大學(xué)物理課堂互動教學(xué)模式的研究-基于教室應(yīng)答系統(tǒng)的構(gòu)建

1、    大學(xué)物理課堂互動教學(xué)模式的研究基于“教室應(yīng)答系統(tǒng)”的構(gòu)建    摘要：使用“教室應(yīng)答系統(tǒng)”這一技術(shù)構(gòu)建課堂互動教學(xué)模式，旨在為學(xué)生營造一個獨立思考、自由探索、合作探究、勇于創(chuàng)新的良好學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生的思維能力、合作能力、創(chuàng)新能力得以發(fā)展。我們在大學(xué)物理課程中對這一教學(xué)模式進行了實驗研究，研究表明它在激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)創(chuàng)新能力以及人格培養(yǎng)等方面有積極作用。關(guān)鍵詞：課堂互動教學(xué)模式，教室應(yīng)答系統(tǒng)，合作學(xué)習(xí)，人才培養(yǎng)一、目前課堂教學(xué)面臨的困難及教室應(yīng)答系統(tǒng)的工作原理目前高?；A(chǔ)課多是大班教學(xué)，廣大高校教師在大班（學(xué)生人數(shù)超過100名）課堂教學(xué)中面臨的困

2、難有哪些？2010年11月在天津召開的全國大學(xué)物理課程報告論壇會議期間，我們就這個問題對38名來自全國的高校物理教師進行了隨機調(diào)查，結(jié)果顯示：（1）及時有效地得到所有學(xué)生的反饋（55%）；（2）在課堂上實現(xiàn)學(xué)生之間的互動和合作學(xué)習(xí)（72%）；（3）確保所有學(xué)生積極參與教師設(shè)計的課堂活動（44%）；（4）保持學(xué)生注意力持續(xù)集中（53%）。多達72%的教師表示希望能在大班課堂教學(xué)中實現(xiàn)課堂互動和合作學(xué)習(xí)，但很難實施。我們使用“教室應(yīng)答系統(tǒng)”（classroom response systems，簡稱crs），設(shè)計課堂互動教學(xué)模式，改變課堂上信息單向交流、難以互動的教室環(huán)境，使這一難題得以解決。教室

3、應(yīng)答系統(tǒng)由3部分組成：若干個答題器（每個學(xué)生1個）、1個接收器和1個計算機。教師利用計算機將問題展示在大屏幕上，選擇學(xué)生思考的時間間隔，學(xué)生可以將自己選擇的答案用答題器傳遞（無線傳輸）給接收器繼而傳遞（有線傳輸）給計算機，計算機匯總學(xué)生答案并將答案分布等信息反映到大屏幕，教師和學(xué)生可以立即得到反饋信息。2010年9月我們在大學(xué)物理課程中使用了這個教學(xué)模式，并對這一教學(xué)模式做了深入的實踐研究。二、使用教室應(yīng)答系統(tǒng)構(gòu)建課堂互動教學(xué)模式教學(xué)模式是建立在一定的教學(xué)思想和教學(xué)理論下的教學(xué)結(jié)構(gòu)及互動程序。課堂教學(xué)是由教學(xué)內(nèi)容、教師的教授活動和學(xué)生的學(xué)習(xí)活動3個主要因素之間相互作用構(gòu)成，課堂互動是調(diào)動這3個

4、主要因素、圍繞教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)、形成彼此間良性的交互作用。參照哈佛大學(xué)著名教授eric mazur創(chuàng)立的同伴教學(xué)方法（peer-instruction，簡稱pi），我們利用教室應(yīng)答系統(tǒng)設(shè)計的課堂互動教學(xué)模式包含的主要環(huán)節(jié)是：1.問題引路，自主探究互動教學(xué)模式一般采用問題來引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機、思路和行為，課堂討論的前提是獨立思考。我們在大學(xué)物理課程使用課堂互動教學(xué)模式，要求學(xué)生在課前預(yù)習(xí)，自主完成預(yù)習(xí)問題，為課堂上有效討論作知識準(zhǔn)備。在課堂教學(xué)中改變了傳統(tǒng)的按教科書或教案順序講授的模式，而是將一節(jié)課分成幾個單元，每個單元圍繞一個核心概念，以概念測試題組織教學(xué)。概念測試題是專門為課程設(shè)計，用于探查學(xué)

5、生錯誤概念和引導(dǎo)學(xué)生深入探究，一般是多項選擇題和判斷題。下面是一個具體的例子。（單選題）均勻帶電面1帶電量為+q，均勻帶電面2帶電量是-q。兩個帶電面的面積都是a。帶電面1產(chǎn)生的場強的大小是，電場線如圖1所示。當(dāng)這兩個帶電面平行放置時，場強的大小是多少？     （1）兩面中間，外部是0；（2）兩面中間，外部是；（3）兩面中間和外部都是0；（4）兩面中間和外部都是±：（5）以上都不對。把題目顯示在大屏幕上，在確認(rèn)學(xué)生對題目沒有歧義后給他們12分鐘時間思考選擇答案；然后啟動教室應(yīng)答系統(tǒng)，設(shè)置接收答案的時間為1分鐘，學(xué)生必須在這個時間內(nèi)用手中的答題

6、器將答案發(fā)送出去。這個環(huán)節(jié)要求學(xué)生自主思考，獨立回答問題，所以不允許學(xué)生互相討論。教室應(yīng)答系統(tǒng)接收到所有學(xué)生的答案后，可以立即顯示出答案分布的柱形圖，讓教師在第一時間知道全班學(xué)生的答題情況。教室應(yīng)答系統(tǒng)只顯示答案整體分布，如圖2所示，它不顯示個人答案。這樣一方面保護了學(xué)生的積極性，另一方面學(xué)生無需抄襲他人答案，從而保證了信息的準(zhǔn)確性。 2.生生互動，合作學(xué)習(xí)對于上面的例子，學(xué)生回答的正確率是47%，我們要求學(xué)生進行小組討論，討論是在自愿和小范圍（鄰近座位的學(xué)生之間）進行的，平均需要23分鐘。通常學(xué)生在解題后最關(guān)心的是正確答案是哪一個選項，而不是學(xué)習(xí)本身。同學(xué)之間的討論與交談可以幫助學(xué)

7、生發(fā)現(xiàn)那些他們沒有真正理解的東西，同時引發(fā)他們的進一步思考。在討論中，學(xué)生闡述個人的看法和觀點、質(zhì)疑對方、反省自己或彼此添加信息相互支持，他們之間互動學(xué)習(xí)的過程是一個沖突、商討和精致的學(xué)習(xí)過程。在討論之后學(xué)生被要求再次發(fā)送個人答案，在發(fā)送前學(xué)生會反思自己和別人的觀點，深化和修正原有的觀點和看法。這道題在討論后的正確率從之前的47%升至73%。3.班級互動，集體交流從答案分布圖中學(xué)生知道全班同學(xué)答題情況，但并不知道哪個選項是正確答案，這使隨后的教學(xué)可以進入大班集體討論環(huán)節(jié)。這個環(huán)節(jié)在形式上與傳統(tǒng)課堂教學(xué)中的課堂討論相似。但是，在經(jīng)過了上述過程后，學(xué)生陳述問題時更清晰、更科學(xué)、更條理，面對全班同學(xué)

8、回答問題的積極性明顯提高，尤其是知道自己的選項是大多數(shù)時，學(xué)生表現(xiàn)出更強的自信心：同時，那些在小組討論中成功說服過一些同學(xué)的學(xué)生，即使發(fā)現(xiàn)他的選項只占少數(shù)也有強烈的愿望說服班級中的其他同學(xué)。4.師生互動，有效反饋利用教室應(yīng)答系統(tǒng)，學(xué)生學(xué)習(xí)的整體情況可以迅速、準(zhǔn)確地反饋給教師，從根本上解決傳統(tǒng)課堂教學(xué)中信息單向傳輸?shù)膯栴}，教師可以從教室應(yīng)答系統(tǒng)呈現(xiàn)的學(xué)生答題分布中獲得學(xué)生對概念理解的詳細情況，來決定下一個環(huán)節(jié)的教學(xué)。采用啟發(fā)與點撥的方法，引導(dǎo)學(xué)生進行概括、歸納他們自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)中知識建構(gòu)的成果，理順教學(xué)內(nèi)容的邏輯聯(lián)系和內(nèi)在結(jié)構(gòu)，突出課程的重點、難點和關(guān)鍵點，使教學(xué)內(nèi)容作為一個有機的知識體系納

9、入學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中。三、課堂互動教學(xué)模式實施效果分析1.學(xué)生興趣提高，投入增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高、時間投入不足是非物理專業(yè)的大學(xué)物理課程中普遍存在的問題。課堂互動教學(xué)模式改變了師生之間的支配從屬關(guān)系，使每個學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體。課堂互動的活動，促使學(xué)生產(chǎn)生期望、進取的心理傾向，刺激學(xué)生對學(xué)科的興趣，產(chǎn)生內(nèi)驅(qū)力，激發(fā)他們積極主動的學(xué)習(xí)。學(xué)生在對課程的評價中寫到：“在討論過程中，可能會遇到很多自認(rèn)為明白但是講不出來或自認(rèn)為懂了但同學(xué)的一個問題又把你難住的情況，這樣就提高了學(xué)習(xí)興趣。有幾個問題一直纏著你，估計寢食難安吧，一定要去圖書館把心中的疑惑給解開，這樣學(xué)習(xí)的積極性和自主性也就提高了，對物理的興趣也

10、提升了?！痹谡n程結(jié)束后的調(diào)查中，72%同學(xué)表示因為使用課堂互動教學(xué)模式，提高了學(xué)習(xí)物理課程的興趣；整個學(xué)期平均到課率99%；97%同學(xué)表示課堂互動教學(xué)模式讓自己在課堂上保持注意力持續(xù)集中。相比傳統(tǒng)教學(xué)方法的班級，使用課堂互動教學(xué)模式的班級學(xué)生學(xué)習(xí)物理的平均時間多了12%。2.能夠獨立思考，合作探究，勇于創(chuàng)新課堂互動教學(xué)模式使學(xué)生有較多機會與同伴之間相互交流，彼此爭論，使學(xué)生的學(xué)習(xí)過程同時成為獲得學(xué)習(xí)方法和理解知識的形成過程。與面對教師的權(quán)威性不同，不同生活經(jīng)驗、智力水平、思維方式、認(rèn)知風(fēng)格的學(xué)生之間的交流更具有協(xié)商性。94%的學(xué)生表示同學(xué)之間的討論（不是面對老師和全班同學(xué)）學(xué)習(xí)氣氛輕松，敢于說

11、出自己的觀點，敢于爭論問題；91%的學(xué)生表示同學(xué)之間的討論，可以與他人共享知識和經(jīng)驗、熟悉不同思維方式、利于開闊思維。在這樣的學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)生是知識的主動建構(gòu)者，而不是被動接受者和被灌輸?shù)膶ο蟆Ｋ麄冊谟懻撝杏H歷探究過程一一將問題條理化使之明確，尋找相關(guān)信息，合理地選擇標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)確判斷，縝密評價，反思和尋求合理的結(jié)果。在這個過程中學(xué)生之間相互啟發(fā)、借鑒、衍生創(chuàng)造出新的知識。87%學(xué)生認(rèn)為經(jīng)過同學(xué)之間的討論，共同解決問題，對概念理解更深刻。課堂互動教學(xué)模式為學(xué)生營造一個獨立思考、自由探索、合作探究、勇于創(chuàng)新的良好學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生的合作能力、思維能力，特別是創(chuàng)新能力得以發(fā)展。3.互動環(huán)境讓學(xué)生學(xué)會交往

12、，完善人格課程教學(xué)的目的是使學(xué)生在獲得知識的同時獲得符合社會需要的情感體驗和價值觀。耶魯大學(xué)校長理查德·雷文在談到學(xué)術(shù)規(guī)范與價值取向時講到：“不同的學(xué)術(shù)價值取向存在于不同的環(huán)境中。在一個鼓勵學(xué)生依賴權(quán)威（教授、課本）的環(huán)境中，模仿可能被認(rèn)為是一種美德；而在一個重視創(chuàng)新和獨立思考的環(huán)境中，將觀點歸因于一個合理的來源是歐美學(xué)術(shù)行為的一條根本準(zhǔn)則。無論觀點是否作為知識產(chǎn)權(quán)有正式的法律保護，都應(yīng)該提及來源。”這一觀點在我們的教學(xué)改革中得到了證實，學(xué)生在談到互動的合作學(xué)習(xí)給他們帶來的益處時表示：“在討論中激發(fā)了興趣，對于同學(xué)的不同觀點，更有沖動去查找資料證實這些觀點?！闭n堂環(huán)境具有多重含義，它不僅是學(xué)生學(xué)習(xí)的場所，也是學(xué)生學(xué)會交往的場所。我們的研究表明：在“學(xué)術(shù)”問題的討論中，同學(xué)之間更容易建立起彼此尊重、和睦交流、相互合作、共同進步的和諧人際關(guān)系。所以，互動教學(xué)是“知情合一”的教學(xué)。參考文獻：1 張萍.eric mazun peer-instruction哈佛大學(xué)物理課程教學(xué)新方法 j. 中國大學(xué)教學(xué)，2010（8）.2