Clicker在交互式课堂教学中的应用研究进展①

陈丽莎 黄致新 李祖燕 谈学婕 雷 丹 孙楚钰

(华中师范大学物理科学与技术学院,湖北武汉 430079)

Clicker在交互式课堂教学中的应用研究进展①

陈丽莎 黄致新 李祖燕 谈学婕 雷 丹 孙楚钰

(华中师范大学物理科学与技术学院,湖北武汉 430079)

作为一种新的教育信息技术,课堂应答系统(Clicker)在交互式课堂教学中具有重要的应用价值.本文简单介绍了Clicker的理论溯源、在课堂教学中的应用研究以及Clicker教学系统的相关研究进展.

Clicker;同伴教学法;探究式教学

Clicker同时也被称为Classroom Response System,是一套用于在课堂中进行实时反馈并支持师生互动的教学系统.它由手持键盘、无线主控基站和数据处理软件三部分组成.在教学中使用该系统,学生可以通过手持键盘对教师的问题进行即时反馈.Clicker的研究历史在国外已达十余年,现今国外很多中小学和高校在教学中都引入了Clicker教学系统.

1 Clicker研究缘起

Clicker教学系统被引入课堂教学,发现其对提高学生出席率和鼓励学生课堂主动参与具有较好的效果.这方面的研究很快受到重视,论文发表也很多.[1,2]尽管早期对Clicker教学系统进行的研究和发展都是物理教育家,但是这种系统所实现的互动性、开放性课堂教学环境使得Clicker迅速被引入到其他领域,如计算机科学领域、数学领域、工程领域等等.同时Clicker教学系统也从初始时应用于大课堂的教学延伸至今兼容15-200学生的课堂.[3]Clicker教学系统已经成为西方国家科学课程教与学探讨的一个前沿性课题.

2 Clicker在课堂教学中的应用研究

国外经过多年的教育研究表明,即便是非常活跃的课堂也永远只有那么几个特定的学生在回答问题,大部分学生不愿意主动思考问题、回答问题,因此无论教师多么努力营造活跃的课堂气氛,大部分学生仍没有真正参与到知识的探究中来.如何实现大多数学生都能真正参与课堂教学活动,是Clicker教学系统研究和发展的理论背景.

2.1 Clicker结合同伴教学法的研究

Clicker在教育上的成效,有赖于教学策略的选用,其中被广泛采用的是美国哈佛大学的同伴教学法.

美国哈佛大学 Eric Mazur教授将Clicker系统与 Peer Instruction教学模式有效地结合在一起,经过多年的实践探索表明:Clicker系统的应用为研究型、开放型、互动型的课堂教学模式提供了一个有效的平台,Clicker系统结合同伴教学法的教学流程如图1.

美国科罗拉多大学M.K.Smith教授通过具体数据说明了Clicker应答系统结合同伴教学法对学生理解和掌握知识产生了正面的影响.M.K.Smith教授研究发现学生应用Clicker与同伴讨论后回答概念题的正确率比讨论前学生独立回答的正确率要高,同伴讨论对学生理解和掌握知识确实产生了正面影响则是由学生再次回答难度与之前同伴讨论题目相当的同类问题时正确率波动较小得以验证.[2]

图1

2.2 Clicker教学系统配套题目的设计研究

应用Clicker教学系统实现以学生的自我探索为基础的研究性教学,还必须精心构建一个相应的应答题库.题目的设计是应用Clicker教学的主要课题,它将直接影响互动教学模式的教学质量.[4]

Clicker应答题目应该根据探究式教学策略设计,激发学生的自主思考,为学生的自主探究提供平台.美国麻省理工大学Ian D.Beatty教授认为题目的设计应体现明确的教学目标,应答题目不仅仅是向学生展示一定的知识信息,同时也应该着眼于帮助学生培养思维的方式和掌握解决问题的方法.Ian D.Beatty教授提出应答题目的设计应包含三重的教学目标:知识目标,过程目标,元认知目标.知识目标是题目所直接呈现的内容,一般应该是概念的和基础的并且能够在课程的各个环节相互衔接;过程目标是题目引导学生培养的各种认知技能和思维方式;元认知目标是在题目的解答过程中学生建立起的相关学习法的视角.

2.3 Clicker教学系统的两种课堂应用模式

2.3.1 在新课教学中应用

Clicker教学系统在新课教学中的应用,是针对容易产生模糊认识的概念.该类题目一般会进行二次使用,初次使用时教师并不讲解,学生根据已有知识经验进行选择,此时学生的出错概率往往比较高,但却能够激发学生的求知欲,起到让学生带着问题进行学习的目的.经过教师讲解和同伴讨论后,再由学生进行二次选择.二次选择学生选择正确答案的比例明显增多,学生体会到掌握知识的喜悦,同时知识的探究过程也会给他们留下深刻的印象.

2.3.2 在诊断评估性教学中应用

Clicker教学系统在诊断评估性教学中的应用,是在新课结束后准备几道能体现重点概念和规律的、容易出错的选择题,利用Clicker进行学习效果检测,可起到复习巩固、深化理解的作用.Clicker教学系统在诊断评估性教学中具体的应用模式有两种,一是在新课课堂最后10 min左右的时间应用;另一种是在一章内容结束后的习题讨论课上应用.

通过Clicker教学系统在课堂中的有效应用,教师能够及时获得学生知识掌握情况的反馈信息,从而适时调整自己的教学进度.当然,由于应用Clicker时应答题目只能以选择题的形式出现,学生的选择结果只能给出其思维结果,而不能展示其思维过程.这就需要教师在分析学生群体答案的同时进行个别提问,通过对话洞察其思维过程,以做出进一步讲解.

3 Clicker教学系统的研究进展

国外包括哈佛大学、俄亥俄州立大学、华盛顿大学等世界一流大学,已经超过700所大学以及为数众多的中小学在教室中使用Clicker教学系统,其相关发展已有10余年,大量的文献报道了结合Clicker的课堂教学对学生学习的热情、对知识的理解和掌握以及对学生建构新知识后的成就感都产生了正面的影响.[5]

3.1 学生对Clicker教学系统的评价研究

在俄亥俄州立大学,Clicker教学系统的引入使学生参与学习的热情高涨,学习成绩也相应的得到提高.表1给出俄亥俄州立大学的学生对使用课堂应答系统态度调查结果.

表1 (赞同度从-2到+2)

3.2 Clicker教学系统对男女生学习帮助的研究

美国德雷塞尔大学教授Daniel B.King指出Clicker更能够提高男生的课堂参与率,其研究结果显示女生和男生在大学科学课程和工科课程中能够达到相似的学术水平,即应用Clicker教学系统能够鼓励女生积极参与科学和工程类课堂.俄亥俄州立大学教授N.W.Reay的研究结果同样显示相对传统教学方式而言,Clicker的使用缩小了男女生在科学类学科成绩间的差异.[6]

3.3 Clicker教学系统的应用与考试评价间相关度的研究

Daniel B.King教授研究发现当应用Clicker回答问题独立于学期末的等级成绩时,在课堂中积极回答问题(无论回答正确与否)的学生通常在学期末的考试中取得更好的成绩;相反的,当应用Clicker回答问题作为学期末等级成绩的一部分时,在课堂中回答错误的学生期末考试成绩并没有比在课堂中不回答问题的学生好,这可能由于很多学生在课堂回答问题仅为争取课堂参与分,甚至他们并没有注意问题的内容.

4 研究展望

以上我们对Clicker教学系统的研究进展进行了系统的介绍,在过去的十几年国外对Clicker的研究已经比较成熟,然而至今95%的Clicker成功案例的文献都是应用在高等教育,其他年龄层的应用研究寥寥可数以致应用Clicker教学的成效无法明确的推估.相对国外而言,国内关于Clicker教学的研究工作任重而道远,如Clicker教学系统配套题目的效度、信度评估;不同课程的量化评估体系等等都有待于我们作深入研究.

1 Eric Mazur.Farewell,Lecture?Science.2009(2):50-51

2 M.K.Smith.Why peer discussion improves student performance on in-class concept questions.Science.2009(2):122-124

3 Jane E.Caldwell.Clickers in the Large Classroom:Current Research and Best-Practice Tips.Life Science Education.2007(6):9-20

4 N.W.Reay,P.F.Li,L.Bao.Testing a new voting machine question methodology.American Journal of Physics.2008(76):171

5 C.H Crouch,E.Mazur.Peer instruction:Ten years of experience and results.American Journal of Physics,2001(9):970-977

6 W.Reay Neville.Toward the effective use of voting machines in physics lectures.AmericanJournal of Physics,2005(6):554-558

2010-05-19)

①本文为湖北省高等学校教学研究项目“创新性物理教学模式的探索与实践”(项目编号:20070136)的阶段性成果.