加拿大UBC大學(xué)“TBL教學(xué)+兩階段考試”化學(xué)課程的教學(xué)啟示

談春霞

甘肅中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，蘭州 730000

課程教學(xué)、考試是高等教育教學(xué)過程中的一個重要環(huán)節(jié)。2019年9月，在國家留學(xué)基金委高校專業(yè)課出國研修項目資助下，筆者有幸參與了加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)(UBC)大三年級的“水環(huán)境化學(xué)”課程(301，Aqueous Environmental Chemistry)、“全球化學(xué)問題”(311，Global Challenge：A Chemical Perspective)課程的課堂教學(xué)觀摩學(xué)習(xí)，主要學(xué)習(xí)教學(xué)方法及理論。該課程是大班教學(xué)，教學(xué)中采用“基于小組的學(xué)習(xí)(Team-Based Learning，TBL)”教學(xué)模式[1]和兩階段考試(Two-Stage Exam)[2]作為課程的過程性評價結(jié)果。通過此次學(xué)習(xí)，我們不僅開闊了視野，同時對UBC大學(xué)的教學(xué)考核模式進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查和了解。文章介紹了在我國高等理科教育教學(xué)中還沒有嘗試過的兩階段考試模式的特點以及在UBC大學(xué)部分課程試用中的經(jīng)驗總結(jié)，并分析了這種考試模式的優(yōu)缺點。

“水環(huán)境化學(xué)”“全球化學(xué)問題”課程是大三年級課程，共34學(xué)時，3學(xué)分。先修課程為無機化學(xué)、有機化學(xué)和物理化學(xué)課程。選修該課程的學(xué)生來自于不同學(xué)院和不同年級，人數(shù)達(dá)到300人左右。課堂教學(xué)以TBL模式為主，兩次期中考試采用兩階段考核模式，該課程的成績評定如表1所示。

表1 課程成績評定方法

設(shè)置合理的教學(xué)、考試模式不僅可以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和創(chuàng)新能力，而且可以向授課教師提供較好的考試反饋，以便授課教師能夠改進(jìn)自己的教學(xué)模式和教學(xué)方法。在觀摩該課程的過程中，TBL教學(xué)方法在大班教學(xué)中展現(xiàn)出不可替代的優(yōu)勢。UBC理科課程中許多跨學(xué)科的課程都是大班教學(xué)，TBL教學(xué)模式提高了教學(xué)效率。

1 TBL教學(xué)及啟示

以“酸性礦井水(Acid Mine Waters)”這節(jié)課為例。課程內(nèi)容主要包括：(1) 細(xì)菌作用于金屬硫化物；(2) 金屬硫化物的氧化。該課程的閱讀資料提前已經(jīng)通過教學(xué)平臺進(jìn)行了發(fā)布，每位學(xué)生課前都已經(jīng)充分閱讀了該教材的內(nèi)容并領(lǐng)到該材料的答題單。上課期間，主講教師通過教學(xué)安排引入該節(jié)課程的內(nèi)容，要求每位學(xué)生根據(jù)自己對材料的理解獨自答題(9個選擇題)，時間15 min，該試題內(nèi)容以考查相關(guān)知識點為主，并通過答題器提交自己的答案。然后按照自己所在區(qū)域進(jìn)行隨機組合成組(每組大約5人)，再討論具體案例“大不列顛礦”材料中涉及到的酸性礦井水的污染和防治問題。學(xué)生針對問題進(jìn)行討論后，提出了用生石灰、氫氧化鈣等處理礦井暴露區(qū)域，用黏土覆蓋以避免黃鐵礦接觸水和空氣等等各種方法，這些方法涉及到教學(xué)內(nèi)容中的中和酸、除去金屬離子、停止氧化等教學(xué)內(nèi)容。

以“飲用水中的砷”TBL教學(xué)為例。學(xué)生結(jié)合課前發(fā)布的來自世衛(wèi)組織官方的飲用水質(zhì)量準(zhǔn)則的閱讀材料，學(xué)習(xí)核反應(yīng)，元素的衰變、半衰期，半衰期的一級反應(yīng)方程計算等教學(xué)知識點。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)學(xué)習(xí)的飲用水中砷濃度的計算方法以及這些重金屬元素的毒性，通過小組討論解決“如何降低飲用水中砷的危害？”“水處理中可能涉及的過程”以及“溫哥華水處理的現(xiàn)狀”等這些案例。學(xué)生對于這樣很接近生活的案例非常感興趣，提出了很多方案，例如：用土壤吸附和過濾減少飲用水中的砷，用“初步沉降-通風(fēng)-聚沉-消毒(氯氣、臭氧、紫外線輻射)的程序來進(jìn)行水處理”。

以“廢水處理中的氧化還原反應(yīng)”TBL教學(xué)為例，主要學(xué)習(xí)的知識點是電池半反應(yīng)及電池反應(yīng)，判斷自發(fā)進(jìn)行狀態(tài)下哪一個為氧化反應(yīng)，哪一個為還原反應(yīng)，以及電池的電動勢等。授課教師提前發(fā)布了在廢水溶液中存在的金屬離子的閱讀材料，圍繞“如何通過氧化還原反應(yīng)除去廢水中常見的鐵、鈣、錳等金屬元素”的題目，組織小組展開討論，在討論過程中學(xué)生必須用到H和O電極電位數(shù)據(jù)及一些廢水中常見離子的電極電位，并且通過繪制水中的氧化還原的pH范圍來判斷廢水中哪些金屬能夠被除去。

TBL教學(xué)為每一位學(xué)生提供發(fā)表個人思想觀點、發(fā)揮個人創(chuàng)造思維的機會。在UBC的課堂的TBL教學(xué)中，能夠?qū)⒅R點與現(xiàn)實中的實際問題相結(jié)合，尤其是涉及到當(dāng)?shù)氐囊恍┵Y源、環(huán)境等亟待解決的問題，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中能夠及時關(guān)注社會的發(fā)展，凸顯了知識“有用性”的特點。基于小組的討論和學(xué)習(xí)帶來不同的視野和觀點，在相互辯論、討論、協(xié)作的過程中既增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)自信，也培養(yǎng)了從交流中學(xué)習(xí)和溝通的能力。在強調(diào)“以人為本”的高等教育理念的今天，改革傳統(tǒng)課堂教學(xué)理念和方式，加強培養(yǎng)學(xué)生獨立思考能力、溝通能力、團(tuán)隊協(xié)作能力、實踐與創(chuàng)新能力等，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，使學(xué)生終身受用[3]。

2 Two-Stage Exam模式

UBC廣泛采用的兩階段考試模式由于特殊的形式將考試變成了深入學(xué)習(xí)的機會。筆者在UBC學(xué)習(xí)期間，體會到了這種考試模式帶來的益處。這種被廣泛使用的考試模式，在不同的學(xué)科課程中稍有不同。兩階段考試模式，也被稱為兩階段協(xié)作考試(Collaborative Two-Stage Exam)，是2007年諾貝爾物理學(xué)獎得主卡爾維曼(Carl Wieman)教授的科學(xué)教育計劃(Carl Wieman Science Education Initiative，CWSEI)中的重要項目。2009年在UBC理學(xué)院首次引入，目前至少有上百門課程在使用。

兩階段考試模式是由兩個階段組成的一種小組協(xié)作式考試。第1階段：考試中學(xué)生首先在規(guī)定的時間內(nèi)獨立完成考題。第2階段：收集完試卷后，3-4位學(xué)生組成小組，立即共同協(xié)作完成考題。第2階段的考題可以是第一階段的全部題目、部分題目或是相似的題目。第2階段協(xié)作測試采用刮刮卡(圖1)，學(xué)生可以立即得到反饋。考試總評成績=個人成績×85%+小組成績×15%。如果個人成績高于小組成績，則考試總評成績=個人成績×100%。考試結(jié)束后，學(xué)生考試成績?yōu)榭荚嚳傇u成績。兩段式考試模式的時間安排：第1階段，學(xué)生獨立完成試卷，時間為標(biāo)準(zhǔn)考試時間的2/3或3/4；第2階段(用時少于5 min)，學(xué)生交卷完成第1段考試后，小組成員立即在剩余時間內(nèi)協(xié)作共同完成相同或相似的試題，在刮刮卡上選出答案，然后由助教收集每組的刮刮卡統(tǒng)計成績。

圖1 第2階段刮刮卡模板(左)及答題得分(右)

2.1 兩階段考試模式的應(yīng)用

在小組協(xié)作的部分，由于學(xué)生在個人答題部分已經(jīng)思考過題目，在小組協(xié)作的部分，小組成員會根據(jù)自己的觀點進(jìn)行討論相同或相似的第2階段的題目，能夠很快得出一致的答案。在此過程中，每位同學(xué)從交流討論中可能會重新認(rèn)識概念或者解決了一些自己不能理解的部分。有學(xué)者認(rèn)為第2階段，在考試中組內(nèi)所有學(xué)生能共同專心于同一份考試材料，更能提高學(xué)生學(xué)習(xí)參與度，而且相互討論和協(xié)作能夠促使學(xué)生與組內(nèi)其他成員的交流和學(xué)習(xí)，是一種有效的學(xué)習(xí)過程[4,5](圖2)。

圖2 Two-State Exam 模式示意圖

研究指出在大多數(shù)兩段式考試中，小組成績要高于個人成績[6]。第2階段的小組協(xié)作測試部分在考試中容易操作，體量小，考試時間較短，而且這一階段考試成績所占比例較小。學(xué)生在獨立完成第1階段的試題后很容易進(jìn)入第2階段的試題的思考中，很大程度上都能得出正確答案，因此第2階段的成績可能會高一些。有研究者分析了來自于夏威夷大學(xué)六位不同教師教授的五門不同的本科課程(包括海洋學(xué)和地質(zhì)學(xué))的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，這些課程均引入了兩段式考試作為過程性評價或終結(jié)性評價的依據(jù)。通過對14個兩階段考試共289份樣本分?jǐn)?shù)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析：平均小組分?jǐn)?shù)89.6，標(biāo)準(zhǔn)差為9.3% (階段2)超過平均個人得分73.2，偏差為15.0% (階段1)，數(shù)據(jù)反映出兩段式考試能非常有效地縮小高分和低分之間的差距[7]。研究小組將其解釋為在小組考試階段，組員間進(jìn)行了協(xié)作學(xué)習(xí)，表現(xiàn)優(yōu)異的學(xué)生和表現(xiàn)不佳的學(xué)生混合在一起是一種非常有效的縮小成績差距的方式。UBC的兩位教授Roza Vaez Ghaemi和Gabriel Potvin[8]在大一年級物理、化學(xué)課程中引入了兩階段考試并通過匿名調(diào)查評估了學(xué)生在參加小組考試之前和之后對小組考試的看法。結(jié)果顯示：考試小組部分的這些討論已被證明為學(xué)生提供了寶貴的機會來分享他們的知識以及他們對每個答案的推理和思考過程、向同齡人學(xué)習(xí)并練習(xí)他們的交流技能。Carl Wieman提出在小組協(xié)作測試中，通過使用刮刮卡，學(xué)生會從同學(xué)那里收到關(guān)于他們解決方案的即時、有針對性的反饋，并看到解決問題的方法，這使得考試本身成為一種寶貴的學(xué)習(xí)體驗，同時向?qū)W生展現(xiàn)了協(xié)作學(xué)習(xí)的價值。參加過兩階段考試的學(xué)生中有79%的學(xué)生認(rèn)為這種方式有助于加深對學(xué)習(xí)概念和內(nèi)容的印象，而且同伴協(xié)作是提高理解力的有效方法。87%的學(xué)生發(fā)現(xiàn)兩階段考試有效地幫助他們了解如何應(yīng)用所學(xué)來解決課程中的問題，并且一致認(rèn)為兩階段考試可提高記憶力和學(xué)習(xí)能力[9]。

2.2 兩階段考試模式的啟示

從某種程度上來說，小組協(xié)作測試有利于發(fā)展批判性思維和人際交往能力，是一種促進(jìn)學(xué)習(xí)的考試方式。兩階段考試模式帶來的好處顯而易見，緩解了學(xué)生考試的焦慮，而且從考試中通過交流進(jìn)一步學(xué)習(xí)。但是，目前這種考試模式中，第2階段的考試題型以選擇題為主，題型受限；另外，小組成員在討論中如果不能達(dá)成一致，就很難在短時間內(nèi)得出一致的答案；小組成員知識背景和學(xué)習(xí)能力會影響到小組協(xié)作的成績，是按照分配還是自愿成組更有利于協(xié)作性學(xué)習(xí)仍需進(jìn)一步討論。這樣的考試模式如果試用于國內(nèi)課程的考試，其方式、題型、時間等許多因素仍需探索和思考。近年來我國高等教育對于課程學(xué)習(xí)的評估也從期末的終結(jié)性評價發(fā)展為過程性(30%-50%)和終結(jié)性評價(50%-70%)相結(jié)合的多元化、綜合性指標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生增加平時學(xué)習(xí)的投入。在平時的教學(xué)和考核中如何細(xì)化過程性評價的來源，將過程性評價作為推動教學(xué)發(fā)展、提高教學(xué)效果和提升學(xué)生邏輯化思維、分析和解決問題的能力都是值得思考和探索的課題。

3 總結(jié)和思考

教學(xué)模式和考核模式改革是提高高等教育質(zhì)量的關(guān)鍵。TBL教學(xué)模式在國內(nèi)的高校中已經(jīng)開始應(yīng)用，并且“因課制宜”，不同的學(xué)科結(jié)合各自學(xué)科的特點，優(yōu)化和完善了TBL模式，使得這種教學(xué)模式受到廣大同學(xué)的歡迎。UBC課程在教學(xué)過程中要求學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、獨立思考、溝通交流、團(tuán)隊協(xié)作等多種方式掌握課程的知識要點，在該體系下不僅能培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力素養(yǎng)，還能提升教學(xué)效果；UBC課程考核方式的多元化，能更全面地評判學(xué)生對知識的掌握度。因為沒有補考概念，不及格學(xué)生按照需要進(jìn)行重修，重修的要求和費用與首次課程完全一致，這種模式也嚴(yán)格保障了重修課程的質(zhì)量。近幾年，我國的高等教育教學(xué)改革中除了閉卷考試外，也出現(xiàn)了多元化的考試模式：小組討論式考試、小論文/綜述、讀書筆記、開卷考試、PPT演講等多種模式。考試成為了教學(xué)的手段，而不是教學(xué)的目的。UBC采用的兩階段考試模式，從推出到實施仍在不斷地探索和完整之中。希望UBC采用的“TBL教學(xué)+兩階段考試”對我國高等教育教學(xué)考核模式的創(chuàng)新提供一些可借鑒的思路。