翻转课堂理念及《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》的教学设计

向娟

摘 要：翻转课堂是随着信息技术的发展和教学理念的更新而新兴的一种教学模式，实现了知识的传授和知识内化过程的翻转，其本质是课堂教学中学生主体性的回归。本文把翻转课堂教学模式应用于《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》一节的教学设计中，具体介绍了基于翻转课堂理念的教学设计步骤及环节。

关键词：翻转课堂；涡流、电磁阻尼和电磁驱动；教学设计

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2015）4-0028-3

翻转课堂（Flipped classroom）也叫翻转教学（Flipped teaching），就是在信息化环境中，课程教师提供以教学视频为主要形式的学习资源，学生在上课前完成对教学视频等学习资源的观看和学习，师生在课堂上一起完成作业答疑、协作探究和互动交流等活动的一种新型的教学模式。其核心思想是：把知识传授的过程放在课下，学生在上课前完成对课程内容的自主学习；把知识内化的过程放在课上，课堂的大部分时间用于学生的作业答疑、小组的协作探究以及师生之间的深入交流等[1]，其本质是课堂教学中学生主体性的回归。

翻转课堂起源于美国科罗拉多州落基山的林地公园高中。2007年，该校教师乔纳森·伯尔曼（Jon Bergmann）和亚伦·萨姆斯（Aaron Sams）开始使用录屏软件录制演示文稿的播放和授课录音，并将视频上传到互联网，以此帮助缺席的学生补课。后来，这两位老师让学生在家看教学视频，在课堂上完成作业，并对学习中遇到困难的学生进行解答。这种翻转课堂的方式大受学生的欢迎，并得到了积极的推广。[2]到2011年，萨尔曼·可汗（SalmanKhan）在 TED 大会上将翻转课堂（the Flipped Classroom） 介绍给全世界，引起了广大教育工作者的关注。翻转课堂开始为众多教师熟知，并成为全球教育界关注的教学模式。[3]目前，已经有越来越多的学校将翻转课堂应用到教学实践，并取得了良好的教学效果。

本文应用翻转课堂的教学模式，设计《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》一节教学，以期与广大一线教师共同探讨。

1 教学内容分析

1.1 教材分析

《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》是高中物理选修“3-2”教材中第四章电磁感应中的最后一节。内容主要涉及块状金属导体中的电磁感应现象——涡流，它是一种特殊的电磁感应现象，与日常生产、生活有密切的联系，在实际生活中有许多应用。教材内容主要学习涡流及其成因，涡流的防止及应用，电磁阻尼和电磁驱动等。通过本节的学习，学生不仅可以学到一些实际有用的知识，还可以了解利用物理知识解决实际问题的重要性。

1.2 学情分析

学生已经学习了电磁感应的相关规律，学会了对电场感应现象进行分析，只是头脑中没有涡流这个概念，也没有意识到涡流现象。教学中应侧重对涡流现象的解释以及分析。另外本节与生产生活联系紧密，应注重实例分析和实验演示，培养学生观察实验、理论推导等逻辑思维能力，体现物理与社会生活的联系。

2 教学目标

知道涡流的概念；知道涡流对我们有不利和有利的两方面，以及如何防止和利用；知道电磁阻尼和电磁驱动。

1）通过理想单匝线圈的电磁感应现象过渡到实际生活中的块状金属导体，从而加深学生对涡流概念的理解。

2）涡流是一种特殊的电磁感应现象，同样服从电磁感应的一般规律。从涡流的利用和防止两个方面进行讨论，使人印象深刻，培养学生客观、全面认识事物的科学态度。

3）通过对电磁阻尼和电磁驱动的实验演示，让学生亲眼观察这两种现象，并探究、分析概括出物理规律；使学生在获取知识的过程中，领会物理学的研究方法，同时得到科学思维方法的训练以及协助精神、探究精神等情感态度价值观的教育。

3 教学重点、难点

重点：

涡流的概念，涡流的利用及防止，电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。

难点：

电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。

4 教学资源

1）教师：教材，Ipad 、PPT课件，微视频、课前练习、课堂作业、拓展资料、电磁炉，电磁阻尼演示装置（空心铝管、永磁铁、铝块），电磁驱动演示装置（U形磁铁、能绕轴转动的铝框）。

2）学生：教材，Ipad。

5 教学流程设计

5.1 教学设计思路

本文应用翻转课堂的教学理念，让学生在课前通过“微视频”“课前练习”“教材”及查阅相关资料进行预习和自学，理解并掌握相关知识。课中进行协作探究、讨论交流及作业答疑，实现知识的内化。

5.2 教学进程

5.2.1 课前

教师：

1）制作微视频，视频的具体内容有：①根据单匝线圈中产生感应电流的现象，结合数学上“线构成面”的知识，将块状金属导体看作若干个线圈构成，从而形成涡旋状的感应电流，建立涡流的概念。②由电流的热效应介绍涡流的热效应及其在生活中的应用，以学生熟悉的家用电器电磁炉为例进行原理分析。③由电流的磁效应介绍涡流在探测方面的应用，以安检门为例进行原理分析。④由处于磁场中的感应电流受安培力的角度考虑涡流的机械效应，对电磁阻尼和电磁驱动现象进行分析。

2）让学生预习教材及查阅相关资料，收集涡流在生产生活中的应用及原理，危害及防止等方面的资料，便于进行课堂交流。

3）制作学生课前练习（理解性的基础训练）并收集相关的拓展资料。

4）将制作的微视频、课前练习和拓展资料发布到网络平台。

5）在网络平台进行师生交流，及时回答学生提出的问题，对学生提出的一些共性问题进行简单的统计，便于针对性的进行课堂教学设计，实现重难点的突破。

学生：

1）学生自学教师上传的微视频、拓展资料、预习教材及查阅相关的资料对相关内容进行自主学习。

2）学生在网络平台发布自己在自学过程中的疑难与困惑，并进行生生交流和师生交流。

3）完成教师设计的课前练习。

【设计意图】

1）学生通过微视频、教材及拓展资料等进行自主学习，不仅培养学生的自学能力，信息技术能力，同时也为“高效化”课堂节省时间。

2）学生通过师生交流和生生交流进行协作学习，以便于顺利完成课前学习任务。

3）学生通过课前练习，来确定是否理解课程中的相关概念、规律等。

4）教师通过网络平台的师生交流和生生交流了解学生遇到的疑问和困难，进行指导和帮助。并对学生提出的一些问题进行梳理，便于进行针对性的课堂教学。

5.2.2 课中

5.2.2.1 学生自学情况反馈

教师：通过系统平台的自动统计，检查学生课前练习的完成情况，了解学生练习正确的人数和错误的人数及哪些同学做错，教师进行反馈及答疑。通过学生课前的学情反馈及统计，对于共性问题进行全班讲解，个性问题进行个别交流。

学生：学生对照教师的答疑及讲解，检查自己课前学习的情况。

【设计意图】

1）教师通过答疑及讲解，对学生进行针对性的指导和帮助。

2）通过教师的反馈，学生结合课前自己的学习情况进行查漏补缺，强化巩固。

5.2.2.2 分组讨论

教师：将学生分组（四到六人一组）。讨论涡流在生产生活中有哪些应用，并进行原理分析，涡流对我们有哪些危害，如何进行防止。

学生：根据之前的自主学习及收集的相关资料进行交流讨论。

讨论结束后，教师对讨论过程进行梳理与总结，加深学生对问题的理解。

【设计意图】

1）通过讨论交流，提高学生的课堂参与度，让学生知道涡流对我们不只有利，还会产生危害，并提出解决方案，培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题和利用物理知识分析解决实际问题的意识。

2）让学生将物理理论知识和生活实际结合起来，培养学生“从生活中学习物理，让物理回归生活”的理念。

5.2.2.3 协作探究

实验演示1：电磁阻尼

教师：将一根空心铝管竖直放置、把一枚磁性很强的小圆柱形永磁体从铝管上端放入管口，再换用铝块从铝管上端放入管口。引导学生观察两次放入铝管的物体下落速度有什么不同。

学生：观察现象，分组探究并分析解释实验现象。

学生通过探究，进行成果交流，教师进行总结、补充及完善，通过师生共同活动，使学生进一步加深对电磁阻尼原理的理解。

【实验原理】

当磁铁从铝管中下落时，铝管产生感应电流，这个感应电流会产生磁场，使磁铁受到向上的安培力，阻碍其向下运动，因此磁铁下落得比较慢。而当铝块下落时，铝管不会产生感应电流，进而铝块就不会受到阻碍其向下运动的安培力，因此铝块下落得比较快。

实验演示2：电磁驱动

教师：演示教材上演示栏目的实验。引导学生观察当磁铁转动时铝框的转动情况。

学生：观察现象，分组探究并分析解释实验现象。

学生通过探究，进行成果交流，教师进行总结、补充及完善，通过师生共同活动，深化学生对电磁驱动原理的理解。

【实验原理】

当蹄形磁铁转动时，通过铝框的磁通量发生变化而产生感应电流，感应电流所受的安培力阻碍磁通量的变化使铝框随蹄形磁铁转动。

教师：交流感应电动机就是应用电磁驱动的原理工作的，简要介绍交流感应电动机的工作过程。

【设计意图】

1）通过实验演示，激发学生的兴趣，使学生亲身体会、感受。

2）通过小组协作探究，加深对电磁阻尼和电磁驱动的理解，并培养学生的团队协作精神。

5.2.2.4 作业训练

教师：在网络平台发布“课堂作业”，对本次课程的知识点进行检测。学生当堂完成并提交，教师利用系统平台检查学生的完成情况和正确率，进行作业答疑。

学生：通过网络平台完成“课堂作业”，并认真听教师的答疑，找出自己没有理解的地方。

【设计意图】

进一步加深学生对知识的理解，培养学生的应用能力，通过课堂作业及时对学生的学习情况进行反馈评价。

参考文献：

[1]钟晓流，宋述强，焦丽珍.信息化环境中基于翻转课堂理念的教学设计研究[J].开放教育研究，2013，（2）：58.

[2]张金磊，王颖，张宝辉.翻转课堂教学模式研究[J].远程教育杂志，2012，（4）：46.

[3]杨刚，杨文正，陈立.十大“翻转课堂”精彩案例[J].中小学信息技术教育，2012，（8）：11.

（栏目编辑 李富强）