Clicker在交互式課堂教學(xué)中的應(yīng)用研究進(jìn)展①

陳麗莎 黃致新 李祖燕 談學(xué)婕 雷 丹 孫楚鈺

(華中師范大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,湖北武漢 430079)

Clicker在交互式課堂教學(xué)中的應(yīng)用研究進(jìn)展①

陳麗莎 黃致新 李祖燕 談學(xué)婕 雷 丹 孫楚鈺

(華中師范大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,湖北武漢 430079)

作為一種新的教育信息技術(shù),課堂應(yīng)答系統(tǒng)(Clicker)在交互式課堂教學(xué)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值.本文簡(jiǎn)單介紹了Clicker的理論溯源、在課堂教學(xué)中的應(yīng)用研究以及Clicker教學(xué)系統(tǒng)的相關(guān)研究進(jìn)展.

Clicker;同伴教學(xué)法;探究式教學(xué)

Clicker同時(shí)也被稱(chēng)為Classroom Response System,是一套用于在課堂中進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋并支持師生互動(dòng)的教學(xué)系統(tǒng).它由手持鍵盤(pán)、無(wú)線(xiàn)主控基站和數(shù)據(jù)處理軟件三部分組成.在教學(xué)中使用該系統(tǒng),學(xué)生可以通過(guò)手持鍵盤(pán)對(duì)教師的問(wèn)題進(jìn)行即時(shí)反饋.Clicker的研究歷史在國(guó)外已達(dá)十余年,現(xiàn)今國(guó)外很多中小學(xué)和高校在教學(xué)中都引入了Clicker教學(xué)系統(tǒng).

1 Clicker研究緣起

Clicker教學(xué)系統(tǒng)被引入課堂教學(xué),發(fā)現(xiàn)其對(duì)提高學(xué)生出席率和鼓勵(lì)學(xué)生課堂主動(dòng)參與具有較好的效果.這方面的研究很快受到重視,論文發(fā)表也很多.[1,2]盡管早期對(duì)Clicker教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行的研究和發(fā)展都是物理教育家,但是這種系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的互動(dòng)性、開(kāi)放性課堂教學(xué)環(huán)境使得Clicker迅速被引入到其他領(lǐng)域,如計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域、數(shù)學(xué)領(lǐng)域、工程領(lǐng)域等等.同時(shí)Clicker教學(xué)系統(tǒng)也從初始時(shí)應(yīng)用于大課堂的教學(xué)延伸至今兼容15-200學(xué)生的課堂.[3]Clicker教學(xué)系統(tǒng)已經(jīng)成為西方國(guó)家科學(xué)課程教與學(xué)探討的一個(gè)前沿性課題.

2 Clicker在課堂教學(xué)中的應(yīng)用研究

國(guó)外經(jīng)過(guò)多年的教育研究表明,即便是非常活躍的課堂也永遠(yuǎn)只有那么幾個(gè)特定的學(xué)生在回答問(wèn)題,大部分學(xué)生不愿意主動(dòng)思考問(wèn)題、回答問(wèn)題,因此無(wú)論教師多么努力營(yíng)造活躍的課堂氣氛,大部分學(xué)生仍沒(méi)有真正參與到知識(shí)的探究中來(lái).如何實(shí)現(xiàn)大多數(shù)學(xué)生都能真正參與課堂教學(xué)活動(dòng),是Clicker教學(xué)系統(tǒng)研究和發(fā)展的理論背景.

2.1 Clicker結(jié)合同伴教學(xué)法的研究

Clicker在教育上的成效,有賴(lài)于教學(xué)策略的選用,其中被廣泛采用的是美國(guó)哈佛大學(xué)的同伴教學(xué)法.

美國(guó)哈佛大學(xué) Eric Mazur教授將Clicker系統(tǒng)與 Peer Instruction教學(xué)模式有效地結(jié)合在一起,經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐探索表明:Clicker系統(tǒng)的應(yīng)用為研究型、開(kāi)放型、互動(dòng)型的課堂教學(xué)模式提供了一個(gè)有效的平臺(tái),Clicker系統(tǒng)結(jié)合同伴教學(xué)法的教學(xué)流程如圖1.

美國(guó)科羅拉多大學(xué)M.K.Smith教授通過(guò)具體數(shù)據(jù)說(shuō)明了Clicker應(yīng)答系統(tǒng)結(jié)合同伴教學(xué)法對(duì)學(xué)生理解和掌握知識(shí)產(chǎn)生了正面的影響.M.K.Smith教授研究發(fā)現(xiàn)學(xué)生應(yīng)用Clicker與同伴討論后回答概念題的正確率比討論前學(xué)生獨(dú)立回答的正確率要高,同伴討論對(duì)學(xué)生理解和掌握知識(shí)確實(shí)產(chǎn)生了正面影響則是由學(xué)生再次回答難度與之前同伴討論題目相當(dāng)?shù)耐?lèi)問(wèn)題時(shí)正確率波動(dòng)較小得以驗(yàn)證.[2]

圖1

2.2 Clicker教學(xué)系統(tǒng)配套題目的設(shè)計(jì)研究

應(yīng)用Clicker教學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以學(xué)生的自我探索為基礎(chǔ)的研究性教學(xué),還必須精心構(gòu)建一個(gè)相應(yīng)的應(yīng)答題庫(kù).題目的設(shè)計(jì)是應(yīng)用Clicker教學(xué)的主要課題,它將直接影響互動(dòng)教學(xué)模式的教學(xué)質(zhì)量.[4]

Clicker應(yīng)答題目應(yīng)該根據(jù)探究式教學(xué)策略設(shè)計(jì),激發(fā)學(xué)生的自主思考,為學(xué)生的自主探究提供平臺(tái).美國(guó)麻省理工大學(xué)Ian D.Beatty教授認(rèn)為題目的設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)明確的教學(xué)目標(biāo),應(yīng)答題目不僅僅是向?qū)W生展示一定的知識(shí)信息,同時(shí)也應(yīng)該著眼于幫助學(xué)生培養(yǎng)思維的方式和掌握解決問(wèn)題的方法.Ian D.Beatty教授提出應(yīng)答題目的設(shè)計(jì)應(yīng)包含三重的教學(xué)目標(biāo):知識(shí)目標(biāo),過(guò)程目標(biāo),元認(rèn)知目標(biāo).知識(shí)目標(biāo)是題目所直接呈現(xiàn)的內(nèi)容,一般應(yīng)該是概念的和基礎(chǔ)的并且能夠在課程的各個(gè)環(huán)節(jié)相互銜接;過(guò)程目標(biāo)是題目引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)的各種認(rèn)知技能和思維方式;元認(rèn)知目標(biāo)是在題目的解答過(guò)程中學(xué)生建立起的相關(guān)學(xué)習(xí)法的視角.

2.3 Clicker教學(xué)系統(tǒng)的兩種課堂應(yīng)用模式

2.3.1 在新課教學(xué)中應(yīng)用

Clicker教學(xué)系統(tǒng)在新課教學(xué)中的應(yīng)用,是針對(duì)容易產(chǎn)生模糊認(rèn)識(shí)的概念.該類(lèi)題目一般會(huì)進(jìn)行二次使用,初次使用時(shí)教師并不講解,學(xué)生根據(jù)已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選擇,此時(shí)學(xué)生的出錯(cuò)概率往往比較高,但卻能夠激發(fā)學(xué)生的求知欲,起到讓學(xué)生帶著問(wèn)題進(jìn)行學(xué)習(xí)的目的.經(jīng)過(guò)教師講解和同伴討論后,再由學(xué)生進(jìn)行二次選擇.二次選擇學(xué)生選擇正確答案的比例明顯增多,學(xué)生體會(huì)到掌握知識(shí)的喜悅,同時(shí)知識(shí)的探究過(guò)程也會(huì)給他們留下深刻的印象.

2.3.2 在診斷評(píng)估性教學(xué)中應(yīng)用

Clicker教學(xué)系統(tǒng)在診斷評(píng)估性教學(xué)中的應(yīng)用,是在新課結(jié)束后準(zhǔn)備幾道能體現(xiàn)重點(diǎn)概念和規(guī)律的、容易出錯(cuò)的選擇題,利用Clicker進(jìn)行學(xué)習(xí)效果檢測(cè),可起到復(fù)習(xí)鞏固、深化理解的作用.Clicker教學(xué)系統(tǒng)在診斷評(píng)估性教學(xué)中具體的應(yīng)用模式有兩種,一是在新課課堂最后10 min左右的時(shí)間應(yīng)用;另一種是在一章內(nèi)容結(jié)束后的習(xí)題討論課上應(yīng)用.

通過(guò)Clicker教學(xué)系統(tǒng)在課堂中的有效應(yīng)用,教師能夠及時(shí)獲得學(xué)生知識(shí)掌握情況的反饋信息,從而適時(shí)調(diào)整自己的教學(xué)進(jìn)度.當(dāng)然,由于應(yīng)用Clicker時(shí)應(yīng)答題目只能以選擇題的形式出現(xiàn),學(xué)生的選擇結(jié)果只能給出其思維結(jié)果,而不能展示其思維過(guò)程.這就需要教師在分析學(xué)生群體答案的同時(shí)進(jìn)行個(gè)別提問(wèn),通過(guò)對(duì)話(huà)洞察其思維過(guò)程,以做出進(jìn)一步講解.

3 Clicker教學(xué)系統(tǒng)的研究進(jìn)展

國(guó)外包括哈佛大學(xué)、俄亥俄州立大學(xué)、華盛頓大學(xué)等世界一流大學(xué),已經(jīng)超過(guò)700所大學(xué)以及為數(shù)眾多的中小學(xué)在教室中使用Clicker教學(xué)系統(tǒng),其相關(guān)發(fā)展已有10余年,大量的文獻(xiàn)報(bào)道了結(jié)合Clicker的課堂教學(xué)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情、對(duì)知識(shí)的理解和掌握以及對(duì)學(xué)生建構(gòu)新知識(shí)后的成就感都產(chǎn)生了正面的影響.[5]

3.1 學(xué)生對(duì)Clicker教學(xué)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)研究

在俄亥俄州立大學(xué),Clicker教學(xué)系統(tǒng)的引入使學(xué)生參與學(xué)習(xí)的熱情高漲,學(xué)習(xí)成績(jī)也相應(yīng)的得到提高.表1給出俄亥俄州立大學(xué)的學(xué)生對(duì)使用課堂應(yīng)答系統(tǒng)態(tài)度調(diào)查結(jié)果.

表1 (贊同度從-2到+2)

3.2 Clicker教學(xué)系統(tǒng)對(duì)男女生學(xué)習(xí)幫助的研究

美國(guó)德雷塞爾大學(xué)教授Daniel B.King指出Clicker更能夠提高男生的課堂參與率,其研究結(jié)果顯示女生和男生在大學(xué)科學(xué)課程和工科課程中能夠達(dá)到相似的學(xué)術(shù)水平,即應(yīng)用Clicker教學(xué)系統(tǒng)能夠鼓勵(lì)女生積極參與科學(xué)和工程類(lèi)課堂.俄亥俄州立大學(xué)教授N.W.Reay的研究結(jié)果同樣顯示相對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方式而言,Clicker的使用縮小了男女生在科學(xué)類(lèi)學(xué)科成績(jī)間的差異.[6]

3.3 Clicker教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用與考試評(píng)價(jià)間相關(guān)度的研究

Daniel B.King教授研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)應(yīng)用Clicker回答問(wèn)題獨(dú)立于學(xué)期末的等級(jí)成績(jī)時(shí),在課堂中積極回答問(wèn)題(無(wú)論回答正確與否)的學(xué)生通常在學(xué)期末的考試中取得更好的成績(jī);相反的,當(dāng)應(yīng)用Clicker回答問(wèn)題作為學(xué)期末等級(jí)成績(jī)的一部分時(shí),在課堂中回答錯(cuò)誤的學(xué)生期末考試成績(jī)并沒(méi)有比在課堂中不回答問(wèn)題的學(xué)生好,這可能由于很多學(xué)生在課堂回答問(wèn)題僅為爭(zhēng)取課堂參與分,甚至他們并沒(méi)有注意問(wèn)題的內(nèi)容.

4 研究展望

以上我們對(duì)Clicker教學(xué)系統(tǒng)的研究進(jìn)展進(jìn)行了系統(tǒng)的介紹,在過(guò)去的十幾年國(guó)外對(duì)Clicker的研究已經(jīng)比較成熟,然而至今95%的Clicker成功案例的文獻(xiàn)都是應(yīng)用在高等教育,其他年齡層的應(yīng)用研究寥寥可數(shù)以致應(yīng)用Clicker教學(xué)的成效無(wú)法明確的推估.相對(duì)國(guó)外而言,國(guó)內(nèi)關(guān)于Clicker教學(xué)的研究工作任重而道遠(yuǎn),如Clicker教學(xué)系統(tǒng)配套題目的效度、信度評(píng)估;不同課程的量化評(píng)估體系等等都有待于我們作深入研究.

1 Eric Mazur.Farewell,Lecture?Science.2009(2):50-51

2 M.K.Smith.Why peer discussion improves student performance on in-class concept questions.Science.2009(2):122-124

3 Jane E.Caldwell.Clickers in the Large Classroom:Current Research and Best-Practice Tips.Life Science Education.2007(6):9-20

4 N.W.Reay,P.F.Li,L.Bao.Testing a new voting machine question methodology.American Journal of Physics.2008(76):171

5 C.H Crouch,E.Mazur.Peer instruction:Ten years of experience and results.American Journal of Physics,2001(9):970-977

6 W.Reay Neville.Toward the effective use of voting machines in physics lectures.AmericanJournal of Physics,2005(6):554-558

2010-05-19)

①本文為湖北省高等學(xué)校教學(xué)研究項(xiàng)目“創(chuàng)新性物理教學(xué)模式的探索與實(shí)踐”(項(xiàng)目編號(hào):20070136)的階段性成果.