基于“翻转课堂”的“大学物理实验”师生角色转变探究
李敬然
摘 ? ?要：文章针对当前理工科高校“大学物理实验”教学中存在的问题，提出“翻转课堂”教学模式。它是现代信息技术与教育深度融合的产物，是“以学生为中心”的教学模式，有利于提高教学质量与学生的能力素质，促进教与学的双面发展。“翻转课堂”带动了师生角色的双转变，学生成为了学习的主体，教师成为学生学习活动的设计者、组织者与引导者。
关键词：翻转课堂;大学物理实验;师生角色
中图分类号：G642.3 ? ? ? ? ?文献标识码：A ? ? ? ? ? 文章编号：1002-4107（2020）11-0045-02
“大学物理实验”是理工科高校开设的一门必修课程。它可以为学生提供丰富、直观、形象的素材，帮助学生理解抽象的物理知识;还能在实践中培养学生动手操作技能、创新思维及创新能力，是培养高素质应用型人才的有效途径，具有其他理论课程无法取代的优势。要实现大学物理实验教学目标，充分发挥其应有的教育功能，就要探索与之匹配的教学模式。
一、“大学物理实验”教学现状分析
传统的“大学物理实验”教学，通常采用教师讲解—操作示范—学生动手操作—教师答疑的教学模式。此种教学模式虽然有利于学生深入理解物理知识，对培养学生的动手能力也起到了一定的作用，但这种“先讲解，后操作”的教学流程，把理论和实验操作割裂开来，导致学生完全被动地、按部就班地操作仪器，并以获得数据为主要目的，缺乏主动思考的意识，“手”和“脑”没有结合起来。另外，受到教学时间的限制，导致物理实验类型单一，多为简单的测量性和验证性实验，而更具挑战性的设计性和综合性实验开设很少，实验内容和日常生活联系很少[1]。这些因素使 “大学物理实验”课程发挥不出其应有的教育功能，限制了学生创新能力的发展。因此，如何改革“大学物理实验”教学模式，成为目前教育工作者要解决的当务之急。随着互联网技术的迅猛发展，现代信息技术与高等教育结合日益紧密，将网络技术融入课堂教学中，将会给“大学物理实验”教学带来新活力。“翻转课堂”作为一种以现代信息技术为基础的新型教学模式，它具有哪些特征，又会给“大学物理实验”教学中师生角色带来哪些转变？上述问题是本文要研究的主要内容。
二、“翻转课堂”的内涵与特征
“翻转课堂”（Flipped Classroom）是指学生在课前主要通过观看教师提供的视频和相关材料，自主学习教学内容，课堂上师生之间相互交流，完成知识内化过程的教学模式。
“翻转课堂”起源于美国林地公园高中，两位化学教师乔纳森·伯尔曼和亚伦·萨姆斯为了解决学生缺课跟不上进度的问题，就把事先录制好的教学视频上传到网络，以供学生学习，而在课堂上主要解决学生遇到的困难。实践结果表明“翻转课堂”不仅能提高学生的学习成绩，还能激发学生的学习兴趣，
“翻转课堂”颠覆了传统教学流程。传统教学是教师在课堂上讲解知识，课后学生通过自主练习及复习，掌握知识。而“翻转课堂”则是把知识的传授过程放到课前，由学生自主学习知识，并将知识的内化过程放到课堂上，学生在教师的引导下，相互讨论交流和实验论证，并在发现和探索知识过程中，提高认识能力和创新能力。这种教学模式，把学生的学习活动从教师权威中解放出来，让学生获得相对的独立和自由，实现了由以“教”为中心向以“学”为中心的转变，是“以学生为主体”的教学模式，教师所有“教”的活动都是围绕学生的“学”而展开，着眼于学生的学习效果和未来的发展。可以说“翻转课堂”不仅仅是简单的教学程序翻转，还是教学观念的颠覆，是从教学内容、教学形式到教学评价的整个教学系统的变革，是师生角色的重塑。
三、“翻转课堂”中学生角色的转变
传统“大学物理实验”教学中学生是知识的接受
者，是教师实验操作的模仿者和重复者，处于被支配的状态。“翻转课堂”教学模式的出现扭转了学生被动的地位，把知识的内化过程放到课堂上，主张课堂是“学”，而不是“教”的场所;知识是学生“学”来的，而不是教师“教”出來的;学习的主体是学生，而不是教师。“翻转课堂”教学中，不论是课前学生观看视频学习新知识，还是课堂上与教师交流互动解决疑难，都是以学生为中心[2]，不但以各个学习者为中心，还以学习者的不同需求为中心，体现了“以学生为中心”的教学模式[3]。
“翻转课堂”打破了传统实验教学中时间和空间的限制，赋予学生更多的学习自由和选择。教师将录好的视频和相关教学资料上传到网络，学生可以自由选择观看的时间和地点;还可以根据需要，随时选择快进、回放和暂停，自主掌握学习进度和节奏。
“翻转课堂”把知识的传授过程放到课前，相当于变相延长了教学时间，一是给学生提供了充分的课前准备时间。学习完视频和相关材料后，学生对教学内容有大致的把握，基础薄弱的学生可在原有认知的基础上，通过查找资料和询问教师等方式弥补相关知识的不足，为学习新知识奠定基础;而有学习能力的学生，还可以借助网络资源进一步深化和扩展教学内容。二是课堂上每个学生都有机会获得教师的有针对性的指导和帮助，满足了他们的个性化学习需求，激发了学生的学习欲望，解决了传统课堂上由于受到教学时间的限制，教师无法顾及学生间的个性差异问题。
“翻转课堂”把知识的内化过程放到课堂上，为学生营造平等、民主的氛围，便于教师和学生之间，以及学生之间的交流互动。课堂上学生不再只是被动地“听课”和模仿教师进行实验操作，而是带着一种使命感来到课堂，并发表自己的见解，与教师以及其他学生之间相互交流，实验探究，共同商讨最佳方案，从而达到知识建构的目的。在这一过程中，课堂上不再是只有教师的一种声音，每个学生都是课堂活动的主动参与者、实验方案的主动提出者和修正者、实验研究的主动探索者、知识的主动发现者，是课堂的主人。
四、“翻转课堂”中教师角色的转变
“翻转课堂”向教师角色提出了前所未有的挑战。与知识的传授相比，它更注重知识的内化过程，要求教师合理地安排教学活动，充分调动学生的积极性，在课堂上与学生一起开启探索和发现知识的旅程。在這一过程中，不但要让学生身心愉悦，还要提升他们的知识和能力。为此，势必要重塑教师角色，改变教师以往的“知识的传递者”和“课堂掌控者”的角色。
课前，教师是教学视频的设计者和制作者[4]。课前学生主要通过观看视频来自主学习。因此，如何制作高质量的精品视频尤为重要。教师不但要熟悉教学大纲，明确教学目标;还要分析学生身心发展特点，筛选、整合教学资源，给学生提供自主学习的阶梯;要深入掌握教材，提炼教学难点和重点，把教学内容合理地呈现给学生;还要布置具有针对性的分层学习任务，便于学生根据自身的实际情况和需求合理选择，驱使学生完成课前知识储备。特别应注意，与传统实验教学不同，教师在课前录制的视频中只是提出实验研究的任务，指出研究的方向，根据实验的教学目标和特点在某些地方适当留白，给学生留下思考和创新的空间，让他们主动探索和建构知识。
此外，除了扎实的专业知识和优秀的教学能力外，实验教师还要掌握现代化教学资源的操作技能，要掌握视频的录制和后期处理软件的使用，确保物理现象呈现出完美的视觉和听觉效果。
在课堂上，教师是教学活动的设计者、组织者和参与者;学生则通过相互交流、协作和实验操作等一系列探究活动，碰撞出智慧的火花，分析和解决问题。因此，教师在课前要根据学生原有知识基础、认识方式和操作能力等设计好一系列的实验探究活动，以个人探究和小组协作相结合的方式，组织学生积极参与课堂讨论，使学生在提出设想的同时，进行实验验证和改进方案，边思考边操作，通过完成各个实验探究任务，最终实现教学目标。另外，教师还要具备良好的组织能力，引导学生进行深度交流，使整个教学活动围绕教学目标展开。教师要对个别学生提出的问题和实验方案，给予及时正确的反馈和指导，还要以活动参与者的平等身份参与到课堂讨论中来，提出引导性问题促使学生深度而全面的思考。
课后，教师是学生巩固和深化知识的促进者和帮助者。随着信息技术和网络技术的广泛应用，教材不再是学生获得知识的唯一途径，教室也不再是学生建构知识的唯一场所，因此教师的教学工作不再局限于课堂和书本上的教学，不但要根据学生需求适当丰富和扩展教学内容，还应将学生的课外自主学习时间也纳入教学工作范畴。教学的形式也不再局限于面对面的交流，教师可以充分利用网络设备，与学生线上交流互动，为学生自主学习提供帮助，帮助他们梳理课堂知识脉络，答疑解惑。教师还可以通过布置任务的形式，促使他们进行深入思考。教师布置的任务可以是基础性任务，比如，实验中误差产生的来源有哪些？采用什么方法可以减小误差？实验方法有什么缺陷等。对于一些有能力的学生，教师还可以提出扩展性任务，在原有实验基础上针对某一实验环节对学生进行设计性实验训练，比如，除了实验中运用的方法外，还可以采用哪些方法进行测量？对于实验操作流程有什么改进措施等。教师要为学生课外学习创造条件，开放实验室、提供仪器设备、引领探究的方向。
“翻转课堂”不仅使教师、学生的角色发生转变，同时也对教师、学生提出了相应的能力要求。教师必须紧跟时代发展的步伐，转变教学理念，不断提高教学技能和使用现代化信息技术的能力;学生应具备良好的学习能力、自主学习意识和自我管理能力。“翻转课堂”的顺利实施，离不开教师和学生的共同努力。
参考文献：
[1]郭雅慧，张亚萍，尹教建，等.“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）.
[2]何克抗.从“翻转课堂”的本质，看“翻转课堂”在我国的? ? 未来发展[J].电化教育研究，2014，（7）.
[3]梅国平，刘小强.“以学习者为中心”的高校教学转型? ? 探析：信息技术发展的视角[J].江苏高教，2018，（1）.
[4]黄金煜，郑友训.“翻转课堂”与教师角色转型[J].上海教育? ? 科研，2014，（6）.
