混合型教學模式對物理學習態度的影響

張 睿 王祖源 徐小鳳

(同濟大學物理科學與工程學院，上海 200092)

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教學研究

混合型教學模式對物理學習態度的影響

張 睿 王祖源 徐小鳳

(同濟大學物理科學與工程學院，上海 200092)

通過在同濟大學大學物理課程中實施混合型教學，研究了這種教學模式對學生學習態度的影響。在教學中，學生通過線上學習掌握相關的基本概念；通過線下討論提高解題能力與思辨能力。通過科羅拉多學習態度問卷(CLASS)對學生的學習態度進行了調查, 結果顯示在混合型教學模式下，學生學習態度的各個方面較對照班級有所提高。

混合型教學； 學習態度；物理教學

近年來混合型教學模式正逐漸成為“互聯網+”教育模式改革的主要形式之一[1]。這種教學模式一方面可以結合在線教學的泛在屬性和課堂討論形式學習過程個人化的優點，通過改善學習環境，實現提高學習效果的目的；另一方面通過構建學習共同體，使得學生在學習知識的同時，培養交流溝通、協作互動、批判性思維、創新性思維等方面的能力，為提高學生的科學素養提供了一個新的思路[2]。

從布魯姆學習目標分類的角度來看，在線學習過程更加側重對概念的理解和掌握；而課堂討論更側重對知識的分析、應用和評價，教師通過教學設計引導學生通過討論的形式發現自己學習過程中可能存在的問題，加深對所學內容的理解，有效地實現知識的內化，提高學習的效率[3]。從以前的學習數據上看，混合型教學確實能夠提高學生的學習成績[4]，從數據來看，在對于學習成績處于中位的學生，在線時間和學習成績成正相關關系；而對于成績較好的同學，在線學習時間與學習成績沒有關聯。可以這樣理解，通過在線學習可以補充課堂學習時，學習負荷更加有效地實行了分配，增加了有效的學習時間，這對于中位的學生來說，能起到較大的幫助，而對于較好的同學來說，由于課堂教學過程中已經達到較好的效果，在線學習對成績的提高效果有限。

另一方面，在混合式教學中，學生可以通過選擇適合自己的學習方式，及時有效地解決學習過程中可能出現的問題，進而提高學生的學習信心和解決問題的能力，通過不同的交互模式還可以進一步加強學生的參與程度，增強學生學習的主動程度，這些都可能體現在學生的學習態度的變化[5]。

科羅拉多物理學習態度調查是國際上常用的學習態度調查量表，在教學實踐中得到廣泛的應用[6]。在下面的工作中，我們希望通過對教學效果的測量，進一步研究混合型教學對學習態度的影響，確定混合型教學是否對學生的概念理解與解題能力產生正面的影響，并分析引起學習效果增強的原因。

1 混合型教學模式改革

選取同濟大學中意學院2015級作為教學試點班，試點課程為大學物理。在線課程為“愛課程網”上的同濟大學大學物理課程，教師選取部分內容作為混合型教學內容。課程采用原版教材，作業和考試都是英語命題，授課環節中英雙語。

在混合型教學環節中，學生通過觀看在線視頻學習有關基本概念，學習結束后要求學生完成在線測試，教師根據測試的結果以及學生的在線提問，設定討論環節的問題。在課堂討論中，學生通過分組討論的形式開展同伴教學活動，在討論過程中，教師按照循序漸進的原則設計討論題，不斷深化對所學內容的了解。以單縫衍射為例：學生必須回答的基本問題包括“什么是半波帶法？”“如何確定暗紋對應的衍射角？”；中等難度的題目包括“為什么級數越高，亮度越低？”“如何確定單縫衍射對應的光強曲線？”；較高難度的題目包括“為什么單縫衍射不可以看成是縫間距是單縫寬度一半的雙縫干涉？”。

在課堂討論過程中，根據學生的學習成績進行了分組，采取組內合作，組間競爭的模式開展課堂討論，從課堂觀察上看，與傳統教學班相比，學生上課的投入程度明顯增加，討論也更積極。課程接近結束時，學生填寫學習態度調查問卷。此外在教學過程中，還安排以小組為單位的實踐項目，學生通過完成諸如小型磁懸浮，特斯拉線圈等實踐項目，通過基于項目的學習，學生在應用和鞏固課堂所學的知識的同時，學習興趣也能進一步得到提高。

2 學習態度調查

科羅拉多物理學習態度調查一共包括42個小題，共涉及8個維度的學習態度[7]。這8個維度包括：(1)對一般問題的解決能力；(2)解題信心；(3)對復雜問題的解決能力；(4)個人興趣；(5)與現實生活的聯系；(6)意義理解；(7)概念理解；(8)概念應用。研究表明這8個維度又可以概括為3個方面的內容[8]：(1)解題能力;(2)努力程度與意義理解;(3)對知識的應用。每個小題均以利克特5點量表的形式提供回答，從1到5分別對應非常不同意，不同意，不確定，同意，非常同意。

選取6個特征組作為研究對象，這些特征組是剛入學的新生(20人)，14級英文班學生(33人)，15級混合型英文教學試點班(24人)，15級中文平行班(29人)，13級老生(21人)以及14級重修班學生(30人)。之所以這樣選取特征組一方面是希望與已有的研究以及教學經驗作比較，確定方法的有效性；另一方面通過特點突出的特征組也可以研究學習態度各個維度之間可能存在的關系。回收問卷中只有試點班問卷中有一份無效問卷，其他均為有效問卷。

對于最開始學習的力學環節，對照組學生和試點班學生均采用相同的傳統教學方式，使用相同試卷測試的平均成績分別為81.9和82.2，說明兩個組的學習情況基本相同。課程結束后，分別對學生進行問卷調查，將對照組學生和試點班學生的問卷統計平均結果進行t校驗，p<0.05, 說明兩組數據存在顯著差異。

3 數據分析與討論

3.1 研究方法的有效性

圖1列出不同新生，中文平行班，13級老生(大三)，重修班學生在解題能力、努力程度以及知識應用3個方面的學習態度比較。從結果上看，重修班學生3個方面的得分都最低，解題能力方面的得分為負數，這符合我們的預期。此外學習的努力程度新生最高，一年后有所下降，到大三時又上升，呈現出先下降后提高的趨勢，這與其他的研究結果是接近的[9]。從這兩個方面來看研究方法是合理的。從結果上看，重修班學生的解題能力層面問題突出，說明通過改進教學手段與方法，提高學習效率，對于提高低分段同學的成績十分重要。

圖1 新生，大一學生，大三學生，重修班學生的學習態度比較(1 解題能力； 2 努力程度； 3 知識應用)

3.2 混合型教學對學習態度的影響

將實驗班的問卷結果與期中考試成績作相關性分析得到表1，不難發現，與成績關系最大的是對物理意義的理解，其次為一般解題能力。此外，個人興趣，解題信心以及概念理解和成績也呈中度相關的關系。也就是說，通過卷面測試，主要考查的是意義理解和解題能力。重修班學生之所以不能通過考試，主要是因為解題能力較差。因此有必要關注教學模式對物理意義理解與解題能力等幾個方面的影響。

圖2給出中文班，雙語班，雙語混合型3種模式下，學習態度各個維度的變化情況。由于課程針對大學一年級學生開展雙語教學，學生的外語基礎和數學基礎都比較差，教學過程中認知負荷較高，直接影響到教學效果。這體現在與中文班相比，學習態度全面下降，復雜問題的解題能力進入負向區域，情況不容樂觀。在采用混合型教學模式以后，除解題信心基本不變以外(可能與英文命題有關)，學習態度各個維度都出現了正向變化，其中現實聯系和概念理解與概念應用方面甚至超過了中文平行班。

圖2 不同教學模式下學生學習態度的變化，橫坐標8個維度分別對應(1)對一般問題的解決能力； (2)解題信心； (3)對復雜問題的解決能力； (4) 個人興趣； (5)與現實生活的聯系； (6)意義理解； (7)概念理解； (8)概念應用

由此可以看出采取混合型教學，學生在概念應用、概念理解與現實聯系等方面得到了加強最大，與對照組相比，這3個維度平均歸一化答案分別提高了0.103，0.125和0.093。而由于概念理解和學生考試成績呈中度相關關系，學生學習成績的改善可能與對概念理解的強化有關。由于在線學習的目標主要在于增強學生對物理概念的理解，而在線課程可以重復觀看，相當于改善了學生的學習環境，提高了學習效果。研究表明，在課堂教學中采取同伴教學法，加強學生之間的互動能夠較大地提高學生的學習興趣、意義理解、概念理解以及概念應用方面的學習態度[10]。與我們的研究比較，可以看出從教學模式上看，課堂討論可能是學生加深概念理解和概念應用能力的一個原因。而其他維度的變化，如學習興趣和現實的聯系等，雖然也和課堂討論有關，但教師的教學設計、教學風格等因素對討論的效果都能產生不同程度的影響。這說明課堂討論也對學習態度的正向遷移起了重要作用。總的來說采取混合式教學模式，基本上實現了預期的效果。

表1 學習態度各維度與考試成績的相關分析

4 結語

總而言之，通過科羅拉多物理學習態度問卷的測量，我們發現采取混合型教學模式，學生的物理學習態度相對于對照組得到了全面的提升。學習態度中概念理解、概念應用、現實聯系3個維度最為突出，混合型教學模式收到了預期的效果。混合式教學模式不但能夠對強化學生對相關知識的掌握，通過課堂交互，學生解題能力、學習興趣都有所提高，學習態度得到了加強。

盡管影響學習態度的主要因素來源于學生的價值觀、學習目標和學習動機，但是友好的學習環境能夠更好地增強學生的學習興趣和自信心，進而引起學生學習態度的正向遷移。如何通過改善教學環境，促進學生學習態度的轉變，提高課程學習的通過率，仍然是教學設計過程中需要注意的一個問題。

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PHYSICS LEARNING ATTITUDE CHANGE IN BLENDED LEARNING MODEL

Zhang Rui Wang Zuyuan Xu Xiaofeng

(School of Physics Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 200092)

In this study, Blended Learning Model is adopted in University Physics courses, Tongji University. In this model, online video lectures are used to help students to understand the concepts in physics; while in classroom lecture, heuristic problems are used as scaffold to improve students’ abilities in problems solving and critical thinking. Colorado Learning Attitudes about Science Survey (CLASS) is used to evaluate students’ attitude in physics learning in our blended learning model. Compared with the results from control group, the Survey shows that compared with the conventional class, students’ learning attitudes are improved in Blended learning model.

blended learning; learning attitude; physics teaching

2017-03-11

上海市哲學社會科學規劃教育學一般項目：技術支持學習環境下對學習者學習成效影響研究(項目批準號：A1610)；上海市高校優質在線課程建設項目和同濟大學教學改革研究與建設項目資助。

張睿，副教授，研究方向為教育技術，物理教育，zr2002_7@163.com。

張睿,王祖源,徐小鳳. 混合型教學模式對物理學習態度的影響[J]. 物理與工程，2017，27(3)：3-6.