翻轉課堂初體驗：最酷的科學實驗課

我想告訴你，有這樣一個課堂，這裡的初中生學習科學的方式不是習題考點教科書，而是動手編程實現飛行器的自平衡、nn用探空氣球把三萬米高空的景象記錄下來。是的，即使是在中國，也可以這麼酷。

今天有幸來到了清華附中的創客課堂，參加科學實驗課的是初二的中學生。課程的前十分鐘，胡天碩老師拿出了一個炫酷的飛行器，學生們圍過來，好奇地觀察著飛行器是如何在手指上實現了自平衡的，並討論著飛行器的物理模型。n

然後老師布置了一個有挑戰的任務，nn老師在自己的伺服器上構建了一個一維的倒立擺模型，學生需要與老師的電腦雙向通訊，用自平衡模型讓這個倒立擺平衡。其中涉及到的PID理論知識，是自動化系學生在大三的課程里才會學習到的，對於初二學生顯然有難度。學生們被分為幾組，協作完成任務。其中一個小組簡單討論之後就決定用 Python 實現這個模型，更讓我驚訝的是他們遇到問題時並沒有舉手問老師，而是嫻熟的開始在網路上搜索，並迅速找到答案。n

驚人的除了初中生的主動學習能力，還有團隊協作能力。一人問道「nnPython如何安裝第三方庫」，旁邊就有人開始讀代碼。一個個難題迎刃而解，屏幕上開始滾動一串串漂亮的數字。n

老師反覆向我強調，「我不講課。我只是給他們一個有挑戰的目標，然後放手讓他們去自學去挑戰」。確實，這裡的學生不再是模仿者，而是探索者。最聰明的學生不滿足於直接被老師告知答案，而是自己探索問題的解答。

清華附中這個基於項目學習的翻轉課堂已經實行了兩期。並沒有像其他翻轉課堂那樣急於去錄微課，而是把更多精力投入在設計課上的學習任務。迫使學生不得不去自主學習。老師會使用Teambition協作平台分享學習資料和布置任務，而學生也會即時反饋項目進展、使用Github發布代碼、自己搭建wiki記錄實驗的過程。

回想一下普通的物理課，課上老師手把手教學生知識和解題技巧，nn學生需要不斷練習自己的解題能力，最後所有學生都計算出了正確的相同的結果。而在翻轉課堂，老師並不告訴學生什麼是對的，甚至實踐項目並沒有唯一正確的答案，老師像設計遊戲關卡一樣給出一個有挑戰的目標，激發學生的興趣和潛力，讓學生通過主動學習和解決問題去達到目標，讓學生享受領悟的喜悅。

翻轉課堂和MOOC這類被設計好的系統課程相比，更是不同。從布魯姆提出的認知過程維度來看，MOOC和大多數課程的設計是按部就班的，從通過老師的講授記憶知識、到理解知識、從應用往後的步驟大多是在習題裡面了。這樣的學習過程是成體系的、完整的、線性的從頭學到尾。但不能忽視的是，還有一種學習方法是在應用層面學東西，可能一上來就是創造層面的動手做，遇到不懂的地方就去查去問，查的多了自然就理解了記住了。這樣的學習方式可能不如第一種來的知識完整，但是掌握程度明顯更深。

但是，這次翻轉課堂也暴露了一些問題，雖然主動參與的學生興趣濃厚，但由於不同學生水平不同，不能保證所有人的參與程度，對學生的知識掌握程度和課堂的組織管理要求較高。目前看來，可以通過督促學生課前充分預習、加強課堂的組織管理、細化每個人的分工讓每個人都是團隊不可缺失的一環等等方法來解決。但是追究問題產生的原因，是不是因為傳統課堂是為了照顧了大部分學員的最低能力，而翻轉課堂高難度的目標激發了少數學生的最高能力、卻不能顧及剩餘學生呢？暫時無解。

總結一下，普通課堂和翻轉課堂的區別。

而教學形式是為了教育本身服務的，教育的目的是什麼呢？我認同約翰.杜威的觀點，「教育的目的是自然發展和社會效率」。更詳細的說，自然發展是讓人與生俱來的能力和傾向得以適當發展，社會效率大概是讓能力適應社會分工、讓心智適應社會群體。讓人在受教育的過程中成為他想成為的人，並不是一件容易的事情。我想在這個過程中，有一些能力是基礎而通用的。比如：主動學習能力、了解事物的原理、時間管理能力、獨立思考能力等等。在傳統教育中，這部分基本上是缺失的，一些人可以幸運的通過自學習得，而另一些人多年來形成了固有的思維方式和生活方式：排斥學習、浮於表面、消遣時間、盲從於人，實在是很遺憾的一件事。 幸好，還有機會改變能改變的。

最後，召喚講師和志願者，一起來參與這件酷的事情，講師需要掌握Arduino操作、了解物理，感興趣可私信~

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延伸閱讀：翻轉課堂實踐者 @胡天碩 老師的博客：胡天碩的點點滴滴

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