董占海:工科大学物理“黄金分割教学模式”的研究与实践(下)

2021-08-08 2588

文章先简单说明什么是黄金分割教学模式、提出这个教学模式的背景。第二部分介绍实施这一教学模式的难点和对策,包括如何腾出互动时间、如何设置互动任务。第三部分介绍教师在课堂上应该做什么,包括为什么要易化物理、如何易化物理。第四部分介绍如何让学生在课堂上积极互动。最后一部分讨论黄金分割教学模式的教学效果评价,包括学生的认可度评价、参与度评价和学生能力自评三个方面。

文章分为上下两篇,本文为下篇。点此查看上篇:董占海:工科大学物理“黄金分割教学模式”的研究与实践(上)。

 

四、教学策略之促进学生有效互动

按照构建主义理论,“学”是学习者在自己头脑中构建认知模型,而“教”仅是起到帮助作用[5,10],有效的教学学生必须要参与,正如Mazur所说,一个成功的课堂,就是课堂上有强烈的互动[11]。

 

01 基于问题和任务促进学生互动

若要课堂有效的互动,必须有课堂互动任务,从而形成基于问题的学习(PBL)互动教学模式。

2015年,我们对一个大学物理班级的互动任务进行了统计,互动任务的类型大致可划分为五类,各类比例大致如下表:

 

表4 互动任务类型及比例

 

其中,台阶型问题串构成的互动任务是由部分教学内容转换而来;难点过渡型问题是为化解教学难点增设的知识热身型任务;学习评估型问题是为了即时评估学生课堂学习效果增设互动任务;学生提问型问题是课堂教学过程中临时提问产生的新问题;开放型任务是对热点、开放型问题的讨论,比如暗物质、暗能量、磁单极等问题。这些任务紧密结合学习内容,以解决问题的形式促进学生深度参与,帮助学生达成学习目标,在实际操作时可以灵活调整选用,也可以增加其它类型的互动任务,比如总结型的、展示型的互动任务等。

 

02 量化评价学生的课堂表现,促进学生积极互动

为了提升学生互动的积极性,我们实施了一个有效的措施—量化学生课堂互动表现。要求学生记录自己回答的问题和完成的互动任务,以及自己在课堂上新提出的问题。教师根据学生记录情况给每位同学一个量化成绩,并计入课程的总评中。具体措施如下:

(1)教师在每抛出一个问题或任务后,让全体学生思考,邻近同学之间讨论。教师巡视学生完成的进度、情况和存在的问题,然后有针对性的分析讲解,或让部分学生分享他们的思路方法。对于重要内容还要设置评估性问题,检验是否大部分学生均已理解掌握。在45分钟一节课内,要抛出3个以上这样的问题或任务。

(2)为了量化学生互动表现,让每位同学都准备一个课堂互动表现的记录本,称为课堂本。所有的学生回答的问题和完成的任务要统一编号,对于学生提出的新问题要单独编号。在给量化成绩时,主要依据是确定学生是否参与了互动、是否提出了好问题,而不必太关注学生在完成互动任务时答案是否正确。课堂本每隔三到四周提交一次,一个学期提交五次左右。

(3)学生的课堂互动表现占总评的20%,学生的各项成绩构成如下表:

 

表5 学业评价方案

 

我们的实践证明,量化学生课堂互动表现大大提高了学生互动的积极性,大大提高了课堂参与率。

 

五、黄金分割教学模式教学效果

教学评价本身是一个值得深入研究的问题[12],我们将采用Lemos等人的评价体系进行评价[6]。黄金分割教学模式对学生学习成绩有明显的效果,已经在文章[1]中详细讨论过,此处仅从学生认可度评估、学生参与度评估、学生能力提升自评另外三个方面评价,其中学生能力自评是我们特别设置的。

 

01 学生认可度评估

在160人的学生样本问卷表明,学生非常认可黄金分割教学模式:92%以上的同学很喜欢所实施的教学模式(图2),98%的学生认为营造了积极的课堂学习氛围(图3),99%的学生认为老师非常不错(图4),90%的同学认为这门课好(图5)。以下所附为相关的问卷统计数据。

 

02 学生参与度评估

实施黄金分割教学模式后,课堂参与率明显提高,一位听课教授说:“…我从来没见过课堂有99.99%的学生在听课…”,一位外籍教授听课后说“I was very surprised that all the students could finish the class task at the same time.”

学生反馈结果表明,学生互动积极、主动思考、主动学习。学生说:“开始主动思考”,“有现场互动,很多同学都参与进来了”,“感受最深刻的就是轻松活跃的气氛”……。

学生参与度高的另一个标志是学生出勤率高,平均达到95%以上。

 

03 学生能力提升自评

学生能力评估一个比较困难的工作,我们首次尝试选用学生自评数据来进行评估。下表为学生能力自评内容及自评结果:

 

表6 学生能力自评

 

从表6可以看出,黄金分割教学模式使学生在多方面能力有明显提升,特别是在获取课程知识(第1项)、解决实际问题(第2项)、学会分析和理性评价他人的思想和观点(第10项)、体验学习乐趣(第11项)等多面提升最大。应该强调,第10项其实就是评判性思维能力,这方面能力的培养是大学物理课程的最重要任务之一。

总之,要体现黄金分割教学模式的优势,可以将教学内容设置成难易程度不同的台阶型问题或课堂任务,综合考虑教学内容和学情,安排三分之一左右的任务用于课堂互动。通过优化知识点的教学逻辑设计,腾出课堂互动时间。通过拆解教学内容、增设过渡型问题、增设学习效果评估型问题等方式设置互动任务。教师在课堂的重要任务之一是易化物理。基于问题的学习,结合量化学生课堂互动表现,可以大大提高学生互动的积极性。黄金分割教学模式能够使学生在获取课程知识、解决实际问题、评判性思维能力等方面都得到显著提升。

 

参考文献

[1]大学物理“翻转课堂教学”研究与实践[J]. 董占海. 物理与工程. 2014: 6-8.

[2]工科大学物理课堂翻转度的准实验研究[J]. 董占海. 邢磊.《高等工程教育研究》. 2018.第一期,第136-138页

[3]大学物理翻转课堂教学效果的准实验研究[J]. 邢磊.董占海. 复旦教育论坛. 2015. (13)1:24-29.

[4]同伴教学法[M].Eric Mazur,朱敏.陈险峰译. 机械工业出版社. 2011:7.

[5]打开黑箱子:学习与发展的科学基础(下)[J]. 赵炬明. 高等工程教育研究. 2017:4

[6]Development and validation of a theoretically based, multidimensional questionnaire of students’ evaluation of university teaching [M]. Lemos M.S., Queirós C., Teixeira P.M., Menezes I. Assessment & Evaluation in Higher Education. Taylor & Francis. 2011:843-864.

[7]Effective College Teaching from the Students’ and Faculty’s View: Matched or Mismatched Priorities? Research in Higher Education. K.A. Feldman. Agathon Press, Inc. Vol. 28, No. 4, 1988.

[8]The Feynman Lectures on Physics[M]. Richard P Feynman. Robert B Leighton. Matthew Sands. Addison-Wesley. 1963.

[9]杨振宁的科学世界:数学与物理的交融[M]. 季理真. 林开亮. 高等教育出版社. 2018.10

[10] Constructivism Learning Theory: A Paradigm for Teaching and Learning. Dr. BADA. Steve Olusegun. IOSR Journal of Research & Method in Education (IOSR-JRME). 2015.10: 66-70

[11]Farewell, Lecture? Eric Mazur. Science. 2009:50-51 Vol 323.

[12]Effects of variations in stem and response options on teaching evaluations. Margaret H. Rucker. Carrie L. Haise. Social Psychology of Education. 2012.9: 387–394

 

作者信息

董占海,1960年5月,男,籍贯山西,上海交通大学物理与天文学院教授,上海交通大学理学博士,研究方向为凝聚态物理、物理教学研究。

本文已发表在《高等工程教育研究》2020年第3期(151)。