加拿大UBC大學(xué)“TBL教學(xué)+兩階段考試”化學(xué)課程的教學(xué)啟示

談春霞

甘肅中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，蘭州 730000

課程教學(xué)、考試是高等教育教學(xué)過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。2019年9月，在國家留學(xué)基金委高校專業(yè)課出國研修項(xiàng)目資助下，筆者有幸參與了加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)(UBC)大三年級(jí)的“水環(huán)境化學(xué)”課程(301，Aqueous Environmental Chemistry)、“全球化學(xué)問題”(311，Global Challenge：A Chemical Perspective)課程的課堂教學(xué)觀摩學(xué)習(xí)，主要學(xué)習(xí)教學(xué)方法及理論。該課程是大班教學(xué)，教學(xué)中采用“基于小組的學(xué)習(xí)(Team-Based Learning，TBL)”教學(xué)模式[1]和兩階段考試(Two-Stage Exam)[2]作為課程的過程性評(píng)價(jià)結(jié)果。通過此次學(xué)習(xí)，我們不僅開闊了視野，同時(shí)對(duì)UBC大學(xué)的教學(xué)考核模式進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查和了解。文章介紹了在我國高等理科教育教學(xué)中還沒有嘗試過的兩階段考試模式的特點(diǎn)以及在UBC大學(xué)部分課程試用中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，并分析了這種考試模式的優(yōu)缺點(diǎn)。

“水環(huán)境化學(xué)”“全球化學(xué)問題”課程是大三年級(jí)課程，共34學(xué)時(shí)，3學(xué)分。先修課程為無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和物理化學(xué)課程。選修該課程的學(xué)生來自于不同學(xué)院和不同年級(jí)，人數(shù)達(dá)到300人左右。課堂教學(xué)以TBL模式為主，兩次期中考試采用兩階段考核模式，該課程的成績?cè)u(píng)定如表1所示。

表1 課程成績?cè)u(píng)定方法

設(shè)置合理的教學(xué)、考試模式不僅可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和創(chuàng)新能力，而且可以向授課教師提供較好的考試反饋，以便授課教師能夠改進(jìn)自己的教學(xué)模式和教學(xué)方法。在觀摩該課程的過程中，TBL教學(xué)方法在大班教學(xué)中展現(xiàn)出不可替代的優(yōu)勢(shì)。UBC理科課程中許多跨學(xué)科的課程都是大班教學(xué)，TBL教學(xué)模式提高了教學(xué)效率。

1 TBL教學(xué)及啟示

以“酸性礦井水(Acid Mine Waters)”這節(jié)課為例。課程內(nèi)容主要包括：(1) 細(xì)菌作用于金屬硫化物；(2) 金屬硫化物的氧化。該課程的閱讀資料提前已經(jīng)通過教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行了發(fā)布，每位學(xué)生課前都已經(jīng)充分閱讀了該教材的內(nèi)容并領(lǐng)到該材料的答題單。上課期間，主講教師通過教學(xué)安排引入該節(jié)課程的內(nèi)容，要求每位學(xué)生根據(jù)自己對(duì)材料的理解獨(dú)自答題(9個(gè)選擇題)，時(shí)間15 min，該試題內(nèi)容以考查相關(guān)知識(shí)點(diǎn)為主，并通過答題器提交自己的答案。然后按照自己所在區(qū)域進(jìn)行隨機(jī)組合成組(每組大約5人)，再討論具體案例“大不列顛礦”材料中涉及到的酸性礦井水的污染和防治問題。學(xué)生針對(duì)問題進(jìn)行討論后，提出了用生石灰、氫氧化鈣等處理礦井暴露區(qū)域，用黏土覆蓋以避免黃鐵礦接觸水和空氣等等各種方法，這些方法涉及到教學(xué)內(nèi)容中的中和酸、除去金屬離子、停止氧化等教學(xué)內(nèi)容。

以“飲用水中的砷”TBL教學(xué)為例。學(xué)生結(jié)合課前發(fā)布的來自世衛(wèi)組織官方的飲用水質(zhì)量準(zhǔn)則的閱讀材料，學(xué)習(xí)核反應(yīng)，元素的衰變、半衰期，半衰期的一級(jí)反應(yīng)方程計(jì)算等教學(xué)知識(shí)點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)學(xué)習(xí)的飲用水中砷濃度的計(jì)算方法以及這些重金屬元素的毒性，通過小組討論解決“如何降低飲用水中砷的危害？”“水處理中可能涉及的過程”以及“溫哥華水處理的現(xiàn)狀”等這些案例。學(xué)生對(duì)于這樣很接近生活的案例非常感興趣，提出了很多方案，例如：用土壤吸附和過濾減少飲用水中的砷，用“初步沉降-通風(fēng)-聚沉-消毒(氯氣、臭氧、紫外線輻射)的程序來進(jìn)行水處理”。

以“廢水處理中的氧化還原反應(yīng)”TBL教學(xué)為例，主要學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)是電池半反應(yīng)及電池反應(yīng)，判斷自發(fā)進(jìn)行狀態(tài)下哪一個(gè)為氧化反應(yīng)，哪一個(gè)為還原反應(yīng)，以及電池的電動(dòng)勢(shì)等。授課教師提前發(fā)布了在廢水溶液中存在的金屬離子的閱讀材料，圍繞“如何通過氧化還原反應(yīng)除去廢水中常見的鐵、鈣、錳等金屬元素”的題目，組織小組展開討論，在討論過程中學(xué)生必須用到H和O電極電位數(shù)據(jù)及一些廢水中常見離子的電極電位，并且通過繪制水中的氧化還原的pH范圍來判斷廢水中哪些金屬能夠被除去。

TBL教學(xué)為每一位學(xué)生提供發(fā)表個(gè)人思想觀點(diǎn)、發(fā)揮個(gè)人創(chuàng)造思維的機(jī)會(huì)。在UBC的課堂的TBL教學(xué)中，能夠?qū)⒅R(shí)點(diǎn)與現(xiàn)實(shí)中的實(shí)際問題相結(jié)合，尤其是涉及到當(dāng)?shù)氐囊恍┵Y源、環(huán)境等亟待解決的問題，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中能夠及時(shí)關(guān)注社會(huì)的發(fā)展，凸顯了知識(shí)“有用性”的特點(diǎn)。基于小組的討論和學(xué)習(xí)帶來不同的視野和觀點(diǎn)，在相互辯論、討論、協(xié)作的過程中既增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)自信，也培養(yǎng)了從交流中學(xué)習(xí)和溝通的能力。在強(qiáng)調(diào)“以人為本”的高等教育理念的今天，改革傳統(tǒng)課堂教學(xué)理念和方式，加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力、溝通能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、實(shí)踐與創(chuàng)新能力等，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，使學(xué)生終身受用[3]。

2 Two-Stage Exam模式

UBC廣泛采用的兩階段考試模式由于特殊的形式將考試變成了深入學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。筆者在UBC學(xué)習(xí)期間，體會(huì)到了這種考試模式帶來的益處。這種被廣泛使用的考試模式，在不同的學(xué)科課程中稍有不同。兩階段考試模式，也被稱為兩階段協(xié)作考試(Collaborative Two-Stage Exam)，是2007年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主卡爾維曼(Carl Wieman)教授的科學(xué)教育計(jì)劃(Carl Wieman Science Education Initiative，CWSEI)中的重要項(xiàng)目。2009年在UBC理學(xué)院首次引入，目前至少有上百門課程在使用。

兩階段考試模式是由兩個(gè)階段組成的一種小組協(xié)作式考試。第1階段：考試中學(xué)生首先在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成考題。第2階段：收集完試卷后，3-4位學(xué)生組成小組，立即共同協(xié)作完成考題。第2階段的考題可以是第一階段的全部題目、部分題目或是相似的題目。第2階段協(xié)作測(cè)試采用刮刮卡(圖1)，學(xué)生可以立即得到反饋。考試總評(píng)成績=個(gè)人成績×85%+小組成績×15%。如果個(gè)人成績高于小組成績，則考試總評(píng)成績=個(gè)人成績×100%?？荚嚱Y(jié)束后，學(xué)生考試成績?yōu)榭荚嚳傇u(píng)成績。兩段式考試模式的時(shí)間安排：第1階段，學(xué)生獨(dú)立完成試卷，時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)考試時(shí)間的2/3或3/4；第2階段(用時(shí)少于5 min)，學(xué)生交卷完成第1段考試后，小組成員立即在剩余時(shí)間內(nèi)協(xié)作共同完成相同或相似的試題，在刮刮卡上選出答案，然后由助教收集每組的刮刮卡統(tǒng)計(jì)成績。

圖1 第2階段刮刮卡模板(左)及答題得分(右)

2.1 兩階段考試模式的應(yīng)用

在小組協(xié)作的部分，由于學(xué)生在個(gè)人答題部分已經(jīng)思考過題目，在小組協(xié)作的部分，小組成員會(huì)根據(jù)自己的觀點(diǎn)進(jìn)行討論相同或相似的第2階段的題目，能夠很快得出一致的答案。在此過程中，每位同學(xué)從交流討論中可能會(huì)重新認(rèn)識(shí)概念或者解決了一些自己不能理解的部分。有學(xué)者認(rèn)為第2階段，在考試中組內(nèi)所有學(xué)生能共同專心于同一份考試材料，更能提高學(xué)生學(xué)習(xí)參與度，而且相互討論和協(xié)作能夠促使學(xué)生與組內(nèi)其他成員的交流和學(xué)習(xí)，是一種有效的學(xué)習(xí)過程[4,5](圖2)。

圖2 Two-State Exam 模式示意圖

研究指出在大多數(shù)兩段式考試中，小組成績要高于個(gè)人成績[6]。第2階段的小組協(xié)作測(cè)試部分在考試中容易操作，體量小，考試時(shí)間較短，而且這一階段考試成績所占比例較小。學(xué)生在獨(dú)立完成第1階段的試題后很容易進(jìn)入第2階段的試題的思考中，很大程度上都能得出正確答案，因此第2階段的成績可能會(huì)高一些。有研究者分析了來自于夏威夷大學(xué)六位不同教師教授的五門不同的本科課程(包括海洋學(xué)和地質(zhì)學(xué))的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，這些課程均引入了兩段式考試作為過程性評(píng)價(jià)或終結(jié)性評(píng)價(jià)的依據(jù)。通過對(duì)14個(gè)兩階段考試共289份樣本分?jǐn)?shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析：平均小組分?jǐn)?shù)89.6，標(biāo)準(zhǔn)差為9.3% (階段2)超過平均個(gè)人得分73.2，偏差為15.0% (階段1)，數(shù)據(jù)反映出兩段式考試能非常有效地縮小高分和低分之間的差距[7]。研究小組將其解釋為在小組考試階段，組員間進(jìn)行了協(xié)作學(xué)習(xí)，表現(xiàn)優(yōu)異的學(xué)生和表現(xiàn)不佳的學(xué)生混合在一起是一種非常有效的縮小成績差距的方式。UBC的兩位教授Roza Vaez Ghaemi和Gabriel Potvin[8]在大一年級(jí)物理、化學(xué)課程中引入了兩階段考試并通過匿名調(diào)查評(píng)估了學(xué)生在參加小組考試之前和之后對(duì)小組考試的看法。結(jié)果顯示：考試小組部分的這些討論已被證明為學(xué)生提供了寶貴的機(jī)會(huì)來分享他們的知識(shí)以及他們對(duì)每個(gè)答案的推理和思考過程、向同齡人學(xué)習(xí)并練習(xí)他們的交流技能。Carl Wieman提出在小組協(xié)作測(cè)試中，通過使用刮刮卡，學(xué)生會(huì)從同學(xué)那里收到關(guān)于他們解決方案的即時(shí)、有針對(duì)性的反饋，并看到解決問題的方法，這使得考試本身成為一種寶貴的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，同時(shí)向?qū)W生展現(xiàn)了協(xié)作學(xué)習(xí)的價(jià)值。參加過兩階段考試的學(xué)生中有79%的學(xué)生認(rèn)為這種方式有助于加深對(duì)學(xué)習(xí)概念和內(nèi)容的印象，而且同伴協(xié)作是提高理解力的有效方法。87%的學(xué)生發(fā)現(xiàn)兩階段考試有效地幫助他們了解如何應(yīng)用所學(xué)來解決課程中的問題，并且一致認(rèn)為兩階段考試可提高記憶力和學(xué)習(xí)能力[9]。

2.2 兩階段考試模式的啟示

從某種程度上來說，小組協(xié)作測(cè)試有利于發(fā)展批判性思維和人際交往能力，是一種促進(jìn)學(xué)習(xí)的考試方式。兩階段考試模式帶來的好處顯而易見，緩解了學(xué)生考試的焦慮，而且從考試中通過交流進(jìn)一步學(xué)習(xí)。但是，目前這種考試模式中，第2階段的考試題型以選擇題為主，題型受限；另外，小組成員在討論中如果不能達(dá)成一致，就很難在短時(shí)間內(nèi)得出一致的答案；小組成員知識(shí)背景和學(xué)習(xí)能力會(huì)影響到小組協(xié)作的成績，是按照分配還是自愿成組更有利于協(xié)作性學(xué)習(xí)仍需進(jìn)一步討論。這樣的考試模式如果試用于國內(nèi)課程的考試，其方式、題型、時(shí)間等許多因素仍需探索和思考。近年來我國高等教育對(duì)于課程學(xué)習(xí)的評(píng)估也從期末的終結(jié)性評(píng)價(jià)發(fā)展為過程性(30%-50%)和終結(jié)性評(píng)價(jià)(50%-70%)相結(jié)合的多元化、綜合性指標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生增加平時(shí)學(xué)習(xí)的投入。在平時(shí)的教學(xué)和考核中如何細(xì)化過程性評(píng)價(jià)的來源，將過程性評(píng)價(jià)作為推動(dòng)教學(xué)發(fā)展、提高教學(xué)效果和提升學(xué)生邏輯化思維、分析和解決問題的能力都是值得思考和探索的課題。

3 總結(jié)和思考

教學(xué)模式和考核模式改革是提高高等教育質(zhì)量的關(guān)鍵。TBL教學(xué)模式在國內(nèi)的高校中已經(jīng)開始應(yīng)用，并且“因課制宜”，不同的學(xué)科結(jié)合各自學(xué)科的特點(diǎn)，優(yōu)化和完善了TBL模式，使得這種教學(xué)模式受到廣大同學(xué)的歡迎。UBC課程在教學(xué)過程中要求學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考、溝通交流、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等多種方式掌握課程的知識(shí)要點(diǎn)，在該體系下不僅能培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力素養(yǎng)，還能提升教學(xué)效果；UBC課程考核方式的多元化，能更全面地評(píng)判學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握度。因?yàn)闆]有補(bǔ)考概念，不及格學(xué)生按照需要進(jìn)行重修，重修的要求和費(fèi)用與首次課程完全一致，這種模式也嚴(yán)格保障了重修課程的質(zhì)量。近幾年，我國的高等教育教學(xué)改革中除了閉卷考試外，也出現(xiàn)了多元化的考試模式：小組討論式考試、小論文/綜述、讀書筆記、開卷考試、PPT演講等多種模式。考試成為了教學(xué)的手段，而不是教學(xué)的目的。UBC采用的兩階段考試模式，從推出到實(shí)施仍在不斷地探索和完整之中。希望UBC采用的“TBL教學(xué)+兩階段考試”對(duì)我國高等教育教學(xué)考核模式的創(chuàng)新提供一些可借鑒的思路。