后讲授、演示如何用有声思维的方式解决问题。在这个过程中，老师通过与学生讨论问题，使学生把问题内化。随着学生对问题理解的加深和解决问题能力的增强，老师会逐渐后退，让学生主动解决问题。（3）在应用阶段，学生被随机分组讨论学习如何应用新知识和技能解决实际问题。为了帮助学生巩固和评估所学的知识，大量的问题会布置给学生。（4）课后，学生需交一份自我总结报告，反思、巩固以及整合他们所学的新知识和技能。
2.研究对象和方法。实施课程为《大学物理》，所用教材为马文蔚主编的《物理学教程》第三版，选取内容为前六章力学部分。参与对象是2017级部分工科专业学生。选择了两个选课班级，人数分别为118人和126人，在118人的班级采用传统讲授为主的教学方法，在126人的班级实施翻转课堂教学。问卷调查法用来考察学生对翻转课堂的满意度。问卷调查采用百分制，0分表示完全不满意，100分代表非常满意，设定60分为满意档次。比较法用来将传统课堂与翻转课堂的教学效果进行比较。
3.翻转课堂效果评价。学生对翻转课堂的分項及总体评价，统计如图1所示。课前视频和教学活动的平均得分分别为89.8和85.7，这表明学生是普遍满意的。他们喜欢这些在线视频，因为这些视频不仅将抽象的物理过程直观地展示出来，还可以被自主地反复观看。在第一章到第三章中，对教学活动的评分相对较低，但从第四章开始明显增加，这意味着学生刚开始接触翻转课堂时有些不适应，经熟悉后，逐渐体会到了翻转课堂的优势。此外，学生对于课堂分组讨论和课堂参与意愿均给出了积极的自我评价，平均得分分别为88和81。小组讨论使学生的获得感增强，这激励他们更积极地参与课堂教学活动。然而，课前准备情况的平均得分为70.6，略低于另外两项。部分学生承认，他们没有看课前录像，而且期中考试之后不看的同学越来越多。课程前三章分别是质点运动学、牛顿定律以及动量和能量守恒定律，这些知识与高中物理大部分雷同，学生比较熟悉。但期中考试后，从第四章刚体开始，是学生感到陌生且难度较大的内容。来上课时没有看课前视频，他们就会很难跟上课堂进度。因此，如何促使学生观看课前视频，做好课前准备，是模式实践中需要认真考虑的问题。最后，插图可见学生对整个翻转课堂满意的人数占85%，不满意的只有5%，充分说明了学生非常赞同这种新的翻转课堂教学模式。学期末，传统教学班的平均成绩为67.5，而翻转课堂班级是76.5。可见。翻转课堂教学模式可以使学生更好地掌握物理知识，增强学生解决问题的能力。
三、结论
采用Merrill教授的“问题中心”思想设计了翻转课堂的教学模式，并将这种模式运用于《大学物理》课程教学实践中。结果表明学生对这种翻转课堂教学模式的态度总体上是积极的，对课程的实施过程和效果是普遍满意的。然而，在实施中也发现了一些问题，一是由于上课前没有看预习视频，学生的准备不够充分，从而降低了课堂活动的有效性；二是对学生随机分组的方法不一定是最有效的。这些问题需要在以后实践中进一步解决。最后，翻转课堂是一种有效安排课程组织结构的方法，需要不断地在实践中完善，才能更好地服务于高校“立德树人”的根本任务。
参考文献：
[1]钟晓流，宋述强，焦丽珍.信息化环境中基于翻转课堂理念的教学设计研究[J].开放教育研究，2013，（1）：58-65.
[2]卜彩丽，孔素真.现状与反思：国内翻转课堂研究评述[J].中国远程教育，2016，（2）：26-33.
[3]蔡廷栋，高光珍，贾天俊.大学物理翻转课堂教学模式研究[J].教育教学论坛，2015，（34）：177-178.
[4]Hamdan，N.A review of flipped learning[OL].https：//flippedlearning.org.
[5]Merrill.First principles of instruction：identifying and designing effective，efficient，and engaging instruction[M].Cambridge：Harvard University Press，2013.
关键词：翻转课堂；教学模式；大学物理
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）52-0149-02
在传统的教学模式中，学生只是被动地接受知识，难以充分调动学习的积极性和主动性，被称为被动式学习。相反，主动式学习是通过产生兴奋和动机，内在地促使学生自觉地进行学习。近年来，数字技术的发展，正逐渐改变师生的交互方式。基于数字技术发展起来的“翻转课堂”教学新模式，丰富并完善了混合学习理论，把学生掌握知识的操作过程转变为课堂上交流学习成果、从事科学实验以及进行项目协作探究的过程。实现了从低级思维学习到高智慧学习的重大转变，这一转变正是培养创新型人才的关键所在[1，2]。大学物理是高校理工科专业学生的重要必修基础课[3]。大学物理既难学又难教，一直存在教学效率不高、学习兴趣低下等问题。如何有效提高大学物理的教学水平，是物理教育人员努力解决的难题。翻转课堂教学模式是解决这些难题有效途径。
一、翻转课堂概述
“翻转课堂”颠覆了传统教与学的过程。传统的教学中，学生在课堂上获取新知识，课外进行巩固练习。相反地，在“翻转课堂”模式下，学生优先在课外独立地学习新知识，课堂上解决课外学习的难点和疑问。Hamdan等将翻转（FLIP）课堂框架定义为：灵活的（Flexible）环境、学习的（Learning）文化、有意向的（Intentional）内容和专业的（Professional）老师，这构成了翻转课堂的四个支柱[4]。翻转课堂能够充分发挥数字技术优势，用视频重塑教育；能够突破传统课堂教学的时空限制，将课前和课后的时间与空间平等地统一到教学环节中；能够根据学生的需要实时优化教学过程；能够将被动接受学习与主动探究学习有机结合；还能够兼顾因材施教与创新能力培养。
二、翻转课堂新模式的实践探索
美国犹他州立大学的Merrill教授于2013年提出了“E3”学习的设计原则，即有效（effective）、高效（efficient）和吸引人（engaging）的学习[5]。此原则以培养学生的分析问题和解决问题能力为中心，围绕着一个明确的学习流程而展开，这一流程包括：激活、演示、应用和整合。这一实用学习模式，使学生在解决问题的过程中进行深度学习。
1.模式设计。我们采用Merrill教授的“问题中心”思想作为翻转课堂的模式设计依据，并在工科专业的《大学物理》课程教学中进行了实践。这一模式的框架是：（1）课前，学生需要通过数字平台提供的文字、图片和视频等内容来获得解决目标问题所需的知识和基本技能。（2）课堂上，老师首先激发学生已有的与待解决问题有关的知识和技能。然后讲授、演示如何用有声思维的方式解决问题。在这个过程中，老师通过与学生讨论问题，使学生把问题内化。随着学生对问题理解的加深和解决问题能力的增强，老师会逐渐后退，让学生主动解决问题。（3）在应用阶段，学生被随机分组讨论学习如何应用新知识和技能解决实际问题。为了帮助学生巩固和评估所学的知识，大量的问题会布置给学生。（4）课后，学生需交一份自我总结报告，反思、巩固以及整合他们所学的新知识和技能。
2.研究对象和方法。实施课程为《大学物理》，所用教材为马文蔚主编的《物理学教程》第三版，选取内容为前六章力学部分。参与对象是2017级部分工科专业学生。选择了两个选课班级，人数分别为118人和126人，在118人的班级采用传统讲授为主的教学方法，在126人的班级实施翻转课堂教学。问卷调查法用来考察学生对翻转课堂的满意度。问卷调查采用百分制，0分表示完全不满意，100分代表非常满意，设定60分为满意档次。比较法用来将传统课堂与翻转课堂的教学效果进行比较。
3.翻转课堂效果评价。学生对翻转课堂的分項及总体评价，统计如图1所示。课前视频和教学活动的平均得分分别为89.8和85.7，这表明学生是普遍满意的。他们喜欢这些在线视频，因为这些视频不仅将抽象的物理过程直观地展示出来，还可以被自主地反复观看。在第一章到第三章中，对教学活动的评分相对较低，但从第四章开始明显增加，这意味着学生刚开始接触翻转课堂时有些不适应，经熟悉后，逐渐体会到了翻转课堂的优势。此外，学生对于课堂分组讨论和课堂参与意愿均给出了积极的自我评价，平均得分分别为88和81。小组讨论使学生的获得感增强，这激励他们更积极地参与课堂教学活动。然而，课前准备情况的平均得分为70.6，略低于另外两项。部分学生承认，他们没有看课前录像，而且期中考试之后不看的同学越来越多。课程前三章分别是质点运动学、牛顿定律以及动量和能量守恒定律，这些知识与高中物理大部分雷同，学生比较熟悉。但期中考试后，从第四章刚体开始，是学生感到陌生且难度较大的内容。来上课时没有看课前视频，他们就会很难跟上课堂进度。因此，如何促使学生观看课前视频，做好课前准备，是模式实践中需要认真考虑的问题。最后，插图可见学生对整个翻转课堂满意的人数占85%，不满意的只有5%，充分说明了学生非常赞同这种新的翻转课堂教学模式。学期末，传统教学班的平均成绩为67.5，而翻转课堂班级是76.5。可见。翻转课堂教学模式可以使学生更好地掌握物理知识，增强学生解决问题的能力。
三、结论
采用Merrill教授的“问题中心”思想设计了翻转课堂的教学模式，并将这种模式运用于《大学物理》课程教学实践中。结果表明学生对这种翻转课堂教学模式的态度总体上是积极的，对课程的实施过程和效果是普遍满意的。然而，在实施中也发现了一些问题，一是由于上课前没有看预习视频，学生的准备不够充分，从而降低了课堂活动的有效性；二是对学生随机分组的方法不一定是最有效的。这些问题需要在以后实践中进一步解决。最后，翻转课堂是一种有效安排课程组织结构的方法，需要不断地在实践中完善，才能更好地服务于高校“立德树人”的根本任务。
参考文献：
[1]钟晓流，宋述强，焦丽珍.信息化环境中基于翻转课堂理念的教学设计研究[J].开放教育研究，2013，（1）：58-65.
[2]卜彩丽，孔素真.现状与反思：国内翻转课堂研究评述[J].中国远程教育，2016，（2）：26-33.
[3]蔡廷栋，高光珍，贾天俊.大学物理翻转课堂教学模式研究[J].教育教学论坛，2015，（34）：177-178.
[4]Hamdan，N.A review of flipped learning[OL].https：//flippedlearning.org.
[5]Merrill.First principles of instruction：identifying and designing effective，efficient，and engaging instruction[M].Cambridge：Harvard University Press，2013.