基于物理实验的翻转课堂教学模式探究
——以士官物理实验教学为例
冯蒙丽，周 娴，张 丽
（陆军工程大学石家庄校区军政基础系，河北 石家庄 050003）
摘要： 物理及其实验课程是高等院校重要的公共基础课程，如何使课程教学在充分利用现有资源的同时与士官职业发展相协调，是当前我校物理课程建设的关键。文章在分析教学对象特点的前提下，结合物理实验教学采用翻转课堂教学模式，对效果进行了分析和总结。
关键词： 翻转课堂；物理实验；教学模式
物理及其实验课程是高等院校重要的公共基础课程，如何使课程教学在充分利用现有资源的同时与士官职业发展相协调，是当前我校物理课程建设的关键。我校区士官物理采用了高等职业教育改革示范教材《应用物理基础》，作为士官职业教育的基础课程。本课程包括理论知识与实践教学两大模块，以素质教育和创新教育思想为指导，坚持学为主体、教为主导的思想，着眼岗位任职能力培养需求，兼顾士官学员特点，坚持学以致用的基本理念，以实际需求为牵引，为士官学员从事后续相关专业的学习打下坚实的物理理论基础和方法论基础。然而基于士官基础参差不齐的特点，士官物理的教学陷入课时少、任务重、课程难的矛盾之中，尤其是实验教学，学员相对来说理论知识不扎实。在学员基础相对薄弱的情况下，如何调动一切手段，提升学员兴趣，激发学员潜能是高效率完成教学的关键。翻转课堂（Flipped Classroom）是指学生在课前的任选时段利用教师提供的课程材料（通常为视频、音频、多媒体课件等）进行自主学习，在课堂上通过做练习、讨论等方式参与互动并巩固所学内容的一种学习方式。与传统教学的课上讲授、课下作业刚好相反，故得名“翻转”。2011年，萨尔曼·可汗（Salmankhan）创立的可汗学院（Khan Academy）被加拿大《环球邮报》评为“2011年影响教学的重大技术变革”，对翻转课堂有一个里程碑式的推动，为全球教育界所关注[1]。
如何充分发挥翻转课堂的优势，有效利用现有资源，提升物理实验课程教学效果非常值得探讨[2]。本文以“万用表原理及简易万用表装配”实验教学为例，设计了翻转课堂教学模式，对士官物理课程教学改革的方向进行了初步探索。
一、物理实验中存在的问题
1.学员基础参差不齐。士官学员学习背景差别较大，既有文科生也有理科生，既有高中生也有初中生，甚至还有个别大学生。如此大的基础差距给教学定位带来一定困难。而物理学科本身又具有较抽象的特点，这就不仅需要教员在课上尽量周全，还需要学员在课下做足预习工作。尤其是物理实验模块，课上时间有限，讲解难以做到像理论课一样精讲细练。在学员基础较差的前提下，课前预习如果不到位，课上很难跟上教员节奏及时完成实验任务。
通过正交试验模拟的结果(表4)发现，第八组的模拟结果最小，第八组试验模拟参数为铸造温度700 ℃、注射速度3 m/s、模具温度220 ℃．
2.学员资源利用受限。作为军队院校学员，手机、电脑等通信设备使用有严格规定，对于互联网资源的获取受到一定限制，如何在制度允许范围内最大限度地发挥信息化资源的优势，让学生在课堂外进行课程学习，而在课堂内通过练习、讨论等活动进一步巩固和深入地学习相关内容，对学生提供个性化指导，使有限的课堂时间得到更为充分的利用一直以来是军队院校教学改革的重要内容。
二、翻转课堂设计案例
士官物理实验模块是教学矛盾展现非常突出的部分。以简易万用表的装配为例，此实验需要学员课前预习原理，按照教材提供数据计算出万用表所需电阻，课上根据教员简单讲解利用电烙铁将适当电阻等元件焊接到电路板上组装成一个简易万用表[3]。实验原理不难，实用性强，操作配合度高。学员如果课前预习不充分，课上很难及时完成任务，根据内容特点非常适合翻转课堂教学模式实施。具体如下：
2.课中实践操作激发学员潜能。（1）图片展示激兴趣。课上教员首先通过各类万用表图片，介绍万用表在生活、工程中的应用，激发学员对万用表相关原理的兴趣。（2）综合探讨破难题。电阻的选取是本次课的难点。教员重申本次课任务，检查学员装配万用表所需电阻的计算情况，对于不同答案予以询问探讨。以一个实验组学员的计算电阻为例进行分析，同时结合检查情况请不同组学员阐述自己的计算过程和看法。通过探讨活动的组织全面了解学员课下预习情况，并掌握学员学习的问题所在。在此基础上，教员再讲解常用电阻识别，使学员能够在掌握相关理论的基础上快速准确地完成电阻挑选。（3）学员讲解调热情；教员演示重规范。作为本次实验课程的重要工具——电烙铁，在前期预习任务布置时已经请学员通过扫码、校内邮箱等方式进行了预习。所以请学员根据预习阐述电烙铁使用注意事项，教员予以补充完善并现场演示电烙铁规范使用。（4）分组实践同提升。最后学员分组组装万用表，教员指导并对学员操作情况进行记录。（5）教员总结阔思路。在总结本次课知识的同时，一方面，引导学员建立理论来源于实践，实践进一步指导理论的科学认知；另一方面，开阔学员思路，倡导学员课下积极地了解学习万用表的发展，同时作为现代化军事人才在今后学习中关注相关知识在装备中的应用。最后，让学员在课下下载完成实验报告基础上进一步丰富自身知识。
3.课后内容拓展延伸知识触角。学员课后完成实验报告，教员结合课上实践操作记录给予综合评价。同时引导学员查阅不同类型电阻识别，了解万用表类型及各种用途。
由图7并根据扫描电镜分析：产品中值粒径在12.28～12.71μm之间波动，产品中值粒径随搅拌速度的增大基本没有改变，产品粒径分布与表面形貌随搅拌速度的增大也基本没有变化。反应结束后取出冷却，数分钟后晶体析出，产物未出现团聚，颗粒大小较均匀，表面形貌完整均呈片状。综合以上诸因素，选择100r/min为最优搅拌速度。
1.课前任务设定提升学员兴趣。充分利用信息化资源引入了二维码信息化资源，包括文字、图片、动画、视频等资源，便于学员预习自学。也逐渐引导学员自己查找资源、录制微视频，从而实现资源的逐渐丰富和资源的共享。学员通过手机扫码、下载校园网资源预习万用表原理、应用、电烙铁使用视频等，使得学员在理解万用表基本原理基础上，计算待装配万用表所需电阻，同时初步掌握电烙铁使用的基本要领。
4.综合评价促进学员潜力开发。在课程完成过程中评价包括三部分：电阻计算情况评价、焊接组装情况评价、实验报告完成情况评价。分别占综合评价的20%，40%，40%。体现了评价的多样性、过程性和全面性。
⑨Drezner，D．W．，“Globalization and policy convergence”，International Studies Review，2011，3，pp．53 ～78．
三、总结
本次课构建了“课前任务设定提升学员兴趣；课前信息化资源打前锋，课中实践操作激发学员潜能；课后内容拓展延伸知识触角；综合评价促进学员潜力开发”的教学模式。充分贯彻了学员课下自主学习，课上为实践主体的原则，体现了翻转课堂的核心理念。授课过程中采用图片展示激发学员兴趣，通过综合探讨破解难题，学员讲解调动参与热情，利用教员展示攻克重点，借助分组实践共同提升，通过教员总结开阔思路，从而实现学员综合素质的全面提升。
参考文献：
[1]Ash K.Educators'Flipped Classroom'benefits and drawbacks seen in replacing lectures with on-demandvideo[J].Education Week,2012,(10):6-8.
[2]魏平.在大学物理实验课程中培养学生的自主学习能力[J].物理与工程,2017,27(Z1):175-177,184.
[3]鲍正祥.应用物理基础[M].第2版.南京大学出版社,2016:205-212.
Research on the Teaching Mode of Flipped Classroom Based on Physics Experiment—Taking the Physical Experiment Teaching of Non-commissioned Officers as an Example
FENG Meng-li,ZHOU Xian,ZHANG Li
(Department of Military and Political Foundation,Shijiazhuang Campus,Army Engineering University,Shijiazhuang,Hebei 050003,China)
Abstract: Physics and its experimental courses are important public basic courses in colleges and universities.How to make full use of the existing resources and coordinate with the professional development of non-commissioned officers is the key to the construction of physics curriculum in our university at present.On the premise of analyzing the characteristics of the teaching object,this paper analyzes and summarizes the effect by adopting the flipped classroom teaching mode in the physics experiment teaching.
Key words: flipped classroom;physics experiment;teaching mode
中图分类号： G642.0
文献标志码： A
文章编号： 1674-9324（2019）30-0273-02
收稿日期： 2018-10-21
标签：翻转课堂论文; 物理实验论文; 教学模式论文; 陆军工程大学石家庄校区军政基础系论文;