淺論TEAL與職業學校物理課程教學

丁蕾

摘要：職業學校物理課程是一門基礎課程，仍然以傳統的大班授課為主的教師為中心的授課模式，未能利用先進的信息化教學手段及各種教學資源激發學生學習積極性，提高學習效率。TEAL是基于現代技術的教學改革項目，具有以學生為中心、能大大提高教學反饋速度、充分結合學科特點、用實驗來開展教學等特點。職業學校物理課程教學應借鑒TEAL長處，以學生為主，突出互動性，注重課堂生成性，并以實驗為抓手，用技術還原科學的方法提高教學效率。

關鍵詞：TEAL；職業學校；物理課程教學

中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1673-9094-（2016）11C-0019-04

隨著信息技術的飛速發展，特別是網絡的大規模普及，各種信息以文本、視頻、動畫和語音等方式可在計算機終端與終端、個人與終端，以及個人與個人之間迅速傳遞。基于現代技術的教學改革隨之而來，如慕課（MOOC），這讓以知識傳承為重要目標之一的傳統學校課堂教學正面臨著“倒逼式”改革。筆者現就本世紀初出現的技術支持學習（TEAL）教學改革項目談談職業學校的物理教學。

一、職業學校基礎物理教學存在的問題

職業學校的物理課程是一門基礎課程。當然，正由于是為專業課服務的基礎課程，所以一些人誤認為，在當前提高就業率是職業學校工作重中之中的情況下，物理課的大部分內容在專業上根本用不到，更不必談它的育人功能了。然而，蘊含于物理學之中的理應被傳承的自然科學精髓是不能被短視的功利化觀念模糊的。隨著時代的發展，基本科學素質的要求在不斷地提高，2016年，科技部、中宣部對外發布了《中國公民科學素質基準》，要求公民應當具備數學科學、自然科學、生命科學、工程技術等基本素質，在全社會大力弘揚科學精神、普及科學知識，提高全民科技意識和科學素養。可見，作為自然科學基礎的物理學的重要性。

就目前的職業教育實際情況來看，物理課程仍然以傳統的大班授課為主。在普通初、高中的物理教學中，目前仍然以獲得近乎滿分的考試成績為目標，所以學生在獲取知識方面動力充足，效率也比較高，雖然在其他素養養成方面有失偏頗，但比起職業學校的物理課程教學來說，無論是教師還是學生都很重視。職業學校的物理課程教學仍是以教師為中心的授課模式。在近幾年開展的“兩課教研”與“五課評比”活動中考察與評價物理課程教學時，已經突出了師生之間的互動，要求教師不能滿堂灌，教師應充分發揮學生的主觀能動性，利用先進的信息化教學手段開展教學活動；并且制定了“知識與能力，過程與方法，情感、態度、價值觀”三維目標。但是，在如何激發學生學習積極性、提高學生學習效率、利用學科和課程蘊含的教育資源既教書又育人等方面卻很難評價。

如果教學中學生遇到學習的困難時，可通過求助于教師、同學或網絡等途徑解決，但不論哪一種途徑，在傳統的課堂教學中都不可能有充足的時間作保證。而且，為了提高知識點的傳授效率，當前職業學校物理課程教學多數是將理論和實踐分開授課，雖然彼此之間內容銜接緊密，但囿于硬件條件所限，實驗室建設與使用都跟不上課程改革的新要求，甚至部分學校根本就沒有相應的實驗室。在這種以講授為主的模式下，學生覺得被動、乏味、沒有參與感是不可避免的。長此以往，學生獨立思考，主動學習的積極性可能被扼殺。更令人沮喪的是，大多數學生似乎已經習慣于接受這種課堂抄筆記，考試憑記憶的學習模式，教師也不愿意去嘗試吃力不討好的教學模式。于是出現物理課程評課時教師學生在“表演”的情況，一旦回歸到正常教學狀態下，粉筆加黑板，或者是讀PPT又成了常態。基于以上情況，如何利用現代化多方資源，結合學科本身特點，改進物理課程的教學是值得職業教育工作者深入思考的一個問題。

有研究者結合相關教育理論，提出了混合式教學模式。[1][2]這種模式是將線上學習與課堂教學結合起來，以期克服上述不足。但是，這種模式中的線上學習也依賴學生學習的主動性，所以職業學校物理課程教學的難點在于如何激發學生的學習積極性。這是開展有效性教學的內在因素，缺乏這種內在因素的積極作用，教學目標就不能很好地達成。

二、關于TEAL

TEAL（The Technology-Enabled Active Learning）是麻省理工學院（MIT）和微軟公司合作，于2000年開始的基于現代技術的教學改革項目。雖然這一項目中的學生是大學本科生，但教學所面臨的窘境與當前職業教育中的物理課程教學一樣，即學生學習的積極性不高，表現為出勤率低，成績合格率低。為了促進學生能以主人翁的姿態，積極參與教學的互動，項目設置強調學生以固定的小組形式，合作參與課堂實驗和問題的討論。

教學過程在特殊設計的教室里進行。教室結構不同于我們當前廣泛采用的階梯式，而是采用數個大圓桌，在每張桌子上放置3臺可以上網的筆記本電腦，并且設置簡單實驗臺。3個學生為1組，3組為1桌，團坐于圓桌旁。每人獨立擁有個人響應系統（personal response system，PRS）。教室四周墻上分布著投影儀和白板或黑板。這樣的設置從硬件環境上保證了所有學生在教學過程中不存在視野盲點，且有充足的白板用于學生們展示課堂討論結果，保證了學生學習機會的均等性。教室中還有每桌1臺攝像設備用來記錄小組課堂情況。電腦、投影儀、PRS等都處于同一個總控制臺的控制中。

在這樣的課堂中，整個教室不分前后左右，主講教師可站在教室中間進行知識點的講授或是開展演示實驗。同時有數個助教，特別是在開展實驗探究時，助教將起到很大的輔助作用。

TEAL模式的第一個顯著特點是以學生為中心。表現為教師講授時間要短，1個小時的課程，一般講授不超過15分鐘。學生活動時間占到了課堂活動時間的四分之三之多。另一個體現是“小組合作學習”。對比一些地區基礎教育中推進的“學進去，講出來”，即“學講計劃”，可以發現二者思路相同。

TEAL模式的第二個顯著特點就是它大大提高了教學反饋的速度。這一點與后來出現的MOOC采用網絡技術實時對學生的學習情況進行采集反饋不謀而合。這也充分說明，當前傳統的課堂講授，課后作業，然后反饋的“慢節奏”已經不適應現代學生的學習要求。確實，如果能利用現代教學技術，隨堂測驗學生的理解，記錄并分析學生的參與程度，教師便可隨時調整教學行為，以確保學生處于被激發狀態的預期效果。

TEAL模式的第三個顯著特點就是充分結合學科特點利用實驗來開展教學。這里的實驗有教師開展的演示實驗，也有學生動手探究的分組實驗，還包括課后的設計性實驗。這一特點在后來TEAL被“移植”到其他學科，特別是文科類教學時，沒有得到充分的重視。多數研究者和使用者將目光投注在教室環境設置、教學其他輔助設備，如投影儀、白板和PRS等。

從TEAL開展的效果來看，MIT在小范圍使用TEAL的過程中，的確得到了學生的普遍好評，但在推廣的過程中得到了一些否定的反應。如過多的隨堂實驗影響了上課的效率，網上可獲取的學習資料過多且凌亂，課上出現問題較多時助教力量顯得嚴重不足，以及學生為了保證出勤率而來上課，學習過程中仍然沒被激發起興趣等。原因有兩個方面，其一是學生的準備不足，學生不熟悉新的教學模式，不了解課堂設置的討論問題的意圖，團隊合作過程中學業出眾的同學占絕對主導地位而致使其他同學被邊緣化；其二是對授課教師與助教教師的培訓不足，教師駕馭新教學方式和引導學生學習的能力不足。這兩點不足在目前一些地區基礎教育中流行的“學講計劃”與“小組合作”學習中也常見。

三、TEAL給職業學校物理教學的啟示

在TEAL這種教學模式下，上述的教室結構、環布的白板或黑板、PRS等硬件起到了很大的作用，如讓學生視野無盲點、課堂反饋速度快、便于開展合作學習等。也正是這些技術的運用，使得其他學科教學可以借鑒，并且效果也明顯好于傳統課堂教學。但如前所述，學科特點在整個教學過程中的作用卻被研究者們忽視了。這一點從所謂的TEAL的翻譯也可見一斑。“技術支持的積極學習”中的“技術”容易讓人誤以為是我們常見的教育技術。[3][4]其實TEAL之所以能在《電磁學》這門課程中開展起來，與電磁學在生產實驗中被廣泛應用有關。

我們常說“科學技術”，科學是技術的基礎，是技術的原理部分，是技術的來源。物理學科教育就是一種最基礎的科學教育，其內容已被廣泛應用到生產實驗中。因此，在進行基礎科學教學時，將相應的“技術”再返回到課堂上來是可行的，也是直觀的。結合職業學校學生注重專業技能培訓的特點，應讓他們在學習科學的同時，就接觸到技術也是彌合理論與實踐之間距離的有效措施之一。且要理解，TEAL中的“技術”不僅僅指的是教育技術，更為重要的是蘊含有所要學習的科學原理的技術。因此，結合TEAL的特點，職業學校物理課程教學中可采用以下教學策略。

（一）以學生為主，突出互動性，注重課堂生成性

TEAL給互動創設了有利環境。教學過程中的互動包括師生之間、生生之間、學習平臺的網絡終端與學生之間的交互作用。在互動過程中，應以學生為主，教師處于主導地位，這樣才能保證效率。但需要注意的是不可一切課堂活動都按既定的“教案”進行，課堂的生成性也很重要。特別是在實驗過程和PRS結果分析中，正確描述物理現象，講述物理規律固然重要，但指出錯誤或似是而非的東西才能打開學生思維中的“結”。正確的東西都在教材中，正是這些在理解過程中出現的種種不正確才是我們教學要解決的問題。師生互動、生生互動應主要針對這類“錯誤”開展，傾向于知識點的記憶與練習的內容，可交給人與網絡終端互動。如除了常規的書面作業外，“導學案”中的預習內容可要求學生在上課前進行。鼓勵學生在課后開展的相關科技發明活動、數值計算實驗等可上傳到學習平臺共享。這也是“線上”與“線下”的混合式教學所要求的。只有緊緊圍繞學生思想中的困惑，想方設法幫助他們走出思維的困境，才能讓學生處于積極的活躍的學習狀態。

（二）以實驗為抓手，用技術還原科學

實驗分為以教師為主的演示實驗、以學生為主的分組探究實驗、虛擬實驗三大類。從教的角度來看，演示實驗起的作用相當大。一方面可創設物理情境，吸引學生的好奇心，另一方面可揭示相應的物理規律。如果演示實驗所用的“儀器”都是生活中常見的瓶瓶罐罐，則更能激發學生嘗試的欲望。從學的角度來看，分組的實驗特別是探究性的實驗要求學生始終處于思維活躍的狀態才能完成相應的任務。在TEAL教學環境中，無論是演示實驗還是分組實驗都非常方便開展。傳統課堂上，教師只能在教室的前方開展演示實驗，分組實驗只能到專業實驗室做，而在有現代教育技術支持的TEAL課堂中，驗證性實驗當堂就能開展。結合職業學校的專業特點，在講授不同的物理規律時，可將蘊含相應原理的科技產品引入課堂，邊“拆解”邊講授。如教學電磁感應內容時，可將電動機、發電機作為肢解的對象，教學力、熱、電、光等很多物理原理時可拆分一輛機車予以實際解釋。

利用網絡終端、移動終端、投影設備，可營造出非常豐富的物理情境，即虛擬實驗。[5]如在講解時間與空間尺度變化都較復雜的物理現象時，要揭示時間上瞬時變化的或者是緩慢演化的規律，不可能在課堂內完成。再如要透過表面觀察物質內部，觀察原子分子層次的現象等都需要用到虛擬技術。復雜的虛擬技術只有依賴于條件好的學校或研究機構，但利用虛擬技術，學生可實現簡單的物理現象的動畫展示。要開展虛擬實驗除了硬件與軟件的支持，還必須掌握物理原理。因此對于以學習原理為目的的教學而言，學生動手實現虛擬實驗困難很大。所幸的是現在越來越多的虛擬實驗已經做成商品化軟件，學生在移動終端上就可做實驗。

由于學生在教學過程中一直處于活躍狀態，所以對教師駕馭課堂的能力提出了很高的要求。[6][7]即使引入助教，隨堂生成的各種問題也不可能被一一及時解決。小班化策略是突破這一瓶頸的思路，但考慮到實驗儀器的配備具有很強的專業性，教室的利用率也是個問題。所以將物理課程理論教學放在類似于實驗室的教室中進行，固然能在很大程度上促進學生積極學習，但要解決相應出現的問題也還需要進一步研究。

參考文獻：

[1]張其亮，王愛春.基于“翻轉課堂”的新型混合式教學模式研究[J].現代教育技術，2014（4）.

[2]門路，王祖源，何博.MOOC本土化的可行性和關注點——基于MOOC平臺的大學物理課程混合式教學實踐[J].現代教育技術，2015（1）.

[3]謝未，江豐光.東京大學KALS與麻省理工學院TEAL未來教室案例分析[J].中國信息技術教育，2013（9）.

[4]周小燕，黃樺.物理教學創新模式：TEAL[J].中國教育技術裝備，2013（12）.

[5]李光旻.基于“卓越工程師教育培養計劃”的大學物理教學中TEAL模式的探索與實踐[J].內江科技，2015（7）.

[6]劉瑾，白春華.基于TEAL和BYOD構建大學基礎物理互動型課堂[J].西部素質教育，2015（14）.

[7]李川勇，孫騫，劉玉斌，宋峰.一種基于現代技術的物理教學方法TEAL[J].大學物理，2013（9）.

（責任編輯：謝傳兵）