同伴教學(xué)法在中學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用

同伴教學(xué)法在中學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用

董 霞張 雄

(云南師范大學(xué)物理與電子信息學(xué)院云南 昆明650500)

摘 要：Peer-Instruction，譯為同伴教學(xué)法，是哈佛大學(xué)著名教授Eric Mazur創(chuàng)立，專門用于大學(xué)中的大班物理教學(xué)，通過使用概念測試題(ConcepTests)，借助計(jì)算機(jī)投票系統(tǒng)(Computerized Voting System)，變傳統(tǒng)單一的以講授為主的教學(xué)模式為同伴之間自主、合作學(xué)習(xí)的教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)和生生互動(dòng).本文旨在介紹PI教學(xué)法，闡明它在促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方面的作用，并對(duì)其在中學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行探討.

關(guān)鍵詞：Peer-Instruction合作學(xué)習(xí)物理教學(xué)

收稿日期：(2014-08-26)

1Peer-Instruction教學(xué)方法簡介

Peer-Instruction(以下簡稱PI)中文通常譯為同伴教學(xué)，可廣義地表述為“具有同等或相似身份或水平的非專業(yè)教學(xué)人員之間相互教學(xué)并彼此從中受益的教學(xué)形式”[1].PI教學(xué)法是由哈佛大學(xué)著名教授Eric Mazur創(chuàng)立，從1991年開始研究至今，在國外的一些學(xué)校中已發(fā)展成為一種比較成熟的教學(xué)方法[2]，而在我國對(duì)PI教學(xué)法的研究還比較少.本文旨在介紹PI教學(xué)方法及其在促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方面的作用，并對(duì)PI教學(xué)法在中學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用做一個(gè)簡單的探討.

PI教學(xué)法的創(chuàng)立是為了解決在大學(xué)進(jìn)行大班物理教學(xué)時(shí)的師生互動(dòng)、生生互動(dòng)的難題，它將傳統(tǒng)的以教師為中心的純講解的教學(xué)模式轉(zhuǎn)換為讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)知識(shí)的主動(dòng)者，學(xué)生之間合作學(xué)習(xí)、互相施教并從中受益，真正做到了“告別演講”(Farewell,Lecture——這是Mazur于2009年在權(quán)威雜志SCIENCE上發(fā)表的一篇文章，旨在介紹PI教學(xué)法)[3].

PI教學(xué)法按圖1所示的方式實(shí)施[4]：首先要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)，回答兩個(gè)與閱讀內(nèi)容有關(guān)的問題，并提出自己認(rèn)為困惑的內(nèi)容.然后在正式上課時(shí)將一節(jié)課分成幾個(gè)小單元(哈佛大學(xué)一節(jié)物理課的時(shí)間為一個(gè)半小時(shí))，每一個(gè)單元都是圍繞一個(gè)關(guān)鍵的物理概念設(shè)計(jì)的，教師在進(jìn)行大約10 min的簡明講授后，給出一個(gè)專門為課程設(shè)計(jì)的概念測試題(Concep Test)，用于揭示學(xué)生錯(cuò)誤概念和引導(dǎo)學(xué)生深入探究的測試題，大多數(shù)為選擇題，也有部分判斷題，并依此問題作為核心組織教學(xué).學(xué)生看到問題后，首先獨(dú)自思考，自主學(xué)習(xí)，然后將個(gè)人的答案用計(jì)算機(jī)投票系統(tǒng)(Computerized Voting System)，即“應(yīng)答器”(Clickers)傳送給中心計(jì)算機(jī)(PI教學(xué)法實(shí)行之初使用的投票形式是通過“Flashcards”即“選項(xiàng)卡片”，后期才逐漸過渡到使用應(yīng)答器投票).

圖1　PI教學(xué)法的教學(xué)流程圖

學(xué)生答案在短時(shí)間內(nèi)發(fā)送完畢后，計(jì)算機(jī)匯總學(xué)生答案，并在大屏幕上顯示出學(xué)生答題的情況，教師和學(xué)生可以立即得到反饋.接下來教師就根據(jù)學(xué)生答題的情況分別采用不同的教學(xué)策略.當(dāng)給出正確答案的學(xué)生人數(shù)比例在30%～80%之間時(shí)，教師安排學(xué)生分組討論約2～3 min,同學(xué)之間相互討論、解釋自己的觀點(diǎn)、說服對(duì)方、反省自己、批判對(duì)方，或添加信息支持對(duì)方的觀點(diǎn)，這是一個(gè)學(xué)生之間相互學(xué)習(xí)的過程，也是一個(gè)精練概念的學(xué)習(xí)課程.討論結(jié)束后學(xué)生再次發(fā)送個(gè)人答案，在發(fā)送前學(xué)生會(huì)重新思考，反思自己和別人的觀點(diǎn)，評(píng)價(jià)不同的概念和觀點(diǎn)的有效性，做出個(gè)人的新判斷.如果多于 80%的學(xué)生能夠給出正確的答案，教師就簡單講解概念，并針對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行講解，然后直接進(jìn)入下一個(gè)主題.如果給出正確答案的人數(shù)少于 30%，教師則要對(duì)概念重新進(jìn)行必要的闡述和講解，然后使用另一個(gè)測試題再次評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)這個(gè)概念的理解，依此進(jìn)行循環(huán)，直至回答正確的學(xué)生人數(shù)達(dá)到80%以上[4,5].

2PI教學(xué)方法的優(yōu)勢(shì)

從搜集所得世界上不同國家和學(xué)校對(duì)PI教學(xué)方法的研究文獻(xiàn)中可知,PI教學(xué)法應(yīng)用于不同的課程教學(xué)中對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)都有比較明顯的促進(jìn)作用，主要表現(xiàn)在：培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和表達(dá)能力；增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能和自信心；降低學(xué)習(xí)焦慮；促進(jìn)批判性思維、問題解決和決策能力、分享經(jīng)驗(yàn)；互動(dòng)教學(xué)利于知識(shí)保持和記憶[5]……哈佛大學(xué)的Mazur Research Group通過運(yùn)用PI教學(xué)法實(shí)踐獲得的很多數(shù)據(jù)表明：使用PI教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)不只有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，達(dá)到一個(gè)好的學(xué)習(xí)效果，還能減少男女生在物理學(xué)習(xí)上的性別差異[6].通常在科學(xué)課程學(xué)習(xí)中，男生的學(xué)習(xí)效果往往都優(yōu)于女生，而使用PI教學(xué)法能有效減少這一差異，緣于女生更愿意在討論中用語言表達(dá)想法，而男生更喜歡獨(dú)立思考，所以在互動(dòng)教學(xué)中，女生在沒有競爭的氛圍和強(qiáng)調(diào)概念的課程中會(huì)獲益更多[5].

3PI教學(xué)法運(yùn)用于中學(xué)物理教學(xué)的探討

鑒于文獻(xiàn)調(diào)查結(jié)果顯示，PI教學(xué)法運(yùn)用于不同的課程中對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)有明顯的促進(jìn)作用，筆者認(rèn)為可以嘗試將其運(yùn)用于中學(xué)物理教學(xué)中.綜合考慮，運(yùn)用于中學(xué)教學(xué)需要重點(diǎn)解決以下3個(gè)方面的問題.

(1)概念測試題的選擇.大學(xué)物理課程使用PI教學(xué)法可以直接借用Eric Mazur等人編制的“Peer Instruction: A User′s Manual”[7]，即《同伴教學(xué)使用手冊(cè)》中的概念測試題.但是中學(xué)物理教學(xué)還沒有比較完善的測試題可供使用，加之國內(nèi)外中學(xué)對(duì)學(xué)生需要掌握的知識(shí)程度要求各不相同，所以我國中學(xué)要使用PI教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)的話需要編制一系列合適的概念測試題.相應(yīng)的測試題要求能較好地反映學(xué)生對(duì)該概念的理解程度，其中的錯(cuò)誤答案也要求能體現(xiàn)出學(xué)生經(jīng)常出現(xiàn)的誤區(qū)或迷惑區(qū).題目形式可以千變?nèi)f化，但要求必須能夠科學(xué)有效地達(dá)到概念測試的目的.教師可以根據(jù)以上原則進(jìn)行搜集、選擇或者自己編制題目.

(2)課堂即時(shí)反饋問題.目前，大多數(shù)使用PI教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)的學(xué)校使用的反饋形式為通過應(yīng)答器進(jìn)行操作.而國內(nèi)中學(xué)如果也使用這一方式的話勢(shì)必會(huì)增大教學(xué)成本，在沒有確定PI教學(xué)法能有效提高中學(xué)物理教學(xué)效果的情況下不適合盲目投資，我們可以使用PI教學(xué)法運(yùn)用之初使用的Flashcards，即選項(xiàng)卡反饋方式，甚至可以使用現(xiàn)場舉手投票的方式進(jìn)行結(jié)果統(tǒng)計(jì).研究表明：使用應(yīng)答器和選項(xiàng)卡兩種不同的方式進(jìn)行PI教學(xué)，應(yīng)答器的使用使學(xué)生反饋顯得快捷、方便，而且便于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)進(jìn)行對(duì)比研究，但是兩種方式對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)效果的影響并無明顯不同[6].使用現(xiàn)場舉手投票統(tǒng)計(jì)人數(shù)雖然略顯麻煩，但是在國內(nèi)中學(xué)每個(gè)班級(jí)的學(xué)生人數(shù)大概為四五十人的情況下還是可行的，針對(duì)各個(gè)班級(jí)提前算好30%和80%的比例情況，統(tǒng)計(jì)結(jié)果出來后稍作對(duì)比即可進(jìn)行下一步教學(xué).

(3)教學(xué)時(shí)間安排.PI教學(xué)法大多運(yùn)用于大學(xué)物理教學(xué)中.哈佛大學(xué)一節(jié)物理課的時(shí)間為一個(gè)半小時(shí)，國內(nèi)多數(shù)大學(xué)中的每次課也基本都是兩個(gè)小節(jié)(每小節(jié)40或45 min)連上，時(shí)間都較為充裕，教學(xué)內(nèi)容安排上的彈性空間大.而我國中學(xué)每次課的上課時(shí)間通常為40 min或45 min，這就要求教師要緊湊安排時(shí)間，合理地安排好以下教學(xué)步驟：講解概念，出示問題，學(xué)生思考，初次統(tǒng)計(jì)答案，同伴討論，思考后再次選擇答案，講解錯(cuò)誤概念，進(jìn)入下一主題.教師在授課之前應(yīng)充分準(zhǔn)備，面對(duì)課堂上出現(xiàn)教學(xué)環(huán)節(jié)多次循環(huán)(討論后正確率依然在30%～80%之間),甚至出現(xiàn)逆循環(huán)(討論后正確率反而降低為30%以下)等情況，做到合理應(yīng)對(duì)，從容教學(xué).

4總結(jié)

基于各個(gè)國家國情、文化各不相同，對(duì)提高教育質(zhì)量的內(nèi)涵的理解也不盡相同，對(duì)各個(gè)年齡段學(xué)生的教育要求和評(píng)價(jià)也不同，但是教育學(xué)科本身的科學(xué)規(guī)律是客觀的，它決定了不同的教學(xué)方法方式都會(huì)有異曲同工之處，因此不同的國家、學(xué)校、教師之間也需要相互交流、借鑒和合作，教學(xué)的實(shí)踐更需要眾多教育者提出自己的見解，從理論指導(dǎo)實(shí)踐，再從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題和優(yōu)勢(shì)從而進(jìn)一步完善理論.對(duì)于PI教學(xué)法在中學(xué)物理教學(xué)中的運(yùn)用還需廣大教育研究人員以及眾多一線教師一起交流、商榷.

參 考 文 獻(xiàn)

1Topping K. Effective Peer Tutoring in Further and Higher Education. SEDA，1996，32(3)：95～96

2C. H. Crouch and E. Mazur. Peer Instruction: Ten years of experience and results . Am. J. Phys, 2001, 69(9) ：970～977

3Eric Mazur,Farewell, Lecture? SCIENCE, 2009 (2), 323:50～51

4N. Lasry. Clickers or Flashcards: Is There Really a Difference?The Physics Teacher, 2008(46) ：242～244

5張 萍, Eric Mazur.Peer-Instruction——哈佛大學(xué)物理課程教學(xué)新方法.中國大學(xué)教學(xué)，2010,8：69～71

6Mercedes Lorenzo, Catherine H. Crouch, Eric Mazur.Reducing the gender gap in the physics classroom . Am. J. Phys, 2006, 74 (2) ：118～122

7E. Mazur. Peer Instruction: A User′s Manual. NJ: Prentice Hall, 1997.30～59