“同伴”教學(xué)法在“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程中的多元化應(yīng)用

［摘 要］ 同伴教學(xué)法是應(yīng)用社會(huì)建構(gòu)主義的一種教學(xué)模式，通過“同伴”之間的溝通交流、信息分享、認(rèn)知思辨，促進(jìn)個(gè)人對概念的理解，有利于知識(shí)體系的建構(gòu)。因其清晰明確的操作流程容易上手，一經(jīng)推出就得到了廣泛的應(yīng)用。國內(nèi)學(xué)者也對此進(jìn)行了很多應(yīng)用研究，證明了其在不同學(xué)科領(lǐng)域中的不同課程都有積極的作用?；凇巴椤苯虒W(xué)法在“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程中進(jìn)行了探索和實(shí)踐，并提出了改進(jìn)后的多元化“同伴”教學(xué)組織形式。

［關(guān)鍵詞］ “同伴”教學(xué)；“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程；多元化

［基金項(xiàng)目］ 2022年度溫州理工學(xué)院教學(xué)改革項(xiàng)目“工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下基于同伴教學(xué)法的機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革”（2022JG13）；2019年度浙江省教育廳“十三五”省級(jí)產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目“基于產(chǎn)教融合的應(yīng)用型本科機(jī)械專業(yè)實(shí)踐訓(xùn)練體系構(gòu)建”

［作者簡介］ 李美琴（1982—），女，浙江溫州人，碩士，溫州理工學(xué)院智能制造與電子工程學(xué)院副教授，主要從事機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究。

［中圖分類號(hào)］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 1674-9324（2024）20-0147-04 ［收稿日期］ 2023-12-28

同伴教學(xué)法PI（Peer Instruction）很容易和同伴教育PE（Peer Education）或同伴互助學(xué)習(xí)PAL（Peer-assisted Learning）混淆。兩者的關(guān)鍵詞都是“同伴”，“同伴”在《辭典簡編版》中指伙伴，共同行動(dòng)的人，在學(xué)習(xí)領(lǐng)域特指共同學(xué)習(xí)的人，也就是在學(xué)生之間組成學(xué)習(xí)小組或?qū)W習(xí)對子，通過彼此間的積極幫助與支持促進(jìn)自身的學(xué)習(xí)，是一種非常有效的獲取知識(shí)與能力的學(xué)習(xí)方式。

在同伴教育或同伴互助學(xué)習(xí)活動(dòng)中，同伴角色一般分為指導(dǎo)者和被指導(dǎo)者，在精心組織的學(xué)習(xí)小組（PE）、一對一或一對多的結(jié)對小組（PAL）中進(jìn)行信息、觀念或行為技能等資源共享，相互幫助、相互監(jiān)督、相互合作完成學(xué)習(xí)任務(wù)，小組中的指導(dǎo)者和施教者可以選擇同班、高年級(jí)或更高學(xué)歷層次的學(xué)生［1-4］。同伴教育的表現(xiàn)形式包括同伴指導(dǎo)、同伴示范、同伴商討、同伴監(jiān)督及同伴評(píng)價(jià)［4］。

而本文中所指的同伴教學(xué)法是由哈佛大學(xué)馬祖爾教授提出的一種最初用于物理學(xué)大課堂互動(dòng)的教學(xué)方法，通過選擇類概念題型，組織同伴之間的溝通交流、認(rèn)知碰撞，在彼此不斷的認(rèn)知沖突解決中加深個(gè)人對概念的理解，促進(jìn)思辨能力的提高，完成知識(shí)的建構(gòu)，通過分享信息，不同觀點(diǎn)與角度的交織，將會(huì)產(chǎn)生知識(shí)的碰撞火花，對新角度的好奇會(huì)極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而使其投入更多的學(xué)習(xí)時(shí)間與精力［5］。同伴教學(xué)中的小組一般為4～6人［6-7］，同伴之間地位相等。

一、同伴教學(xué)法的應(yīng)用特點(diǎn)

PI教學(xué)法要求學(xué)生在上課之前先預(yù)習(xí)，課堂中教師圍繞重要概念把一節(jié)課分為幾個(gè)單元，每個(gè)單元的學(xué)習(xí)流程為：教師提問—發(fā)放測試—學(xué)生回答—同伴討論—再次回答—糾錯(cuò)分析［8］。其特點(diǎn)是教師針對學(xué)生理解有困難的概念知識(shí)點(diǎn)精心設(shè)計(jì)概念選擇題，要求學(xué)生先獨(dú)自回答，通過學(xué)生回答的正確率了解學(xué)生對該知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，如果正確率在70％以上［7-8］（或80％［9］）的就是簡講，低于30％（或20％）的要求教師對概念進(jìn)行詳細(xì)闡述，正確回答比例在30％～70％（或20％～80％）區(qū)間的則將學(xué)生分為幾個(gè)小組進(jìn)行限定時(shí)間的自由討論，再次發(fā)送同一個(gè)測試題，讓學(xué)生二次獨(dú)立選擇，根據(jù)第二次的選擇結(jié)果重復(fù)以上過程。同伴教學(xué)法正是借助于教師引導(dǎo)下的課堂小組討論，在激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、增加學(xué)會(huì)參與度、提高自信心及語言表達(dá)能力，加深知識(shí)點(diǎn)理解、提高分析能力及發(fā)展高水平推理和批判性思維方面有著獨(dú)特優(yōu)勢［6-8］，因此，同伴教學(xué)法在高校、中學(xué)的不同課程中都有廣泛的應(yīng)用，如“大學(xué)物理［10］”、“機(jī)械設(shè)計(jì)”類課程［5］、“內(nèi)科護(hù)理學(xué)［6］”“醫(yī)用傳感器”、英語讀寫類課程［8］、“工程力學(xué)”“工程材料基礎(chǔ)”“口腔醫(yī)學(xué)教育”、高中地理和化學(xué)等［9］。

二、同伴教學(xué)法在機(jī)械類課程中的應(yīng)用試驗(yàn)

（一）應(yīng)用流程

從近年溫州理工學(xué)院“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程的試卷得分可以看出，學(xué)生雖然具備了一定的零件設(shè)計(jì)和分析計(jì)算能力，但是在更復(fù)雜的情境下，或需要學(xué)生評(píng)估分析做出一些比較取舍時(shí)，學(xué)生的表現(xiàn)則不盡如人意。原因在于線下課堂過多地強(qiáng)調(diào)解題技巧與套公式的應(yīng)用，學(xué)生雖然能夠進(jìn)行簡單計(jì)算，但沒有真正理解概念，沒有建立起自己的知識(shí)體系，無法實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移和高階應(yīng)用。因此，在20機(jī)械工程二班的部分概念知識(shí)講授部分進(jìn)行了同伴教學(xué)改革實(shí)驗(yàn)。課程實(shí)施方案設(shè)計(jì)如圖1所示。

（二）應(yīng)用分析

經(jīng)過多次同伴教學(xué)發(fā)現(xiàn)：（1）同伴教學(xué)法確實(shí)有助于分享信息、改變觀點(diǎn)。同伴討論前后的各項(xiàng)選項(xiàng)都會(huì)有一定程度的變化，但在正確的觀念傳播時(shí)，錯(cuò)誤的理解也在加強(qiáng)，如圖2所示，關(guān)于強(qiáng)度準(zhǔn)則的多選題在經(jīng)過學(xué)生第一次自測后，因?yàn)橛胁糠诌x項(xiàng)的得分率不達(dá)標(biāo)，所以教師組織學(xué)生小組討論，統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示討論后正確的選項(xiàng)比例提高了，但錯(cuò)誤選項(xiàng)的比例也同步增加。（2）題目設(shè)計(jì)的好壞直接影響同伴討論的效果。在一次單選題中針對V帶傳動(dòng)中的摩擦力和平帶比較的題，其三次得分率見圖3，說明如果題目設(shè)置難度過大，大部分學(xué)生缺少思路想法時(shí)，同伴發(fā)揮的作用非常有限。而難度合適的題目，同伴的作用立竿見影，如圖4所示。同時(shí)，題目的吸引力也是要著重考慮的，有趣的題目學(xué)生討論的熱情肉眼可見較高。（3）班級(jí)之間存在差異。經(jīng)過幾次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，二班的學(xué)生對于同伴討論的參與度興趣不高，或不說話，或討論比較浮于表面，只詢問同伴選了什么，而不深究選擇原因。班級(jí)的氛圍不僅體現(xiàn)在同伴討論，在課前課后的一些小組活動(dòng)中也可以發(fā)現(xiàn)同樣的傾向。（4）同伴教學(xué)法使用效果隨著次數(shù)整體下降。同伴教學(xué)法流程比較煩瑣耗費(fèi)時(shí)間，以一個(gè)循環(huán)為例，第一次自測測試2分鐘，同伴討論2分鐘，再測1分鐘，教師點(diǎn)評(píng)1分鐘，加上中間的過渡，一個(gè)知識(shí)點(diǎn)至少需要7分鐘，如果是更為復(fù)雜的題目，加上教師的講解分析，時(shí)間會(huì)增加到10分鐘，所以不少學(xué)生覺得多次測試麻煩且效率較低，在度過最初的新鮮度后，討論度、積極性明顯遞減。

三、同伴教學(xué)在“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程應(yīng)用的改進(jìn)

針對上述問題深入思考同伴教學(xué)法成功和失敗的背后原因，成功的關(guān)鍵是提供了“同伴”的端口讓所有學(xué)生有機(jī)會(huì)進(jìn)行知識(shí)的輸出和輸入加工過程，幫助知識(shí)的內(nèi)化吸收，通過互動(dòng)完成知識(shí)建構(gòu)的過程；而存在問題的原因一方面是流程耗費(fèi)時(shí)間，且針對的題型形式相對單一，另一方面是教師的專業(yè)素養(yǎng)影響教學(xué)法開展的效果，比如對概念類題目設(shè)計(jì)是否具有趣味性、專業(yè)性，難度是否合適等［7-10］。同時(shí)，學(xué)生的素養(yǎng)也是同伴教學(xué)法開展能否順利的一大因素，比如，學(xué)生是否有基本的知識(shí)儲(chǔ)備及良好的道德素質(zhì)，避免討論流于形式或出現(xiàn)人身攻擊［8］；學(xué)生的偏好［10］對同伴教學(xué)效果也有影響。為此，本文從課前、課中、課后對同伴教學(xué)法進(jìn)行了多元化的應(yīng)用改進(jìn)。

（一）課前的“同伴結(jié)對”

為了幫助學(xué)生有效預(yù)習(xí)，引入同伴機(jī)制，學(xué)生兩兩結(jié)對，完成預(yù)習(xí)視頻的制作，視頻包括各類零件的特點(diǎn)、類型、適用場合的介紹。實(shí)施下來效果較好，學(xué)生反饋：“通過自己查資料，上課更能跟上老師的節(jié)奏，對知識(shí)理解加深，學(xué)會(huì)了概括，鍛煉了表達(dá)能力”“剛開始同伴不熟悉、合作不自然，到后面更有默契，相互補(bǔ)充，共同進(jìn)步”，等等。

（二）課堂的“同伴”活動(dòng)

為了發(fā)揮同伴的相互激勵(lì)作用，且能保持有效持續(xù)的刺激，提高課堂效率，對課堂的任務(wù)根據(jù)其難度及類型開展多樣化的“同伴”活動(dòng)：（1）對于新的概念知識(shí)，由淺入深，通過手機(jī)投票讓學(xué)生快速自測，根據(jù)結(jié)果比例，教師選擇簡講和精講，精講后再圍繞同樣的知識(shí)點(diǎn)出一道測試題，難度適當(dāng)增加，讓學(xué)生二次自測，再根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果判斷是否進(jìn)行同伴討論或直接進(jìn)入下一環(huán)節(jié)。（2）對于一些有爭議的知識(shí)點(diǎn)，在小組同伴討論之后，可以隨機(jī)選擇一組上臺(tái)，相互配合，針對不同選項(xiàng)說明其選擇理由，教師對此點(diǎn)評(píng)，引導(dǎo)示范學(xué)生如何有邏輯性地思考。（3）對于一些開放性的、答案非唯一的知識(shí)點(diǎn)，可設(shè)計(jì)對比分析題，比如，畫文氏圖或做對比表格，小組討論并合作完成同類知識(shí)的對比分析圖，同時(shí)抽選小組上臺(tái)展示成果。

（三）課后的“同伴”任務(wù)

課后任務(wù)以小組為單位，分兩部分進(jìn)行：（1）課后大作業(yè)。根據(jù)教學(xué)的進(jìn)度及課堂的教學(xué)內(nèi)容，完成某一零件的市場調(diào)研、設(shè)計(jì)任務(wù)、知識(shí)整理等，展示形式可以是小組PPT、小組視頻、小組調(diào)研報(bào)告、合作出試卷等。（2）課程設(shè)計(jì)任務(wù)。本課程配套有實(shí)踐課程“機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)”，每個(gè)小組要自選題目，完成一種機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)，教師監(jiān)管學(xué)生的任務(wù)難度，定期組織小組匯報(bào)進(jìn)度。改進(jìn)后方案見圖5。

結(jié)語

經(jīng)過同伴教學(xué)法在“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程中的應(yīng)用分析，發(fā)現(xiàn)其成功的核心“同伴”能夠提供給學(xué)生更多的知識(shí)輸出機(jī)會(huì)，從而加深對知識(shí)的理解應(yīng)用，為了最大化“同伴”對“生生互動(dòng)、教學(xué)相長”的激勵(lì)作用，在常規(guī)的同伴概念測試的流程外，教師要根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)、個(gè)性和教學(xué)的內(nèi)容貫穿整個(gè)課程，充分利用課內(nèi)課外，多元化地開發(fā)同伴教學(xué)的應(yīng)用，比如，課前的同伴結(jié)對、課堂不同的同伴活動(dòng)、課外的小組合作任務(wù)等，靈活組合應(yīng)用不同的同伴教學(xué)方法，才能真正以生為本，因材施教。

參考文獻(xiàn)

［1］張先庚，曹冰，安雪梅，等.同伴教育在國內(nèi)護(hù)理教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀［J］.護(hù)理研究，2015，29（35）：4363-4365.

［2］王亞婷，曹梅娟.同伴教育在護(hù)理教學(xué)中的應(yīng)用研究進(jìn)展［J］.中華護(hù)理教育，2016，13（10）：782-785.

［3］左璜，黃甫全.試論同伴互助學(xué)習(xí)的涵義及研究的主要課題［J］.課程·教材·教法，2008（9）：16-19.

［4］王有升，蘭玉萍.同伴學(xué)習(xí)中的“教學(xué)相長”與課堂教學(xué)變革［J］.課程·教材·教法，2018，38（2）：62-68.

［5］趙自強(qiáng)，王文中，張京英.基于同伴教學(xué)法的機(jī)械設(shè)計(jì)類課程教學(xué)模式［J］.機(jī)械設(shè)計(jì)，2018，35（S2）：86-88.

［6］蘆慧，王慧虹，孫仁娟，等.同伴教學(xué)法在內(nèi)科護(hù)理教學(xué)的應(yīng)用［J］.護(hù)理學(xué)雜志，2017，32（23）：70-72.

［7］張翼夫，徐慧文，奚小波，等.同伴教學(xué)在高等教育實(shí)踐類課程中的應(yīng)用探索［J］.大學(xué)教育，2022（3）：190-192.

［8］程良.信息化教學(xué)背景下同伴教學(xué)法在高職英語教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)與探索［J］.職業(yè)技術(shù)教育，2022，43（8）：33-36.

［9］羅厚付.“同伴教學(xué)”在高中地理教學(xué)中的應(yīng)用：以“大氣熱力環(huán)流”為例［J］.中學(xué)地理教學(xué)參考，2021（22）：40-41+61.

［10］王祖源，武荷嵐，顧牡.以同伴教學(xué)法促進(jìn)學(xué)生互動(dòng)式學(xué)習(xí)［J］.物理與工程，2013，23（2）：45-48.

The Diversified Application of Peer Instruction in Mechanical Design Course

LI Mei-qin

（School of Intelligent Manufacturing and Electronic Engineering， Wenzhou University of Technology， Wenzhou， Zhejiang 325025， China）

Abstract： Peer instruction is a teaching method that applies social constructivism. Interaction between peers， information sharing and critical thinking can promote individual understanding of concepts and the construction of knowledge systems. Because its clear operation process is easy to replicate， peer instruction has been widely applied. It also has been applied and researched on different courses in different discipline in China， which has been proved to have a positive effect. This article explores and practices Peer instruction in Mechanical Design course， and an improved organizational form of diversified “peer instruction” teaching has been proposed.

Key words： peer instruction; Mechanical Design course; diversify