同伴教學(xué)法在大學(xué)物理力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用淺析

劉朝霞+楚合營+張景川

摘要：大學(xué)物理是一門重要的公共基礎(chǔ)課，力學(xué)部分是大學(xué)物理和中學(xué)物理銜接的關(guān)鍵，提高力學(xué)部分的教學(xué)質(zhì)量對學(xué)生后期的學(xué)習(xí)至關(guān)重要。同伴教學(xué)法提倡從教中學(xué)，學(xué)生在自主學(xué)習(xí)和伴教中進行物理概念建構(gòu);通過同伴間的交流與合作，能有效促進學(xué)生對物理概念的理解。研究同伴教學(xué)法在大學(xué)物理力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用是對新課程改革進行探索的一種有效嘗試。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理;力學(xué);同伴教學(xué)法

中圖分類號：G642.41 ? ? 文獻標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）19-0166-02

一、引言

進入21世紀(jì)以來，隨著高素質(zhì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的提出，大學(xué)物理作為一門公共基礎(chǔ)課，其教學(xué)越來越受到關(guān)注。大學(xué)物理在新課程改革的背景下，必須在課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面進行改革以適應(yīng)新世紀(jì)人才培養(yǎng)的需要，這樣才能使大學(xué)物理的教學(xué)有新的動力[1，2]。在我國，傳統(tǒng)的教學(xué)方法在物理教學(xué)中將學(xué)生的注意力放在物理公式的記憶、推導(dǎo)和應(yīng)用上，忽視對學(xué)生獨立思考物理現(xiàn)象本質(zhì)，利用已有的先驗觀念自主建構(gòu)知識等能力的培養(yǎng)。在課堂上師生間的互動相對較少，多為教師課堂講授的教學(xué)模式，大多學(xué)生處于被動接受知識的地位，課后疲于完成學(xué)習(xí)任務(wù)，對基本的物理概念理解不透徹，遇到問題缺乏獨立思考、小組合作溝通和自主創(chuàng)新等能力。

同伴教學(xué)法是哈佛大學(xué)著名教授Eric Mazur創(chuàng)立的一種教學(xué)方法，它有效地改變了傳統(tǒng)課堂的教學(xué)手段、教學(xué)模式，實現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、師生互動、生生互動[3]。同伴教學(xué)法首次使用在Eric Mazur教授在哈佛大學(xué)的物理課堂上，經(jīng)過近三十年來的不斷實踐、改進和完善，同伴教學(xué)法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于世界許多國家和地區(qū)的大、中、小學(xué)等各類學(xué)校，許多不同學(xué)科領(lǐng)域的教師在自己的教學(xué)實踐中嘗試了同伴教學(xué)法，并取得了很大的成功。我國也有幾所大學(xué)使用并研究這個教學(xué)方法，在大學(xué)物理課程中使用同伴教學(xué)法并取得了一定的進展[4，5]。

力學(xué)部分是中學(xué)物理向大學(xué)物理的過渡，具有承前啟后的作用。因此，它的教學(xué)在整個大學(xué)物理教學(xué)中處于一個特殊的地位。在大學(xué)物理力學(xué)部分的教學(xué)中，有兩個突出矛盾。其一，隨著新課程改革的發(fā)展，牛頓力學(xué)中的有關(guān)概念、規(guī)律乃至許多具體知識和解題方法已經(jīng)被蠶食。與熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和原子物理等部分相比，大學(xué)與中學(xué)的力學(xué)課程在內(nèi)容上的重復(fù)表現(xiàn)得最為突出和尖銳。甚至有老師提出牛頓力學(xué)在大學(xué)物理中是否可以刪減或取消的問題。其二，牛頓力學(xué)發(fā)展至今，其體系、內(nèi)容、講法已成熟定型，似乎難以變動。學(xué)生對牛頓力學(xué)的框架形成了思維定式，對大學(xué)物理的力學(xué)部分知識常常不能深入理解和全面思考。這兩個矛盾給大學(xué)物理教學(xué)提出了一個挑戰(zhàn)：怎樣在傳統(tǒng)的教學(xué)方法中進行改革和突破，探索具有創(chuàng)新活力的教學(xué)理念和教學(xué)模式，促進學(xué)生有效學(xué)習(xí)，提高學(xué)生對物理概念的理解能力和分析解決問題的能力？

本文針對大學(xué)物理中力學(xué)部分的教學(xué)，嘗試用同伴教學(xué)法的理論和方法，分析在大學(xué)物理力學(xué)部分教學(xué)中實施同伴教學(xué)的可能性，并提出具體的措施，期望學(xué)生從被動變主動，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，促進學(xué)生對大學(xué)物理力學(xué)基本概念的理解。

二、同伴教學(xué)法實例

運用同伴教學(xué)法，教師首先要求學(xué)生通過閱讀，在上課前回答幾個與閱讀內(nèi)容相關(guān)的概念預(yù)習(xí)問題，并指出自己認(rèn)為難以理解的部分。問題設(shè)計基于建構(gòu)主義教學(xué)理論，能夠引起學(xué)生認(rèn)知沖動，并且每個概念預(yù)習(xí)題主要是針對關(guān)鍵概念的理解，回答過程需要學(xué)生通過預(yù)習(xí)課本和查閱相關(guān)資料理解概念而不是直接套用公式解答，通常以題意明確難易適中的選擇題形式出現(xiàn)。本試驗選取我校大二計算機專業(yè)一個班級的大學(xué)物理課程教學(xué)，學(xué)生人數(shù)30人，分為6個小組，每組5人，以大學(xué)基礎(chǔ)物理學(xué)力學(xué)第二章動量的講授為例。

首先，教師課前通知學(xué)生提前預(yù)習(xí)，告知其同伴教學(xué)法的原理和基本流程。讓各小組提前自學(xué)基本概念，查閱相關(guān)資料，針對本節(jié)課的知識點提出問題，并進行小組討論。在課堂中，請學(xué)生按小組就坐，每小組的講授老師分別講授所學(xué)重點內(nèi)容，并舉例分析，然后出示概念測試題要求各小組成員自己做出選擇，并對結(jié)果進行統(tǒng)計。例如關(guān)于動量的概念測試題。

1.一輛汽車從靜止開始加速。這樣做使得汽車的動量的絕對值改變了一定的量，那么地球的動量改變了（ ?）。

（A）更大的量

（B）相同的量

（C）小一點的量

（D）答案取決于兩者之間的相互作用

2.假設(shè)世界上全部的人口都集中在一個場所，當(dāng)聽到一個預(yù)先安排好的信號后，每個人都跳起來，地球所獲得的動量是否在相反的方向？

（A）不。地球的慣性質(zhì)量如此之大，以至于這個行星的運動的改變是極其微小的。

（B）是。因為地球的慣性質(zhì)量大很多，所以地球動量的改變比所有跳起來的人群的動量改變要小得多。

（C）是。就像步槍射出子彈，地球的反沖導(dǎo)致動量的改變和人群的動量改變大小相等，方向相反。

（D）視具體情況而定。

第一題主要考察學(xué)生對動量大小的理解，第二題則是考慮概念的大小和方向，第一輪結(jié)果統(tǒng)計如表1。第一題學(xué)生首次答題正確率為75%;第二題首次答題正確率30%，說明學(xué)生基于高中物理的學(xué)習(xí)，對動量的概念已有初步認(rèn)識，但是對于大學(xué)物理中動量概念的延伸及其矢量性掌握不透。

第一輪答題結(jié)果統(tǒng)計結(jié)束后讓學(xué)生在同伴間相互討論自己的答案，并與同伴辯論最后選擇成員一致同意的結(jié)果，將討論之后的選擇結(jié)果告知老師，教師進行第二輪選擇結(jié)果的統(tǒng)計，結(jié)果如表2。第一題答題正確率為90%;第二題答題正確率為80%。經(jīng)過討論之后有80%以上的同學(xué)選擇了正確答案，那么就可以開始下一個知識點的學(xué)習(xí)，相反，如果有20%以上的人數(shù)給出了錯誤的答案，則需要教師對知識點進行細(xì)致講解，對正確答案進行分析，幫助學(xué)生理解概念。在對動量概念進行了反復(fù)的聯(lián)系之后，教師收集各小組在教學(xué)過程中所出現(xiàn)的疑問，記錄并對疑問進行解答和點評，就學(xué)習(xí)結(jié)果進行檢測。

從以上的試驗可以看出，同伴討論之后學(xué)生對概念的理解深入，選擇的正確率有了大幅提高。在整學(xué)期的同伴教學(xué)試驗來看，通過同伴間的討論，學(xué)生對概念的理解更正確、更全面。同伴教學(xué)法可以促進學(xué)生對物理概念的理解，而正確理解基本概念意味著學(xué)生能夠更好地掌握物理的常識性知識，即具有該學(xué)科人才應(yīng)該具備的最基本知識。同伴教學(xué)法的概念測試題一般不涉及運算，主要考察學(xué)生對物理概念的理解和對基本問題的定型分析能力。所以在相同知識點的計算和理解方面，同伴教學(xué)法對促進學(xué)生概念理解更有效，而對計算能力方面則影響不大。同樣地，由于通過同伴教學(xué)法的學(xué)習(xí)，學(xué)生對概念的理解更加透徹，對知識的掌握更全面，所以學(xué)生敢于表達(dá)自己的看法，能夠提出新問題、新方法，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。

三、結(jié)論

同步教學(xué)法在大學(xué)基礎(chǔ)物理力學(xué)教學(xué)中嘗試運用效果明顯。通過同伴教學(xué)法進行力學(xué)概念教學(xué)，學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)與實際練習(xí)，對概念的理解更加深入、透徹，學(xué)習(xí)積極性顯著提高，學(xué)生在獨立思考和同伴討論的基礎(chǔ)上自己承擔(dān)學(xué)習(xí)任務(wù)，綜合能力和認(rèn)知能力都得到一定增強。但是，由于同伴教學(xué)法需要學(xué)生花費時間課前預(yù)習(xí)，導(dǎo)致了部分學(xué)生的抵觸情緒，另外由于學(xué)校地處偏遠(yuǎn)，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和反饋設(shè)備短缺，影響了教學(xué)效果。因此，未來需要開發(fā)出低成本易實施的教學(xué)監(jiān)控手段，進一步推廣大學(xué)物理教學(xué)中的同步教學(xué)，提高大學(xué)物理教學(xué)的綜合效果。

參考文獻：

[1]教育部基礎(chǔ)教育司.走進新課程[M].北京師范大學(xué)出版社，2002.

[2]教育部高等學(xué)校物理基礎(chǔ)課程教育指導(dǎo)分委員會.理工科類大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求[M].北京：高等教育出版社，2008.

[3][美]Eric Mazur.同伴教學(xué)法——大學(xué)物理教學(xué)指南[M].朱敏，陳險鋒，譯.北京：機械工業(yè)出版社，2011.

[4]張萍，劉宇星.同伴教學(xué)法在大學(xué)物理課程中的應(yīng)用[J].物理與工程，2012，22（1）：41-43.

[5]張妙靜，程蕾.同伴教學(xué)法應(yīng)用效果分析[C]//2014年全國高等學(xué)校物理基礎(chǔ)課程教育學(xué)術(shù)研討會論文集.endprint