“同伴”教學法在“機械設計”課程中的多元化應用

［摘 要］ 同伴教學法是應用社會建構主義的一種教學模式，通過“同伴”之間的溝通交流、信息分享、認知思辨，促進個人對概念的理解，有利于知識體系的建構。因其清晰明確的操作流程容易上手，一經推出就得到了廣泛的應用。國內學者也對此進行了很多應用研究，證明了其在不同學科領域中的不同課程都有積極的作用。基于“同伴”教學法在“機械設計”課程中進行了探索和實踐，并提出了改進后的多元化“同伴”教學組織形式。

［關鍵詞］ “同伴”教學；“機械設計”課程；多元化

［基金項目］ 2022年度溫州理工學院教學改革項目“工程教育專業認證背景下基于同伴教學法的機械設計課程教學改革”（2022JG13）；2019年度浙江省教育廳“十三五”省級產學合作協同育人項目“基于產教融合的應用型本科機械專業實踐訓練體系構建”

［作者簡介］ 李美琴（1982—），女，浙江溫州人，碩士，溫州理工學院智能制造與電子工程學院副教授，主要從事機械創新設計研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）20-0147-04 ［收稿日期］ 2023-12-28

同伴教學法PI（Peer Instruction）很容易和同伴教育PE（Peer Education）或同伴互助學習PAL（Peer-assisted Learning）混淆。兩者的關鍵詞都是“同伴”，“同伴”在《辭典簡編版》中指伙伴，共同行動的人，在學習領域特指共同學習的人，也就是在學生之間組成學習小組或學習對子，通過彼此間的積極幫助與支持促進自身的學習，是一種非常有效的獲取知識與能力的學習方式。

在同伴教育或同伴互助學習活動中，同伴角色一般分為指導者和被指導者，在精心組織的學習小組（PE）、一對一或一對多的結對小組（PAL）中進行信息、觀念或行為技能等資源共享，相互幫助、相互監督、相互合作完成學習任務，小組中的指導者和施教者可以選擇同班、高年級或更高學歷層次的學生［1-4］。同伴教育的表現形式包括同伴指導、同伴示范、同伴商討、同伴監督及同伴評價［4］。

而本文中所指的同伴教學法是由哈佛大學馬祖爾教授提出的一種最初用于物理學大課堂互動的教學方法，通過選擇類概念題型，組織同伴之間的溝通交流、認知碰撞，在彼此不斷的認知沖突解決中加深個人對概念的理解，促進思辨能力的提高，完成知識的建構，通過分享信息，不同觀點與角度的交織，將會產生知識的碰撞火花，對新角度的好奇會極大地激發學生的學習興趣，從而使其投入更多的學習時間與精力［5］。同伴教學中的小組一般為4～6人［6-7］，同伴之間地位相等。

一、同伴教學法的應用特點

PI教學法要求學生在上課之前先預習，課堂中教師圍繞重要概念把一節課分為幾個單元，每個單元的學習流程為：教師提問—發放測試—學生回答—同伴討論—再次回答—糾錯分析［8］。其特點是教師針對學生理解有困難的概念知識點精心設計概念選擇題，要求學生先獨自回答，通過學生回答的正確率了解學生對該知識點的掌握情況，如果正確率在70％以上［7-8］（或80％［9］）的就是簡講，低于30％（或20％）的要求教師對概念進行詳細闡述，正確回答比例在30％～70％（或20％～80％）區間的則將學生分為幾個小組進行限定時間的自由討論，再次發送同一個測試題，讓學生二次獨立選擇，根據第二次的選擇結果重復以上過程。同伴教學法正是借助于教師引導下的課堂小組討論，在激發學習興趣、增加學會參與度、提高自信心及語言表達能力，加深知識點理解、提高分析能力及發展高水平推理和批判性思維方面有著獨特優勢［6-8］，因此，同伴教學法在高校、中學的不同課程中都有廣泛的應用，如“大學物理［10］”、“機械設計”類課程［5］、“內科護理學［6］”“醫用傳感器”、英語讀寫類課程［8］、“工程力學”“工程材料基礎”“口腔醫學教育”、高中地理和化學等［9］。

二、同伴教學法在機械類課程中的應用試驗

（一）應用流程

從近年溫州理工學院“機械設計”課程的試卷得分可以看出，學生雖然具備了一定的零件設計和分析計算能力，但是在更復雜的情境下，或需要學生評估分析做出一些比較取舍時，學生的表現則不盡如人意。原因在于線下課堂過多地強調解題技巧與套公式的應用，學生雖然能夠進行簡單計算，但沒有真正理解概念，沒有建立起自己的知識體系，無法實現知識的遷移和高階應用。因此，在20機械工程二班的部分概念知識講授部分進行了同伴教學改革實驗。課程實施方案設計如圖1所示。

（二）應用分析

經過多次同伴教學發現：（1）同伴教學法確實有助于分享信息、改變觀點。同伴討論前后的各項選項都會有一定程度的變化，但在正確的觀念傳播時，錯誤的理解也在加強，如圖2所示，關于強度準則的多選題在經過學生第一次自測后，因為有部分選項的得分率不達標，所以教師組織學生小組討論，統計結果顯示討論后正確的選項比例提高了，但錯誤選項的比例也同步增加。（2）題目設計的好壞直接影響同伴討論的效果。在一次單選題中針對V帶傳動中的摩擦力和平帶比較的題，其三次得分率見圖3，說明如果題目設置難度過大，大部分學生缺少思路想法時，同伴發揮的作用非常有限。而難度合適的題目，同伴的作用立竿見影，如圖4所示。同時，題目的吸引力也是要著重考慮的，有趣的題目學生討論的熱情肉眼可見較高。（3）班級之間存在差異。經過幾次實驗發現，二班的學生對于同伴討論的參與度興趣不高，或不說話，或討論比較浮于表面，只詢問同伴選了什么，而不深究選擇原因。班級的氛圍不僅體現在同伴討論，在課前課后的一些小組活動中也可以發現同樣的傾向。（4）同伴教學法使用效果隨著次數整體下降。同伴教學法流程比較煩瑣耗費時間，以一個循環為例，第一次自測測試2分鐘，同伴討論2分鐘，再測1分鐘，教師點評1分鐘，加上中間的過渡，一個知識點至少需要7分鐘，如果是更為復雜的題目，加上教師的講解分析，時間會增加到10分鐘，所以不少學生覺得多次測試麻煩且效率較低，在度過最初的新鮮度后，討論度、積極性明顯遞減。

三、同伴教學在“機械設計”課程應用的改進

針對上述問題深入思考同伴教學法成功和失敗的背后原因，成功的關鍵是提供了“同伴”的端口讓所有學生有機會進行知識的輸出和輸入加工過程，幫助知識的內化吸收，通過互動完成知識建構的過程；而存在問題的原因一方面是流程耗費時間，且針對的題型形式相對單一，另一方面是教師的專業素養影響教學法開展的效果，比如對概念類題目設計是否具有趣味性、專業性，難度是否合適等［7-10］。同時，學生的素養也是同伴教學法開展能否順利的一大因素，比如，學生是否有基本的知識儲備及良好的道德素質，避免討論流于形式或出現人身攻擊［8］；學生的偏好［10］對同伴教學效果也有影響。為此，本文從課前、課中、課后對同伴教學法進行了多元化的應用改進。

（一）課前的“同伴結對”

為了幫助學生有效預習，引入同伴機制，學生兩兩結對，完成預習視頻的制作，視頻包括各類零件的特點、類型、適用場合的介紹。實施下來效果較好，學生反饋：“通過自己查資料，上課更能跟上老師的節奏，對知識理解加深，學會了概括，鍛煉了表達能力”“剛開始同伴不熟悉、合作不自然，到后面更有默契，相互補充，共同進步”，等等。

（二）課堂的“同伴”活動

為了發揮同伴的相互激勵作用，且能保持有效持續的刺激，提高課堂效率，對課堂的任務根據其難度及類型開展多樣化的“同伴”活動：（1）對于新的概念知識，由淺入深，通過手機投票讓學生快速自測，根據結果比例，教師選擇簡講和精講，精講后再圍繞同樣的知識點出一道測試題，難度適當增加，讓學生二次自測，再根據統計結果判斷是否進行同伴討論或直接進入下一環節。（2）對于一些有爭議的知識點，在小組同伴討論之后，可以隨機選擇一組上臺，相互配合，針對不同選項說明其選擇理由，教師對此點評，引導示范學生如何有邏輯性地思考。（3）對于一些開放性的、答案非唯一的知識點，可設計對比分析題，比如，畫文氏圖或做對比表格，小組討論并合作完成同類知識的對比分析圖，同時抽選小組上臺展示成果。

（三）課后的“同伴”任務

課后任務以小組為單位，分兩部分進行：（1）課后大作業。根據教學的進度及課堂的教學內容，完成某一零件的市場調研、設計任務、知識整理等，展示形式可以是小組PPT、小組視頻、小組調研報告、合作出試卷等。（2）課程設計任務。本課程配套有實踐課程“機械零件課程設計”，每個小組要自選題目，完成一種機械裝置的設計，教師監管學生的任務難度，定期組織小組匯報進度。改進后方案見圖5。

結語

經過同伴教學法在“機械設計”課程中的應用分析，發現其成功的核心“同伴”能夠提供給學生更多的知識輸出機會，從而加深對知識的理解應用，為了最大化“同伴”對“生生互動、教學相長”的激勵作用，在常規的同伴概念測試的流程外，教師要根據學生的基礎、個性和教學的內容貫穿整個課程，充分利用課內課外，多元化地開發同伴教學的應用，比如，課前的同伴結對、課堂不同的同伴活動、課外的小組合作任務等，靈活組合應用不同的同伴教學方法，才能真正以生為本，因材施教。

參考文獻

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［3］左璜，黃甫全.試論同伴互助學習的涵義及研究的主要課題［J］.課程·教材·教法，2008（9）：16-19.

［4］王有升，蘭玉萍.同伴學習中的“教學相長”與課堂教學變革［J］.課程·教材·教法，2018，38（2）：62-68.

［5］趙自強，王文中，張京英.基于同伴教學法的機械設計類課程教學模式［J］.機械設計，2018，35（S2）：86-88.

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［8］程良.信息化教學背景下同伴教學法在高職英語教學中的實驗與探索［J］.職業技術教育，2022，43（8）：33-36.

［9］羅厚付.“同伴教學”在高中地理教學中的應用：以“大氣熱力環流”為例［J］.中學地理教學參考，2021（22）：40-41+61.

［10］王祖源，武荷嵐，顧牡.以同伴教學法促進學生互動式學習［J］.物理與工程，2013，23（2）：45-48.

The Diversified Application of Peer Instruction in Mechanical Design Course

LI Mei-qin

（School of Intelligent Manufacturing and Electronic Engineering， Wenzhou University of Technology， Wenzhou， Zhejiang 325025， China）

Abstract： Peer instruction is a teaching method that applies social constructivism. Interaction between peers， information sharing and critical thinking can promote individual understanding of concepts and the construction of knowledge systems. Because its clear operation process is easy to replicate， peer instruction has been widely applied. It also has been applied and researched on different courses in different discipline in China， which has been proved to have a positive effect. This article explores and practices Peer instruction in Mechanical Design course， and an improved organizational form of diversified “peer instruction” teaching has been proposed.

Key words： peer instruction; Mechanical Design course; diversify