融入超星學(xué)習(xí)通的同伴教學(xué)法在大學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用

摘? 要 隨著時(shí)代的發(fā)展和高校教學(xué)改革的不斷推進(jìn)，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)不適應(yīng)時(shí)代的進(jìn)步。分析應(yīng)用型本科院校大學(xué)物理教學(xué)面臨的問題，基于超星學(xué)習(xí)通這一移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)，探討同伴教學(xué)法在大學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 大學(xué)物理教學(xué);同伴教學(xué)法;超星學(xué)習(xí)通;教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2021）18-0103-03

Application of Peer Instruction in College Physics Teaching based on Superstar Learning APP//LI Dan

Abstract With the development of the times and the continuous advancement of teaching reform in colleges and universities， the traditional teaching mode has not adapted to the progress of the times. This paper analyses the problems of college physics teaching in application-oriented universities， based on the mobile learning platform of Superstar Learning APP， discusses the application of the peer instruction in college physics course.

Key words college physics teaching; peer instruction; superstar lear-

ning APP; teaching reform

1? 應(yīng)用技術(shù)型本科院校大學(xué)物理教學(xué)中的困局

大學(xué)物理是理工科院校的一門基礎(chǔ)必修課，目前在多數(shù)院校還處于粗放式教育階段[1]，授課學(xué)時(shí)有限，仍采用傳統(tǒng)教學(xué)模式[2]。大學(xué)物理一般采用的是大班教學(xué)，如吉林建筑科技學(xué)院大學(xué)物理的教學(xué)班學(xué)生數(shù)目一般在70～90人，一般在大一下學(xué)期或大二上學(xué)期開設(shè)。在教學(xué)內(nèi)容上，基本集中于經(jīng)典物理的內(nèi)容，概念抽象、理論性較強(qiáng)，對(duì)高等數(shù)學(xué)中的矢量和微積分應(yīng)用較多，對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和科學(xué)素養(yǎng)要求較高。大學(xué)物理課程設(shè)置的目的是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，提升科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生分析與解決問題的能力、動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，幫助學(xué)生在今后的專業(yè)學(xué)習(xí)中在研究具體問題時(shí)能夠合理地運(yùn)用簡化、抽象、理想化、取極限、做合理的近似、歸納等思維與方法，以及用數(shù)學(xué)將定義內(nèi)涵合理地表達(dá)和描述等。但就教學(xué)現(xiàn)狀而言，學(xué)生在學(xué)習(xí)中更多地集中于公式的記憶、做習(xí)題和應(yīng)付考試，這是有違課程設(shè)置初衷的。

對(duì)于大部分學(xué)生來說，在學(xué)習(xí)物理時(shí)更多的是機(jī)械記憶教師推導(dǎo)后得出的公式、定理和結(jié)論，很少能深入理解這些公式、定理和結(jié)論背后的物理內(nèi)涵與邏輯思維。一旦獲得公式、定理及結(jié)論，學(xué)生就陷入拒絕思考的狀態(tài)，而在處理實(shí)際問題時(shí)僅僅靠這些是不行的。物理問題的處理，首先要深刻理解公式定理的內(nèi)涵和適用條件，然后針對(duì)問題具體分析，簡化抽象出物理模型，針對(duì)模型應(yīng)用合適的物理公式和處理方法，最終給出解決問題的具體方法。物理問題并不是千篇一律的，公式定理都要依據(jù)使用條件和問題選擇，之后處理過程中還要考慮數(shù)據(jù)計(jì)算、近似等的合理性，這就對(duì)學(xué)生的思維能力、分析能力提出較高的要求。

教師通過平時(shí)測(cè)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，針對(duì)某一問題，即使是在課堂上處理過類似習(xí)題，有的學(xué)生面對(duì)這一問題時(shí)也完全不知道公式如何運(yùn)用。在大學(xué)物理教學(xué)中，這一現(xiàn)象屢屢出現(xiàn)，學(xué)生可能會(huì)通過課上學(xué)習(xí)得到公式、定理和結(jié)論，卻沒有因?yàn)槲锢碇R(shí)的學(xué)習(xí)而獲得發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。筆者認(rèn)為，教師在課堂上傳授給學(xué)生的不應(yīng)該僅僅是最終的推導(dǎo)結(jié)果，而應(yīng)該是對(duì)概念性問題的深入理解以及發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。要實(shí)現(xiàn)以上目的，僅憑傳統(tǒng)的講授式教學(xué)是不能夠很好地完成的。

2? 何謂同伴教學(xué)法[3]

同伴教學(xué)法是美國哈佛法學(xué)教授埃里克·馬祖爾開發(fā)的一種交互式教學(xué)方式。在這種方式下，學(xué)生可以更好地學(xué)習(xí)物理學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，理解物理學(xué)的相關(guān)概念。這種教學(xué)方法主要針對(duì)物理教學(xué)中的概念教學(xué)，使用專門設(shè)計(jì)的用于揭示學(xué)生概念錯(cuò)誤和引導(dǎo)學(xué)生深入探究概念含義的概念測(cè)試題。在課堂教學(xué)中使用這些題目，給學(xué)生時(shí)間先做出個(gè)人答案，然后讓學(xué)生利用計(jì)算機(jī)應(yīng)答交互系統(tǒng)將作答結(jié)果傳遞給教師。教師根據(jù)學(xué)生作答情況，讓學(xué)生與同伴對(duì)題目內(nèi)容進(jìn)行討論，利用這一環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生參與教學(xué)，激發(fā)學(xué)生對(duì)概念問題的討論和爭辯，在討論和爭辯中加強(qiáng)對(duì)概念的認(rèn)識(shí)和深入理解。經(jīng)討論后，學(xué)生再次做出個(gè)人答案，教師基于學(xué)生的答題正確率確定授課節(jié)奏和步驟，進(jìn)一步組織課堂教學(xué)。這種方式的課堂教學(xué)可以在課堂上營造師生互動(dòng)、生生互動(dòng)和引導(dǎo)學(xué)生探究的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生通過合作學(xué)習(xí)獲得新知識(shí)、產(chǎn)生新思想、激發(fā)新思維，提高創(chuàng)新能力。

3? 融入超星學(xué)習(xí)通的同伴教學(xué)法教學(xué)實(shí)證

超星學(xué)習(xí)通是基于“學(xué)習(xí)是一種信仰”的理念，面向智能手機(jī)、平板電腦和移動(dòng)終端的移動(dòng)學(xué)習(xí)專業(yè)平臺(tái)。學(xué)習(xí)通在教學(xué)中的主要功能模塊包括通知發(fā)布、在線考勤、課堂互動(dòng)（投票、搶答、選人、討論、隨堂練習(xí)、問卷、評(píng)分和分組任務(wù)等）、作業(yè)發(fā)布與批改、統(tǒng)計(jì)、上傳教學(xué)資源（教案、資料等）以及考試系統(tǒng)等。以往的同伴教學(xué)法實(shí)施過程中需要教師向?qū)W生分發(fā)選擇器，在電腦中植入答題收集和分析系統(tǒng)，這就需要專用的教室或者教師隨時(shí)手提電腦和選擇器，限制了同伴教學(xué)法的應(yīng)用。吉林建筑科技學(xué)院在2014年進(jìn)購這樣的設(shè)備，但由于使用復(fù)雜、缺乏便攜性、大規(guī)模應(yīng)用費(fèi)用較高的原因，在應(yīng)用上受到很多限制。近年來，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，超星學(xué)習(xí)通的課堂互動(dòng)這一板塊就完全可以滿足同伴教學(xué)法的要求，為同伴教學(xué)法的實(shí)施提供了更為方便有利的條件。

2020年秋季學(xué)期，筆者選取2019級(jí)測(cè)繪專業(yè)（兩個(gè)班級(jí)共74人）作為實(shí)驗(yàn)班，選取2019級(jí)地空專業(yè)（73人）作為對(duì)照班，以大學(xué)物理教學(xué)中的靜電場(chǎng)章節(jié)為例，通過超星學(xué)習(xí)通融入同伴教學(xué)法中，利用現(xiàn)代信息技術(shù)，建立起教師主導(dǎo)、師生互動(dòng)、生生互動(dòng)的課堂教學(xué)模式。針對(duì)融入超星學(xué)習(xí)通的課堂概念測(cè)試題的操作為：利用學(xué)習(xí)通的投票功能，結(jié)合授課PPT中的概念測(cè)試題，向?qū)W生發(fā)起投票，一個(gè)概念測(cè)試題在實(shí)驗(yàn)班發(fā)起兩次投票，第一次不允許學(xué)生討論，根據(jù)第一次的作答情況，決定第二次投票是否發(fā)起、是否有必要討論，以及規(guī)定討論時(shí)間長短[4]。

為了直觀體現(xiàn)同伴教學(xué)法在概念教學(xué)中的作用，筆者針對(duì)其中的電場(chǎng)強(qiáng)度通量這一概念在實(shí)驗(yàn)班和對(duì)照班進(jìn)行同步教學(xué)，在實(shí)驗(yàn)班采用同伴教學(xué)法，在對(duì)照班采用傳統(tǒng)的多媒體講授法，以此來介紹同伴教學(xué)法的具體實(shí)施過程，對(duì)比分析學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

為了合理利用課上時(shí)間，要求學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)。在實(shí)驗(yàn)班利用學(xué)習(xí)通發(fā)放預(yù)習(xí)資料，列舉出需要掌握的知識(shí)點(diǎn)和概念，要求學(xué)生自學(xué)相關(guān)內(nèi)容。學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí)，避免走馬觀花、入眼不入心式的敷衍。在正式授課時(shí)，筆者對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度通量這一概念進(jìn)行介紹，給出物理含義，針對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度通量這一概念發(fā)布概念測(cè)試題，題目為選擇題，題目詳情如下：

關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度通量，以下說法正確的是（ ）

A.取決于電場(chǎng)強(qiáng)度大小

B.取決于曲面面積大小

C.取決于穿過曲面的電場(chǎng)線數(shù)目

D.取決于電場(chǎng)線的疏密程度

C選項(xiàng)為正確選項(xiàng)。學(xué)生第一次答題后提交的結(jié)果如圖1-a所示，可以看出，學(xué)生的選擇結(jié)果分布為正確答案C的占比45.2%，其他三個(gè)答案占比相對(duì)差別不大。結(jié)果分布體現(xiàn)了在概念學(xué)習(xí)過程中，大部分學(xué)生并沒有真正地理解電場(chǎng)強(qiáng)度通量這一概念。

針對(duì)這一情況，筆者對(duì)此概念要求學(xué)生進(jìn)行小組討論，小組劃分以學(xué)生座位為標(biāo)準(zhǔn)，每六人為一組，討論時(shí)間為五分鐘。筆者走下講臺(tái)，聽取學(xué)生討論情況。討論結(jié)束后，筆者針對(duì)同一問題再次發(fā)起投票，收集學(xué)生答題情況，其結(jié)果如圖1-b所示。答題結(jié)果顯示，超過80%的學(xué)生能在討論后對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度通量這一概念進(jìn)行更加深入的理解和掌握。

為了更好地對(duì)比同伴教學(xué)法與傳統(tǒng)講授式課堂在概念教學(xué)上的差別和優(yōu)劣，筆者在對(duì)照班針對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度通量這一概念采用傳統(tǒng)的講授法進(jìn)行教學(xué)，并在概念和知識(shí)點(diǎn)講解完成后，利用相同的概念測(cè)試題進(jìn)行測(cè)試，其結(jié)果如圖1-c所示。在本部分教學(xué)內(nèi)容結(jié)束后，選擇正確答案的學(xué)生占比59.4%，雖高于實(shí)驗(yàn)班的第一次投票結(jié)果，但是遠(yuǎn)低于實(shí)驗(yàn)班的第二次投票結(jié)果，即：在針對(duì)本概念的教學(xué)環(huán)節(jié)終止后，對(duì)照班學(xué)生對(duì)概念的理解程度遠(yuǎn)不及實(shí)驗(yàn)班學(xué)生對(duì)概念的理解程度。

為了體現(xiàn)教學(xué)效果的綜合性、直觀性，在靜電場(chǎng)教學(xué)結(jié)束后，筆者在實(shí)驗(yàn)班和對(duì)照班進(jìn)行單元檢測(cè)，題型主要為選擇題、填空題和應(yīng)用題，成績分布情況如表1所示。通過對(duì)表1結(jié)果進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)班成績明顯好于對(duì)照班，優(yōu)秀率達(dá)到20%以上?？梢?，融入學(xué)習(xí)通的同伴教學(xué)法有利于學(xué)生學(xué)習(xí)和提高成績，在大學(xué)物理教學(xué)中收到積極的效果。

同伴教學(xué)法在課堂上能夠讓學(xué)生在概念學(xué)習(xí)及思考方面變得更加積極，雖然這一過程可能會(huì)較傳統(tǒng)教學(xué)占用更多的時(shí)間，但是學(xué)生的概念掌握程度屬于比較高的水平。除此之外，筆者在教學(xué)過程中明顯感覺到，采用同伴教學(xué)法的實(shí)驗(yàn)班，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)的積極性、參與度都保持較高水平，課堂氣氛較活躍;而且通過觀察學(xué)生的交流和討論過程，能夠更加深入地認(rèn)識(shí)到學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)知方式方法和思維走向，在今后的教學(xué)中可以給予積極的引導(dǎo)或糾正，這一點(diǎn)是傳統(tǒng)的單一講授式教學(xué)無法實(shí)現(xiàn)的。

4? 總結(jié)

在大學(xué)物理課堂中運(yùn)用融入超星學(xué)習(xí)通的同伴教學(xué)法，能夠?qū)崿F(xiàn)在大班教學(xué)中的師生互動(dòng)和學(xué)生之間的探討交流。同伴教學(xué)法在概念教學(xué)上能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提升學(xué)生學(xué)習(xí)物理概念的積極性和課堂參與程度，學(xué)習(xí)的過程是發(fā)現(xiàn)、了解、判斷、交流、否定、肯定、最終確定的過程，在這個(gè)過程中能夠逐步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、理解能力、推理能力和較高水平的思辨能力，使學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程中實(shí)現(xiàn)思維方式和深度思考能力的進(jìn)一步鍛煉。這些能力的培養(yǎng)和提升才是大學(xué)物理課程設(shè)置的目的，這些能力也必將在學(xué)生今后學(xué)習(xí)專業(yè)課和解決各種問題的過程中發(fā)揮積極作用。

筆者只是以一個(gè)概念的教學(xué)過程給大家呈現(xiàn)了同伴教學(xué)法的實(shí)施過程和成效，在實(shí)際的教學(xué)中，整堂課的教學(xué)設(shè)計(jì)和組織實(shí)施、概念測(cè)試題的編寫等還要在不斷的探索中得到提高，教學(xué)實(shí)踐要在不斷地摸索和總結(jié)中取得成效。筆者相信，融入學(xué)習(xí)通的同伴教學(xué)法，在提高學(xué)生的邏輯推理能力、思辨能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力方面是積極可行的，是值得探索的。除此之外，不僅在大學(xué)物理課程教學(xué)上，而且在其他課程針對(duì)概念教學(xué)和需要學(xué)生深入理解內(nèi)涵的知識(shí)點(diǎn)上，一些教育工作者也在不斷探索同伴教學(xué)法的應(yīng)用和普及[4-6]?！?/p>

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