张 萍 刘宇星

（1北京师范大学物理学系，北京 100875；2北京工业大学数理学院，北京 100124）

同伴教学法在大学物理课程中的应用

张 萍1刘宇星2

（1北京师范大学物理学系，北京 100875；2北京工业大学数理学院，北京 100124）

按照Eric Mazur著的《同伴教学法——大学物理教学指南》中介绍的同伴教学法的教育理念、使用原则和步骤，我们在大学物理课程中使用同伴教学法，实现了大班课堂上学生的合作学习.发现这个教学方法在物理概念教学、激发学生学习兴趣、培养创造性的思维、高水平的推理和批评性思维能力等方面的积极作用.教学中我们使用了书中部分概念测试题，分析了它在检测学生物理错误概念、激发学生小组讨论方面的有效性.

同伴教学法；合作学习；大学物理；概念测试题

在传统的讲授式教学方法中，学生是被动的倾听者、接受者，他们的注意力主要是放在对于知识要点的掌握上.在一直有尊师重教风尚的我国，学生怀疑老师确实很难，学生“不敢、不会、不爱”提问题.在美国，灌输式教学在20世纪中后期已基本被放弃，取而代之的是鼓励学生质疑教授的权威，参与讨论.哈佛大学著名教授Eric Mazur创立的同伴教学法（Peer Instruction），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（ConcepTests），组织大班课堂教学，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，有效地改变了传统课堂教学手段、教学模式.同伴教学法最先应用于哈佛大学基础物理课程中，十几年来同伴教学方法已经广泛应用于世界许多国家和地区的小学、中学、大专和大学的不同课程.Eric Mazur著的《同伴教学法——大学物理教学指南》［1］一书中介绍的同伴教学法的教育理念、使用原则和步骤，提供了一整套的阅读测试、概念测试和概念考试题.为大学物理课程中使用同伴教学法的教师提供了丰富的课程资源.教室应答系统［2］（Classroom Response Systems or Clicker）为这一方法的实施提供了技术上的支持.

2009年本文第一作者在哈佛大学Mazur Research Group专门对这个教学方法进行了研究，并在中国的教学杂志上介绍了这个教学方法［3］，2010年回国后开始在北京师范大学的大学物理课程中使用并研究这个教学方法.近两年在中国越来越多的大学物理课程中教师开始使用这个教学方法，在第七届大学物理报告论坛上，来自北京大学、哈尔滨工业大学、北京工业大学、大连海事大学等高校物理教师交流了他们在大学物理课程中使用同伴教学方法的经验，大家一致认为同伴教学方法有广泛的适用性，很容易融入到我国传统教学中，对建构知识和培养学生的创新能力非常有效.本文介绍我们使用同伴教学法的体会和经验.

1 同伴教学方法易于融入大班课堂教学

同伴教学法的教学目标是激励学生自主学习和合作学习.在课程教学中基于概念测试题利用Clicker先让学生回答个人的答案，然后邻座讨论，讨论后再次发送答案，这个过程可以激发学生对概念问题的讨论、争辩和相互间的挑战.使用Clicker，同伴教学法易于融入大班课程的教学，它不用改变教室结构和桌椅的位置，不用对学生进行编组和固定座位，就可以实现课堂上的学生之间的合作学习和师生互动.在大班课堂教学中融入小组讨论，不仅积极有效地帮助学生理解他们所学的知识，而且利用学生思考问题的时间，教师也有机会停下来，整理一下思路；在学生讨论过程中，教师可以巡视课堂听取学生之间的讨论，会发现学生们看待问题的观点有时候与教师的经验完全不同，通过聆听学生们的解释，教师可以知道学生是如何思考，如何得出错误答案.利用这些信息，教师可以有针对性地组织教学，使之更加有效.

2 同伴教学法对大学物理概念教学的有效性

在2010年秋季学期的大学物理课程中我们使用同伴教学法，并对这个教学法的实施效果进行了研究.

在大学物理教学中使用同伴教学法最关键也最困难的事情是设计出好的概念测试题.概念测试题既要适合学生个人探究又要适合在同学之间讨论，而且这些学习过程都必须在课堂上有限时间内完成.所以应该着重于学生易混淆和误解的概念以及能引起学生间的争论的问题，避免只需要记忆判断和代入数据计算两类题目.下面是Eric Mazur著的《同伴教学法——大学物理教学指南》一书中一个概念测试题.

例：观察图中给出的四个场线图，假设在给出的区域内没有电荷，哪一个图表示的是静电场？

1.（a）；2.（b）；3.（b）和（d）；4.（a）和（c）；5.（b）和（c）；6.其他的组合；7.以上都不对.

我们在两个不同的班级（A班和B班）的大学物理教学中使用过这道题目，Clicker可以在学生作答后，第一时间为教师提供学生的答案分布，教师可以依据学生当前的知识水平状态组织下一步的教学.

A班学生在讨论前后的选项分布如图1：这道题目正确选项是2，A班学生在小组讨论前后正确率分别为38.1%和47.1%，错误答案主要分布在选项3和5，这让教师可以迅速了解到学生对静电场中电场线不能闭合和电场线起于正电荷，止于负电荷在没有电荷的地方不中断这两个概念上存在问题，并有针对性地组织相关概念的教学.有时候我们依据多年教学经验认为自己已经很了解学生，对于上述两个概念，由于它们是中学物理的教学内容，学生通常能正确复述相关内容，于是我们认为学生已经掌握这些概念.而学生对这道概念测试题讨论的结果告诉我们：记住不代表理解.这样的例子在我们使用同伴教学法讲授大学物理课程中经常遇到，学生有可能只需通过记忆运算法则就能很好地解决传统计算题，却不理解其中的物理概念的本质.通过使用《同伴教学法——大学物理教学指南》中一些概念测试题，我们发现学生在基本物理概念上存在着许多错误，这些错误是我们用通常的测试难以发觉的.

图1 A班讨论前后答题选项分布

B班的情况与A班不同，B班学生在小组讨论前正确率为56.3%，讨论后正确率达到85.0%，如图2.数据表明这个班中的学生的概念掌握比A班好，并且在学生的讨论环节，一些学生的错误被成功转变.聆听学生之间的讨论你会发现：“有时候，学生们比教师更能有效地把概念解释给彼此.一个可能的原因就是当测试题给出时，那些理解了概念的学生只不过是刚刚掌握了这个原理，他们还能够意识到弄懂这个概念存在哪些难点.因此，他们明确知道在给同伴解释的过程中要着重强调什么.”［4］概念测试题和同伴之间的讨论与交谈可以帮助学生发现那些他们没有真正理解的东西，引发他们进一步思考；同时帮助教师确定课程步伐.与A班不同，由于B班在讨论后大多数学生给出正确答案，教师只需要花一两分钟总结一下要点，就可以快速进入下一个知识点的讲解.

图2 B班讨论前后答题选项分布

在2010年秋季学期的大学物理教学中，我们使用了Eric Mazur著的《同伴教学法——大学物理教学指南》中的概念测试题，书中有些概念测试题看上去似乎很简单，使用后发现它们大都能有效地检测学生错误概念，引发学生之间的讨论，这些题目解答通常需要用物理概念做出正确的判断而不需要用物理公式进行计算.图3是我们使用过的28道题的数据.数据表明：学生在讨论后答题正确率比讨论前答题正确率增加，说明同学之间的讨论在物理概念的建立和错误概念的转变方面的有效性.

图3 学生在讨论前后回答概念测试题的正确率

我们研究表明：学生在讨论过程中产生的分歧会使他们怀疑个人看法的正确性，从而寻求更多的信息，对个人知识和结论进行重新理解，促进物理概念的更深刻的掌握与记忆；同时在学生互相质疑和解释彼此的结论的过程中能产生高质量决策和更高的推理水平，更多的新思想和方案，及更好的知识迁移.

3 同伴教学法在激发学习兴趣和能力培养方面的作用

学生在相互讨论中当遇到不同观点时，就会产生观念上的冲突、动摇及失衡，体验认知的好奇，激发学生学习兴趣，积极地寻找更多的资料，导致更多学习行为和更多的时间投入.对使用同伴教学法的课程的学生的调查表明：72%的学生学习物理的兴趣提高，对物理学习有更大的学习动机和成就动机.学生平均到课率99%；97%同学表示这个教学模式让自己在整个课堂上保持注意力持续集中［5］.

学生在问题的讨论中，每人都要阐释自己的观点，说服他人；倾听别人的陈述和批评，在获得更多信息的同时反思自己和别人的观点，评价不同的概念和观点的有效性，通过思辨得出新的结论.我们研究发现，这个过程会产生以下效果：获得更多信息，提高洞察力，做出较高质量的决策，培养创造性的思维、高水平的推理和批评性思维能力.学生在与同伴的相互作用时，还可以从对方身上直接学到从成人身上学不到的态度、价值观、技巧及信息.学会以正确的观点，而不是从自己的角度去看待事情和问题.

综上所述：同伴教学法改变了传统的单向知识传授模式，是探究式、讨论式、互动式的教学，它鼓励学生自主学习，让学生学会相互学习，教会学生如何去思考，有利于学生知识、能力、素质的全面发展.

［1］ ［4］ （美）Eric Mazur著.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

［2］ ［5］ 张萍.涂清云等.大学物理课堂互动教学模式的研究——基于“教室应答系统”的构建［J］.中国大学教学，2011，（7）

［3］ 张萍.Eric Mazur.Peer－Instruction——哈佛大学物理课程教学新方法［J］.中国大学教学，2010，（8）

2011－11－07）

张萍（1964年出生），女，江苏南通人，北京师范大学物理学系副教授，博士.研究方向：高等物理教育.