翻转课堂在高校物理实验教学改革中的应用
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摘要：随着信息技术与教育教学的深度融合，线上与线下相结合的教学模式为高校物理实验教学改革提供了新的思路。通过研究翻转课堂在大学物理实验课堂中的运用，旨在借助于这种混合式教学方法的优势来提高实践课堂教学质量，促进学生自主能力、团队协作能力、实践能力的提升和教师教学水平的提高，对于院校培养新型应用型人才意义重大。
关键词：翻转课堂 大学物理实验 自主学习
中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1009-5349（2020）09-0039-02
随着科技的飞速发展，互联网与教育教学的不断融合是教学系统未来发展的趋势。现阶段，超星、智慧树、慕课等多种网络学习平台的出现，将线下和线上教学有机结合在一起，这必然会加速传统教学模式的改革。
针对我校开设的大学物理实验这一门课程，课时少，实验内容多，而且选课学生的能力参差不齐，采用翻转课堂教学模式，利用网络媒体技术，将实验相关资源上传到物理实验教学平台，实现了翻转课堂在《大学物理实验》教学中的应用实践，它可以很好地解决传统实验教学所遇到的困难，学生的学习目标更明确，课堂教学效果显著。
一、翻转课堂简介
翻转课堂是以学生的自主学习为基础，辅以教师指导，激发学生学习兴趣，提高学生自主学习能力和创新科研能力的一种新型教学模式[1]。这一概念最早是由美国提出的，主要是將课堂教学内容制作成PPT，以视频的形式发布在网上，让学生在家完成课堂学习内容，再回到课堂上进行交流学习[2]。这与传统的“教师在课堂上讲，学生模仿操作”的教学模式恰好相反。因此，教师和学生的自主性是翻转课堂教学模式顺利开展的基础保障，稳定的网络平台是翻转课堂教学模式顺利开展的前提要素[3]。
二、翻转课堂的构建模式
传统物理实验教学模式存在教学方法单一、课程内容陈旧、学生兴趣不强等问题，严重影响了实验教学的整体水平和质量。结合线上教学的优势和特点，实验室采用翻转课堂教学模式开展实验教学，主要以课前视频资源的录制、课中实验操作、课后能力提升的形式进行。
（一）课前视频资源的录制
课前视频资源的录制工作是对教师能力的最大考验：教学方式的转变，既要求教师有精湛的教学技术，又要掌握更广更前沿的专业知识[4]。其中，前期素材的准备是翻转课堂最重要的内容。短视频的录制、时间的控制、后期加工处理等都是对教师信息技术能力的考验。例如光栅衍射、迈克尔干涉仪等光学实验，视频制作的难点就在于如何将眼睛所看到的实验现象尽量放大，更为直观和具体，这些都需要教师花费大量时间和心血去设计、思考并改进。
视频资源的录制内容包括对实验目的、实验原理、实验仪器的使用方法、实验的注意事项和应用的讲解。每个知识点对应一个短视频，考虑到课程内容应足以吸引学生的学习兴趣，要求视频录制时间控制在5分钟左右，内容短而精练，学生可以自主选择知识点反复温习。因此，对教师的基本教学技能、语言技能和知识能力提出了更高的要求[5]。
1.实验目的、实验原理
实验原理是做好整个实验的基础，这部分的讲解教师一定要做到因材施教，充分考虑各个专业学生的知识储备，也要让学生在学习中有所启迪。例如双棱镜干涉测光波波长，这个实验的设计巧妙之处在于：一是抛开了狭缝，同样得到了明暗相间的干涉条纹;二是利用毫米量级的测量获到了纳米量级的精度。学生在整个实验过程中体验这种创新手段，有助于培养其科研创新能力和分析解决问题的能力。
2.实验仪器
实验仪器的正确使用是做好整个实验的关键，在录制视频时教师要对仪器的制作原理和每个元件的使用方法进行详细讲解。例如示波器的使用，面板上有很多功能旋钮，这对于视频录制带来了很大的困难，如何让学生深刻理解、掌握是视频录制的关键问题。
3.注意事项及应用
由于大学物理实验操作过程中都会用到电，有些实验还会有激光器的参与，在实验操作过程中为避免操作不当引发事故，实验的注意事项部分必须单独做一个视频模块，着重强调。视频录制的最后可以适当讲解一下本实验的相关实际应用，启发学生思考，达到学以致用的学习效果。例如霍尔式传感器的特性研究，在讲授时可以启发学生联系实际，思考生活中有哪些地方也用到了传感器的原理。
（二）课中实践操作环节
翻转课堂的实施是对学生综合能力的测试，要求学生具有一定的自控能力，对学生学习主动性的发挥具有重要意义[6]。实验操作主要是以学生小组合作为基础，教师巡查指导、答疑解惑。在课堂上，教师回答学生在课前观看视频中所遇到的问题，学生主要完成实验操作，观察实验现象，并测量数据。这种教学模式比传统“师生对话”的课堂教学模式更为灵活。课程结束后学生可以着手准备完成实验报告及实验思考题。由此可见，实施翻转课堂的关键是充分调动学生的学习积极性，改变他们的学习方式，即从“被动学习”向“喜欢学习”转变。
（三）课后能力提升
课后能力提升环节分两部分：
1.完成实验报告
实验室引进电子实验报告网上评定系统，这样实验报告的提交和批阅就可以在物理实验教学平台上完成，较传统纸质版的实验报告更为整洁、直观，既可以为实验教师省下大量的时间进行科学研究，又可以节省实验室的存储空间，学生操作起来也更为方便。
2.开放实验室
实验室在没有课的时间实行对外开放管理，对物理实验感兴趣的同学可以利用课余时间来做一些小实验、发明制作等，为学生参加物理实验竞赛提供了准备依据[7]。
三、翻转课堂教学模式运用的意义
（一）促进师生角色转变
翻转课堂是网络教学的重要模式之一，也是现代教育的发展趋势，它彻底颠覆了人们对传统意义上教与学的理解，实现了教师和学生在教学活动中角色的转变。教师不再是理论知识的传递者，而是作为学习进程中的助推剂，在实践环节对学生提出的疑惑进行点拨。而学生成为课堂上的主角，他们能自由地展示、积极地思考和发言，最大限度地激发自身的学习积极性和主动性[8]。这种“教”与“学”的转变有利于促进师生感情，师生交流更畅通愉快，课堂氛围更融洽，提高了实验教学质量和教学效果。 （二）提高实验教师教学能力
翻转课堂在大学物理实验教学中的应用，弱化了教师在课堂上的知识传授环节，注重学生自主能力的培养，同时又对实验教师的能力提出了更高的要求。教師必须有过硬的知识储备和对信息技术的足够了解，教师要重组教学设计，尤其是前期短视频的制作和后期的加工处理，从知识的传授者变为学习的设计者和指导者，这对教师提出了新的挑战。在这一过程中，教师可以进行反思和总结，进一步提高专业能力和教学能力[9]。
（三）培养学生自主学习能力和综合能力
翻转课堂采用线上线下相结合的教学模式，课前短视频的成功录制，可以提高学生学习兴趣，使学习从被动向主动转变，提高学习效率[10]。课上实验操作环节学生可以随时观看短视频，参与讨论，加深对实验内容的理解，提高运用能力;也可以分组合作，提高团队协作能力;学生在动手实践过程中掌握实验技能，提高了思维能力和创新能力。
四、结语
翻转课堂在大学物理实验教学中的运用，改变了传统的“教”与“学”的教学模式，极大地促进了教师和学生角色的转变。事实上，它为学生提供了一种自助式的学习模式，有利于学生自主能力的培养和学习兴趣的提高，更有助于学生思维能力和分析与解决问题能力的提高。同时又对实验教师的业务能力提出了巨大挑战，教师要不断加强学习交流，提高自己的业务水平，以此保证“翻转课堂”教学模式的有效实施。
参考文献：
[1]李翠娟.翻转课堂在高校思想政治教育工作中的应用研究[D].石家庄：河北师范大学，2017.
[2]刘璐.翻转课堂教学模式在大学实验教学中的应用[J].中国教育技术装备，2017（18）：136-137.
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[4]马志平，彭曙光，王芳，等.基于翻转课堂的道路勘测设计课程的教学设计[J].科教文汇，2019（9）：75-77.
[5]甘亮勤，杨上供，周承仙，等.“微课”翻转课堂在大学物理实验教学中的应用[J].实验室研究与探索，2018（2）：193-195.
[6]李可.理性看待翻转课堂[J].中国教育技术装备，2017（8）：123-125.
[7]陈洁.互联网环境下的高职《电子商务基础》课程翻转课堂教学模式的研究[J].电子商务，2019（9）：75-77.
[8]王茜.小议“翻转课堂”模式在高校音乐教学中的运用[J].艺术科技，2018（6）：266.
[9]董彦辰，姜安民，陈蓉芳，等.基于翻转课堂教学模式的信息化教学设计研究[J].考试研究，2019（1）：105-110.
[10]郭雅慧，张亚萍.“翻转课堂”教学模式在大学物理实验教学中的探索与实践[J].大学物理实验，2017（4）：136-139.
责任编辑：张蕊
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