同伴教学法在大学物理力学教学中的应用浅析

刘朝霞+楚合营+张景川

摘要：大学物理是一门重要的公共基础课，力学部分是大学物理和中学物理衔接的关键，提高力学部分的教学质量对学生后期的学习至关重要。同伴教学法提倡从教中学，学生在自主学习和伴教中进行物理概念建构;通过同伴间的交流与合作，能有效促进学生对物理概念的理解。研究同伴教学法在大学物理力学教学中的应用是对新课程改革进行探索的一种有效尝试。

关键词：大学物理;力学;同伴教学法

中图分类号：G642.41     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2015）19-0166-02

一、引言

进入21世纪以来，随着高素质创新人才培养的提出，大学物理作为一门公共基础课，其教学越来越受到关注。大学物理在新课程改革的背景下，必须在课程体系、教学内容、教学方法等方面进行改革以适应新世纪人才培养的需要，这样才能使大学物理的教学有新的动力[1，2]。在我国，传统的教学方法在物理教学中将学生的注意力放在物理公式的记忆、推导和应用上，忽视对学生独立思考物理现象本质，利用已有的先验观念自主建构知识等能力的培养。在课堂上师生间的互动相对较少，多为教师课堂讲授的教学模式，大多学生处于被动接受知识的地位，课后疲于完成学习任务，对基本的物理概念理解不透彻，遇到问题缺乏独立思考、小组合作沟通和自主创新等能力。

同伴教学法是哈佛大学著名教授Eric Mazur创立的一种教学方法，它有效地改变了传统课堂的教学手段、教学模式，实现学生自主学习、合作学习、师生互动、生生互动[3]。同伴教学法首次使用在Eric Mazur教授在哈佛大学的物理课堂上，经过近三十年来的不断实践、改进和完善，同伴教学法已经广泛应用于世界许多国家和地区的大、中、小学等各类学校，许多不同学科领域的教师在自己的教学实践中尝试了同伴教学法，并取得了很大的成功。我国也有几所大学使用并研究这个教学方法，在大学物理课程中使用同伴教学法并取得了一定的进展[4，5]。

力学部分是中学物理向大学物理的过渡，具有承前启后的作用。因此，它的教学在整个大学物理教学中处于一个特殊的地位。在大学物理力学部分的教学中，有两个突出矛盾。其一，随着新课程改革的发展，牛顿力学中的有关概念、规律乃至许多具体知识和解题方法已经被蚕食。与热学、电磁学、光学和原子物理等部分相比，大学与中学的力学课程在内容上的重复表现得最为突出和尖锐。甚至有老师提出牛顿力学在大学物理中是否可以删减或取消的问题。其二，牛顿力学发展至今，其体系、内容、讲法已成熟定型，似乎难以变动。学生对牛顿力学的框架形成了思维定式，对大学物理的力学部分知识常常不能深入理解和全面思考。这两个矛盾给大学物理教学提出了一个挑战：怎样在传统的教学方法中进行改革和突破，探索具有创新活力的教学理念和教学模式，促进学生有效学习，提高学生对物理概念的理解能力和分析解决问题的能力？

本文针对大学物理中力学部分的教学，尝试用同伴教学法的理论和方法，分析在大学物理力学部分教学中实施同伴教学的可能性，并提出具体的措施，期望学生从被动变主动，提高学生学习兴趣，培养学生自主学习能力，促进学生对大学物理力学基本概念的理解。

二、同伴教学法实例

运用同伴教学法，教师首先要求学生通过阅读，在上课前回答几个与阅读内容相关的概念预习问题，并指出自己认为难以理解的部分。问题设计基于建构主义教学理论，能够引起学生认知冲动，并且每个概念预习题主要是针对关键概念的理解，回答过程需要学生通过预习课本和查阅相关资料理解概念而不是直接套用公式解答，通常以题意明确难易适中的选择题形式出现。本试验选取我校大二计算机专业一个班级的大学物理课程教学，学生人数30人，分为6个小组，每组5人，以大学基础物理学力学第二章动量的讲授为例。

首先，教师课前通知学生提前预习，告知其同伴教学法的原理和基本流程。让各小组提前自学基本概念，查阅相关资料，针对本节课的知识点提出问题，并进行小组讨论。在课堂中，请学生按小组就坐，每小组的讲授老师分别讲授所学重点内容，并举例分析，然后出示概念测试题要求各小组成员自己做出选择，并对结果进行统计。例如关于动量的概念测试题。

1.一辆汽车从静止开始加速。这样做使得汽车的动量的绝对值改变了一定的量，那么地球的动量改变了（  ）。

（A）更大的量

（B）相同的量

（C）小一点的量

（D）答案取决于两者之间的相互作用

2.假设世界上全部的人口都集中在一个场所，当听到一个预先安排好的信号后，每个人都跳起来，地球所获得的动量是否在相反的方向？

（A）不。地球的惯性质量如此之大，以至于这个行星的运动的改变是极其微小的。

（B）是。因为地球的惯性质量大很多，所以地球动量的改变比所有跳起来的人群的动量改变要小得多。

（C）是。就像步枪射出子弹，地球的反冲导致动量的改变和人群的动量改变大小相等，方向相反。

（D）视具体情况而定。

第一题主要考察学生对动量大小的理解，第二题则是考虑概念的大小和方向，第一轮结果统计如表1。第一题学生首次答题正确率为75%;第二题首次答题正确率30%，说明学生基于高中物理的学习，对动量的概念已有初步认识，但是对于大学物理中动量概念的延伸及其矢量性掌握不透。

第一轮答题结果统计结束后让学生在同伴间相互讨论自己的答案，并与同伴辩论最后选择成员一致同意的结果，将讨论之后的选择结果告知老师，教师进行第二轮选择结果的统计，结果如表2。第一题答题正确率为90%;第二题答题正确率为80%。经过讨论之后有80%以上的同学选择了正确答案，那么就可以开始下一个知识点的学习，相反，如果有20%以上的人数给出了错误的答案，则需要教师对知识点进行细致讲解，对正确答案进行分析，帮助学生理解概念。在对动量概念进行了反复的联系之后，教师收集各小组在教学过程中所出现的疑问，记录并对疑问进行解答和点评，就学习结果进行检测。

从以上的试验可以看出，同伴讨论之后学生对概念的理解深入，选择的正确率有了大幅提高。在整学期的同伴教学试验来看，通过同伴间的讨论，学生对概念的理解更正确、更全面。同伴教学法可以促进学生对物理概念的理解，而正确理解基本概念意味着学生能够更好地掌握物理的常识性知识，即具有该学科人才应该具备的最基本知识。同伴教学法的概念测试题一般不涉及运算，主要考察学生对物理概念的理解和对基本问题的定型分析能力。所以在相同知识点的计算和理解方面，同伴教学法对促进学生概念理解更有效，而对计算能力方面则影响不大。同样地，由于通过同伴教学法的学习，学生对概念的理解更加透彻，对知识的掌握更全面，所以学生敢于表达自己的看法，能够提出新问题、新方法，有助于培养学生的创新意识。

三、结论

同步教学法在大学基础物理力学教学中尝试运用效果明显。通过同伴教学法进行力学概念教学，学生通过自主学习与实际练习，对概念的理解更加深入、透彻，学习积极性显著提高，学生在独立思考和同伴讨论的基础上自己承担学习任务，综合能力和认知能力都得到一定增强。但是，由于同伴教学法需要学生花费时间课前预习，导致了部分学生的抵触情绪，另外由于学校地处偏远，网络监控和反馈设备短缺，影响了教学效果。因此，未来需要开发出低成本易实施的教学监控手段，进一步推广大学物理教学中的同步教学，提高大学物理教学的综合效果。

参考文献：

[1]教育部基础教育司.走进新课程[M].北京师范大学出版社，2002.

[2]教育部高等学校物理基础课程教育指导分委员会.理工科类大学物理课程教学基本要求[M].北京：高等教育出版社，2008.

[3][美]Eric Mazur.同伴教学法——大学物理教学指南[M].朱敏，陈险锋，译.北京：机械工业出版社，2011.

[4]张萍，刘宇星.同伴教学法在大学物理课程中的应用[J].物理与工程，2012，22（1）：41-43.

[5]张妙静，程蕾.同伴教学法应用效果分析[C]//2014年全国高等学校物理基础课程教育学术研讨会论文集.endprint