基于“雨課堂”的同伴教學(xué)法

黃峰 劉翠紅 鄧榮標(biāo) 陳志峰 張冰志 彭軍

摘 要：同伴教學(xué)法是一種以學(xué)生自主學(xué)習(xí)和合作探究為主的先進(jìn)教學(xué)模式。本文結(jié)合“雨課堂”教學(xué)軟件，解決了同伴教學(xué)法中的答題器，即時數(shù)據(jù)統(tǒng)計等問題。在《工程光學(xué)》課程中結(jié)合“雨課堂”軟件進(jìn)行同伴教學(xué)法教學(xué)，解決了學(xué)生概念模糊不清的問題，并激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)了探究學(xué)習(xí)的能力。

關(guān)鍵詞：同伴教學(xué)法;雨課堂;工程光學(xué)

基金項(xiàng)目：廣州大學(xué)教育教學(xué)研究項(xiàng)目——基于“雨課堂”的PI在《工程光學(xué)1》課程中的應(yīng)用與研究。

1 引言

同伴教學(xué)法（Peer Instruction，簡稱PI），是哈佛大學(xué)著名教授艾瑞克·馬祖（Eric Mazur）創(chuàng)立的，是以學(xué)生自主學(xué)習(xí)和合作探究為主的教學(xué)形式，改變了傳統(tǒng)課堂以講授為主的教學(xué)模式[1]。該教學(xué)方法創(chuàng)立于上世紀(jì)90年代，最早應(yīng)用在哈佛大學(xué)的大學(xué)物理基礎(chǔ)課程中，經(jīng)過20多年的推廣和研究，同伴教學(xué)法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于世界多個國家和地區(qū)的中小學(xué)以及高等教育的不同學(xué)科課程，并取得了巨大成功[2-4]。創(chuàng)始人Mazur教授因此獲得了首屆全球高等教育最高獎密涅瓦（Minerva）獎。

雨課堂是學(xué)堂在線與清華大學(xué)在線教育辦公室共同研發(fā)的智慧教學(xué)工具，它將復(fù)雜的信息技術(shù)手段融入到了PPT和微信[5]。雨課堂可實(shí)現(xiàn)課前推送預(yù)習(xí)資料到學(xué)生手機(jī);課堂上微信答題，實(shí)時反饋答題情況，彈幕互動;課后學(xué)生可回看課堂情況，教師可推送復(fù)習(xí)資料，并可查看課堂數(shù)據(jù)及個性化報表。實(shí)現(xiàn)師生互動，使教學(xué)更為便捷。

近年來，培養(yǎng)創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的自主學(xué)習(xí)，合作探究學(xué)習(xí)是培養(yǎng)的重點(diǎn)。雨課堂作為翻轉(zhuǎn)課堂手機(jī)微信輔助學(xué)習(xí)的利器，自2016年被開發(fā)以來，在高校教育中獲得了迅速推廣。把“雨課堂”這一先進(jìn)的教學(xué)軟件應(yīng)用到同伴教學(xué)法中，將有助于提高這種合作式教學(xué)方法的實(shí)施力和效率[6]。

2 雨課堂與同伴教學(xué)法結(jié)合的可行性

同伴教學(xué)法采用合作學(xué)習(xí)的教學(xué)模式。 該教學(xué)法要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)課程，課上教師并不是全程講授，而是將課程內(nèi)容分為幾個單元，每個單元都圍繞一個重要概念設(shè)計。教師在短時間的講授后，會給出一道概念測試題（通常為選擇或判斷題），學(xué)生獨(dú)立思考后在規(guī)定時間內(nèi)當(dāng)場通過投票器（Clickers）提交答案，教師的計算機(jī)接受并處理答題數(shù)據(jù)，顯示學(xué)生答題情況。若給出正確答案的學(xué)生比例在30%至70%之間，則學(xué)生分組進(jìn)行討論后再次通過投票器答題，若正確答案的學(xué)生比例大于70%，教師就精講概念進(jìn)入下一教學(xué)環(huán)節(jié);若給出正確答案的學(xué)生比例低于30%，則教師詳細(xì)講解概念轉(zhuǎn)變學(xué)生錯誤觀念;若給出正確答案的學(xué)生比例大于70%，可省去討論環(huán)節(jié)，教師簡單講解，直接進(jìn)入下一教學(xué)單元。研究表明[7]：

1）這種合作性學(xué)習(xí)使學(xué)生對學(xué)習(xí)有更大的成就動機(jī)和內(nèi)在動機(jī)。

2）教師根據(jù)學(xué)生反饋教學(xué)，學(xué)生的主觀能動性提高。

3）更高的成就感和更深的記憶，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行推理，更深入地理解和批判性思考。

4）增強(qiáng)學(xué)生間的交流討論，使其擁有更健康的心理狀態(tài)和更強(qiáng)的社交能力。

同伴教學(xué)法要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)課程，教師需在課前給學(xué)生推送預(yù)習(xí)資料，引導(dǎo)學(xué)生課前學(xué)習(xí)。課堂上的教學(xué)過程中，教師給出與課程相關(guān)的概念題，學(xué)生當(dāng)場提交答案。概念題的答題過程需要給每個學(xué)生配備投票器，并且投票器的結(jié)果能快速地通過計算機(jī)接收和處理，這種及時的反饋可以幫助教師實(shí)時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并有針對性的進(jìn)行下一環(huán)節(jié)教學(xué)——進(jìn)行小組討論或教師講解概念。課后教師也可推送習(xí)題和資料，檢測和鞏固學(xué)生所學(xué)習(xí)的課程內(nèi)容。

同伴教學(xué)法實(shí)施時，如何與學(xué)生課前課后溝通，如何在課堂上及時獲得答題數(shù)據(jù)的問題一直較難解決。1）為了解決課前與課后的課件發(fā)布問題，我們往往需要建立這門課程的專用網(wǎng)站，在網(wǎng)頁上及時發(fā)布課前預(yù)習(xí)資料、課后練習(xí)等，并按時收取和批改作業(yè);或者建立課程相應(yīng)的QQ群或微信群，以便與學(xué)生及時溝通和答疑。2）為了能在課堂上快速獲得答題數(shù)據(jù)，教師需要攜帶大量的投票器上課，或者要求學(xué)生前往配備投票器的教室上課，并且還需配備有分析答題數(shù)據(jù)的終端儀器。可見，在實(shí)施同伴教學(xué)法的前期，需要大量的人力物力投入。

雨課堂的出現(xiàn)，為我們提供了解決上述問題的“捷徑”。1）雨課堂結(jié)合了多媒體和學(xué)生日常使用的微信，只要學(xué)生加入到課程小組中，教師可以在微信端隨時向?qū)W生推送課程的學(xué)習(xí)資料和課后習(xí)題，加強(qiáng)了教師與學(xué)生課前課后的練習(xí)。并且雨課堂可以對各個課程進(jìn)行分類，教師無需建立很多QQ或微信群。2）在課堂上推送的概念題，學(xué)生可以用手機(jī)作為投票器，通過微信進(jìn)行答案選擇。而“雨課堂”軟件可以作為分析答題數(shù)據(jù)的終端，用微信收據(jù)學(xué)生的答題結(jié)果，并實(shí)時給出學(xué)生判斷題或選擇題的答案比例。方便教師根據(jù)分析數(shù)據(jù)進(jìn)行下一環(huán)節(jié)的教學(xué)。

雨課堂自開發(fā)以來，一直是免費(fèi)安裝和使用的，清華大學(xué)雨課堂小組針對相應(yīng)高校建立了雨課堂群組，負(fù)責(zé)解決教師在使用雨課堂教學(xué)中遇到的問題，并根據(jù)各個老師提出的意見和建議進(jìn)行軟件的改進(jìn)，給出技術(shù)支持。我校自2014年以來已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了無線網(wǎng)絡(luò)的校園全覆蓋，并在2016年底，雨課堂已在我校多媒體課室全面安裝，為教師實(shí)現(xiàn)使用雨課堂教學(xué)提供了便利。

3 在《工程光學(xué)》課程中的應(yīng)用

《工程光學(xué)》是光電專業(yè)本科生的專業(yè)必修課程，課程涉及幾何光學(xué)的基本理論，及運(yùn)用這些理論做光學(xué)設(shè)計和像質(zhì)評價。其中涉及的光學(xué)概念和定義，和課程后續(xù)的光學(xué)器件設(shè)計和制作，是復(fù)雜課題，需要團(tuán)隊(duì)合作完成?；诮虒W(xué)中概念性和合作方面的要求，同伴教學(xué)法非常適合應(yīng)用在這門課程中。經(jīng)過多年來從事《工程光學(xué)》課程的教學(xué)工作，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中往往是被動的應(yīng)付，主動性不高，對基本概念理解不夠，更沒有相互合作、討論的意識習(xí)慣。基于此，運(yùn)用雨課堂實(shí)時互動優(yōu)勢，協(xié)助實(shí)現(xiàn)同伴教學(xué)法在《工程光學(xué)》中的應(yīng)用，旨在探索采用同伴教學(xué)法這種合作型教學(xué)理念和方法提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)合作探索型人才。

以高斯光學(xué)系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)為例，在以往學(xué)習(xí)了物、像方焦點(diǎn)，物、像方主點(diǎn)的概念后，學(xué)生往往對“物方”和“像方”的概念容易混淆不清。針對此情況，在運(yùn)用PI教學(xué)的過程中，結(jié)合“雨課堂”教學(xué)軟件，做了系列的課程設(shè)計。首先通過“雨課堂”課前推送，安排學(xué)生課前觀看介紹節(jié)點(diǎn)的短視頻，了解節(jié)點(diǎn)的基本概念;然后在課上先通過一道簡單的練習(xí)題，檢查學(xué)生預(yù)習(xí)情況，通過學(xué)生列舉的方式明確這幾個節(jié)點(diǎn)概念的不同。在此基礎(chǔ)上通過“雨課堂”發(fā)布節(jié)點(diǎn)相關(guān)的概念題如圖1所示：

該題已在“雨課堂”中設(shè)置的正確答案為A。

經(jīng)過初次選擇，此題的正確率僅有33.3%，選C、D選項(xiàng)的學(xué)生較多。根據(jù)PI教學(xué)法的原則，讓學(xué)生進(jìn)行分組討論，討論后再次選擇，正確率提高到了76.2%，討論效果明顯。接著課堂上讓各組做了分析，總結(jié)：（1）入射光線需經(jīng)過物點(diǎn)，且入射到物方主平面，從像方主平面出射;（2）從像方主平面光線出射的高度，需與物方主平面的入射高度相同。教師做簡單的分析講解：像方主平面其實(shí)是物方主平面的像，成像的垂軸放大率為1。經(jīng)過討論，學(xué)生的思維活躍，增強(qiáng)了交流和自主思考，并且經(jīng)過思考得出的結(jié)論讓他們印象深刻。有競爭機(jī)制，各組也會積極自學(xué)。經(jīng)過課后復(fù)習(xí)題檢查學(xué)生理解情況，效果良好。

4 結(jié)論

本課程將“雨課堂”軟件融入了教學(xué)過程中，學(xué)生加入了雨課堂的教學(xué)班級，并對課堂上微信答題感覺新鮮有趣，配合度較高。

結(jié)合“雨課堂”軟件的教學(xué)優(yōu)勢，運(yùn)用PI教學(xué)法開展學(xué)生自主學(xué)習(xí)和合作探究為主的教學(xué)?！坝暾n堂”軟件成功解決了PI教學(xué)法的答題器、課堂數(shù)據(jù)即時統(tǒng)計等問題，促進(jìn)了該教學(xué)法的順利開展

經(jīng)過一年多的教學(xué)探索，在《工程光學(xué)》課程已根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計了幾套具有針對性的概念題，順利運(yùn)用“雨課堂”軟件開展PI教學(xué)法的探究式教學(xué)，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)了探究學(xué)習(xí)的能力。

參考文獻(xiàn)

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[7]JOHNSON D W， JOHNSON R. Cooperation and competition [M]. Edina，MN： Interaction Book Company， 1989.

作者簡介

黃峰（1979-），女，漢，廣西桂林，碩士研究生，講師，研究方向：物理教育與光學(xué)工程。