基于翻转课堂模式的工科大学物理教学改革实践与探索
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1引言大学物理是普通高校理工科专业的一门必修公共基础课程，在培养工科学生的科学素质和综合能力方面起到其它学科无法替代的作用。大学物理教学应该达到这样几个最主要的目的：首先是使学生对物理学的基本内容有全面系统的理解，深刻领会物理学的基本原理和思想方法，其次是使学生在逻辑思维能力、抽象思维能力等方面得到系统的训练，同时还要培养学生的创新能力、协作学习能力和自主研究学习能力，为学生进一步学习专业知识，适应新理论、新技术、新材料的发展打下坚实的基础，有力地促进素质教育的开展。然而当前大学物理的教学现状却不容乐观，总体教学效果不能令人满意，存在着一些明显的问题亟待解决。首先，教学目标不明，有些院校和专业认为大学物理仅仅是传授一些物理知识，对专业学习帮助不大，而实际上大学物理不仅仅限于传授基本物理知识，更重要的是在培养学生的逻辑思维方法和科学研究方法，培养创新型人才，提高学生的科学素质方面具有独特的优势；其次，教学内容陈旧。大多数院校选用的物理学教材只讲授经典的物理学基本理论，很少与实际问题和专业方向相联系，显得枯燥乏味，实用性不强；然后，教学手段单调。教学模式基本上以传统的板书和多媒体授课相结合为主，教师作为知识的传播者，而学生处于被动接受者的地位。长期下来，学生对学习的主动积极性不够，缺乏学习兴趣和热情；另外，评价方式单一。成绩评定基本上是结合平时上课的出勤率和作业情况，以期末考试成绩为主，无法真实客观地反映教学效果，也无法有效地激发学生的学习积极性。在近些年的一些理工科院校进行的教育教学改革中，大学物理的课时不断受到压缩，大学物理教学似乎处于一种日益边缘化的地位，陷入一种迷茫的状态。南京工业大学于2013年成为全国首批入选“高等学校创新能力提升计划（2011计划）”的14所高校之一。为了实现“2011计划”培养高素质协同创新人才的宏伟目标，探索重构中国优秀本科教育，学校成立了“2011学院”，旨在按照“教书启智，育人铸魂，专业成才，精神成人”的育人理念，探索在大众化条件下如何推进人才培养方式改革，尤其是精英人才培养模式改革。学院实行全员书院制，突破传统单一的教育模式，创新人才培养模式，突出学生的主体地位，实行小班化教学，注重激发每位学生的学习兴趣和潜能。大学物理课作为一门重要的基础必修课，有必要在教学过程中对传统教学的授课模式、教学方法和手段、成绩评价体系等进行重要的变革，为培养高素质创新型人才发挥应有的作用。笔者作为2011学院第一届大学物理的授课教师，经过一年的探索和实践，进行了以翻转课堂模式为主体，融合多媒体、微课、双语、演示实验等多种教学方式的混合式教学模式改革，取得了不错的效果。2实践与探索2.1以翻转课堂为主体的授课模式翻转课堂是相对于传统课堂的教学过程而言的，作为一种新兴的教学模式，颠覆了传统的教学过程，在信息技术的支持下实现了知识传授和知识内化过程的颠倒安排。在课堂外，学生借助于教师制作的教学视频和开放网络资源自主完成知识的建构，实现知识传递过程；在课堂上，学生完成作业、探讨问题或者得到教师的个性化指导。因此，在翻转课堂中，学生摆脱了被动接受知识的角色，成为教学过程的主体。这样的教学模式有利于促进个性化教学的实现，有利于提高学生自主学习和研究型学习的能力，有利于教学模式的改革和创新型人才的培养。笔者将翻转课堂的教学模式引入大学物理的教学中，主要进行了以下几个方面的探索。2.1.1微课视频的制作高质量，有针对性的微课视频是翻转课堂有效实施的重要保障。微课以视频片断为核心组织教学内容，方便学习者通过移动终端，充分利用碎片化的时间进行学习。微课除了具有教学时间短、教学内容少、资源容量小等特点外，在设计和开发中还应当注意要内容聚焦、图文并茂、生动有趣，尤其是要注意教学内容选择的针对性。微课的制作方式有很多种，包括“可汗方式”、录课式、“软件式”和混合式等。笔者根据大学物理的内容特点和客观条件，选择用CamtasiaStudio软件录屏的方式录制微课，制作了“质点运动”、“圆周运动”、“多普勒效应”、“衍射光栅”等24个微课教学视频。供学生课前学习和课后复习。2.1.2翻转课堂的组织根据学生事先学习的情况、个性特定和基础知识水平，将学生进行分组讨论，进行及时的指导，引导学生完成对知识的总结和提升，推动学生完成知识的内化。2.1.3物理学原理在实际工程技术中应用的翻转布置学生根据所学物理学基本原理选择相关主题，最好是跟专业方向相关，建立物理学原理在实际工程技术中应用的模型，要求有定性分析，有定量计算，理论联系实际。在课前学生将准备的资料和课件发给老师，老师进行修改，给出指导意见，学生再进行修改加工，形成比较完整的切合主题的翻转内容。在课上，学生讲述自己的翻转主题，其他学生分析讨论，提出进一步改进的方案。课后，学生根据反馈意见再修改完善，形成一份有特色的翻转课堂作业。在这一过程中，学生通过资料搜集，模型建立，表述讲解等一系列过程，对基本物理思想和物理学建立模型的方法都会有更深刻的体会和认识。2.2双语教学元素的加入基于翻转课堂模式的工科大学物理教学改革实践与探索张茹吴高建摘要：本文介绍了以翻转课堂模式为主体，微课教学、双语教学和演示实验教学为辅的工科大学物理综合教学改革的实践与探索，并分析了其优势和存在的不足，指出了今后改进的对策和方向。这种教学改革必将对提高大学物理教学水平，培养高素质创新型人才，促进素质教育具有深远的影响和意义。关键词：翻转课堂微课教学改革教学模式双语教学演示实验中图分类号：G642.0文献标识码：CDOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2014.21.147
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