翻轉課堂中大學物理實驗教學研究論文
摘要：教學質量的提高是學校改革的重中之重，是提升人才培養目標的必要途徑。目前，多媒體、電腦、網際網路、資訊科技都發生了翻天覆地的變化。在網路覆蓋到全球的每一個角落的同時，教育的教學方法、教學手段、教學目標、教學模式、教學過程、教學角色等許多方面都有了巨大的創新。翻轉課堂的學習以網路為基礎，是網路與資訊科技不斷髮展的必然產物。透過把翻轉課堂教學法引入大學物理實驗教學中，分析應用並進行翻轉課堂教學。PBL教學要求學生先掌握一定的知識，再進行專案推進。PBL教學與翻轉課堂教學有機結合，因材施教，提高人才培養目標。
關鍵詞：翻轉課堂；實驗教學；PBL；大學物理
實驗在課程改革的今天，教學改革的成敗與否，決定著課堂教學效率的高低，物理學科是一門實踐科學，因此，大學物理實驗在物理教學中起著至關重要的作用。隨著科技的進步與發展，尤其是多媒體技術的發展，實驗教學改革呈現多樣化趨勢[1-3]。利用影片實施教學，在多年以前人們就進行過探索。翻轉課堂改變了傳統教學中師生角色，透過重新規劃課堂教學時間，改變傳統“填鴨式”的教學模式。網際網路技術與計算機技術的發展，為教學模式的改革創造了條件，形成新改革模式下的學習氛圍[4-6]。翻轉課堂的本質不是影片教學，而是對教學流程的重組，其關鍵在於學生在課前進行了有效的自主學習，且充分利用課堂教學時間進行了深入的互動交流和學習。本文以大學物理實驗為基礎，應用翻轉課堂教學法實施的教學研究，旨在培養獨立的創新型人才。以問題為導向的`教學方法（problem-basedlearning，PBL）強調學生的主動學習。它著重培養學生自主學習和解決問題的能力，因此，PBL教學透過設計實際任務，引導學生自主探究和分析解決問題的能力，從而實現學生對科學知識的掌握[7-10]。本文透過分析翻轉課堂教學法的優勢和實施方法，並以熱電偶的定標和測量為例，進行翻轉課堂教學。最後指出翻轉課堂與PBL教學有機結合，進行因材施教。
一、翻轉課堂教學的優越性
翻轉課堂是教師製作教學影片，學生根據個人情況安排和控制自己的學習。學生在家看教師的影片講解，而不必把對基本知識的掌握限制在課堂上，學生完全可以根據自己的學習進度和時間進行有效控制，能重複學習沒有及時掌握的內容。這樣教師可以充分利用課堂時間，開展討論課和舉辦小型講座，有助於提高教師與學生的互動。翻轉課堂加強了教師與學生的互動、學生與學生的互動。傳統教學模式側重教師的教，而翻轉課堂側重學生的學，同時也強調教師如何來引導學生更好的學習。如果學生不樂意學習，教師和家長怎樣創造條件激勵學生學習。
二、翻轉課堂的實施
1.影片的製作。教學影片要具有針對性，一個問題對應一個影片，每個影片只有幾分鐘的時間，長的也不超過十幾分鍾。這樣影片教學有利於學生自主學習，有助於學生對自我進行有效控制，便於學生學習時集中注意力。影片還要具有暫停回放功能，方便學生遇到不會的問題時進行回放或者查閱資料。2.調整課堂教學結構。興趣是最好的老師，激發學生學習興趣是教學成功的關鍵。傳統課堂教學偏重“灌輸式”教學，學生被動接受，而吸收內化由學生課後獨立完成。這樣很容易讓學生變得遲鈍而有挫敗感，失去學習的信心和動力。事實上，學生要真正全身心地投入到學習中去，重點是他必須有學習的興趣和信心。探究型行為是吸收內化的重要表現，而探究是以問題為前提的。課堂以學生為本，以自學、質疑、探究為手段。因疑而去解疑，解疑而成內化。一切皆由疑生悟，真正成為了學生內化的動力。教師在學生將知識內化的過程中發揮導師的作用。3.檢測學生學習效果。為了掌握學生對學習內容的理解程度，學生學習完教學影片後設置了小測驗，每個小測驗給學生三次做題機會，以最高分計入平時成績。這樣不僅有助於教師瞭解學生的學習情況，同時也有助於學生進行自我檢查，瞭解自己對知識的掌握程度，沒有掌握的學生可以重複觀看，找出解決問題的突破點。教學影片也便於學生以後查詢、學習和鞏固。評價手段的提升為教師瞭解學生提供了方便。
三、翻轉課堂在大學物理實驗中的應用
本文以熱電偶的定標和測量為例，應用翻轉課堂教學法進行實驗教學和指導。熱電偶的重要作用是製作溫度感測器，是用電壓來表示溫度，這樣便於我們應用示波器或電壓表來測量。1.課前任務設計。認真複習電動勢的基礎內容，深入瞭解熱電偶的溫差電動勢。認真預習本節課要講授的內容，認真觀看提供的影片，完成思考題，設計實驗資料表格，拓展對實驗的理解程度，構想設計實驗。
2.問題設計。熱電偶為什麼要選用不同材質的導體或半導體？同種材質的是否可以？熱電偶為什麼要標定？實驗中怎樣判定熱電偶兩根引線的正、負極性？如果在實驗中熱電偶“冷端”不放在冰水混合物中，而直接處於室溫中，對實驗結果會有些什麼影響？
3.課上任務設計。課前教師總結課前教學平臺上學生自主學習的情況，做出點評，解決學生的疑難問題。課堂上讓學生在掌握基礎知識的前提下進行實驗操作，要求在規定時間內完成。然後小組發言，談一談對這堂課的學習體會，學到了什麼，還有什麼疑惑。最後教師總結本節課的內容，評價小組表現，給出相應的分數。如果學生課前學習狀況不理想，可以增加教師講授這一環節，講授主要知識點。
4.學習環境設計。使學生處於注意力集中的狀態，小組間友好互助，教師先做一個引導，從製作溫度感測器來激發學生的學習觀念、學習動機、情感、意志，使學生學習時間維持良好的狀態以促進學生良好的學習效果。
5.評價設計。評價設計的主要目的是讓學生參與討論活動，教師引導來達到教學目標。透過分組活動培養學生的相互協作精神，也激發學生的學習興趣。在動手實踐及分組討論的過程中觀察學生課堂上的參與程度.在練習過程中，教師當堂察看學生完成練習的情況。課後作業批改能夠反饋學生對所學知識的掌握程度及存在的問題.對於言談舉止大方得體的學生以及邏輯清晰的學生要加以表揚，以增加其信心.對於思維不是很清晰的學生要給予引導和鼓勵。
四、存在問題
翻轉課堂首先要求老師建立教學影片，這對老師借用科技手段進行教學的能力是一大考驗。做影片對老師來說是很費精力的一件事。在課堂上把握教學時間讓學生自主探索、合作交流，不僅要注意組織好學生，還要在教學上有所改變，老師也要在教學實踐中不斷提高組織、引導學生開展有效學習活動的能力。學生自主探索空間的大小，關鍵在於老師設計問題的難易程度。在設定問題的時候老師要給學生足夠的自由，讓學生有空間去解決問題。
五、PBL教學
PBL教學不僅要求教師熟練掌握專業知識，還要具備與專業相關的科學知識。PBL作為新型的教學模式，強調知識的應用，因此，教師要設定能啟發學生主動學習的問題情境，重點培養學生解決問題的技能，從而達到對基本知識的掌握和應用，這有助於培養學生的創新能力，適應當今社會科學發展的需要[11，12]。
六、結語
基於以上分析，我們已經知道翻轉課堂是透過建立教學影片，讓學生課前自主學習，課堂上教師與學生交流互動，激發學生的學習興趣，促進學生對知識的吸收內化。在學生儲備了一定的知識結構後，我們就可以利用PBL（problem-basedlearning）教學法，基於問題和興趣激發學生探索世界，創造未來，培養出當今世界需要的人才。
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