基于《压强》翻转课的教学思考
1 引言
“翻转课堂”是2011年美国学者SalmanKhan在TED大会上的演讲《用视频再造教育》中使用的全新教学模式，他认为学生在课外观看学习教师创建的7-12分钟微视频课程后回归课堂，在教师和同伴的协作下开展讨论、 完成作业[1]。国内一些学者普遍认为的“翻转课堂”的教学模式是：在课外学生通过教师制作的微课视频进行自主学习，在课堂上学生则和同学进行协作学习，在老师的指导下进行讨论探究型活动并将知识内化。国内学者张金磊（2013）认为在建构 “翻转课堂” 教学模式时需要充分考虑学科的特点。在自然科学类课程中，教师应让学生进行自主探究式学习，并在此过程中给予指导帮助。从“翻转课堂”的教学模式看，学生在课前的学习需要学生具备学习的自主性，在课堂上学生要具备与他人合作交流的能力以及学会与他人分享学习的能力。
2 问题提出
物理学科的特点是观察与实验，初中物理的实验丰富有趣，很多的物理现象和规律都是通过物理实验探究得到的，所以物理实验的教学是教学任务中的一个重点。在常规的教学模式下，教师组织学生对实验进行分组进行科学探究，那么在 “翻转课堂”的教学模式里应该如何组织物理教学呢？课前的微课应该如何设计？物理教师如何组织学生进行课前的自主学习？学生自学过程中设计的探究实验，在课堂上如何进行探究？实验器材的选取范围很广，课堂上将如何组织安排这样的开放式个性化的探究呢？所有的这些问题都是值得物理教师深入思考。
3 实践过程
在全市“同课异构”的教学研讨会上笔者展示了一节“翻转课堂”，内容是新人教版八年级下册的第九章压强第1节《压强》，本节课分“压强”和“怎样减小或增大压强”两部分内容。第一部分内容是“压强”，传统教学方式是在学习“压强”概念之前，会将“压力”和“重力”进行比较，使学生正确认识压力的概念。教师通过列举学生熟悉的实例，让学生感知压力的作用效果与压力大小和受力面积大小有关。在探究过程，教师引导学生设计实验探究影响压力作用效果的因素，从而学习有关压强的符号、单位以及公式，讲解例题。本节第二部分是“怎样减小或增大压强”，传统教学是教师引导学生利用压强公式进行分析，说明压强与压力或受力面积之间的关系，从而归纳增大或减小压强的办法。
笔者采用的教学模式是陈怡、赵呈领（2014）建构的 “翻转课堂” 教学模式，分为课前和课中两部分。课前笔者制作两个微课，一个微课的知识点是关于面积单位换算，另一个微课是认识压力的方向的学习。学生按照教师要求安排自主学习，并找出家里与本节课压强有关的生活日用品，拍照上交完成预习作业。在展示课上，笔者通过导学案检查学生课前学习的情况，引导学生对压力的理解；指导学生设计本节课的思维导图，设计探究影响压力作用效果因素的实验，让学生展示实验方案和实验过程。在第二部分内容的教学过程中，笔者展示学生课前预习的作业，选取学生拍摄的有关图片，组织学生交流讨论减小或增大压强的方法，从而完成学习任务。在课堂上设计的教学环节是学生提出学习的疑惑，学生提出的是单位的换算比较容易出错，同时感到“压力和压强”的概念分不清楚，所以笔者根据学生的学习情况，引导学生分析讨论提出的疑惑，找出单位换算的方法和规律，发现“压力和压强”概念的特点与区别。在课堂上进行实验探究，笔者组织学生展示自己的实验方案和实验过程。这样的教学模式颠覆了传统教学中“知识传授”与“知识内化” 的过程，在信息技术的支撑下学生能在家里利用微课完成“识记”等难度较小的物理知识的学习，复习了小学数学学过的面积单位的换算，通过简单的实验认识了压力的方向；在课堂上进行的是“理解”、“分析”、“应用”和“创新”等需要帮助的，或是难度较大的知识进行交流分享、讨论归纳的学习。
4 教学思考
在设计这样一节“翻转课”的过程中，遇到了许多困难，但也有许多的收获和想法，在这里笔者和同行一起探讨关于“翻转课堂”的思考。
4.1 物理教师角色的转变
《新媒体联盟地平线报告：2014基础教育版》显示，近期趋势包括重塑教师角色，追求深度学习。学校教育将从“以教为中心”转变到“以学为中心”。对于教学过程来说，教师需成为学习主题及其过程的设计者、指导者与促进者。翻转课堂正是一个开放、交流、分析和探究实验的课堂，教师的角色不仅仅是教学意义上的组织者，同时是与学生互动的参与者，是学生交流探究的评价者。教师根据学生的情况，教学的要求选取合适的知识点制作微课，安排学生的学习任务，组织学生开展问题的探究，展示实验方案、分享实验结论；在线上教师参与学生在自主学习的辅导，在课堂教师参与分析学生提出的问题或方案设想，因此在这样的“翻转课堂”的教学模式里，教师的角色向组织者、指导者、参与者和评价者等方面转型。
从微课视频的制作来看，物理教师既是台前幕后的策划者，又是影视作品的摄影师和制片人。教师首先要进行策划，重新梳理知识点，制作微课视频；对于初中物理的要求，教师根据教学情况还应拍摄简易有趣的实验，所以物理教师是物理现象和物理实验的摄影师；同时微课视频的编辑和制作要求物理教师掌握视频的编辑技术，笔者在制作《认识压力的方向》微课视频里使用了画中画的编辑技术，在讲解压力作图时在屏幕的左下方同步播放相应的实验特写镜头，帮助学生正确认识压力的方向。课堂上教师既是导演，又是主持人。“翻转课堂”的教学模式下，课堂如何进行教学，教师安排教学任务，引导学生讨论交流学习情况，提出问题，引导学生互助寻找解决问题的方法，让学生展示自己的学习作品。如果说这样的教学模式中，学生是演员，则教师是导演；学生是主角，则教师是配角；学生是嘉宾，则教师是主持人。转变了角色，在实际教学中应用“翻转课堂”模式可以还给学生一个展示自我学习的舞台，教师又变成了观众，要为学生的表演点赞、喝彩和鼓掌，所以教师也就成了评价者。 4.2 物理教师备课的转变
“翻转课堂”的课前是学生在线自主学习，教师在备课时，要考虑的事项与传统教学有一定的区别，教师不仅要备学生的学习情况，还要考虑学生是否能完成课前的微课学习？教材如何处理？哪一部分内容安排在课前，哪些内容安排在课堂讨论？物理的探究实验如何安排？
课前预习环节，教师首先要做的是处理教材，以《压强》为例，课前预习的内容是学生通过微课学习认识压力的方向，面积单位的换算，并通过作业收集与压强有关的生活用品；课堂的重点在于探究影响压强的因素以及有关压强的学习。其次，教师需要制作微课和拍摄实验，微课《认识压力的方向》的教学目标认识压力的方向和学会关于压力的作图，拍摄的实验有用手向各个方向压气球，让学生观察压力的方向；微课还设计了水平塑料板被杯子压弯的实验和塑料板作为斜面被压弯的实验，让学生从观察到的形变情况认识压力的方向。教师需要对录制好的微课进行编辑，在《认识压力的方向》视频编辑中，输入辅助教学的文字，设计画中画辅助压力的作图等等，最后输出视频，转换视频的格式，上传到免费的微课慕课网，提供给学生进行课前在线学习。
课堂教学过程，教师需要收集学生课前在线学习的反馈，因此教师在备课时要编写导学案或相应的练习检查学习情况，设计学生交流学习经验环节，帮助提高在线学习的质量。“翻转课堂”的课堂教学中，教师需要从预习的情况进入实际教学，因此教师需要设计学生质疑提问环节或让设计相关的思维导图进入新课的学习，这也是与传统教学不一样的地方。传统教学是教师设计相关教学情境进入新课学习，“翻转课堂”的教学模式则是根据学生的在线学习情况，为了帮助解答学生的提问、质疑和存在问题而进行教与学。那么在备课的时候，教师需要备学生，学生会在什么问题有疑惑，预设一定的时间组织学生进行讨论问题并解决问题。在《压强》这一节课上，学生在学习面积单位的换算时存在一定的困难，学生对“压力”和“压强”有疑惑，所以在课堂教学中，教师组织学生交流关于单位换算的经验，引导学生分析“压力”是弹力的一种，是物体之间的作用；“压强”是压力的作用效果，是形变的程度。由此可以引出探究“压强”的实验，进而开展“压强”的教学。在第二部分教材内容的教学中，教师引用学生收集的生活用品，组织学生讨论出增大压强或减小压强的方法。
通过《压强》的“翻转课堂”的教学情况来看，教师在备课的时候，设计教学环节都与传统教学有了“翻转”的区别，传统模式里教师主导整个教学过程，设计教学情境，设计实验，讲授物理知识和举例应用物理；而在“翻转课堂”的教学要求里教师需要从整体考虑课前的学习和课堂的教学过程，根据学生的学习质疑和学习困难开展教学。在“翻转课堂”里，学生是整个课堂教学的主体，教学围绕学生的情况进行教学，学生在教师的引导下设计实验进行探究，分享归纳实验。这也就是“翻转课堂”热火的地方，值得教师探究应用的教学模式，“翻转课堂”教学模式是学生作学习的主体，对培养学生学习的主动性有极大的意义，同时能培养学生在信息时代利用有利资源进行自我学习的能力。教师在课堂上能设计更多的讨论分享环节，则可以培养学生更多的分享交流能力，提高知识的内化。
4.3 物理教师技术素养的提高
华中师范大学的张屹博士等在2013年度中央高校项目研究中提到，“重塑教师角色”是驱动学校应用教育技术的近期趋势。TPACK理论也提出将“技术知识（TK）”作为信息化教学环境下教师必备的专业之一。[2]教师具备的信息技术，多用于的多媒体环境和电子白板环境，教师通过信息技术优化课堂教学，教师掌握的信息技术能力已经比较强，使用多媒体和电子白板教学的频率很高。“翻转课堂”教学模式将推进教师的网络教学。教师的技术素养体现在“理解、使用、管理和评价技术的能力”[3]，利用教育资源平台进行交互学习，管理学生在线提问，建立在线学习的空间，进行线上和线下互动等等，这就要求在已有的教师素养中再增加信息技术素养。
4.4 学生学习方式的转变
《新媒体联盟地平线报告：2014基础教育版》指出，近期趋势包括重塑教师角色，追求深度学习。中期趋势为增加开放教育资源关注度和促进混合学习。教师不再是学生获得信息和知识的主要来源，其主要任务是培养学生具备终身学习所需要的习惯和规则。学生获取知识的渠道不仅仅是从教师和教材上获取，还能通过网络平台获取自己感兴趣的知识，甚至是对学习有帮助的知识，可以和同龄人在网络上交流讨论知识，也可以和领域的专家探讨，可以获得不同区域的爱好者的帮助，这将形成终身学习的一种习惯。在“翻转课堂”里，学生是个性化学习的主体，利用线上线下的交互、自主探究等多样化的学习方式，加深对知识的理解、分析与应用，学生的学习已经由传统的浅层学习转向深度学习。这一代学生是在互联网环境中长大的，他们对新的学习方式更容易接受，教师要做的就是相信学生，开放课堂，帮助他们从不同的渠道进行学习，培养他们具有终身学习的习惯。
5 困难与措施
在设计《压强》这一节翻转课的过程中，遇到的问题是：教材的处理。教师可以根据自己的设想进行教学设计，设计过程要符合学生的认知规律原则，课前微课学习应该是思维强度小，难度较小的教学内容；翻转课的设计要符合物理的教学要求，符合物理实验探究要求，杜绝将教学搬移至课前而把课堂变成练习或进行题海战术的复习课。在设计《压强》翻转课时，物理实验应该如何安排？如果微课已经把教材上的实验演示一遍，那么学生只能看实验？课堂讨论实验？这显然不符合物理的教学要求，也不符合深度学习的原则，因此杜绝将物理实验变成实验视频的播放，物理离不开实验，学生更是探究实验的主体，实验的设计、动手操作、合作交流对学生来说尤为重要，实验观察、分析、归纳与分享是学生探究实验的主要环节，所以在设计翻转课的时候不能违背物理实验探究的学习原则。
在线学习要求学生具有一定的主动性，初中的学生对网络学习的兴趣远远低于网络娱乐的影响，在线学习的监管平台还不能配合实际教学的需要；同时，学生家庭的环境也是对在线学习模式有一定的影响，有的学生无法进行在线学习，有的家庭对与在线学习模式的不认可，对于这样的情况，笔者是将微课拷贝到教室的多媒体供这样的学生做好课前学习。有的学生学习习惯没能形成，则是利用在线学习机会简单应付学习，却花大量的时间放在娱乐游戏上，本末倒置。所以在《压强》翻转课上，从学生的微课预习效果反馈发现，有的学生没能完成在线学习，有的学习不够认真，有的没有自觉完成相应的作业等等。教师需要帮助学生形成良好的学习习惯，需要加强家校联系，需要设计导学案帮助学生在线学习，并在课堂上对在线学习进行检查和学习交流，认可学生的学习，树立在线学习的榜样。
6 结束语
信息时代，给教育界的冲击是巨大的，“翻转课堂”将是未来二十年的课堂教学模式最重要的发展趋势和潮流，翻转课将是以后的教学常态，随着教师使用信息技术优化课堂教学能力越来越强，教师教学的重点则是引导学生学习，转变学生的学习方式；教师策划利于网络学习和深度学习的“翻转课堂”，设计分层教育的学习环境，因材施教，培养学生自主学习能力，发展学生的发散思维能力，培养更加符合时代发展的人才，培养会学习的创新的人才。
