一种网络辅助习题讨论课模式及其量化评估

周广刚 钟寿仙 冯金波 李列明

（1中国石油大学（北京）理学院，北京 102249）

（2清华大学物理系，北京 100084）

1 教学模式简介

使用助教网（www.zjiao.com）辅助教学的典型做法包括课前预习-课后练习-习题讨论课三个部分，详见文献［1］.这种做法，理论上和实践上都有明显的优点，但是，其特定的预习环节要求教师与学生有较多的投入，在当前环境下有一定的困难.因此，我们试验了一种简化模式：取消特定的预习环节，只保留课后练习-习题讨论课两个环节.具体做法是：

1）任课教师讲课和学生听课都按往常一样，不作任何改动.对学生预习的要求也和传统教学模式完全一样.在这个环节，师、生都没有增加任何额外负担.

2）学生按常规完成课后练习.课后练习主要由选择、填充题组成，外加少量计算题.学生必须在习题讨论课前将课后练习的答案提交到助教网指定的网页里并逐题投票是否要求教师讲解.学生是在练习册上完成作业的，只是最后把选择、填充题答案提交到网上而已，并没有增加多少负担，对网络的要求也不算高.为了处理计算题，我们采用一种做法，例如表1中的第五题，内容如下：

教材某页某题，你

A：一点感觉都没有，请详细讲解；B：有点思路，但做不下去；C：有明晰思路，但遇到计算困难；D：有明晰思路，计算无大问题，但有小困难；E：没多少问题，有空就简单讲讲；F：不用讲了.

其中“教材某页某题”是我们布置给学生的计算题.

3）习题课教师可以通过助教网上特定网页查阅学生作业的统计数据.我们在这些查阅到的数据中选取几组典型的列在表1.

表1为典型数据示例.对选择题，A、B、C、D、E、F各栏分别是选取答案 A、B、C、D、E、F的人数百分比，其中E、F是两个特设选项（第五题例外），内容分别是“E：太容易，不做了”和“F：太难，不做了”；对填充题，分别是各答案正确的人数百分比；投票栏是要求讲解该题目的人数.

表1 典型数据示例

4）习题讨论课上基本上只讲解课后练习的题目.教师在上习题课时将参考查阅到的数据.以表1为例.第一题（选择题）选正确答案C的人达79%，这种题一般可以跳过不讲.第二题（答案A）正确率只有31%，12%感到太难（F选项），而且有19位学生要求讲解.这种题一般要重点讲解，数据表明，选错误的A选项的达55%，也提示了学生主要的问题所在.第三题是填充题，正确率只有23%，而且有22人要求讲解，一般也是重点.第四题（答案D）正确率只有16%，但学生懵然不觉，只有2人要求讲解，选F选项的也只有2%，学生错误又高度集中在A选项，这更是课堂讨论的好素材.至于表1中的第五题，如前所述，是专门用来处理计算题的.

2 分析比较

与传统的习题课教学模式相比，我们认为，本习题讨论课教学模式有如下优点：

1）学生课前先把作业完成了，相当于对习题讨论课的内容作了详细的预习.

2）正如上文所提的表1的例子，习题讨论课教师对学生的难点和问题所在有较多的了解，掌握了较充分的“信息”.一般情况下，在一次作业中，像第一题这样学生已经自己弄懂的题目占大部分甚至绝大部分，像第二、三、四题这样的学生遇到很大困难的题目只占少数甚至极少数.教师在掌握充分“情报”的基础上，可以果断地将时间高度集中在已经查明的少数难点上，大幅度提高教学效率.

3）所有的统计数据网络都作了记录.这是宝贵的资源，可用于日后的分析、研究，包括供编写教材、习题集时参考.

但是，影响教学效果的因素很多，仅凭以上定性分析是不够的.因此，我们采用教学测量的方法对这种模式的教学效果进行半定量评估.

3 实验设计、结果与量化评估

我们的实验分两组进行，每组由一个实验班和一个对照班组成，前者采用本文教学模式上习题讨论课而后者采用传统方式.第一组是中国石油大学（北京）09级的两个教学班，第二组是清华大学09级一个教学班分成的两个班.为了比较实验班和对照班的学习效果，我们采取了文献［2］中的前测、后测方法，通过测量“归一化教学增益”来进行定量评估.但是，我们找不到合适的前测试卷，只能直接比较两个班的期中或期末考试成绩.众所周知，考试成绩和学生的基础关系很大，只有基础相近的情况下，比较两班的成绩才有意义.但是，如何衡量学生的基础是个问题.在本次实验中，我们是这样做的：因为我们做的实验工作是与“大学物理（2）”教学同步，所以，我们采用了学生在“大学物理课（1）”期末成绩作参考进行比较分析，同一组内，如果两个教学班学生的“大学物理（1）”期末平均成绩相近，我们就认为他们基础相近，量化评估如下：

1）中国石油大学（北京）组

实验班（98人）和对照班（97人）分别由两位资历相当的教师授课（大课和习题课），时间是2010年秋，内容是振动与波、热学、光学.统考成绩见表2.实验班高出7.7分，但是，实验班中有部分来自重点班的基础特好的学生，我们将他们的数据全部剔除.修正后实验班（65人）和对照班（97人）的“大学物理（1）”统考平均成绩分别是73.3和74.2，因此，我们认为这两个班学生的物理基础，在学习“大学物理（2）”前基本相同，这样的比较才有意义，比较结果见表3.从表3可见，在基础相当的情况下，实验班成绩高出5.2分.

表2 石油大学组原始结果

表3 石油大学组按学生基础修正后结果

2）清华大学组

我们将同一任课教师班上的学生分为两部分，一部分为对照班（116人），按常规上习题讨论课，另一为实验班（64人），由我们按本文介绍的模式上习题讨论课.考试内容为电磁学，两班学生都采用相同的试卷.采用教考分离的做法，试卷由非任课教师出题，我们完全不过问.对照班平均79.7分，实验班平均82.5分，高2.8分.但在修正时我们遇到困难，因为这个教学班的学生是由上“大学物理（1）”时的不同教学班组成的，且清华大学物理课不统考，因此，我们没有采取简单对比做法，而是选出同一“大学物理（1）”教学班、且平均成绩又比较接近的学生作比较分析.修正后的实验班（26人）和对照班（39人）的学生均来源于同一“大学物理（1）”教学班.从表4结果看，修正后实验班成绩高出4.5分.更详细的分析结论定性相同，但因篇幅所限，不再介绍.

表4 清华大学组数据（表中，改进＝实验班平均成绩-对照班平均成绩）

4 讨论

从两个组的数据看，我们试验的新方法确实能改进学生的学习成绩.不过，由于缺乏合适的前测试卷，我们只能用“大学物理（1）”的成绩来衡量学生的物理基础.这种无奈的做法当然不够准确，所得结果只能算半定量的而不是定量的.对清华大学组，我们有时会遇到很多技术性难题.我们期望将来能有更好的方法.我们的目的，是在不用“应试教育”手段的前提下改进考试成绩.这与强调培养能力的教学理念并不矛盾，因为对一份合适的试卷，在85分以下区间，学生成绩与其掌握的基本功还是有相当关系的.

［1］李列明，黄峰.分子动理论教学记录及其分析（部分）［J］.物理与工程，2005，15（3）：33.

［2］Hake R R.Interactive-engagement versus traditional methods：A six-thousand-student survey of mechanics test data for introductory physics courses［J］.Am.J.Phys.2009，66（1）：64.