改進(jìn)的同伴教學(xué)法在網(wǎng)絡(luò)工程課程中的應(yīng)用實(shí)踐

陳 盈，郭文平，黎建華

（臺(tái)州學(xué)院 數(shù)學(xué)與信息工程學(xué)院，浙江 臨海 318000）

0 引 言

同伴教學(xué)法（Peer Instruction，PI） 由哈佛大學(xué)的物理學(xué)教授Eric Mazur在20世紀(jì)90年代首先提出[1-2]。PI是一種以學(xué)生為主導(dǎo)的互動(dòng)式教學(xué)法，包括課前預(yù)習(xí)、課堂講解、同伴討論、結(jié)果反饋4個(gè)環(huán)節(jié)。其中課前預(yù)習(xí)和課堂講解屬于傳統(tǒng)的教學(xué)方法范疇，而同伴討論和結(jié)果反饋是PI有別于傳統(tǒng)教學(xué)的主要不同點(diǎn)。同伴討論通過概念測(cè)試（Concept Test，CT）的方式實(shí)施，即教師在課堂上完成必要的講解后提出測(cè)試題，學(xué)生分組討論，小組成員之間相互啟發(fā)、探討，并最終提交小組意見。而后，教師統(tǒng)計(jì)各學(xué)生小組的測(cè)試結(jié)果，形成結(jié)果反饋，并根據(jù)結(jié)果反饋的準(zhǔn)確率適時(shí)調(diào)整教學(xué)策略。學(xué)生在分組討論的氛圍下，既能從教師角度輔導(dǎo)同組成員，也能接受同伴的指導(dǎo)和幫助，可以較好地拓展思維寬度和理解深度[3]。課堂教學(xué)的師生互動(dòng)和生生互動(dòng)也有利于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，弱化基礎(chǔ)差異[4-5]。

受限于大學(xué)專業(yè)課程的課時(shí)數(shù)和軟硬件環(huán)境，將PI直接應(yīng)用于課堂教學(xué)有一定困難。基于此，筆者提出一種改進(jìn)的PI 教學(xué)法，并以網(wǎng)絡(luò)工程課程為對(duì)象進(jìn)行了教學(xué)探索。經(jīng)過3個(gè)學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐，驗(yàn)證了該教學(xué)法具有較好的教學(xué)效果。

1 網(wǎng)絡(luò)工程與同伴教學(xué)法

網(wǎng)絡(luò)工程課程是隨著互聯(lián)網(wǎng)迅速發(fā)展而設(shè)立的一門較新的課程，在高校開設(shè)的時(shí)間相對(duì)較短，其概念和內(nèi)涵正在不斷發(fā)展中。網(wǎng)絡(luò)工程不僅是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程等專業(yè)的必修課，也是工科類各專業(yè)的重要選修課程之一。由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展非常迅速，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和各類標(biāo)準(zhǔn)也不斷更新，因此在網(wǎng)絡(luò)工程課程中探索一套調(diào)和課時(shí)、場(chǎng)地、設(shè)備及師資的教學(xué)模式非常必要[6-7]。本文涉及的網(wǎng)絡(luò)工程課程是在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)設(shè)立的必修課程，共64學(xué)時(shí)，其中面授32學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)32學(xué)時(shí)。

Eric教授提出的同伴教學(xué)法經(jīng)過多年的發(fā)展已具有較為穩(wěn)定的教學(xué)流程，其標(biāo)準(zhǔn)課堂流程見圖1。

圖1 Eric教授的同伴教學(xué)法流程圖

Eric教授這套PI教學(xué)法的基本目標(biāo)是在課堂上利用學(xué)生的互動(dòng)，將注意力集中到學(xué)習(xí)的本質(zhì)概念上，即課堂教學(xué)圍繞關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)展開。要求教師能在課前結(jié)合自身教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行解析，提前詳細(xì)講解課堂中涉及的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，使每節(jié)課的內(nèi)容能圍繞若干關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)展開。課堂中，教師完成一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的講解后給出一個(gè)對(duì)應(yīng)的概念測(cè)試題，然后教師根據(jù)學(xué)生反饋的測(cè)試結(jié)果正確率開展相應(yīng)的措施。若正確率高于70%，則說明學(xué)生掌握情況較好，教師只需針對(duì)錯(cuò)誤答案適當(dāng)講解，即可進(jìn)入下一知識(shí)點(diǎn)；若測(cè)試結(jié)果正確率處于中等，則組織學(xué)生進(jìn)行同伴討論，小組成員之間交換意見，使掌握概念的學(xué)生說服同伴，通過互動(dòng)達(dá)到促進(jìn)學(xué)生正確理解概念的目的；若正確率太低，則說明只有少部分學(xué)生掌握了概念，該少部分學(xué)生一般無法說服其余大部分學(xué)生，因此教師需重新講解知識(shí)點(diǎn)，并用另一套對(duì)應(yīng)的概念測(cè)試題再次測(cè)試。研究結(jié)果表明[8-10]，在同伴討論之后，學(xué)生的答題正確率會(huì)明顯提高。

然而，對(duì)于目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)高校的課堂軟、硬件環(huán)境而言，尚不能完全滿足課堂概念測(cè)試并即時(shí)獲得測(cè)試結(jié)果反饋。即便是一些在實(shí)驗(yàn)室/機(jī)房完成的實(shí)驗(yàn)課程，雖然可以滿足測(cè)試條件，但對(duì)應(yīng)的測(cè)試軟件仍需教師自行開發(fā)。這些情況極大地阻礙了PI教學(xué)法在大學(xué)課堂的推廣。PI教學(xué)法的理念“根據(jù)學(xué)生的知識(shí)掌握程度進(jìn)行后期教學(xué)策略的調(diào)整”和“學(xué)生之間互相討論學(xué)習(xí)”對(duì)于大學(xué)課程的教學(xué)有非常好的借鑒意義。為此，筆者在吸收PI先進(jìn)教學(xué)理念的基礎(chǔ)上，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)工程課程特征和學(xué)校特點(diǎn)，提出一種改進(jìn)的同伴教學(xué)法。

2 改進(jìn)的同伴教學(xué)法

同伴教學(xué)法雖然具備較穩(wěn)定的教學(xué)流程，但在實(shí)施過程中并非一成不變。教師可根據(jù)實(shí)際情況對(duì)同伴教學(xué)法的教學(xué)實(shí)施流程作出適當(dāng)調(diào)整。在保留同伴教學(xué)法核心三要素（概念測(cè)試、同伴討論、結(jié)果反饋）的基礎(chǔ)上，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)新性改造。

2.1 方案設(shè)計(jì)

筆者提出的改進(jìn)PI教學(xué)法的整體教學(xué)流程見圖2 。

圖2 改進(jìn)的同伴教學(xué)法整體流程

由圖2可知，在改進(jìn)PI中，省略了課堂即時(shí)概念測(cè)試，而以分組布置差異化作業(yè)的方式代替；教師通過批改學(xué)生提交的小組作業(yè)來掌握學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解程度，并根據(jù)作業(yè)完成中知識(shí)點(diǎn)的正確率情況，確定下一階段的教學(xué)內(nèi)容。流程中，學(xué)生之間的同伴教學(xué)主要體現(xiàn)在兩個(gè)階段：一是在實(shí)驗(yàn)室，小組成員之間互相討論，彼此啟發(fā)，有無法解決的問題可以向教師請(qǐng)教；二是在課外，如果學(xué)生在課程時(shí)間內(nèi)，在實(shí)驗(yàn)室討論后未能完成作業(yè)，則需在宿舍等地繼續(xù)完成作業(yè)，也可以向其他小組求教。教師通過批改學(xué)生作業(yè)，及時(shí)調(diào)整課程知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)，循環(huán)往復(fù)，直至完成課程教學(xué)。

2.2 需要注意的問題

改進(jìn)的同伴教學(xué)法不僅解決了傳統(tǒng)PI需要課堂即時(shí)概念測(cè)試的問題，拓展了同伴教學(xué)理念的應(yīng)用范圍，還相應(yīng)地增加了教師的課堂講解時(shí)間，解決了網(wǎng)絡(luò)工程課程學(xué)時(shí)短的問題，并結(jié)合了實(shí)驗(yàn)教學(xué)，但改進(jìn)的同伴教學(xué)也需要注意一些問題。

（1）教師在課前的準(zhǔn)備工作必須細(xì)致。課程特點(diǎn)的分析、知識(shí)點(diǎn)的篩選、課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)，都需要精心準(zhǔn)備。尤其是針對(duì)學(xué)生作業(yè)結(jié)果的已授知識(shí)點(diǎn)的重新設(shè)計(jì)，需要平滑地嵌入新的課程內(nèi)容，切忌“炒冷飯”。

（2）教師在課程教學(xué)過程中的引領(lǐng)作用需要強(qiáng)化，包括課堂知識(shí)點(diǎn)的講解和學(xué)生小組作業(yè)任務(wù)過程中的巡視指導(dǎo)，雖然以學(xué)生為主導(dǎo)，但切忌放任自流。

（3）分組作業(yè)要體現(xiàn)差異化，避免同伴教學(xué)變成同伴抄襲。

（4）作業(yè)批改、點(diǎn)評(píng)必須及時(shí)，對(duì)學(xué)生以鼓勵(lì)為主。

要實(shí)現(xiàn)以上4點(diǎn)，無一不需要教師在課外投入大量時(shí)間、精力，也需要大力提升教師自身素質(zhì)。

3 實(shí)施效果

網(wǎng)絡(luò)工程課程在臺(tái)州學(xué)院計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)已講授多年。在教學(xué)實(shí)踐中，分別經(jīng)歷了傳統(tǒng)教學(xué)法、工程案例法和改進(jìn)型同伴教學(xué)法，其中同伴教學(xué)已經(jīng)過3個(gè)學(xué)期的驗(yàn)證。表1是不同教學(xué)方法下學(xué)生的平均成績(jī)。

由表1的數(shù)據(jù)可知，隨著教學(xué)方法的不斷改進(jìn)，學(xué)生的課程平均成績(jī)總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。從傳統(tǒng)的教學(xué)方法到工程案例法，平均成績(jī)提高了1.05分；而從工程案例法到改進(jìn)同伴教學(xué)法，平均成績(jī)提高了2.85分。

表1 不同教學(xué)模式下的學(xué)生成績(jī)

圖3 兩種教學(xué)環(huán)境下的學(xué)生成績(jī)統(tǒng)計(jì)圖

此外，筆者也采集了實(shí)施前后學(xué)生的平均成績(jī)和成績(jī)段區(qū)間統(tǒng)計(jì)結(jié)果，見圖3和圖4。

從圖3的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以直觀地看出，對(duì)比同期傳統(tǒng)的教學(xué)方法，在改進(jìn)PI教學(xué)法實(shí)施3年后，學(xué)生成績(jī)有較大幅度提升。值得注意的是，在改進(jìn)PI教學(xué)法實(shí)施的第一年，學(xué)生平均成績(jī)相對(duì)于工程案例法并無明顯提高，說明PI教學(xué)法需要在實(shí)踐中不斷優(yōu)化，無論是教師還是學(xué)生，都需要有一個(gè)適應(yīng)過程。需要說明的是，每年網(wǎng)絡(luò)工程課程期末試卷的題量和難度基本一致，通過加大平時(shí)作業(yè)分?jǐn)?shù)在期末綜合成績(jī)中的占比，使每個(gè)學(xué)生盡量參與到同伴討論中來。

從圖4的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，實(shí)施改進(jìn)PI教學(xué)法后，不及格率逐年下降，優(yōu)、良百分比上升明顯。在期末對(duì)學(xué)生的調(diào)查反饋顯示，大部分學(xué)生表示自己真正學(xué)到了知識(shí)，有了學(xué)習(xí)知識(shí)的實(shí)感和成功實(shí)驗(yàn)的收獲感。特別地，在同伴討論環(huán)節(jié)中，為了闡述自己的觀點(diǎn)，學(xué)生經(jīng)常主動(dòng)尋找相關(guān)資料和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)論證支持自己的觀點(diǎn)。在一次次論證中收獲知識(shí)的同時(shí)，也提高了歸納總結(jié)、溝通交流的能力。

圖4 兩種教學(xué)環(huán)境下的學(xué)生分?jǐn)?shù)段統(tǒng)計(jì)圖

4 結(jié) 語

改進(jìn)的同伴教學(xué)法在學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)工程課程教學(xué)實(shí)踐中獲得了學(xué)生的支持，學(xué)生在小組作業(yè)的心得體會(huì)中紛紛表示，采用新的PI教學(xué)方法后課堂氛圍很好，討論課題的積極性有提高，改變了以往完成作業(yè)任務(wù)的沉悶無趣。學(xué)生在成為學(xué)習(xí)主體后，需要在“問問題”和“解疑惑”兩種角色間切換，無形之中提升了每個(gè)人的參與度，在收獲作業(yè)成功帶來成就感的同時(shí)，增強(qiáng)了自信心和溝通能力。

雖然改進(jìn)的PI增加了學(xué)生表現(xiàn)的機(jī)會(huì)，但也容易出現(xiàn)一些負(fù)面效應(yīng)，如基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生過于依賴成績(jī)優(yōu)良的學(xué)生，導(dǎo)致自身不再主動(dòng)思考或動(dòng)手操作。無論如何，改進(jìn)的PI僅僅是一種提升教學(xué)效果的方法和手段。在當(dāng)下各種新的教學(xué)模式不斷出現(xiàn)的大背景下，教學(xué)的關(guān)鍵還是如何高效地將課程知識(shí)傳授給學(xué)生。針對(duì)存在的問題，基于課程知識(shí)點(diǎn)本質(zhì)，筆者仍需不斷探索，從而進(jìn)一步優(yōu)化PI教學(xué)。

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