摘要：针对当前大学物理实验教学中存在的问题，介绍了“微课”背景下翻转课堂的特点，探索了基于“微课”的翻转课堂教学模式，并对翻转课堂教学的具体实施过程进行了详细阐述．
关键词：微课；翻转课堂；大学物理实验
大学物理实验是理工类本科专业的一门基础必修课程，是提高学生动手能力和科研能力的重要实践环节，因此其教学研究一直受到广大教师的高度关注［１］．传统的大学物理实验受资源缺失和模式单一等问题的影响，致使教学效率与效果非常不理想．当前随着互联网技术的飞速发展，针对学生个性化差异而设计的翻转课堂教学模式应运而生，并成为教育教学的热点．翻转课堂是在线学习与面对面学习相结合的一种混合教学模式，在美国已日渐流行［２－３］，如何将翻转课堂融入大学物理实验教学中，实现信息技术与课程的深度整合，是大学物理实验教学的新课题．本文构建并实践了基于“微课”的翻转课堂教学模式，以期提高大学物理实验的教学效果．
１大学物理实验教学中存在的问题
１．１课程资源粗糙，难以保证教学质量
目前大学物理实验中学生的预习报告和总结复习主要依靠文字教材及网络上的资源平台信息，粗糙的课程资源数量庞大、良莠不齐，且与仪器型号、配置不一定吻合，故耗时而效率低．教学资源中缺少针对性强的精品微视频，缺少仪器设备的构造、性能、应用演示平台，缺少与实验有关的实际应用简介，缺少与当前高新技术关系的扩展．学生预习时目标不明确，复习时不能重现实验过程，课外遇到问题无法得到及时互动解决．粗糙的课程资源严重影响了实验教学的质量．
１．２教学模式单一，学生学习较为被动
传统的大学物理实验是以教师为主体的填鸭式教学，教师讲解示范，学生按步骤机械地被动做实验［４］，学生根本不用动脑筋，对实验的全局缺乏把握．实际操作过程中遇到问题立即找老师，遇到实验失败立即找老师，不愿知道也不知道如何找原因．学生学习始终处于被动状态，失去了独立思考、主动解决问题、锻炼动手能力的大好机会，对知识掌握程度低．
１．３交流互动少，无法满足学生个性化学习的要求
大学物理实验对实践能力要求特别高，学生在课前预习及课后复习中，会遇到大量难以预知的困难，遇到问题无法立即得到交流指导，进展缓慢且质量低下．在课内学习时，学生主动深层次提问题的交流几乎没有，都是实验中出现异常现象为得到实验结果而进行的浅层次交流．在使用教材、教学模式、教学步骤相同的情况下，较少的互动，无法满足学生个性化学习的需求，更无法实现知识技能内化的深层次教育．
２基于“微课”的翻转课堂特点
翻转课堂是通过将传统课堂知识传递与知识内化两大阶段颠倒，实现对传统课堂教学进行变革的一种教学模式．其内涵包括课前知识传递、课中知识内化和课后知识巩固三部分内容．课前教师创建并发布“微课视频”，学生借助于“微课视频”和指定阅读材料，进行探索完成知识建构，实现知识传递．课中教师解决学生问题，组织参与合作性学习，交流分享学习经历与成果，帮助学生完成知识内化，实现课堂翻转．课后应用是课堂的延伸，通过总结与反思，改变应用环境及条件，拓展知识应用范围，实现知识的深化和巩固［５－６］．基于“微课”的翻转课堂具有以下特点：
２．１教学资源变粗糙为精练
教师在对教材、内容、仪器、学生深入分析的基础上，整合教学内容，确定知识点，精心设计录制“微课视频”，使教学资源从信息的海洋（精品课堂视频、开放课程视频、文字资料等）中解放出来，变为“微课视频”与指定阅读资料（实验教材）相结合的精细简洁教学资源．
２．２突破局限满足个性化学习需求
“微课视频”表现为内容精、时间短、容量小，教师便于通过电脑和网络发送，学生利用手机就可以方便地接收下载．教师可以及时了解学生学习时的问题及进度，以方便有针对性地交流引导［７］．“微课视频”打破了时间、空间、内容的局限，使学生随时随地都可以预习或复习不同内容的知识．“微课视频”中设置的不同问题可以满足不同层次学生的需求．“微课视频”把实验中的理论讲解移出课堂，让实践性内容进入课堂，对于实验课，可以大大延长动手操作时间，使动手操作更深入、更全面．“微课视频”的融入突破了传统实验教学的局限，使学生个性化学习的需求得到满足．
２．３学生变被动为主动学习
翻转课堂中教师不再霸占课堂阵地、唯我独尊地传授知识，而是变成了策划者、导演和学生的学习伙伴．学生成为课堂中学习的主角、主体和主人，可以自由思考、积极发言、充分展示．师生关系从原来的从属关系变为平等互动、友好合作的伙伴关系，使师生交流、生生交流畅通愉快，没有畏惧．
３基于“微课”的翻转课堂教学模式
３．１制作“微课视频”，完成课前知识传递
制作“微课视频”是翻转课堂的基础．用于大学物理实验的“微课视频”，选题要精细准确，教学环节要完整，制作技术要精细，练习反馈要及时，以适应学生特点和满足学生需求．我们把大学物理实验的“微课视频”分为介绍视频和实验视频两类．介绍视频包括误差理论、数据处理、力学基本训练和电学基本训练４个．实验视频是针对１２个实验，每一个实验设计一个视频，有较强的针对性，学习使用起来也比较方便，每个视频最后紧跟４～５个测试题，帮助学生及时进行检测．实验视频的制作原则是从学习者角度思考实验内容，以问题为导向，逐步培养学生的观察能力、动手能力和实践创新能力．每个视频由教师讲解、ＰＰＴ辅助和仪器现场演示来完成，内容包括实验背景、仪器介绍、设计思想和测试作业四部分，主要解决为什么做，根据什么做和做什么，怎样做的问题．例如气垫导轨法验证牛顿第二定律的“微课视频”，我们通过气垫船在两栖作战中的作用，介绍了气垫技术的发展；通过仪器展示，介绍气垫导轨、ＭＵＪ－６Ｄ电脑通用计数器的性能特点和使用方法；通过轨道水平、倾斜的实验设计，启发学生思考黏滞阻力对实验的影响，进而设计摩擦系数的测量实验．通过有几种办法对轨道进行定性和定量判断水平等测试作业来检验学生对知识的掌握程度。“微课视频”在进行实验课前一周发给学生，学生可以在任何时候、任何地方与任何同学一起讨论学习．学生借助于“微课视频”和指定阅读材料，实现知识传递后，要完成测试作业．拿到合格成绩后方可进入实验室，以确保学生有准备地参与新课堂．教师要随时关注学生的学习进度、动态、问题讨论（以利于课内教学中设计问题），但并不判断对错，以免影响学生讨论，并观察学生表现，结合测试作业，给出学生预习成绩．
３．２讨论解决问题，完成课上知识内化
有效组织课堂活动是翻转课堂的关键［８－９］．翻转课堂活动的要旨是解决各种问题的，这些问题可以是理论上的也可以是实践中的，可以是预习中的也可以是事先有针对性设计的，可以是课内完成实验的也可以是课外应用产生的．教师在设计、解决问题的过程中，参与交流、控制进度、引导讨论、诱发创造力，完成知识内化的目标．如气垫导轨法验证牛顿第二定律的实验，课堂讨论的问题是（１）你认为仪器使用中需要注意哪些问题？（２）哪些因素影响实验结果？你能想到哪些解决问题的办法？（３）如何进行数据处理？（４）利用现有的仪器，你还能设计出哪些实验？课堂教学过程分两个阶段：（１）学生进实验室后，每个人对所有仪器设备进行尝试操作，熟悉仪器及安全、原理及性能，对实验整体有一定的把握．教师强调安全要领，在实验课中，强调安全及设备使用重点不仅利于保障学生人身安全，也使学生掌握正确的实验设备使用方法，进而减少设备损耗．如气垫导轨实验中，要避免滑块内表面与轨道表面直接接触．（２）集体讨论与分组实验．每个大组２０人进行集体讨论，每个小组２人进行独立实验．集体讨论中，采用问题调查法，即教师提出一个问题，展开多项答案，供学生选择发表看法，针对每种看法，老师和同学一起进行评价．对于性格内向不善言辞的同学，采用互动为先、适时激励的办法，即引导害羞的同学主动与其他同学互动，并在中间关注鼓励这些学生，让其参与互动并保存热情．分组独立实验中，要实现具体操作、设计表格、记录数据、判断结果这些内容．一个人操作仪器，另一个人记录数据，也可以互换角色，分工合作共同完成实验．２个人一组的好处就是遇到实验异常现象可以互相讨论，在无法解决时再寻找老师帮助，提高学生的合作能力、思考能力和创新能力．教师对实验操作中遇到的问题及时指导，对具有代表性的问题进行统一讲解；观察和记录每一位学生的表现，并计入操作成绩．如气垫导轨法验证牛顿第二定律的实验操作中容易出现的问题是：（１）轨道调不水平，测不出实验数据；（２）电脑通用计数器读数错误，不会寻找原因．
３．３反思拓展应用，实现课后知识巩固
反思拓展应用是翻转课堂的延伸．反思可以强化学生对知识的理解，拓展可以开阔学生的视野，应用可以使学生在不同环境、不同条件下举一反三，应用知识唤醒创造力．尤其是课内研讨不充分的案例、问题，必将延伸到课后，实现知识巩固．如针对实验中的误差，如何改进实验，如果改变实际应用的环境和条件，怎样设计实验．同样的仪器设备，你还能设计出其他物理规律的验证实验吗？或你能设计出研究性实验吗？在气垫导轨法验证牛顿第二定律的实验中，请设计验证动量守恒、机械能守恒的实验，请设计研究简谐振动特点的实验．教师除了提供给学生实际应用环境及条件，检验学生的理论联系实际解决问题的能力外，还要结合“预习测试”成绩、“实际操作”成绩和“实验报告”成绩，对学生进行过程性评价和形成性评价．更要反思“微课视频”、课堂问题设定、对话引导设计、问题解决途径等方面的特点与不足，为后期的视频资源开发、翻转课堂教学积累经验，提供借鉴．
４结语
为适应转型升级发展对应用型人才培养的要求，我们根据南阳师贵州职称院大学物理实验教学中存在的问题，对传统教学模式进行改革．通过实施“微课”背景下的翻转课堂教学，学生们的自主学习能力、实验动手能力、分析解决问题能力和创新应用能力等都显著提高。
作者：何朝政 宋海珍 张鸿军 单位：南阳师范学院 物理与电子工程学院
