張 睿 王祖源

（同濟(jì)大學(xué)物理科學(xué)與工程學(xué)院，上海 200092）

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)教學(xué)改革的開(kāi)展都十分重視，對(duì)學(xué)習(xí)模式的實(shí)證性研究報(bào)道也層出不窮，這些工作對(duì)教育改革的推動(dòng)起到了重要的作用［1，2］.近年來(lái)興起的大規(guī)模在線教學(xué)模式（MOOCs）不僅對(duì)基于課堂的傳統(tǒng)教學(xué)模式提出了挑戰(zhàn)，也為課堂教學(xué)模式提供了大量的教學(xué)資源.如何整合這些教學(xué)資源，應(yīng)對(duì)信息時(shí)代教育的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，是廣大教育工作者需要思考的一個(gè)問(wèn)題［3，4］.

2013年夏季，兩位筆者先后前往加拿大和美國(guó)參加教學(xué)交流活動(dòng)，根據(jù)近年來(lái)歐美大學(xué)物理教學(xué)改革的情況，本學(xué)期針對(duì)所了解的情況作了一些改革，在實(shí)踐過(guò)程中意識(shí)到認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程，分析教學(xué)改革，推動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)掌握知識(shí)的機(jī)制，對(duì)深化和評(píng)價(jià)教學(xué)改革也能夠起到輔助的作用.本文從學(xué)習(xí)過(guò)程出發(fā)，試圖對(duì)大學(xué)物理教學(xué)中常見(jiàn)的幾種教學(xué)改革模式作梳理，并結(jié)合自身教學(xué)實(shí)踐的體會(huì)，探討改革中需要重視的問(wèn)題.

1 學(xué)習(xí)過(guò)程的基本框架

按照教育學(xué)理論，可以把學(xué)習(xí)過(guò)程簡(jiǎn)單分成三個(gè)階段：學(xué)前階段，學(xué)習(xí)階段和評(píng)價(jià)反饋階段.在學(xué)前階段中，包括學(xué)習(xí)有關(guān)的預(yù)備知識(shí)，對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)的確定，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣幾個(gè)方面的工作；學(xué)習(xí)階段的主要工作包括知識(shí)的學(xué)習(xí)和掌握，必要的訓(xùn)練與鞏固；而在評(píng)價(jià)反饋階段則主要包括測(cè)試知識(shí)和方法的掌握程度，學(xué)生和教師對(duì)學(xué)習(xí)效果的認(rèn)知和調(diào)整.這些過(guò)程的聯(lián)系可以用圖1來(lái)描述：

圖1 學(xué)習(xí)過(guò)程的基本框架

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，教師比較側(cè)重于將時(shí)間花在學(xué)習(xí)訓(xùn)練環(huán)節(jié)上，對(duì)學(xué)生的知識(shí)背景的了解以及基于評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)教學(xué)過(guò)程的調(diào)整相對(duì)較少，學(xué)生處于被動(dòng)的學(xué)習(xí)模式，難以激發(fā)出對(duì)學(xué)習(xí)的興趣，這樣的教學(xué)模式難免對(duì)教學(xué)效果帶來(lái)一定的負(fù)面影響；而目前的教學(xué)改革，立足點(diǎn)就在于利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)與教學(xué)手段，加強(qiáng)師生之間與學(xué)生之間的互動(dòng)和反饋，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改善教學(xué)效果.了解新教學(xué)模式的實(shí)施目標(biāo)，區(qū)分不同教學(xué)方法的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，有利于教師基于學(xué)生的知識(shí)背景和教學(xué)環(huán)境，制定切合實(shí)際的教學(xué)方案，提高教學(xué)效果.下面主要討論近年來(lái)常用的幾種教學(xué)模式.

2 教學(xué)模式對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的影響（以大學(xué)物理為例）

2.1 反轉(zhuǎn)課堂

反轉(zhuǎn)課堂［5］（flipped classroom，flip teaching）將評(píng)價(jià)測(cè)試環(huán)節(jié)和學(xué)習(xí)訓(xùn)練環(huán)節(jié)互換，學(xué)生通過(guò)預(yù)先學(xué)習(xí)教師派發(fā)的材料，自學(xué)和課程有關(guān)的內(nèi)容，教師通過(guò)測(cè)試了解學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的不足，通過(guò)輔導(dǎo)和教學(xué)加以修正.近年來(lái)隨著大規(guī)模網(wǎng)上開(kāi)放課程（massive open online course，MOOC）的出現(xiàn)，使得反轉(zhuǎn)課堂在西方教學(xué)改革方面獲得較多的重視，反轉(zhuǎn)課堂和個(gè)性化教學(xué)與研究型學(xué)習(xí)的結(jié)合近年來(lái)也逐漸增多.

反轉(zhuǎn)課堂將傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)節(jié)中教學(xué)內(nèi)容學(xué)習(xí)部分，放到預(yù)備知識(shí)學(xué)習(xí)階段，客觀上加大了預(yù)備知識(shí)學(xué)習(xí)的比重，同時(shí)也將教學(xué)目標(biāo)變成了重點(diǎn)、難點(diǎn)的教授，使得教學(xué)過(guò)程有所側(cè)重，這對(duì)提高學(xué)生對(duì)有關(guān)知識(shí)的掌握程度可以起到積極的作用.比如：有相當(dāng)一部分學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理吃力的原因是不能將數(shù)學(xué)所學(xué)的微積分知識(shí)運(yùn)用到解決物理問(wèn)題中來(lái)，強(qiáng)化這部分的訓(xùn)練，可以較為顯著地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī).

但是學(xué)習(xí)效果不僅和學(xué)生的背景有關(guān)，也和學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力有密切聯(lián)系.對(duì)于缺乏學(xué)習(xí)動(dòng)力的學(xué)生，反轉(zhuǎn)課堂很難達(dá)到預(yù)期效果.這些學(xué)生一方面沒(méi)有利用課前時(shí)間學(xué)習(xí)基本要點(diǎn)，另一方面由于基本內(nèi)容沒(méi)有掌握，學(xué)習(xí)重點(diǎn)難點(diǎn)更加吃力，學(xué)習(xí)積極性進(jìn)一步消退.對(duì)于這類學(xué)生，可以采取以下的措施來(lái)處理：降低課前學(xué)習(xí)材料的難度，一般來(lái)說(shuō)視頻公開(kāi)課聽(tīng)課相對(duì)于書(shū)面材料學(xué)習(xí)更加簡(jiǎn)單，學(xué)生更樂(lè)于接受；提高課前學(xué)習(xí)材料的趣味度，增加更多交互性功能，使學(xué)生可以通過(guò)不同的學(xué)習(xí)策略來(lái)學(xué)習(xí)有關(guān)知識(shí)；加強(qiáng)課前學(xué)習(xí)材料和課堂學(xué)習(xí)過(guò)程的有機(jī)結(jié)合，讓學(xué)生體會(huì)到課前學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì).

反轉(zhuǎn)課堂的另一個(gè)需要解決的問(wèn)題是學(xué)習(xí)時(shí)間較傳統(tǒng)教學(xué)方式更長(zhǎng)，這對(duì)于學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)相對(duì)較重的專業(yè)或個(gè)人可能會(huì)帶來(lái)一定的消極影響.對(duì)于這類情況，可以適當(dāng)壓縮課前學(xué)習(xí)材料的長(zhǎng)度，減輕學(xué)生的負(fù)擔(dān)；也可以通過(guò)提高授課系統(tǒng)的智能化優(yōu)化學(xué)生課前學(xué)習(xí)材料的配置，提高學(xué)習(xí)效率.

2.2 同伴教學(xué)

同伴教學(xué)法［6］（peer instruction）是馬祖爾教授發(fā)展的一種教學(xué)模式，這種教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過(guò)分組討論和學(xué)生之間的互動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)核心概念的學(xué)習(xí)和掌握.從學(xué)習(xí)過(guò)程的角度上看，學(xué)生各自掌握的學(xué)前知識(shí)不同，對(duì)需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容難免有所偏差，通過(guò)分組討論，可以利用學(xué)生之間的相互優(yōu)勢(shì)消除這種差異.相對(duì)而言，傳統(tǒng)的教學(xué)模式面向的是全體學(xué)生，教師很難了解單個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)背景，盡管可以通過(guò)建立學(xué)習(xí)檔案來(lái)彌補(bǔ)，但相對(duì)來(lái)說(shuō)需要投入更多的精力.

采用同伴教學(xué)法需要重視小組成員的分配，如果小組所有的成員的知識(shí)背景相似，學(xué)習(xí)能力接近，同伴教學(xué)法在解決問(wèn)題上將難以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的效果.教師在開(kāi)展同伴教學(xué)時(shí)，有必要對(duì)學(xué)生的知識(shí)背景和學(xué)習(xí)能力有所了解，然后再對(duì)學(xué)生分組，這樣有助于學(xué)生通過(guò)討論分析和解決問(wèn)題.教師也可以采取魚(yú)缸教學(xué)法（fishbowl），讓課堂的學(xué)生觀察某一小組的討論過(guò)程，通過(guò)積極思考討論中出現(xiàn)的問(wèn)題，突出反饋和調(diào)整環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的目的.

同伴教學(xué)法中教師的作用和傳統(tǒng)教學(xué)模式有所不同.教師需要圍繞授課內(nèi)容的重點(diǎn)設(shè)計(jì)一部分問(wèn)題，學(xué)生需要圍繞這些問(wèn)題開(kāi)展討論；在學(xué)生討論過(guò)程中，教師需要根據(jù)實(shí)際情況，調(diào)整課堂氣氛，保證討論能夠順利開(kāi)展；學(xué)生討論過(guò)后，教師也還需要根據(jù)討論結(jié)果給出總結(jié)性結(jié)論，并對(duì)討論過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題作出答復(fù).

學(xué)生在課堂中開(kāi)展有效的討論對(duì)同伴教學(xué)法的開(kāi)展十分重要［6］，教師在授課過(guò)程中激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，讓他們積極參加到討論中來(lái).在討論過(guò)程中，還需要利用技術(shù)手段了解學(xué)生在討論中的參與程度，并根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整.

3 研究型學(xué)習(xí)

研究型學(xué)習(xí)［7，8］（Problem-based learning）把學(xué)習(xí)內(nèi)容表現(xiàn)為若干核心問(wèn)題，教師通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生解決這些核心問(wèn)題實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的講授.類似把波動(dòng)光學(xué)的學(xué)習(xí)內(nèi)容體現(xiàn)成基于惠更斯原理計(jì)算光柵衍射的光強(qiáng)分布；把相對(duì)論運(yùn)動(dòng)學(xué)的學(xué)習(xí)內(nèi)容體現(xiàn)成基于兩點(diǎn)基本假設(shè)對(duì)洛倫茲變換的推導(dǎo)，都可以看成是研究型學(xué)習(xí)的案例.研究型學(xué)習(xí)把學(xué)習(xí)過(guò)程轉(zhuǎn)換成發(fā)現(xiàn)過(guò)程，學(xué)生的角色從被動(dòng)接受逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)探究，這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力能起到積極的作用.

從教育理論來(lái)看，學(xué)習(xí)者通過(guò)學(xué)習(xí)不僅獲得知識(shí)，而且歸納發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法.研究型學(xué)習(xí)的一個(gè)重要的特征，就是加強(qiáng)后一部分在學(xué)習(xí)過(guò)程中的比重，力圖使學(xué)生養(yǎng)成勤于思考、勤于動(dòng)手的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣.在問(wèn)題的設(shè)計(jì)上，教師應(yīng)盡量避免簡(jiǎn)單應(yīng)用的概念性問(wèn)題，鼓勵(lì)使用接近科學(xué)研究，可控制變量較多的案例來(lái)引導(dǎo)學(xué)生將各個(gè)不同層面的知識(shí)有機(jī)地組織起來(lái).如何組織案例和問(wèn)題，對(duì)于教師和學(xué)生都將是一個(gè)挑戰(zhàn).

研究型學(xué)習(xí)的另外一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于學(xué)生通過(guò)案例研究，可以學(xué)會(huì)使用各種工具來(lái)解決科學(xué)問(wèn)題.解決問(wèn)題的成就感，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性.教師在案例組織時(shí)應(yīng)對(duì)學(xué)生的知識(shí)背景有一定的了解，同時(shí)在問(wèn)題的選擇上給予學(xué)生一定的自由，讓學(xué)生更好地發(fā)揮學(xué)習(xí)潛能.

4 結(jié)語(yǔ)

以上提到的三種方法的共同特點(diǎn)包括：在學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生的角色由被動(dòng)轉(zhuǎn)為主動(dòng)，教師的作用由主導(dǎo)轉(zhuǎn)為引導(dǎo)；學(xué)生需要將更多的課外時(shí)間投入學(xué)習(xí)，教師講解內(nèi)容比傳統(tǒng)模式有所減少；學(xué)生不僅學(xué)習(xí)知識(shí)，在自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考、邏輯思維、團(tuán)隊(duì)意識(shí)、口頭表達(dá)等學(xué)習(xí)技能方面都在不同程度上受到訓(xùn)練.這些方法在實(shí)踐過(guò)程中都能取得一定的成績(jī)，但和傳統(tǒng)方法相比，學(xué)習(xí)效率是否提高還有待進(jìn)一步的研究證明.

教學(xué)改革是一項(xiàng)意義重大的工作，也是一項(xiàng)任重而道遠(yuǎn)的工作.只有本著實(shí)事求是，積極開(kāi)拓，循序漸進(jìn)，注重實(shí)效的方針，加強(qiáng)實(shí)證性教學(xué)研究，從試點(diǎn)做起，不斷修正教學(xué)方案，才有可能收到較好的教學(xué)效果.只有有實(shí)效的教學(xué)改革，才是有生命力的教學(xué)改革.

［1］Ambrose S A，Bridges M W，DiPietro M，et al.How learning works：Seven research-based principles for smart teaching［M］.John Wiley ＆Sons，2010.

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［3］王祖源，顧牡.MOOCs來(lái)襲我們準(zhǔn)備好了嗎？［J］.物理與工程，2013，23（6）：1-2，7.

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