同伴教學(xué)法在光電子技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用研究

陳浩 周自剛 段旭梅 王慧麗 韓艷玲 楊永佳

摘 ?要：文章依據(jù)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，運(yùn)用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，采用同伴教學(xué)法，建立以課堂、觀點(diǎn)、方法和要素為單元的COME育人模型，并且在光電子技術(shù)課程教學(xué)中運(yùn)用實(shí)踐。結(jié)果表明：同伴教學(xué)法可以有效提高光電信息科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)大班教學(xué)形式的互動(dòng)性，還可以培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問(wèn)題的綜合能力和高級(jí)思維。

關(guān)鍵詞：建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論;翻轉(zhuǎn)課堂;同伴教學(xué)法;COME模型;光電子技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ?文章編號(hào)：2096-000X（2019）22-0110-04

Abstract： Based on the constructivist learning theory， this paper uses the flipped classroom teaching model and the Peer-Instruction method to establish a COME education model with classroom， viewpoints， methods and elements as the unit， and applies the practice in the teaching of photoelectronic technology courses. The results show that the Peer-Instruction method can effectively improve the interactive teaching form of large classes of photoelectric information science and engineering major， and can also train students' comprehensive ability and advanced thinking to solve complex problems.

Keywords： Constructivism Learning Theory; flipped classroom; Peer-Instruction; COME Model; Optoelectronic Technique

前言

隨著我國(guó)步入中國(guó)特色社會(huì)主義新時(shí)代，黨中央、國(guó)務(wù)院作出建設(shè)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科的重大戰(zhàn)略決策。習(xí)近平總書(shū)記在十九大報(bào)告中強(qiáng)調(diào)[1]，“加快一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)，實(shí)現(xiàn)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展”。2018年教育部發(fā)布《關(guān)于高等學(xué)校加快“雙一流”建設(shè)指導(dǎo)意見(jiàn)》[2]，明確“雙一流”建設(shè)的核心是人才培養(yǎng)，同時(shí)明確一流本科教育在“雙一流”建設(shè)中的重要地位。實(shí)踐表明，專(zhuān)業(yè)是人才培養(yǎng)的基本單元，而課程是人才培養(yǎng)的核心要素。但目前我國(guó)高校課程教學(xué)普遍存在短板和瓶頸，例如：如何將傳統(tǒng)教學(xué)與信息化教學(xué)有機(jī)融合，如何提高專(zhuān)業(yè)大班教學(xué)互動(dòng)性，如何培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問(wèn)題的綜合能力等問(wèn)題。

為此，本文基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下的同伴教學(xué)法，建立COME育人模型，提高教學(xué)形式的互動(dòng)性，從而營(yíng)造一個(gè)生生互動(dòng)、師生互動(dòng)的學(xué)習(xí)環(huán)境，切實(shí)提高專(zhuān)業(yè)課大班課堂學(xué)生參與度，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和自我意義建構(gòu)，提升學(xué)生綜合素質(zhì)發(fā)展。

一、理論與模型

（一）建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論[3]，提倡在教師指導(dǎo)下，以學(xué)習(xí)者為中心的學(xué)習(xí)。認(rèn)為知識(shí)不是通過(guò)教師傳授得到，而是學(xué)習(xí)者在一定的情景下，借助其他人的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過(guò)意義建構(gòu)的方式而獲得。強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)的主動(dòng)探索、主動(dòng)發(fā)現(xiàn)和對(duì)所學(xué)知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu)。因此，建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論主張以學(xué)生觀、教學(xué)觀、知識(shí)觀和學(xué)習(xí)觀作為四個(gè)基本觀點(diǎn)。

（二）同伴教學(xué)法

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下的教學(xué)方法主要有支架式教學(xué)[4]、拋錨式教學(xué)[5]、隨機(jī)進(jìn)入教學(xué)[6]和同伴教學(xué)[7]等。其中，同伴教學(xué)法強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，通過(guò)使用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的用于揭示學(xué)生概念錯(cuò)誤和引導(dǎo)學(xué)生深入探究的測(cè)試題，調(diào)動(dòng)學(xué)生在已有知識(shí)基礎(chǔ)上獨(dú)立思考，積極參與教學(xué)過(guò)程，進(jìn)而在同伴交流討論中主動(dòng)建構(gòu)獲得知識(shí)。特別是在大班課堂教學(xué)中，可以有效地提高學(xué)生參與度，具有低投入高產(chǎn)出的教學(xué)效果。同伴教學(xué)的實(shí)施過(guò)程如圖1所示。

基于上述思想和方法，我們構(gòu)建了COME模型，如圖2所示。該模型以學(xué)生為中心，由課堂（Classroom）、觀點(diǎn)（Opinion）、方法（Method）和要素（Element）四個(gè)單元構(gòu)成，遵循學(xué)生觀、教學(xué)觀、知識(shí)觀和學(xué)習(xí)觀之間的內(nèi)在規(guī)律，發(fā)揮學(xué)生、教師、教材和教學(xué)媒體之間的作用和優(yōu)勢(shì)，采用同伴教學(xué)法，營(yíng)造良好的課堂學(xué)習(xí)情境，不斷促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的主動(dòng)探索和主動(dòng)建構(gòu)。

（一）課程目標(biāo)與教學(xué)設(shè)計(jì)

光電子技術(shù)課程是我校一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)必修課，授課對(duì)象為光電信息科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生，總共48學(xué)時(shí)，其中線上8學(xué)時(shí)。按照工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，提升課程高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度[8]，促進(jìn)學(xué)生獲取光電子器件技術(shù)與工程、光電功能材料與技術(shù)等方面的基本知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生解決光電子器件復(fù)雜工程問(wèn)題的創(chuàng)新能力，塑造學(xué)生具備可持續(xù)發(fā)展理念，有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)，愿意并有能力為社會(huì)服務(wù)的價(jià)值理念，如表1和表2所示。

（二）基于翻轉(zhuǎn)課堂的同伴教學(xué)

課前采用線上學(xué)習(xí)的方式[9]，西南科技大學(xué)光電子技術(shù)課程認(rèn)定為四川省精品在線開(kāi)放課程，學(xué)生可根據(jù)教師布置的教學(xué)任務(wù)開(kāi)展線上視頻學(xué)習(xí)，還可以通過(guò)學(xué)習(xí)通平臺(tái)進(jìn)行線上討論和提問(wèn)，從而激發(fā)主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣，對(duì)課程中基本概念和原理的記憶和理解起到強(qiáng)化的作用[10]。另外，教師也可以在后臺(tái)系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué)生線上預(yù)習(xí)情況，為后面課堂教學(xué)做好準(zhǔn)備。

課堂主要分為五個(gè)環(huán)節(jié)：知識(shí)點(diǎn)講解、學(xué)生問(wèn)答、第一次發(fā)布測(cè)試題、同伴討論、第二次發(fā)布測(cè)試題。首先是知識(shí)點(diǎn)講解環(huán)節(jié)，教師用5-10分鐘對(duì)本次課的重要知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理。隨后是問(wèn)答環(huán)節(jié)，學(xué)生就線上學(xué)習(xí)遇到的問(wèn)題進(jìn)行提問(wèn)，教師負(fù)責(zé)糾正學(xué)生的錯(cuò)誤理解。接下來(lái)，教師在學(xué)習(xí)通系統(tǒng)第一次發(fā)布測(cè)試題，要求學(xué)生在2-3分鐘內(nèi)獨(dú)立完成并提交答案，題目是圍繞光電子技術(shù)中關(guān)鍵概念設(shè)計(jì)的，一般是選擇題和判斷題，例題如下所示。教師根據(jù)答題情況，安排學(xué)生就近分組討論3-5分鐘。討論之后，教師在學(xué)習(xí)通系統(tǒng)第二次發(fā)布測(cè)試題，學(xué)生再次發(fā)送個(gè)人答案，教師可根據(jù)學(xué)生答題情況安排下面的教學(xué)內(nèi)容。此外，我們將同一道測(cè)試題目，在兩個(gè)不同教學(xué)班級(jí)中發(fā)布，根據(jù)收集、統(tǒng)計(jì)和分析課堂學(xué)生答題情況，可以看出兩個(gè)班學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)概念的理解程度。因此，我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中就可以分別制定兩個(gè)班的教學(xué)進(jìn)度。

例：2018年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)是關(guān)于產(chǎn)生超強(qiáng)超短激光脈沖的啁啾脈沖放大技術(shù)，其基本過(guò)程：首先將初始激光脈沖展寬，使得脈沖在（ ?）上被拉寬以降低峰值功率;隨后展寬脈沖進(jìn)入增益介質(zhì)進(jìn)行放大，增益介質(zhì)材料此時(shí)不受損傷;最后，放大脈沖被壓縮，脈沖峰值功率得到極大的提高。選項(xiàng)為：A空間、B時(shí)間、C波長(zhǎng)、D振幅。

課后通過(guò)學(xué)習(xí)通平臺(tái)，教師根據(jù)每位學(xué)生課前、課堂的參與情況，發(fā)布具有一定挑戰(zhàn)度的、開(kāi)放性的復(fù)雜工程探究題目，以科技競(jìng)賽、學(xué)術(shù)論文、國(guó)際會(huì)議和發(fā)明專(zhuān)利等為契機(jī)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生討論、分析、評(píng)價(jià)的積極性，對(duì)評(píng)價(jià)和創(chuàng)造等高層次的學(xué)習(xí)目標(biāo)可起到輔助和強(qiáng)化的作用。

三、數(shù)據(jù)與分析

本課程采用結(jié)構(gòu)化評(píng)價(jià)體系，如表3所示。

（一）課程成績(jī)分析

圖3為近三年光電子技術(shù)課程達(dá)成度分析?？梢钥闯?，課程目標(biāo)達(dá)成度和畢業(yè)要求達(dá)成度均呈現(xiàn)遞增的趨勢(shì)，2016年、2017年和2018年，課程目標(biāo)達(dá)成度分別為75%、77%和80%，畢業(yè)要求達(dá)成度分別為72%、76%和80%，均已達(dá)成，說(shuō)明同伴教學(xué)法在光電子技術(shù)課程中實(shí)踐后，學(xué)生的課程成績(jī)有明顯提高。

（二）課堂學(xué)生參與度分析

（三）綜合能力分析

四、結(jié)束語(yǔ)

基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下，采用同伴教學(xué)法在光電子技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用與實(shí)踐，建立了COME育人模型，實(shí)踐結(jié)果表明：同伴教學(xué)法不僅能提高光電子技術(shù)課程的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度，特別是可以有效促進(jìn)光電信息科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)大班教學(xué)的互動(dòng)性。另外，還能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和探究性，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問(wèn)題的綜合能力和高級(jí)思維。

參考文獻(xiàn)：

[1]習(xí)近平.決勝全面建成小康社會(huì) 奪取新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義偉大勝利——在中國(guó)共產(chǎn)黨第十九次全國(guó)代表大會(huì)上的報(bào)告[R].中國(guó)政府網(wǎng)，http：//www.gov.cn/zhuanti/2017-10/27/content_5234876.htm.

[2]三部門(mén)印發(fā)《關(guān)于高等學(xué)校加快“雙一流”建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》的通知[EB/OL].中國(guó)政府網(wǎng)，http：//www.gov.cn/xinwen/2018-08/27/content_5316809.htm.

[3]皮亞杰.發(fā)生認(rèn)識(shí)論原理[M].北京：商務(wù)印書(shū)館，2011.

[4]張建偉，陳琦.從認(rèn)知主義到建構(gòu)主義[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，1996（4）：75-82.

[5]毛新勇.建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論在教學(xué)中的應(yīng)用[J].課程.教材.教法，1999（9）：19-23.

[6]吳良根.隨機(jī)進(jìn)入教學(xué)：模式及實(shí)例分析——建構(gòu)主義理論視閾下[J].教育研究與評(píng)論（中學(xué)教育教學(xué)），2011（10）：72-76.

[7]張萍.Eric Mazur. Peer-Instruction-哈佛大學(xué)物理課程教學(xué)新方法[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2010（8）：69-71.

[8]吳巖.建設(shè)中國(guó)金課[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2018（12）：4-9.

[9]張國(guó)榮.基于深度學(xué)習(xí)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式實(shí)踐[J].高教探索，2016（3）：87-92.

[10]安德森.布盧姆教育目標(biāo)分類(lèi)學(xué)：分類(lèi)學(xué)視野下的學(xué)與教及其測(cè)評(píng)（完整版）（修訂版）[M].蔣小平，譯.北京：外語(yǔ)教學(xué)與研究出版，2009.