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翻转课堂初体验:最酷的科学实验课

我想告诉你,有这样一个课堂,这里的初中生学习科学的方式不是习题考点教科书,而是动手编程实现飞行器的自平衡、 用探空气球把三万米高空的景象记录下来。是的,即使是在中国,也可以这么酷。

今天有幸来到了清华附中的创客课堂,参加科学实验课的是初二的中学生。课程的前十分钟,胡天硕老师拿出了一个炫酷的飞行器,学生们围过来,好奇地观察着飞行器是如何在手指上实现了自平衡的,并讨论着飞行器的物理模型。

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然后老师布置了一个有挑战的任务, 老师在自己的服务器上构建了一个一维的倒立摆模型,学生需要与老师的电脑双向通讯,用自平衡模型让这个倒立摆平衡。其中涉及到的PID理论知识,是自动化系学生在大三的课程里才会学习到的,对于初二学生显然有难度。学生们被分为几组,协作完成任务。其中一个小组简单讨论之后就决定用 Python 实现这个模型,更让我惊讶的是他们遇到问题时并没有举手问老师,而是娴熟的开始在网络上搜索,并迅速找到答案。

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惊人的除了初中生的主动学习能力,还有团队协作能力。一人问道「 Python如何安装第三方库」,旁边就有人开始读代码。一个个难题迎刃而解,屏幕上开始滚动一串串漂亮的数字。

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老师反复向我强调,「我不讲课。我只是给他们一个有挑战的目标,然后放手让他们去自学去挑战」。确实,这里的学生不再是模仿者,而是探索者。最聪明的学生不满足于直接被老师告知答案,而是自己探索问题的解答。
清华附中这个基于项目学习的翻转课堂已经实行了两期。并没有像其他翻转课堂那样急于去录微课,而是把更多精力投入在设计课上的学习任务。迫使学生不得不去自主学习。老师会使用Teambition协作平台分享学习资料和布置任务,而学生也会即时反馈项目进展、使用Github发布代码、自己搭建wiki记录实验的过程。

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回想一下普通的物理课,课上老师手把手教学生知识和解题技巧, 学生需要不断练习自己的解题能力,最后所有学生都计算出了正确的相同的结果。而在翻转课堂,老师并不告诉学生什么是对的,甚至实践项目并没有唯一正确的答案,老师像设计游戏关卡一样给出一个有挑战的目标,激发学生的兴趣和潜力,让学生通过主动学习和解决问题去达到目标,让学生享受领悟的喜悦。

翻转课堂和MOOC这类被设计好的系统课程相比,更是不同。从布鲁姆提出的认知过程维度来看,MOOC和大多数课程的设计是按部就班的,从通过老师的讲授记忆知识、到理解知识、从应用往后的步骤大多是在习题里面了。这样的学习过程是成体系的、完整的、线性的从头学到尾。但不能忽视的是,还有一种学习方法是在应用层面学东西,可能一上来就是创造层面的动手做,遇到不懂的地方就去查去问,查的多了自然就理解了记住了。这样的学习方式可能不如第一种来的知识完整,但是掌握程度明显更深。

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但是,这次翻转课堂也暴露了一些问题,虽然主动参与的学生兴趣浓厚,但由于不同学生水平不同,不能保证所有人的参与程度,对学生的知识掌握程度和课堂的组织管理要求较高。目前看来,可以通过督促学生课前充分预习、加强课堂的组织管理、细化每个人的分工让每个人都是团队不可缺失的一环等等方法来解决。但是追究问题产生的原因,是不是因为传统课堂是为了照顾了大部分学员的最低能力,而翻转课堂高难度的目标激发了少数学生的最高能力、却不能顾及剩余学生呢?暂时无解。

总结一下,普通课堂和翻转课堂的区别。

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而教学形式是为了教育本身服务的,教育的目的是什么呢?我认同约翰.杜威的观点,「教育的目的是自然发展和社会效率」。更详细的说,自然发展是让人与生俱来的能力和倾向得以适当发展,社会效率大概是让能力适应社会分工、让心智适应社会群体。让人在受教育的过程中成为他想成为的人,并不是一件容易的事情。我想在这个过程中,有一些能力是基础而通用的。比如:主动学习能力、了解事物的原理、时间管理能力、独立思考能力等等。在传统教育中,这部分基本上是缺失的,一些人可以幸运的通过自学习得,而另一些人多年来形成了固有的思维方式和生活方式:排斥学习、浮于表面、消遣时间、盲从于人,实在是很遗憾的一件事。 幸好,还有机会改变能改变的。

最后,召唤讲师和志愿者,一起来参与这件酷的事情,讲师需要掌握Arduino操作、了解物理,感兴趣可留言~

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延伸阅读:翻转课堂实践者胡天硕 老师的博客:胡天硕的点点滴滴

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