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［摘要］闡述信息時(shí)代背景下，大學(xué)物理教學(xué)方式革新的必要性和重要性，針對(duì)該課程兼具理論系統(tǒng)龐雜和應(yīng)用層面廣泛的特點(diǎn)，基于近幾年的教學(xué)改革探索和思考，提出采用翻轉(zhuǎn)課堂和案例教學(xué)法。教學(xué)實(shí)踐結(jié)果表明,翻轉(zhuǎn)課堂和案例教學(xué)法能夠極大促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的能動(dòng)性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，明顯改善學(xué)習(xí)效果。

［關(guān)鍵詞］大學(xué)物理教學(xué)；翻轉(zhuǎn)課堂；案例教學(xué)

一、引言

大學(xué)物理是大學(xué)理工、農(nóng)、醫(yī)類專業(yè)學(xué)生必修的一門公共基礎(chǔ)課程，授課時(shí)間一般為大學(xué)一年級(jí)第二學(xué)期或大學(xué)二年級(jí)第一學(xué)期，屬于銜接高中物理和大學(xué)其他以其為基礎(chǔ)的更深教學(xué)專業(yè)類課程的過渡內(nèi)容。眾所周知，數(shù)學(xué)和物理是自然科學(xué)的兩大重要基礎(chǔ)，大學(xué)物理教學(xué)中很多問題的解決需要應(yīng)用高等數(shù)學(xué)知識(shí)，所以大學(xué)物理是基于高等數(shù)學(xué)（尤其是微積分以及矢量初步知識(shí)）等公共基礎(chǔ)課程的一門課程，重在培養(yǎng)學(xué)生理解并綜合運(yùn)用大學(xué)物理課程中的基本概念、基本思想、基本規(guī)律和基本方法，使學(xué)生在理論、方法、能力等方面得到訓(xùn)練，并形成對(duì)物理學(xué)豐厚人文積淀的系統(tǒng)了解和認(rèn)識(shí)，最終實(shí)現(xiàn)知識(shí)、能力和人文素養(yǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展。近年來，社會(huì)各領(lǐng)域發(fā)生了深刻變革，社會(huì)已經(jīng)完全進(jìn)入了信息高度發(fā)達(dá)的階段。雖然大學(xué)物理的經(jīng)典知識(shí)體系內(nèi)核已歷經(jīng)長久的實(shí)踐檢驗(yàn)，但是其實(shí)際應(yīng)用的外延還在不斷發(fā)展。因此，大學(xué)物理課程的教學(xué)應(yīng)該突破僅在課堂上講授傳統(tǒng)經(jīng)典物理學(xué)體系的模式，有意識(shí)地充分結(jié)合信息時(shí)代的特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生接觸、思考、運(yùn)用物理學(xué)與時(shí)俱進(jìn)的外延應(yīng)用范疇[1]。但是受課程學(xué)時(shí)所限，這一問題的解決需要教學(xué)方法的革新[2]。因此，大學(xué)物理課程的教學(xué)要在教學(xué)內(nèi)容和方法上不斷革新，并思考如何將物理知識(shí)與授課學(xué)生的具體專業(yè)對(duì)接，如何充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)信心，最終讓學(xué)生獲得自主學(xué)習(xí)的能力和終身學(xué)習(xí)的意識(shí)。實(shí)踐表明，目前在大學(xué)物理課程教學(xué)中引入翻轉(zhuǎn)課堂和案例教學(xué)法，可以取得比較好的教學(xué)效果。

二、翻轉(zhuǎn)課堂與案例教學(xué)法

（一）翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法在大學(xué)物理教學(xué)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1.翻轉(zhuǎn)課堂。翻轉(zhuǎn)課堂的最初形式是2000年美國教授講授“經(jīng)濟(jì)學(xué)入門”時(shí)采用的教學(xué)模式，并逐漸得到一定的推廣和發(fā)展[3]。翻轉(zhuǎn)課堂最顯著的特點(diǎn)是可以重新構(gòu)建學(xué)習(xí)過程。通常的學(xué)習(xí)過程是信息傳遞———吸收內(nèi)化。教師在課堂上進(jìn)行信息傳遞，學(xué)生課后進(jìn)行信息的吸收內(nèi)化。翻轉(zhuǎn)課堂是將學(xué)生對(duì)知識(shí)的吸收內(nèi)化階段設(shè)置在課堂上進(jìn)行，而信息傳遞階段則讓學(xué)生在課前進(jìn)行。在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)現(xiàn)已經(jīng)不存在技術(shù)上的困難，各種軟件和教學(xué)平臺(tái)的成熟穩(wěn)定完全可以深度支撐課堂的翻轉(zhuǎn)。信息傳遞方面，可以體現(xiàn)在大學(xué)物理課程教學(xué)過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)。課前，依據(jù)將要進(jìn)行的教學(xué)內(nèi)容制作短小精悍且針對(duì)性強(qiáng)的教學(xué)視頻，以所講授的知識(shí)點(diǎn)為個(gè)體單位錄制視頻，然后將其上傳至線上教學(xué)平臺(tái)（例如云班課、雨課堂等），同時(shí)教師可以提供即時(shí)在線輔導(dǎo)，從而能夠提前了解學(xué)生的學(xué)習(xí)困難之處，做到在課堂上有針對(duì)性地引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)。另外，課前教師針對(duì)授課內(nèi)容在線上教學(xué)平臺(tái)難度適中、有啟發(fā)性的習(xí)題供學(xué)生預(yù)習(xí)，從而使學(xué)生在進(jìn)入線下課堂前已經(jīng)通過預(yù)習(xí)對(duì)將要學(xué)習(xí)的物理內(nèi)容有一定的認(rèn)知，形成對(duì)所學(xué)知識(shí)內(nèi)容難度和深度的預(yù)判，從而由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橛嗅槍?duì)性的主動(dòng)學(xué)習(xí)。教師根據(jù)線上教學(xué)平臺(tái)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，可以提前了解學(xué)生預(yù)習(xí)情況并據(jù)此了解學(xué)生對(duì)某些概念、定理理解不透徹的地方，然后在課上重點(diǎn)講解，實(shí)現(xiàn)從整體上調(diào)整課堂節(jié)奏。吸收內(nèi)化方面，通過課堂上師生互動(dòng)、生生互動(dòng)來完成和加強(qiáng)，具體可以采用“小講師”、小組討論、頭腦風(fēng)暴等形式來開展。由于學(xué)生已經(jīng)在線上教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行了多種形式的預(yù)先學(xué)習(xí)，從而對(duì)所要講授的內(nèi)容有了一定的認(rèn)知，因此在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)能全面提升教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的互動(dòng)性。也就是說，教師從課堂上知識(shí)的主要傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)促進(jìn)者。例如，學(xué)生成立學(xué)習(xí)小組進(jìn)行討論學(xué)習(xí)，教師在這一過程中進(jìn)行實(shí)時(shí)指導(dǎo)，甚至知識(shí)掌握程度好的學(xué)生可作為“小講師”開展“小講座”，輔導(dǎo)組內(nèi)其他學(xué)生的學(xué)習(xí)。2.翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)要求。目前，通過在大學(xué)物理教學(xué)過程中對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法的運(yùn)用與實(shí)踐，已經(jīng)深深感受到這是一種很好的教學(xué)方法，尤其是對(duì)于理論性較強(qiáng)的課程。大學(xué)物理課程理論性強(qiáng)，概念定義繁多，一般需要學(xué)生的反復(fù)學(xué)習(xí)才能達(dá)標(biāo)。翻轉(zhuǎn)課堂這采用錄制并上傳教學(xué)視頻到線上教學(xué)平臺(tái)，不僅使授課內(nèi)容更加具體和形象化，而且方便學(xué)生重復(fù)觀看，深入思考。傳統(tǒng)教學(xué)在課堂上進(jìn)行大面積的單次信息傳遞，有“一刀切”之嫌，使得學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不同的學(xué)生在課上有“學(xué)到多少是多少”的感覺，從而直接影響了學(xué)生課后的復(fù)習(xí)信心，整體上不利于分層教學(xué)，最終影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。信息傳遞通過線上教學(xué)平臺(tái)在課前進(jìn)行，使得每個(gè)學(xué)生可以按照自己的知識(shí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)速度在自己覺得合適的時(shí)間和地點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)。從教師自身來講，為了使教學(xué)效果達(dá)到預(yù)期，教師除了要剖析解構(gòu)大學(xué)物理系統(tǒng)知識(shí)細(xì)節(jié)，了解并熟練掌握大學(xué)物理各篇章的基本概念、思想與規(guī)律外，還必須做好以下幾個(gè)方面的教學(xué)工作。第一，堅(jiān)定信念，提高信息素養(yǎng)。教育行為來源于教育理念。長期以來，在“分?jǐn)?shù)至上”的教育環(huán)境中，很多課程的教學(xué)已然形成了固定的教學(xué)范式和習(xí)慣。教師傾情投入傳道授業(yè)解惑，學(xué)生緊跟教師思路坐聽“禪道”，判斷、分析解決問題的能力基本靠學(xué)生自身的領(lǐng)悟力。而實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂需要打破教師的舒適區(qū)、平衡態(tài)，讓教師處于不斷實(shí)踐學(xué)習(xí)的動(dòng)態(tài)教學(xué)中。所以必須以堅(jiān)定的改革信念作支撐，才能在課程改革中做到“一鏡到底”。其次，授課對(duì)象學(xué)生大都生于21世紀(jì)，成長于信息時(shí)代，各類電子產(chǎn)品和應(yīng)用軟件可以說是他們生活中的朋友，他們與信息技術(shù)沒有任何隔閡。年長他們較多的教師更需要提高自身的信息化素養(yǎng)，能夠?qū)⒄n程的教學(xué)內(nèi)容用當(dāng)代技術(shù)展現(xiàn)出來，使教學(xué)內(nèi)容與時(shí)代同步、教學(xué)形式與學(xué)生共鳴。因此要堅(jiān)持以教學(xué)大綱為主線，延拓教學(xué)內(nèi)容，豐富教學(xué)形式，使大學(xué)物理課程常教常新。第二，高效課堂，做好角色轉(zhuǎn)換。將“吸收內(nèi)化”這一階段翻轉(zhuǎn)到課堂上進(jìn)行，是翻轉(zhuǎn)課堂的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，畢竟面對(duì)面互動(dòng)學(xué)習(xí)活動(dòng)才是翻轉(zhuǎn)課堂最重要的價(jià)值所在。信息傳遞在課前已經(jīng)大量進(jìn)行，這就涉及如何支配課堂上多出來的時(shí)間。圍繞教學(xué)內(nèi)容，精心準(zhǔn)備課堂對(duì)話和討論、提前設(shè)計(jì)問題，讓學(xué)生能夠互動(dòng)交流、自主思考，是實(shí)現(xiàn)高效課堂的有效手段。在每個(gè)視頻后面都設(shè)置3～4個(gè)小問題，一是可以幫助學(xué)生了解和檢測(cè)自身的學(xué)習(xí)掌握情況；二是可以提供教師在課堂上引導(dǎo)學(xué)生開展緊貼教學(xué)目標(biāo)的課堂討論的素材。高效課堂有助于學(xué)生的“吸收內(nèi)化”，從而可以極大提升學(xué)習(xí)效率。第三，教師的角色發(fā)生了轉(zhuǎn)換，從教學(xué)過程中的主角變?yōu)閹椭鷮W(xué)生學(xué)習(xí)的導(dǎo)師；相對(duì)地，翻轉(zhuǎn)課堂利用豐富的信息化資源，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主角。同時(shí)翻轉(zhuǎn)課堂的效果直接與學(xué)生的學(xué)習(xí)能動(dòng)性關(guān)聯(lián)，學(xué)生如果不自覺學(xué)習(xí)課前資料，不擅長提問，不主動(dòng)參與課堂討論，將直接影響教學(xué)效果和教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。但是，這不正是我們培養(yǎng)具備自主學(xué)習(xí)能力的新型人才必須要解決的問題嗎？因此，制定科學(xué)的效果評(píng)價(jià)機(jī)制和實(shí)時(shí)跟進(jìn)的評(píng)價(jià)技術(shù)，能夠在學(xué)生學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)得到實(shí)證性資料，是翻轉(zhuǎn)課堂取得良好效果的保證，同時(shí)一定程度上解決了培養(yǎng)學(xué)習(xí)型人才的問題。

（二）案例教學(xué)法在大學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用

1.案例教學(xué)法。案例教學(xué)法是指在大學(xué)物理教學(xué)過程中的某些環(huán)節(jié)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容安排相應(yīng)的客觀典型事件，使學(xué)生通過對(duì)事件的分析和解決形成對(duì)所學(xué)知識(shí)的直觀感受，做到學(xué)以致用[4]。在教學(xué)實(shí)踐中，具體操作有兩個(gè)方面。其一是在新章節(jié)導(dǎo)入環(huán)節(jié)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容引入與本章節(jié)內(nèi)容高度相關(guān)的生動(dòng)有趣且綜合性較強(qiáng)的真實(shí)典型事件，學(xué)生了解此類事件但是又有待解釋的問題存在其中，需要通過大學(xué)物理相應(yīng)章節(jié)的理論知識(shí)來求解。學(xué)生帶著問題進(jìn)入下一階段的理論學(xué)習(xí)，最終使枯燥繁雜的物理公式、定義呈現(xiàn)出很強(qiáng)的生命力，學(xué)生開始能夠懂得這些理論知識(shí)在什么地方可以用以及如何用。這種教法可以加強(qiáng)知識(shí)的內(nèi)化，整合知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，縮短理論到應(yīng)用層面的距離，使學(xué)生明白所學(xué)即所用。其二是在教學(xué)過程的知識(shí)應(yīng)用環(huán)節(jié)，基本的物理概念及定義的理解和應(yīng)用可以采用習(xí)題冊(cè)的形式進(jìn)行強(qiáng)化鞏固，而運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力培養(yǎng)最好是緊扣教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行作業(yè)設(shè)計(jì)，設(shè)定合適的案例分析任務(wù)，以小組討論的形式開展并記錄，最終得出結(jié)論。案例的復(fù)雜和多樣性使得學(xué)生在完成這一任務(wù)的過程中，必須隨時(shí)復(fù)習(xí)和整合所學(xué)知識(shí)，必要時(shí)需要查閱相關(guān)資料，綜合運(yùn)用各種知識(shí)對(duì)案例進(jìn)行思考、分析和討論。在這一過程中學(xué)生能夠形成分析、解決問題的思維方式，進(jìn)而提升個(gè)人的科學(xué)素養(yǎng)。例如，在光學(xué)部分講授薄膜干涉一節(jié)內(nèi)容時(shí)，引入案例：去眼鏡店配眼鏡時(shí)，營業(yè)員推薦了兩款鍍膜眼鏡，一個(gè)表面是綠色，一個(gè)表面是紫色，選擇哪一款眼鏡對(duì)眼睛好呢？這一案例可以在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)際生活問題走向物理，再從物理走回實(shí)際生活。學(xué)生帶著“如何選擇對(duì)眼睛好的鍍膜眼鏡”這一問題進(jìn)入薄膜干涉、增透膜和增反膜內(nèi)容的學(xué)習(xí)，將實(shí)際問題抽象成物理模型，應(yīng)用光程差這一關(guān)鍵物理量對(duì)此進(jìn)行分析，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)光的干涉知識(shí)在生活和生產(chǎn)實(shí)踐中的廣泛應(yīng)用，達(dá)到學(xué)以致用的目的，使學(xué)生體會(huì)到學(xué)習(xí)的樂趣、成功的喜悅。所以，案例教學(xué)能夠引導(dǎo)學(xué)生建立“實(shí)際問題—建立模型—分析模型—解決問題”的思維方式，從而在潛移默化中培養(yǎng)學(xué)生利用已有知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。2.案例教學(xué)法的要求。對(duì)于理論體系龐大繁雜和應(yīng)用廣泛的大學(xué)物理課程，案例教學(xué)法還是頗具優(yōu)勢(shì)的，能夠在系統(tǒng)講述教材基本知識(shí)、基本原理的基礎(chǔ)上通過具體分析真實(shí)客觀案例來體現(xiàn)物理課程的實(shí)踐性。該方法把理論教學(xué)情境和真實(shí)事件情境聯(lián)系起來，使得學(xué)生不再有大學(xué)物理涉及的概念、規(guī)律、定理等都是紙上談兵的架空感，能夠深切感受到物理是現(xiàn)代科學(xué)大廈的重要根基。為使教學(xué)效果達(dá)到預(yù)期，針對(duì)案例教學(xué)法需要做好幾個(gè)方面的工作。①精心選編，與時(shí)俱進(jìn)。對(duì)于在大學(xué)物理講授中所引入的案例，教師必須重視選編環(huán)節(jié)，精心挑選一些精、實(shí)、深的案例。所挑選的案例要能夠緊扣教材理論知識(shí)，能夠深度匹配教學(xué)內(nèi)容，形成理論與實(shí)踐相輔相成的效果。其次，案例要不斷更新，與時(shí)俱進(jìn)，尤其是作業(yè)設(shè)計(jì)部分的案例題目。例如，光學(xué)儀器分辨本領(lǐng)一節(jié)的講授內(nèi)容，物理評(píng)價(jià)概念不變，但是光學(xué)器件行業(yè)的發(fā)展，從光學(xué)顯微鏡到電子隧道顯微鏡折射出的新理念、新技術(shù)是需要在教學(xué)案例中體現(xiàn)出來的。所以，要使教學(xué)內(nèi)容與時(shí)代同步、與社會(huì)事件關(guān)聯(lián)，以教學(xué)大綱為主線，擴(kuò)充教學(xué)內(nèi)容，使大學(xué)物理中的案例教學(xué)充滿生機(jī)和活力。②靈活教學(xué)，精當(dāng)點(diǎn)評(píng)。任何一門課程都有自身的體系結(jié)構(gòu)，大學(xué)物理課程也不例外，因此教師要把握物理學(xué)科體系及其涵蓋的知識(shí)點(diǎn)。對(duì)于學(xué)生容易理解掌握的知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行一般的課堂講授即可；對(duì)于教學(xué)重難點(diǎn)則要用選編的合適案例進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生在對(duì)案例的分析、討論過程中真正掌握相應(yīng)的理論知識(shí)。案例教學(xué)是互動(dòng)式教學(xué)，師生在交流過程中互為“教”的主體，所以組織案例教學(xué)的形式可以靈活多變，可以教師剖析案例為主，可以學(xué)生分組討論案例為主，甚至學(xué)生課后獨(dú)立完成案例，然后課上分享觀點(diǎn)，即以自學(xué)為主。③無論哪一種教學(xué)形式，教師對(duì)所得結(jié)論進(jìn)行點(diǎn)評(píng)解析都是非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。教師要做到精當(dāng)點(diǎn)評(píng)，需要深厚的學(xué)科功底和臨場(chǎng)應(yīng)變能力，這其實(shí)對(duì)教師提出了更高的要求。學(xué)生分析案例得出的結(jié)論需要教師給予引導(dǎo)，從而促使教師加深思考。即使同一案例，由于不同學(xué)生對(duì)知識(shí)有不同的理解，就需要教師根據(jù)具體情況補(bǔ)充新的教學(xué)內(nèi)容，所以雙向的教學(xué)形式更能讓教師意識(shí)到“教無止境”。教師通過靈活組織教學(xué)，精當(dāng)點(diǎn)評(píng)案例結(jié)論，使學(xué)生將大學(xué)物理每一范疇（力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)、近代物理學(xué)）的基本原理和方法融會(huì)貫通于不同具體專業(yè)背景的聯(lián)系之中。

三、結(jié)語

2020年，肺炎疫情之下，教學(xué)方式發(fā)生了深刻的變革。信息時(shí)代的產(chǎn)品為這一教育變革提供了技術(shù)支撐，能夠更便捷地實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂和案例教學(xué)。無論線上線下，教學(xué)的根本目的是“培養(yǎng)全面發(fā)展的人”。大學(xué)物理作為自然科學(xué)的重要基礎(chǔ)，在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方面具有顯而易見的重要作用。但是，在信息時(shí)代，學(xué)生對(duì)電子資源能輕易獲取，傳統(tǒng)的“教師在教室里講教材”式的教學(xué)，已經(jīng)不能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。大學(xué)物理課程是大學(xué)理工類的一門基礎(chǔ)課程，要為后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)與專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定必要的物理基礎(chǔ)，它的基本概念、基本理論與實(shí)驗(yàn)方法向其他學(xué)科或技術(shù)領(lǐng)域的滲透總是毫無例外地促成該學(xué)科或技術(shù)領(lǐng)域發(fā)生革命性的變化或里程碑式的進(jìn)步，其重要性不言而喻。如何讓學(xué)生對(duì)這門課程從“知之”到“好之”進(jìn)而到“樂之”是每個(gè)大學(xué)物理教師應(yīng)該追求的教學(xué)效果。其實(shí)，任何一個(gè)人都有想變得更好的意愿，任何一個(gè)學(xué)生都有學(xué)習(xí)的意識(shí)和想學(xué)好的意愿，除非他學(xué)習(xí)遇到了真正的困難。這個(gè)困難應(yīng)該是教師能夠通過嘗試應(yīng)用不同的教學(xué)形式傳遞課程的核心知識(shí)來解決的。在本門課程教學(xué)中引入翻轉(zhuǎn)課堂和案例教學(xué)法后，教學(xué)活動(dòng)中的參與者能夠加強(qiáng)互動(dòng)交流，學(xué)生的主體地位得到肯定，在問題解決過程中的成就感得到提升，從而極大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性和主動(dòng)性。如果學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中能夠感受到心靈的滋養(yǎng)，體會(huì)到思想的塑造，那么學(xué)習(xí)這一行動(dòng)應(yīng)該是自發(fā)的、快樂的。

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作者：呂素葉 于舸 呂愛君 單位：北京石油化工學(xué)院