翻转课堂在材料物理专业实验中的应用,该文是有关物理专业论文怎么撰写与材料物理和应用探索和翻转方面学术论文怎么写.
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摘 要：文章对翻转课堂教学模式的起源、特征及优势进行了介绍,并对如何构建该教学模式进行了阐释,结合具体教学案例分析了该教学模式在材料物理专业实验教学实践中的应用,并对今后教学改革中推广和实践这一教学模式提出了思考.
关键词：翻转课堂；实验教学；教学模式
一、引言
（一）翻转课堂的概念
翻转课堂（Flipped Classroom）起源于2007年美国科罗拉多州林地公园高中两名教师的一次特别尝试：
他们担心学生缺课而落下进度,便将新课知识录制成视频,上传到网络以方便这些学生在家补课,他们这种尝试得到了学生的大力支持.两位老师由此得到启发便将此模式推广开来,这便是翻转课堂的雏形.后来,可汗学院在此基础上,完善了包括“课前自学、课中内化和课后升华”三个方面的翻转课堂,将传统教学模式中课上传授知识、课后内化的流程翻转过来,形成课前传授知识、课上内化知识的新模式.这种新型的为学生提供个性化教学的模式极大程度上激发了学生的学习兴趣,也大大提高了学习效率.因此,一时间翻转课堂风靡全美,其他国家（包括中国）的教师也纷纷将该模式应用于自己的领域[1].国内最初的翻转课堂实践开始于2011年重庆市江津聚奎中学,短短的几年时间内,翻转课堂成为大家耳熟能详的模式,其范围遍及中小学教育至高等教育,几乎覆盖所有科目[2].
（二）翻转课堂的特征
翻转课堂的教学模式分为三个阶段,即课前自学—课中内化—课后升华.在课前自学阶段,学生利用多媒体终端自学与新知识点相关的微视频并完成相应作业,学生学习情况由系统反馈给教师；在课中内化阶段,教师与学生充分讨论,以解决学生课前学习阶段遗留的问题,学生之间也可互相讨论解决问题；在课后升华阶段,学生巩固所学知识.
与传统教学模式相比,翻转课堂模式实现了从理念、形式到时空的翻转.传统教学模式以教师讲授一对多的形式为主,学生被动接受教师的传授,由于学生的基础存在个体差异,对于相同的输入学习效果存在明显的差异.而在翻转课堂中,真正体现了学生作为学习主体的教育理念,翻转课堂采用“课前自主学习—课堂深度互动”的新模式,学生课前学习的效果直接反馈给教师,教师根据反馈情况在课中更能有的放矢地指导学生,换个角度来说翻转课堂真正实现了一对一的教学,这种形式更有利于提升教学效果[3].
（三）翻转课堂的优势
翻转课堂相比传统课堂的优势主要体现在以下几个方面：（1 ）增强学生时间分配的主动性与灵活性；（2）改善传统课堂教学环境与氛围,激发学生兴趣；（3）教学反馈实时呈现；（4）真正实现教师与学生一对一模式；（5）学生自主学习能力得到锻炼和提高.
翻转课堂的灵活性让学生能自主安排时间,不受时空限制.翻转课堂的出现,让学习氛围更加轻松,让教师和学生的关系更加亲密,学生学习兴趣大大提高.在翻转课堂模式下学生的学习效果由教学平台实时反馈给教师,教师了解了每位学生的学习情况后有的放矢地进行一对一的辅导,教学效果大大提升.翻转课堂也是考察学生自主学习能力的有效模式,对于自主学习能力强的学生他们学习越认真自然收获越大,因此学习兴趣越高,这样的良性循环又不断促进学生学习能力的提高[4].
在高等教育领域,大学生的学习基础个体差异大,具有一定的自主学习能力,作为心智较成熟的成年大学生相比中小学生具有更强的自控能力,这些条件都更有利于翻转课堂的实现,因此在大学课程中采用翻转课堂将取得比传统教学更好的效果.针对本校材料物理专业实验教学,在传统教学模式下,实验课上学生要在较短时间内预习实验目的、实验原理,熟悉操作步骤并实现操作以获得实验结果,最后分析所得结果获得结论,虽然大部分学生能够按照教师的要求完成这些步骤,但是学生对知识的把握是肤浅的.
因此,如果将部分实验项目采用翻转课堂模式教学,学生在课前学习相关理论部分,并预测实验结果,实验课中学生通过实际操作进一步加深对理论知识的理解并将其内化,这样的教学模式将有望获得更好的教学效果[5].
二、翻转课堂在材料物理实验中的实施方案
（一）课程规划
开始正式教学前,首先要对整个实验课程进行一个详细规划.对于材料物理专业实验来说,并不是所有的实验项目都适合翻转课堂模式,因此要对适合翻转课堂教学的项目进行甄选.
确定适合翻转课堂的实验项目后列出关键知识点,录制知识点视频；然后对课前教学、课堂教学及课后巩固练习进行合理设计.例如,研究材料物理专业的实验教学大纲后,我们发现《陶瓷材料制备实验》项目比较适合采用翻转课堂模式,于是列出该实验涉及的关键知识点并准备好录制视频需要的脚本,同时还要设计该实验课之前学生学习视频后应完成的相关练习.
（二）教学视频录制及网络资源收集
大部分教学视频是自行录制的,也有一部分从网上收集整理编辑获得.根据我校材料物理专业教学大纲的要求,针对选定实验项目录制知识点视频,每段视频时间控制在3-5分钟.实际操作中我们还准备了另一类选学视频,即整合网络资源的与本实验相关但属于扩展内容或者较难部分的视频作为进阶学习视频,同样将其时间控制在3-5分钟,这部分视频主要供学有余力的同学自行学习.例如,在《陶瓷材料制备实验》项目中,我们以制备一种微波介质陶瓷材料为例,将对陶瓷材料制备工艺流程录制成视频,对实验的每个步骤的原理加以介绍,对需要注意的问题加以提示,演示各步基本操作,最后设置几个相关问题.当然我们也制作了与本实验相关的进阶视频,难度和深度均有不同程度的提高[6].
（三）翻转课堂教学模式的实施
同样以《陶瓷材料制备实验》项目为例,学生在实验课之前通过学习视频对陶瓷制备工艺流程有一个初步了解,在实验过程学生对每个操作步骤都胸有成竹,对每一步操作与前后步骤之间的关联也很清楚,这样就保证了实验的顺利进行.由于有课前学习的阶段,在实际操作中学生有时间边操作边思考就会提出很多相关问题,而在跟老师讨论问题的过程中学生的解决和分析问题能力自然得到提高.比如,在一次实验中有同学严格按照实验步骤操作,但是最后制备的微波介质陶瓷某一性能参数（如Q*f）相比预期结果差别太大,经与老师讨论发现本实验中考虑的因素仅是影响微波介质陶瓷Q*f的众多因素之一.这一部分内容不在教学目的之中,但是这个过程对于提高学生的兴趣却至关重要.对于学有余力的同学,除了观看针对本实验项目的视频之外,还可以通过观看进阶视频,以拓宽自己的知识面,个别学生还以此为突破口发现自己的科研兴趣之所在,开启了自己的科研之旅.
三、实践与思考
翻转课堂这种教学模式具有突出的优点,有利于调动学生学习的兴趣和主动性,加强学生对于知识的理解和内化,增强学生的自主学习能力.但是我们也要认识到,翻转课堂这种新型教学模式在教学实践中的应用,还需要教师不断地探索与总结,在实践中逐步完善翻转课堂的各个环节,更加高效地帮助学生进行学习.翻转课堂有一定的适用对象和范围,例如在材料物理专业实验中并不是所有的实验项目都适合翻转课堂模式.因此,在实践中,教师要进行科学分析,认真选择,哪些内容适合翻转课堂,哪些内容适合传统教学模式,将两者有机结合起来,才能真正有效提高教学效果[7].
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