高中物理翻转课堂教学模式设计
朱芸燕 刘述钢
摘? ?要：针对高中物理传统课堂教学模式中“满堂灌”的教学弊端，提出了一种高中物理翻转课堂教学模式的设计方法。我们将“微视频”与“翻转课堂”有机地结合，以《牛顿第三定律》的教学为例，在课前、课中、课后三个“教与学”环节中探讨翻转课堂的教学模式，致力设计生动有趣、内容充实的翻转课堂，从而达到“课下传授，课堂内化”的效果，力求提高学生自主学习、合作探究、动手动脑的能力，为在高中物理教学中有效实施翻转课堂教学模式提供参考。
关键词：翻转课堂;微视频;牛顿第三定律;教学設计
中图分类号：G633.7 文献标识码：A ? ? 文章编号：1003-6148（2021）1-0031-6
随着全球进入信息网络快速发展的时代，人们在学习、掌握、运用知识方面面临着新的挑战，传统的教学模式已经不能满足时代发展的要求，因此，教学模式需要与时俱进的变革。基于对课堂教学模式的研究，国外出现了“翻转课堂”这一新的教学模式，掀起了人们在教学改革上的翻转应用。《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》指出：“教育要注重培养学生的信息素养，以教育理念创新为先导，建设教育优质资源和信息化学习环境，创新学习方式和教育理念”[1]。新的教育改革强调要重视运用教育技术来改善教育环境，培养学生运用信息化手段进行学习的能力，而翻转课堂的教育模式正好响应了时代发展的要求。如今，国内信息技术的发展使翻转课堂已然具备实施运用的条件，推行个体全面发展、自主学习的教育理念使翻转课堂得到了认可和推广。将翻转课堂教学模式运用于教育实践，比起传统课堂而言更能开发学生智力，锻炼学生自主学习、合作探究、动手动脑等能力[2]。
1? ? 传统课堂与翻转课堂对比
传统课堂采用课前备课、课中传授、课后巩固的教学模式：教师在课前进行教材分析和学情分析，根据课程目标制作一篇内容充实的教学设计，教师和学生在课堂上完成知识的教与学，课后学生通过作业形式对知识进行运用和巩固。相比于传统课堂，翻转课堂在教学流程上进行了翻转，翻转课堂采用课前传授、课中探讨、课后巩固的教学模式：课前通过微视频和课前学习单完成知识的传授，学生对知识已有自我认识与了解;课堂上分组合作交流、成果展示，师生针对重难点和疑难问题进行探讨交流[3];课后学生总结课堂知识，完成课外作业。翻转课堂实质上是颠倒了知识传授与知识内化的时间顺序，将传统课堂的“课堂传授，课下内化”翻转为“课下传授，课堂内化”。传统课堂与翻转课堂在教师角色、学生角色、教学目标、教学流程、教学情境、评价方式上也有显著的差别，见表1。
2? ? 高中物理翻转课堂教学模式设计
本设计以《牛顿第三定律》的教学为例，从课前、课中、课后三个“教与学”环节探讨翻转课堂的教学模式。其中，课前部分包括教师课前准备学习材料和学生课前自主学习新课;课中部分包括师生回顾解疑、分组合作探讨、师生交流、归纳与点评;课后部分包括教师教学反思与学生巩固知识。整个过程设计如图1所示。
2.1? ? 课前“教与学”
2.1.1? ? 教师课前准备学习材料
（1）目标分析与学情分析
本节《牛顿第三定律》选自人教版高中物理必修1第四章第五节。根据三维目标要求，在知识与技能上，要求学生掌握牛顿第三定律的内容，会对相互作用力和一对平衡力进行区分以及学会运用牛顿第三定律解决问题。在过程与方法上，要求学生根据牛顿第三定律自主进行相应的探究活动，在实验探究中总结牛顿第三定律的内容，学会运用实验探究的方法来总结规律。在情感、态度与价值观上，要求学生要勇于自主设计实验来探求真知，具有团队意识与合作意识，通过学习培养自身的观察能力、实验探究能力、解决问题能力和归纳总结能力。通过初中阶段的学习，学生已经对物体间的相互作用问题有了定性的认识，知道相互作用力和一对平衡力是不同的，但他们对这一知识基本处于记忆的层面，缺乏深入的理解和灵活的应用。因此，迫切需要进一步的学习来弥补认知的不足。他们主动性较强，学习热情高，有参与意识，利于本节的实验探究教学。
（2）录制教学微视频和制作课前学习单
教师对目标和学情进行透彻地分析之后，根据本节课的重点知识录制教学微视频。录制的微视频要求具有简、短、精且生动有趣的特点，能够吸引学生观看。每一个微视频都是一个知识点内容的详细讲解，教师根据不同的知识点录制不同的微视频，一段微视频时长为5分钟以内，以便学生利用微视频进行课前知识的学习，学生可以根据自己的学习节奏进行学习，并且反复观看来夯实基础[4]。本节课视频的内容包括4个部分：第1部分，激发学生的探究兴趣，利用相关情境命名的视频让学生产生疑问，引导学生进行探究;第2部分，回顾与牛顿第三定律有关的初中物理知识，帮助学生建立新旧知识的联系;第3部分，着重讲解牛顿第三定律的重难点知识，这部分内容要全面具体，涵盖所有的新课知识;第4部分，介绍牛顿第三定律在社会生活中的运用，让学生体会“科学、社会、生活”是紧密联系的，感受所学的知识具有实际用处。针对《牛顿第三定律》这节课，我们设计了四个微视频，见表2。
只让学生观看微视频进行新课的学习，学生的学习效果欠佳，除了制作微视频外，教师还应该制作课前学习单以供学生在观看视频之后进行学习深化。课前学习单可以采用选择题、填空题、问答题、计算题的方式，题目数量一般控制在5～7题比较合适。学生在观看完课前微视频后，通过完成课前学习单来巩固并深入理解知识点。针对《牛顿第三定律》一节内容，制作的课前学习单如下：
①问题1：A、B之间有相互作用，A对B有作用力的同时B对A也有作用力，哪一个力是作用力？ 哪一个力是反作用力？
②问题2：当两只手分别用20 N的力在同一直线上沿相反方向拉弹簧测力计的挂钩和手拉环，弹簧测力计的示数是多少？
③问题3：既然作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上，那么这两个力就是一对平衡力，效果可以抵消。这种说法对不对？为什么？请举例说明。
④问题4：比较、分析一对相互作用力与一对平衡力的相同点（大小、方向、是否共线）和不同点（作用对象、作用效果、作用时间、力的性质）。
⑤问题5：通过学习本节课还存在哪些问题或者有什么学习体会？
2.1.2? ? 学生课前自主学习新课
翻转课堂中的课前自主学习阶段能使学生养成良好的学习习惯，比如，自我学习、善于发现问题和解决问题，具有超前学习物理知识的习惯。学生在新课之前，结合教材自主观看微视频，在课堂上教师不再利用课堂时间进行新课讲授，学生需在课前自主学习阶段掌握相关的知识，否则将无法进行课堂探究与问题探讨环节。在观看微视频环节，学生可以根据自己的学习进度和学习能力来自主调节观看频率和速度，观看完微视频后，学生需理解作用力、反作用力，会区别作用力、反作用力和平衡力，掌握牛顿第三定律的概念和特性，会运用牛顿第三定律解释相应的物理现象。学生要完成思考题和课前学习单并上交，对于有疑问的地方，可以通过网络与老师或同学讨论，或者记下问题在课堂上探讨。教师通过学生的问题讨论和课前学习单的反馈信息来了解学生的课前学习情况，并调整课堂教学设计[6]。
2.2? ? 课中“教与学”
翻转课堂教学模式方便教师深入了解学生，教师能够根据学生课前自主学习情况，更直观、具体地掌握学生的学习水平，从而有利于教师进行有针对性的教学。由于在课前阶段学生已经自主学习了相关知识点，对基本的概念、原理与定律有了一定的把握，为“翻转课堂”重新构建学习流程、采用先学后教的方法、在课堂上师生讨论交流的时间提供了保证。
2.2.1? ? 回顾解疑
在问题探讨之前，教师首先需要引导学生回顾课前自主学习的知识，以加深学生对知识的掌握，促进学生建立新旧知识的联系。教师可采用提问、小组自我展示的方式来回顾基础知识，并控制时间在5分钟左右。比如，在《牛顿第三定律》这节课中，教师让学生鼓掌（图2）、观察带风车的小车行驶（图3），引导学生感受和认识作用力与反作用力。教师也可以给学生几道基础应用选择题，让学生以抢答的方式来回顾基础知识。这些回顾方式可创设良好的课堂学习情境，提高学生参与课堂的热情，增强学生学习物理的兴趣。
2.2.2? ? 分组合作探讨
在课前微视频中，教师可以预留一道思考创新题，让学生在自主学习之后进行深入思考和设计。在回顾知识之后，教师引导学生以小组合作的方式分组探讨，并进行实验设计展示。安排学生分组探究实验，替代以前的演示实验，让所有学生都参与到课堂教学活动之中，提高学生学习的积极性。利用小组合作学习的方式有利于培养学生的合作意识和探究意识，加深对知识的理解与掌握，培养学生的创新意识。针对《牛顿第三定律》这节课，教师在课前微视频中预留了一道思考创新题：能否设置一个实验探讨牛顿第三定律？进入课堂展示环节后，每个小组分别讨论实验的情况，分组展示其组内设计的实验来探讨牛顿第三定律。各组展示内容如下：
小组1：将两个弹簧测力计的挂钩水平挂在一起，用力向相反方向拉，观察弹簧测力计的示数;改变力度和改变拉力方向重复实验（图4）。实验结果：观察到弹簧测力计的示数大小相等，由此得出作用力与反作用力大小相等。
小组2：小组同学利用传感器将作用力与反作用力以具体的形式展现出来，通过以下的展示能够发现作用力与反作用力方向相反的关系（图5）。实验结果：传感器显示作用力与反作用力沿相反方向，由此得出作用力与反作用力方向相反。
小组3：小组同学在桌面上并排放上两辆相同的小车，两车用细线套在一起，两车间夹一个弹簧片。当用火烧断线后，两车被弹开，观察两车走的距离和运动方向（图6）。实验结果：观察到两车走的距离相等和运动方向相反，由此得出作用力与反作用力大小相等、方向相反、并且作用在同一直线上，符合牛顿第三定律的内容。
2.2.3? ? 师生交流
所謂的翻转课堂实质上是颠倒了知识传授与知识内化的时间顺序：传统课堂在课上完成知识的传授，课下完成知识的内化。而翻转课堂在课下完成知识的传授，课上进行知识的内化与吸收。翻转课堂将教师课堂授课形式转变成学生在课下观看教学微视频的方式，将传统课堂上大量讲解的时间转变成师生相互探讨、交流的时间，有利于教师针对重难点和疑难问题引导学生进行探讨交流，有针对性地对学生因材施教。针对小组展示中出现的问题、本节课难度较大的问题、学生提问比较集中的内容、学生提问比较分散的知识点，或者是既基础又重要的问题，可以引导学生相互交流讨论[7]。针对《牛顿第三定律》这节课，教师先点评小组实验展示环节，总结出牛顿第三定律的内容与特点、作用力与反作用力的特性，针对本节课的难点知识进行探讨。师生探讨、交流见表3。
2.2.4? ? 归纳与点评
当完成实验展示、小组交互讨论、师生探讨环节之后，教师要引导学生对整节课的重难点知识进行归纳总结，将课堂各个环节存在的问题作为探讨对象来展开归纳，避免类似的问题再次出现，同时也能提升翻转课堂教学的效果，更好地提高学生学习的热情，突出以学生为主体，学生自主发现问题的能力得到提升[8]。针对《牛顿第三定律》这节课，教师要总结作用力、反作用力的特性，作用力、反作用力与平衡力的区别与联系以及牛顿第三定律的内容与特性。同时，针对学生在课堂上展示的创新实验，给予高度的点评与肯定，鼓励学生课下多进行小组合作，共同探讨物理知识。
2.3? ? 课后“教与学”
高中物理知识复杂抽象，仅仅依靠课前和课堂时间来学习新知识是不够的，还必须要利用课后时间来巩固知识。巩固的方式有课后练习、自我总结知识、总结课堂笔记和课外知识拓展等。教师要布置好相应的习题以促进学生深入理解新课知识，或者引导他们对课堂知识进行总结归纳，写好相应的总结笔记。同时，教师要做好自我教学的评价与反思，针对课堂中出现的问题进行反思。教师也应该鼓励学生在课后遇到问题时及时与老师探讨，教师也要主动了解学生的学习状态并适时给予辅导。只有全面、充分地了解学生的学习状况，教师才能更好地调整自己的教学方式，从而提高教学质量。对于《牛顿第三定律》这节课，教师布置了关于牛顿第三定律内容的相关课后习题，以加深学生对知识的掌握。习题的形式包括选择题、填空题、计算题等。
3? ? 翻转课堂实施效果
本节翻转课堂围绕着“课前教与学”“课中教与学”“课后教与学”三个环节，分别完成了知识的传递、知识的内化、知识的总结与拓展。通过在湖南省XXX中学高一年级1906班开展应用研究，得出翻转课堂实施效果如下：
在课前阶段，学生观看微视频，完成课前学习单，知识的传递在课下完成，学生可以自主地掌握学习节奏，遇到不懂的知识点，可以根据微视频反复学习直到学会为止。调查显示，96%的学生认为翻转课堂模式给予了学生自主学习的空间，学生课前的学习是轻松自由的，可以边看视频边做笔记，自我消化知识点，也有足够的时间思考问题。89%的学生不仅学会了知识，自主性和自我管理性也得到了大幅度提升。学生从被迫的学习中解放出来，在自我建构中学习，学习的效果自然得到提升。
在课中阶段，教师引导学生通过小组合作、小组展示、实验探究等课堂活动来活跃课堂气氛，进行交流学习。翻转课堂弥补了传统课堂教学一致而忽视个体差异性的缺点[8]，课前学生已经汲取了大部分知识，课堂时间将主要用来解决个人或者小组的问题，有利于个性化的培养。相比于传统课堂教师“一言堂”的教学方式，90%的学生喜欢翻转课堂教学模式，他们赞同把课堂交还给学生，由学生来构建自我知识，课堂给予他们展示自我的舞台，可以提升自信和表达能力。88%的学生通过翻转课堂教学模式形成了探究精神、合作意识，并能大胆地提出自我观点，培养了创新意识，使学生得到更全面的发展。
在课后阶段，教师进行教学反思，课下答疑，学生进行知识巩固与总结、成果交流。100%的教师认同翻转课堂课下教学反思能够改进教学质量，提升自我教学水平。92%的学生在课下与教师交流答疑，不断增进师生感情，创造了良好的学习环境。同时，学生学会自我总结、构建与内化知识，提高了学生学习的积极性，学生的学习效果大幅度提升。翻转课堂教学模式应用于教育活动中具有的优势和成效如图7所示。
4? ? 结? 语
翻转课堂教学模式将传统的“课堂传授，课下内化”翻转为“课下传授，课堂内化”，打破了传统的“教师讲解学生听课”的课堂教学模式，教师从台前走向了幕后，解除了“满堂灌”的弊端，真正让学生成为课堂的“主人”，课堂上没有了教师的独奏，而是师生之间共同演奏，完成了美妙的教育教学活动之曲。翻转课堂为现代教育提供新的教育模式，同时也对教育提出了新的挑战，教育工作者应该更新和转变教育教学理念，不断完善自我，提高职业和教育素养，而学生更应该紧跟现代信息技术发展，学会利用信息网络资源学习，借助“互联网+教育”提升自己的学习效果[9]。
参考文献：
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（栏目编辑? ? 邓? ?磊）
