王祖源 武荷岚 顾 牡

（同济大学物理科学与工程学院，上海 200092）

随着我国教育改革的不断深入，更多的人有机会接受高等教育，大学人数的增多使教师与学生的一对一沟通成为难题.为了解决这一难题，同伴互助式学习法（Peer Assistant Learning，PAL）［1］应运而生，其形式是小组自主学习，具体来说包括讨论中的相互协作和共同解决处理事情、案例教学、复习课堂内容和分享笔记、共同完成课程任务、复习考试等多个环节.这种教学方法对加深和巩固学生对课程的理解具有重要意义.

我们在教育教学改革的进程中认识到，哈佛大学著名教授Eric Mazur创立的同伴教学法（Peer Instruction，PI），可以在课堂教学中实现学生自主学习、合作学习、师生互动、生生互动，从而改变传统课堂的教学手段、教学模式.这种教学方法在课程概念教学、激发学生学习兴趣、培养创造性的思维、高水平的推理和批判性思维能力等方面都有积极作用，对提高教学质量、培养学生创新能力效果明显［2］.由于此种方法旨在引导学生进行自主探究、合作学习，学生的角色由听众变为课堂的主体，教师成为课堂的引导者，学生通过自己的思考、探究和合作交流等自主地获得知识，成为自主学习互动教学的典范［3］.

可见，如何引导学生参与教学过程，在大班教学中如何真正实现讨论式、参与式教学，是需要从教育理念和技术应用上解决的问题.

1 研究目的

有研究者发现，传统的物理教学存在着教学方法单一、教学资源贫乏、教学评价片面、学生参与度较低等问题，导致教学质量难以提高.要解决这些问题，需要教育工作者转变教学观念，以现代教育理念指导课程教学.教育部曾针对这些问题指出，要“……提高教师的教学能力.”

从教育学角度来看，教师的教学能力是教师进行高效教学的核心能力.美国教育学家L.D.Fink（迪·芬克）认为，教师的教学能力具体由认识能力（尤其是逻辑思维能力和创造性能力）、设计能力（主要表现为教学设计能力）、传播能力（包括语言、非语言表达能力、运用现代教育技术能力等）、组织能力（主要包括组织教学能力）和交往能力（主要指在教育教学中的师生交互能力）等几种能力构成.一个出色的教师除了要有较高的学问外，最重要的是懂得如何在课堂上调动学生的积极性，使学生爱上你的课，感觉上你的课非常快乐、有兴趣，这样才有利于提高教学质量.而能否有效激发学生学习兴趣则主要通过教学的传播能力和交往能力体现出来.

事实上，教学应是全体学生参与的过程.教学需要教师运用自己的教学能力设计各种教学策略，来激发学生学习兴趣，引导学生积极参与教学过程.为了在大班教学中真正实现讨论式、参与式教学，我们将研究重心放在了“师生交互能力”的提高上，构建互动式教学模式（广义的同伴教学法），包括课堂教学互动和课外学习互动，以促进学生的互动式学习.

2 技术路线

1）借助于网络技术进行课外交互学习

随着网络技术与教育的深度结合，以学习小组协作学习为主的同伴互助式学习法（PAL）得以落实.利用互联网实时建立网上互动学习小组，小组成员共同对同一物理现象进行分析、探讨，相互启发，共同提高.这种协同学习模式可以帮助学习者有效地利用已获取的信息，综合已有的知识解决实际问题，从而提高获取信息、处理信息和应用信息的能力，提高认知和创新能力.另一方面，在课时有限的情况下，我们通过建立物理教学网站（http：／／cai.tongji.edu.cn）拓展学生的学习空间.

（1）3D互动学习平台促进协同学习

我们在自制的“物理教学数字化平台”上研制了130余个Physics 3D模型课件，这些物理模型课件具有网络运行功能，可供学习者随时随地查阅学习.同一个物理问题，可以供多个用户同时探讨交流；某一时刻只能有一人获得程序的控制权，其他人可以在观察物理现象的过程中进行协同式学习（网址：http：／／3d.phywork.cn用户名：tj3d，密码：123456）.

（2）物理博客

我们的课程教学网站由网上教室、测试系统、作业系统、学生作品、辅导系统、教学资源、物理博客等栏目组成，其中物理博客和在线讨论在学生的合作学习中发挥了积极的作用，同学们在这里广开思路，不仅探讨物理问题，对涉及课程的前沿、边缘和社会等问题也自觉地展开讨论.

（3）在线讨论

教师通过网络预设讨论题目，让同学对相应问题发表自己的观点.而每一个同学发表的意见是公开的，其他同学还可以对此作补充说明，或者有不同的见解.这种方式可引导学生大胆设问、合理推理、严谨论述，有利于交互式学习.

课程网站的建立为学生的自主学习、协作学习提供了便利，学生对这种学习模式表现出了极大的热情，访问量＞40万人次／年.

教育部高等教育司“利用信息技术改造课程”评估组对我校一个班级89名同学进行了一次“信息技术工具应用”方面的调查，其调查项目和数据如表1所示.

表1 调查项目和数据

2）用于课堂交互的两种手持式设备应用

PI教学法易于融入课堂教学.借助新技术的支持，让学生积极主动地参与到教学中，使学习成为了一个必须全身心参与的历程，学习也因此变得更有趣、更有效.目前借助现有的通信技术实现了两种课堂互动的方法：

（1）使用Clicker投票器

Clicker投票器即课堂投票表决系统，是以单向无线通信网络为基础，由无线接收器、手持键盘（Clicker遥控器）和相应的数据处理软件组成.在教学中，当教师需要了解讲课效果时，只需打开预先设计好的互动（测试）问题PowerPoint页面，即可进行一个随堂的问卷调查或应答测试.学生利用手中的Clicker投票器遥控发送自己的意见或答案，系统可以同时搜集所有学生的答案和反馈，并以可视化的图标方式呈现其统计结果.

（2）使用手机短信答题

基于手机短信的课堂交互系统是利用学生随身携带的手机这样一个通信装置与设计好的移动学习网站组成.在课堂学习中，学生通过手机发短信（可以通过 Wi－Fi上网）回答老师的问题，参与课堂学习和讨论，支持手机短信的移动学习网站将学生的短信答题结果实时统计出来，并以条状分布图形象直观地显示在教室的投影屏幕上.

尽管两种设备的技术支撑不尽相同，但都具有实时检测和反馈课堂学习效果，准确记录、评价、追踪课堂学习情况等优点，在加强小组合作学习，激发学生的学习积极性方面，发挥着重要的作用.

考虑到管理的方便性，以及学生的手机持有率和前期经费投入等问题，我们选择了手机短信答题系统，作为课堂开展互动式教学的设备，吸引了较多的学生参与到课程教学中来.

3 互动式教学开展情况介绍

同济大学在全校大一、大二的本科生中先后开展了互动式教学，涉及的课程有工科物理、医用物理、文科物理、大学物理实验等课程.学习这些课程的学生中，80%以上都进行了网上课程学习注册，并积极参与网上的互动学习.课堂互动式教学模式也在这些班级中开展，这些班级人数普遍在150人左右，少数班级人数较少的也达到50人以上.

在使用初期，我们做了受欢迎程度的调查，调查数据显示，超过97%的被调查学生对课堂应答系统持积极欢迎的态度，他们认为使用课堂应答系统能更好地使他们参与课堂互动和讨论，能更好地帮助他们学习.

目前，我们在课堂上主要用手机短信课堂应答系统作为互动教学手段，已拥有了部分题目.使用过程中对一个班级进行的调查问题及统计结果如下：

对手机短信课堂应答系统的使用意向调查：

a我喜欢课堂上使用手机互动；

b手机短信课堂互动能帮助我更好地参与课堂教学；

c我希望别的老师课堂上也使用该方法；

d我不喜欢使用手机短信参与课堂互动.

图1 对手机短信课堂应答系统的调查结果

调查结果（见图1）显示：明确表示对上课进行互动式学习持喜欢态度，并认为对他们的学习有帮助的人数达到了被调查学生的62.6%，还有约18%的被调查学生希望其他课程的老师在课堂上也使用手机短信课堂应答系统，超过80%的被调查学生认可了这种互动教学模式.

4 面临的问题

1）对互动问题的设计要求较高

新的技术对现代教学提供了新的可能，但对教师也是一个新的挑战.同伴教学法（PI）是使用专门设计的、用于揭示学生错误概念和引导学生深入探究的概念测试题，借助计算机应答交互系统展现给学生.可见，测试题目是否合适决定了互动式教学的成败：合适的题目是那些可以引起学生积极思考（或许还带有一定的趣味性），而且还要通过思辨才能解决的题目；过于简单、无讨论价值的题目不能诱发学生的讨论动力；题意不明确，或者表示不清楚，或者思维能力要求很高的题目，都会使学生放弃讨论，这样的题目应该尽量舍去.然而，一次课堂讨论的知识点，要一年以后再次重逢，这就要求教师精心设计讨论题目，要充分了解学生的学习心理和对知识的掌握程度.这是一项很困难的工作，需要具有丰富教学经验的老师，花费很多精力，才能做好它.

2）课堂上讨论时间的把握较难

讨论需要时间，所以在实践操作中，可能会多少影响到一些教学进度.

3）新鲜度减退以后的新问题

在不断进行的互动式、讨论式教学中，我们发现参与“投票”的学生人数在减少，为了探个究竟，我们又进行了如下的调查：

你喜欢上课时有互动式、讨论式学习方法吗？

a不喜欢，感觉跟同学讨论是在浪费时间，不如听老师讲，效率高.

b比较喜欢，喜欢与同学讨论所学内容，或分享各自的见解和观点.

c喜欢，感觉通过讨论可以加深对知识的理解，理解得更深刻.

d无所谓，感觉没啥区别，讨论也好，不讨论也行.

这是一个令人沮丧的结果（见图2）.我们认为，其可能的原因是：互动式、讨论式学习方法在对老师提出较高要求的同时，对学生也提出了较高的要求，要不停地、积极地思考，要即时地表达、提交自己的意见.所以，过了最初的新鲜期后，不少学生希望老师在课堂上直接讲解，直接告诉答案，不要进行讨论.他们认为传统灌输式学习效率更高，选择退缩、回到传统的填鸭式学习老路上的学生竟然占到了四分之一.

图2 对上课时有互动式、讨论式学习方法的调查结果

5 结论

基于同伴互动式学习方法，促进了学生课外互动学习，不少学生愿意加入到同伴互动学习小组中去（每学期伊始课程网络注册用户数量激增）.基于同伴互动式教学方法，改变了传统课堂教学中，教师只能通过提问少数几个学生来获得教学反馈信息的情形，能较好地支持学生参与课堂，激发学生的学习积极性，为教师组织和发起课堂讨论提供了条件，真正意义上实现让传统课堂“动”起来，有效地促进了学生的学习.

尽管前面的数据显示出一些差异，但可以肯定的是，互动式教与学的方法确实对传统学习带来了新风，对过去学习中偏重记忆，学生对知识的理解深度不够和缺乏批判思维的现象得以改观，为“启发式、探究式、讨论式、参与式教学”的实施开辟了新的模式或途径.

［1］ 赵玉静.浅析同伴互助教学法在教学中的重要作用［J］.中国乡镇企业会计，2011（5）：164.

［2］ Mazur Eric.同伴教学法——大学物理教学指南［M］.朱敏，陈险峰，译.北京：机械工业出版社，2011.

［3］ Pagen A P，Crouch C H，Mazur E.Peer instruction：Results from a range of classroom［J］.Phys.Teach，2002（40）：206.

［4］ 蔡天芳.Clicker在创建互动课堂和研究性教学中的应用［J］.中国教育信息化：高教职教，2009（8）：17～18.