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大学物理实验教学翻转课堂研究论文
第一篇：大学物理实验开放式教学慕课研究
摘要：
“互联网＋”时代背景下的高职院校教育改革应将重点放于以互联网为平台，与国内外前沿科技动态、发展方向以及人才知识需求相结合，对学生知识体系予以拓展，并提升其创新意识、思维及能力。“慕课”教学模式同传统大学物理实验的结合是对物理开放式实验教学的探索，有利于学生视野的开阔、创造性思维的发散以及学习积极性的提升。
关键词：
“慕课”；大学物理；开放式实验教学
大学物理实验教学在提升学生综合素质、培养其创新精神与实践能力上发挥着不可替代的作用。目前，大学物理实验教学的开放程度已成为对高职院校实践教学水平予以评判的重要指标之一。近年来兴起的“慕课”（MOOCs）是以互联网为基础的一种大规模、在线且开放式教育教学新模式，概念提出以来，得到了社会各界的广泛关注与重视，为教育界带来了巨大挑战与机遇。将“慕课”引入大学物理实验开放式教学中，使其与传统课堂教学相结合，能够让学生自由选择学习时间与地点，在课堂上进行实验操作与数据处理，并就实验内容进行讨论，既能增加学生实验操作时间与讨论环节，又可保证学生有充分的时间进行实验方案的自主设计，有利于学生学习兴趣的极大提高及其动手能力与创新意识的培养。
1一般实验教学模式
现阶段，学术界已对大学物理实验教学采用分阶段循序渐进模式达成了一定的共识。例如，美国大学物理实验课大致对其教学过程进行了三个阶段的划分，分别为基础训练阶段、教师指导阶段与设计阶段。与此同时，我国部分职业院校也对大学物理实验进行了基础训练、专业基本训练以及综合设计三种实验类型的划分。在第一阶段中，主要训练学生的基本实验技能、基础实验方法以及对基本实验仪器的使用；第二阶段则主要利用学生在第一阶段掌握的基本知识与技能，训练其一些高层次的物理思想、模型及方法；到了第三阶段，教师会向学生布置一些专题实验，让其在特定时间内独立完成，在这一过程中，学生需要独立设计实验方案、选配实验仪器、分析实验结果，最后还要就实验中出现的问题做深入的研究。整个实验环节中，教师的主导作用尤为明显，学生一般都是处在一种被动式的学习状态中。为了对实验室与实验仪器等的利用率予以提高，让学生变被动学习为主动探索，一些高职院校开始进行开放式实验室的建设，并对实验室实施开放化管理，开展具有开放性质的实验教学与活动。
2“慕课”（MOOCs）的优势及其对大学物理实验开放式教学的促进
2．1“慕课”的优势
“慕课”即“大规模在线开放课程”，较之传统课堂教学而言，基于“慕课”的开放式教学有着明显的优势。
（1）教学资源优势。现阶段，全球已经成功构建起三大知名在线免费课程平台，它们分别为Coursera平台、edX在线免费课程平台以及Udacity平台。其中，Coursera平台由美国斯坦福大学教授创办，目前，该平台已同含北京大学、上海交通大学等内在的100多所大学建立起合作关系；edX在线免费课程平台由哈佛大学与麻省理工学院联合创办，Udacity平台的创办者有SebastianThrun等。这些平台教学资源丰富，以绝对性的资源优势引领着全球的教育与教学工作。
（2）教学师资优势。现阶段，从事“慕课”教学工作的教师大多都是来自于世界名校的知名教授与专家，他们有着丰富且先进的教学经验，学生们可以对高水平、侧重点不同的教师进行自由选择，这有利于学习效果的提升。
（3）教学模式优势。开展“慕课”教学，学生不会受到上课地点与时间的束缚，在学习过程中，他们还可以自由选择回放或快进，以自己所学的实际进度为依据决定课程的具体内容，学习进程的可控度与自由度更高，这是现场教学难以比拟的优势所在。
2．2“慕课”促进大学物理实验开放式教学的具体体现
（1）更新课程内容。基于办学资金与办学基础的限制，我国很多高职院校所开设的物理实验课程大都存在着仪器设备品种少且落后的现象。“慕课”的教学资源优势十分明显，开设“慕课”的院校大都有齐全的实验仪器设备。通过“慕课”，学生能够了解很多在校内无法见到与掌握的物理实验仪器的操作原理与方法，增长高科技知识，这有利于学生学习兴趣的增强，对学生视野的开拓、潜在创造能力的开发等均有很大的益处。
（2）丰富课程内容。通常，我国高职院校物理实验课程的课时都比较少，如果想在固定的学时内增设更多的实验项目，就必须对各个试验项目的授课时数予以缩短，但是，学生的实验能力是有限的，这又对相应学时数的保证提出了要求。“慕课”的应用能够有效解决上述问题，教师可以让学生先通过“慕课”自学相关实验项目内容，在课堂上对其进行提问，并让学生相互讨论，通过具体实验获取并巩固知识，这有利于授课时数的节省，由此便可增设物理实验项目，实现在有限课时数内对实验物理实验课程教学内容的丰富，在培养学生自主能力的同时让其变被动学习为主动学习，最终实现真正意义上的“翻转课堂”。
（3）减少课程投入。于大部分高职院校而言，投入仪器设备的资金本就有限，加之物理实验教学多以公共基础实验课程教学为主，因而通常情况下都得不到足够重视，可以购买的仪器设备由此也会更加有限。“慕课”的到来能够解决高职院校购买仪器设备资金少的难题，部分价格高昂的实验项目仪器设备是无需购买的，学生只需要对“慕课”加以利用，通过自学或借助教师的讲解便能掌握仪器的原理与使用方法，这向高职院校物理实验教学工作的开展提供了强有力的支撑。
（4）提高课程效果。高职院校中普遍存在着物理实验课程教学时数少、仪器设备落后、师资水平有限以及学生接受能力不强等问题，这些因素都会对其物理实验的教学质量产生负面影响。“慕课”丰富了普通教师所扮演的角色，他们不再仅仅是授课者，还是学习者，通过向名师学习，这些普通教师能够提高自身的教学水平，以此对学生进行更加专业的教授与指导。学生可以与自己的实际水平相结合选择课程的学习内容，带着问题上实验课，这样不但能对学生的积极性与主动性产生极大的调动作用，还能优化他们的学习效果，将其潜能更大程度地激发出来，对其创造力予以挖掘，实现对自然科学素养的培养。在此意义上，将“慕课”融入到大学物理实验开放式教学中是十分必要的。
3以“慕课”促进大学物理实验开放式教学的努力方向
3．1构建大学物理实验“慕课”网络平台
随着网络建设工作的不断开展，我国很多高职院校都有了自己的网络教学平台，但是，有的院校中平台的利用率并不高，究其原因，主要在于师生之间的互动比较少，参与讨论的人员通常只限于本校学生，致使这些网络教学平台没有足够高的“人气”，这最终对高职院校优质资源的共享产生限制。通过建立“慕课”网络教学平台，更多师生能够对高职院校的教育与教学资源进行共享，作为物理实验开放式教学的前提与基础，平台中所具有的讨论功能、师生互动、成绩评定、作业提交等内容都会得到极大的丰富。
3．2对学生学习、年龄以及文化背景等加以考虑
对于学生而言，网络“慕课”的选课基本上是没有“门槛”的，只要有学习需求，任何年龄、知识层次以及教育背景的人都能自主选课与学习，这与“终生教育”理念相符。但是，大学物理实验教学涉及的部分仪器操作是有一定危险性的，如果学生对基础知识并不了解，只是单纯操作仪器，对其创新意识的培养而言是不会产生促进作用的。基于此，物理实验教学的开放需要先对学生的学习内容进行分类：一部分是在校学生必须预习的内容，涉及理论知识与仪器操作规范，以此为内容对学生进行考核，将最终成绩作为预习分数录入总成绩中；另一部分是以校外学生为对象设计的教学内容，在条件允许的前提下许可校外学生来学校实验室进行现场仪器的操作并记录实验的内容，对这部分学生理论知识的掌握要求需适当放宽，单独开设实验时间，不能与本校学生的学习产生冲突，以此保证课堂质量。
3．3对物理实验室建设模式予以全面开放
与理论教学不同，实验教学以仪器操作、实验观察、总结与分析为其重要内容，其教学目的定位为对学生科学素质、思考与操作能力的提高。虽然“慕课”能够在较大程度上对课堂教学压力予以缓解，但它并不能完全取代传统的课堂教学。由此，大学物理实验“慕课”网络平台必须以线下实验室为支撑，线上线下相结合，让学生共同完成对物理实验的学习。针对在校生，应使其在实验室开放期间完成实验；针对社会学生，则可考虑对“虚拟网络实验平台”予以引进，以此让其完成实验部分的学习。
参考文献
1曹显莹，曲阳．基于慕课模式的大学物理实验教学改革与创新［J］．物理实验，2016（5）
2倪燕茹．地方本科院校大学物理实验课程融合“慕课”教学模式必要性的思考［J］．大学物理实验，2014（6）
第二篇：大学物理实验教学翻转课堂研究
摘要：
文章着重分析了大学物理实验教学中翻转课堂教学模式的内涵、优势和存在的问题，指出学生课前通过观看教学视频，自主学习教学内容，课堂上边操作实验，边相互讨论，寻找解决问题的途径，可以培养学生学习的主动性，提高学生分析和解决问题的能力，形成开放性知识体系。
关键词：
高等学校；物理实验；翻转课堂
翻转课堂颠覆了传统教学模式，利用网络把教师的授课部分以视频的方式展示给学生，让他们在课外自主学习，而把学生练习和分析讨论部分放到课堂上[1]。它是学与教的革命[2]。
一、大学物理实验教学中的翻转课堂教学模式内涵及其优势
（一）大学物理实验教学中的翻转课堂含义
大学物理实验教学中的翻转课堂教学模式，是让学生在课前自主学习教学视频，通过查找相关材料，补充相关知识，课堂上操作实验，提出并讨论问题，师生相互交流，共同寻找解决方案。此种教学模式可以培养学生学习的主动性，提高学生分析和解决问题的能力，使物理实验教学不再是学生完全被动的、机械的操作仪器的过程，而是让学生像科学家一样边思考边实验，相互讨论交流，最终得出科学结论的过程。
（二）大学物理实验教学中翻转课堂优势
第一，增加了学生主动学习的时间。传统教学模式中，学生被动接受知识后，机械的操作实验，以获得学分为目的，即便提问，也只是针对操作中遇到的问题，是完全被动的学习。而在翻转课堂教学模式中，教师只是教学活动的设计者和组织者，课堂时间全部用来引导学生思考，发现和提出问题，分析讨论和相互交流，寻求解决问题的途径，充分调动了学生的学习主动性。整个课堂教学过程不再是知识的传递过程，而是知识的生成过程。学生从知识的接受者转变为知识的探索者。第二，重视知识的内化过程。与传统教学相比，翻转课堂教学模式把教师讲授部分放到课外，而把原本放在课外的发现和提出问题，分析讨论，总结和练习等学生个人的知识消化和理解过程放在课堂上进行。教师主要通过营造自由探究氛围，组织学生讨论交流，边讨论边实验，把理论和实验结合起来，帮助学生顺利完成知识内化的过程。第三，尊重学生个体之间的差异，满足学生个性化发展的需要。传统大学物理实验教学模式是教师先讲解实验原理，实验仪器的使用方法和注意事项，然后由学生独立操作。这种教学模式的弊端在于，它是在有限的、相同的时间内，向所有学生灌输大量的“陌生”信息，忽视了学生之间的个性差异。由于有的学生缺乏相应的知识基础，无法在短时间内完全消化这些信息，导致教学效果不好。而在翻转课堂教学模式中，学生可以根据自身的情况，自主选择学习时间，管理学习进度，可以反复听课，随时查阅资料，补充相关基础知识，在线与教师互动，答疑解惑，实现个性化学习。课堂上，教师不再是知识的传递者，而是教学活动的组织者和引导者，甚至是参与者。教师积极参与到探究活动中，与学生一起探索解决问题的方法，对学生提出的方案给予及时的、有针对性的评价和个性化的指导，促进学生个性化的发展。第四，更注重学生学习能力的培养。与知识相比，翻转课堂教学模式更注重对学生获得知识能力的培养。课堂上学生在教师的引导下，通过参与问题讨论、协作交流和实验操作等探索活动，亲自体验知识的获得过程，提高学习能力和实验操作技能，而且学生的语言表达能力和合作交流能力也得到培养。翻转课堂教学模式下，师生交流互动变得更频繁，课堂外线上交流，课堂上面对面的交流，学生学会了知识获得的新方式-合作与交流。有了这些技能，学生的知识体系不再是闭合的、僵化的，只局限课本上的结论，而是开放和活化的，通过与周围信息交流，能随时得到补充和发展，应用到现实生活中，解决实际问题的。
二、大学物理实验教学中的翻转课堂教学模式设计
大学物理实验教学中翻转课堂教学模式主要分为课前知识传递，课堂上实验探究，课后综合性评价三个阶段。
（一）课前知识传递教学设计
该阶段教师要明确教学目标，设计教学方案，录制教学视频，布置学习任务。教学视频可以录制成三个，分别为讲解实验原理，介绍实验设备与仪器的使用方法，讲解实验数据处理方法。视频中，教师要提出思考问题和学习任务，用来激发学生学习兴趣，促进小组交流与合作，使学生带着问题进入课堂。根据具体的实验内容，通常教师提出的学习任务可以是设计性的，例如让学生设计某物理量的测量方法；可以是操作性的，例如让学生利用日常生活中常用物品，自制仪器；还可以是书面性质的，例如让学生通过查阅资料了解实验的历史背景和相关人物。
（二）课堂实验探究教学设计
1.学生自主学习情况信息反馈
课堂上，要求各小组组长汇报学习情况。主要包括课前进行了哪些活动，如何分工的，取得了哪些成果，存在哪些问题，有哪些体会等，便于教师及时了解和掌握学生的自学情况，同时对学生的课前学习活动起到一定的监管作用。
2.探究性实验
项目驱动教学法是20世纪80年代在德国推行的教学方法。教学中，以项目为载体，以小组为学习单位，推动学生通过运用已有知识，在分析和解决实际问题过程中，理解抽象的理论知识，激发学习兴趣，培养学习的主动性和团队合作精神[3]。大学物理实验翻转课堂教学模式，可以仿照德国的项目驱动教学法，教师将整个实验任务融入到一个现实性问题中，按探究阶段把整个实验任务分成几个小任务，围绕着这些小探究任务，结合各小组课前遇到的问题，师生团结合作，讨论与交流，实验操作，共同探究，利用实验来验证自己的想法，或通过对实验现象和过程的观察，发现"新"的理论和方法。随着课堂教学活动的深入，通过一个个小目标的实现，逐步完成整个实验。课堂上，教师不要直接给出实验操作的具体步骤，而是让学生在探究中，通过不断的尝试，自己探索出正确的操作流程，得出实验结果。实验结束后，教师要组织学生进行误差分析，找出误差产生的原因，并鼓励学生提出减小误差的方法，改进实验方案。
3.鼓励性的点评
教师的点评贯彻在整个课堂教学活动中。教师要善于发现学生的闪光点，对他们的有效行为表现给予及时的、鼓励性的点评，不但能对学生的活动提供信息反馈，强化有效行为，还能激发探究动机，促进探究活动的顺利进行。
（三）课后对学生进行全面的评价
与传统教学模式相比，翻转课堂不但注重学生获得知识的数量，更重视学生获得知识的"质量"，即知识建构能力和创新能力的培养。因此，对翻转课堂教学模式中学生的评价，不能单一的只进行单一性的评价，考察学生获得多少知识，成绩提高多少，还要对学生获得能力和在活动中的情感表现等进行多元性评价，使翻转课堂教学目标在教学评价体系中充分得到体现。
三、翻转课堂在大学物理实验教学中应用遇到的问题
（一）资金投入问题
翻转课堂教学模式的顺利实施离不开网络信息技术的支持。为了保证视频质量，微课视频的录制，需要配备专业的摄影和录音设备，专业的录制和剪辑人员，还要建立专门网络平台等，这些需要大量的资金投入。大学物理实验翻转课堂需要建设具有多种功能的综合性的网络平台，能流畅和清晰的播放教学视频，方便学生自主学习教学内容；还要提供开放性的学习资源，方便学生随时查阅相关文献，补充和扩展自己的知识结构；更要能在线交流，方便学生解决疑难问题；要有在线测试，方便学生检查自己的学习成果；还要能在线提交作业，虚拟实验等功能，为学生打造个性化的自主学习环境。
（二）课堂教学活动的设计问题
翻转课堂的教学成效主要取决于课堂上学习活动的设计。教师在课堂上设计的教学活动，要能充分的调动学生的主动性，让学生相互交流，积极主动的发现，提出问题，并努力的寻找解决的方案，避免教学活动形式化。而这对于习惯以讲授为主的教师是个不小的挑战。需要有专门的翻转课堂研究人员对教师进行培训，讲解相应的教学理论和方法，对教师设计的课堂活动进行指导。
（三）学生的自主学习能力
翻转课堂中教师的教授部分是以视频的方式，放到课外进行的，这就涉及到学生的自主学习能力问题。学生能否在没有人监督的情况下，自觉利用课外时间有效的观看视频，查阅相关资料，独立自主的学习新知识。要知道，如果学生课前没有观看视频，或者只是敷衍的学习视频内容，那么接下来的课堂上的学习活动，无法顺利的进行。可以说，学生课前的学习效果，直接决定了翻转课堂的成败。
（四）师生转变教育理念
翻转课堂的顺利实施，需要师生共同转变教育观念。教师不再是单纯的知识的传递者，而是课堂教学活动的组织者和引导者，把课堂时间完全留给学生，通过组织学生讨论和交流，引导学生实验探究，顺利实现知识内化。学生也不再是完全被动的知识接收者，实验仪器的机械操作者，而是知识的主动建构者。学生要积极的参与课堂讨论，大胆的表达自己的观点，与他人交流，要有良好的交流和表达能力。而受传统教育影响多年的师生，能否适应和接受自己的新角色，成为翻转课堂能否成功的关键。翻转课堂教学模式在我国高校的贯彻实施，只靠专家学者的努力，是远远不够的。它需要建立网络化的教学环境，建设优秀的教师队伍，提高学生的自主学习能力等。总之，翻转课堂教学模式在高校教学中的贯彻实施任重而道远。
参考文献.
[2]刘荣.翻转课堂：学与教的革命[J].基础教育课程，2012（12）：28.
[3]刘长青，孔丽丹.以项目驱动的双主体教育模式在本科生导师制中的实施[J]．黑龙江高教研究，2013（7）：70-71．
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