同伴教學法在大學物理力學教學中的應用淺析

劉朝霞+楚合營+張景川

摘要：大學物理是一門重要的公共基礎課，力學部分是大學物理和中學物理銜接的關鍵，提高力學部分的教學質量對學生后期的學習至關重要。同伴教學法提倡從教中學，學生在自主學習和伴教中進行物理概念建構;通過同伴間的交流與合作，能有效促進學生對物理概念的理解。研究同伴教學法在大學物理力學教學中的應用是對新課程改革進行探索的一種有效嘗試。

關鍵詞：大學物理;力學;同伴教學法

中圖分類號：G642.41 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）19-0166-02

一、引言

進入21世紀以來，隨著高素質創新人才培養的提出，大學物理作為一門公共基礎課，其教學越來越受到關注。大學物理在新課程改革的背景下，必須在課程體系、教學內容、教學方法等方面進行改革以適應新世紀人才培養的需要，這樣才能使大學物理的教學有新的動力[1，2]。在我國，傳統的教學方法在物理教學中將學生的注意力放在物理公式的記憶、推導和應用上，忽視對學生獨立思考物理現象本質，利用已有的先驗觀念自主建構知識等能力的培養。在課堂上師生間的互動相對較少，多為教師課堂講授的教學模式，大多學生處于被動接受知識的地位，課后疲于完成學習任務，對基本的物理概念理解不透徹，遇到問題缺乏獨立思考、小組合作溝通和自主創新等能力。

同伴教學法是哈佛大學著名教授Eric Mazur創立的一種教學方法，它有效地改變了傳統課堂的教學手段、教學模式，實現學生自主學習、合作學習、師生互動、生生互動[3]。同伴教學法首次使用在Eric Mazur教授在哈佛大學的物理課堂上，經過近三十年來的不斷實踐、改進和完善，同伴教學法已經廣泛應用于世界許多國家和地區的大、中、小學等各類學校，許多不同學科領域的教師在自己的教學實踐中嘗試了同伴教學法，并取得了很大的成功。我國也有幾所大學使用并研究這個教學方法，在大學物理課程中使用同伴教學法并取得了一定的進展[4，5]。

力學部分是中學物理向大學物理的過渡，具有承前啟后的作用。因此，它的教學在整個大學物理教學中處于一個特殊的地位。在大學物理力學部分的教學中，有兩個突出矛盾。其一，隨著新課程改革的發展，牛頓力學中的有關概念、規律乃至許多具體知識和解題方法已經被蠶食。與熱學、電磁學、光學和原子物理等部分相比，大學與中學的力學課程在內容上的重復表現得最為突出和尖銳。甚至有老師提出牛頓力學在大學物理中是否可以刪減或取消的問題。其二，牛頓力學發展至今，其體系、內容、講法已成熟定型，似乎難以變動。學生對牛頓力學的框架形成了思維定式，對大學物理的力學部分知識常常不能深入理解和全面思考。這兩個矛盾給大學物理教學提出了一個挑戰：怎樣在傳統的教學方法中進行改革和突破，探索具有創新活力的教學理念和教學模式，促進學生有效學習，提高學生對物理概念的理解能力和分析解決問題的能力？

本文針對大學物理中力學部分的教學，嘗試用同伴教學法的理論和方法，分析在大學物理力學部分教學中實施同伴教學的可能性，并提出具體的措施，期望學生從被動變主動，提高學生學習興趣，培養學生自主學習能力，促進學生對大學物理力學基本概念的理解。

二、同伴教學法實例

運用同伴教學法，教師首先要求學生通過閱讀，在上課前回答幾個與閱讀內容相關的概念預習問題，并指出自己認為難以理解的部分。問題設計基于建構主義教學理論，能夠引起學生認知沖動，并且每個概念預習題主要是針對關鍵概念的理解，回答過程需要學生通過預習課本和查閱相關資料理解概念而不是直接套用公式解答，通常以題意明確難易適中的選擇題形式出現。本試驗選取我校大二計算機專業一個班級的大學物理課程教學，學生人數30人，分為6個小組，每組5人，以大學基礎物理學力學第二章動量的講授為例。

首先，教師課前通知學生提前預習，告知其同伴教學法的原理和基本流程。讓各小組提前自學基本概念，查閱相關資料，針對本節課的知識點提出問題，并進行小組討論。在課堂中，請學生按小組就坐，每小組的講授老師分別講授所學重點內容，并舉例分析，然后出示概念測試題要求各小組成員自己做出選擇，并對結果進行統計。例如關于動量的概念測試題。

1.一輛汽車從靜止開始加速。這樣做使得汽車的動量的絕對值改變了一定的量，那么地球的動量改變了（ ?）。

（A）更大的量

（B）相同的量

（C）小一點的量

（D）答案取決于兩者之間的相互作用

2.假設世界上全部的人口都集中在一個場所，當聽到一個預先安排好的信號后，每個人都跳起來，地球所獲得的動量是否在相反的方向？

（A）不。地球的慣性質量如此之大，以至于這個行星的運動的改變是極其微小的。

（B）是。因為地球的慣性質量大很多，所以地球動量的改變比所有跳起來的人群的動量改變要小得多。

（C）是。就像步槍射出子彈，地球的反沖導致動量的改變和人群的動量改變大小相等，方向相反。

（D）視具體情況而定。

第一題主要考察學生對動量大小的理解，第二題則是考慮概念的大小和方向，第一輪結果統計如表1。第一題學生首次答題正確率為75%;第二題首次答題正確率30%，說明學生基于高中物理的學習，對動量的概念已有初步認識，但是對于大學物理中動量概念的延伸及其矢量性掌握不透。

第一輪答題結果統計結束后讓學生在同伴間相互討論自己的答案，并與同伴辯論最后選擇成員一致同意的結果，將討論之后的選擇結果告知老師，教師進行第二輪選擇結果的統計，結果如表2。第一題答題正確率為90%;第二題答題正確率為80%。經過討論之后有80%以上的同學選擇了正確答案，那么就可以開始下一個知識點的學習，相反，如果有20%以上的人數給出了錯誤的答案，則需要教師對知識點進行細致講解，對正確答案進行分析，幫助學生理解概念。在對動量概念進行了反復的聯系之后，教師收集各小組在教學過程中所出現的疑問，記錄并對疑問進行解答和點評，就學習結果進行檢測。

從以上的試驗可以看出，同伴討論之后學生對概念的理解深入，選擇的正確率有了大幅提高。在整學期的同伴教學試驗來看，通過同伴間的討論，學生對概念的理解更正確、更全面。同伴教學法可以促進學生對物理概念的理解，而正確理解基本概念意味著學生能夠更好地掌握物理的常識性知識，即具有該學科人才應該具備的最基本知識。同伴教學法的概念測試題一般不涉及運算，主要考察學生對物理概念的理解和對基本問題的定型分析能力。所以在相同知識點的計算和理解方面，同伴教學法對促進學生概念理解更有效，而對計算能力方面則影響不大。同樣地，由于通過同伴教學法的學習，學生對概念的理解更加透徹，對知識的掌握更全面，所以學生敢于表達自己的看法，能夠提出新問題、新方法，有助于培養學生的創新意識。

三、結論

同步教學法在大學基礎物理力學教學中嘗試運用效果明顯。通過同伴教學法進行力學概念教學，學生通過自主學習與實際練習，對概念的理解更加深入、透徹，學習積極性顯著提高，學生在獨立思考和同伴討論的基礎上自己承擔學習任務，綜合能力和認知能力都得到一定增強。但是，由于同伴教學法需要學生花費時間課前預習，導致了部分學生的抵觸情緒，另外由于學校地處偏遠，網絡監控和反饋設備短缺，影響了教學效果。因此，未來需要開發出低成本易實施的教學監控手段，進一步推廣大學物理教學中的同步教學，提高大學物理教學的綜合效果。

參考文獻：

[1]教育部基礎教育司.走進新課程[M].北京師范大學出版社，2002.

[2]教育部高等學校物理基礎課程教育指導分委員會.理工科類大學物理課程教學基本要求[M].北京：高等教育出版社，2008.

[3][美]Eric Mazur.同伴教學法——大學物理教學指南[M].朱敏，陳險鋒，譯.北京：機械工業出版社，2011.

[4]張萍，劉宇星.同伴教學法在大學物理課程中的應用[J].物理與工程，2012，22（1）：41-43.

[5]張妙靜，程蕾.同伴教學法應用效果分析[C]//2014年全國高等學校物理基礎課程教育學術研討會論文集.endprint