同伴教学法在中学物理教学中的应用

同伴教学法在中学物理教学中的应用

董 霞张 雄

(云南师范大学物理与电子信息学院云南 昆明650500)

摘 要：Peer-Instruction，译为同伴教学法，是哈佛大学著名教授Eric Mazur创立，专门用于大学中的大班物理教学，通过使用概念测试题(ConcepTests)，借助计算机投票系统(Computerized Voting System)，变传统单一的以讲授为主的教学模式为同伴之间自主、合作学习的教学模式，实现师生互动和生生互动.本文旨在介绍PI教学法，阐明它在促进学生学习方面的作用，并对其在中学物理教学中的应用进行探讨.

关键词：Peer-Instruction合作学习物理教学

收稿日期：(2014-08-26)

1Peer-Instruction教学方法简介

Peer-Instruction(以下简称PI)中文通常译为同伴教学，可广义地表述为“具有同等或相似身份或水平的非专业教学人员之间相互教学并彼此从中受益的教学形式”[1].PI教学法是由哈佛大学著名教授Eric Mazur创立，从1991年开始研究至今，在国外的一些学校中已发展成为一种比较成熟的教学方法[2]，而在我国对PI教学法的研究还比较少.本文旨在介绍PI教学方法及其在促进学生学习方面的作用，并对PI教学法在中学物理教学中的应用做一个简单的探讨.

PI教学法的创立是为了解决在大学进行大班物理教学时的师生互动、生生互动的难题，它将传统的以教师为中心的纯讲解的教学模式转换为让学生成为学习知识的主动者，学生之间合作学习、互相施教并从中受益，真正做到了“告别演讲”(Farewell,Lecture——这是Mazur于2009年在权威杂志SCIENCE上发表的一篇文章，旨在介绍PI教学法)[3].

PI教学法按图1所示的方式实施[4]：首先要求学生课前预习，回答两个与阅读内容有关的问题，并提出自己认为困惑的内容.然后在正式上课时将一节课分成几个小单元(哈佛大学一节物理课的时间为一个半小时)，每一个单元都是围绕一个关键的物理概念设计的，教师在进行大约10 min的简明讲授后，给出一个专门为课程设计的概念测试题(Concep Test)，用于揭示学生错误概念和引导学生深入探究的测试题，大多数为选择题，也有部分判断题，并依此问题作为核心组织教学.学生看到问题后，首先独自思考，自主学习，然后将个人的答案用计算机投票系统(Computerized Voting System)，即“应答器”(Clickers)传送给中心计算机(PI教学法实行之初使用的投票形式是通过“Flashcards”即“选项卡片”，后期才逐渐过渡到使用应答器投票).

图1　PI教学法的教学流程图

学生答案在短时间内发送完毕后，计算机汇总学生答案，并在大屏幕上显示出学生答题的情况，教师和学生可以立即得到反馈.接下来教师就根据学生答题的情况分别采用不同的教学策略.当给出正确答案的学生人数比例在30%～80%之间时，教师安排学生分组讨论约2～3 min,同学之间相互讨论、解释自己的观点、说服对方、反省自己、批判对方，或添加信息支持对方的观点，这是一个学生之间相互学习的过程，也是一个精练概念的学习课程.讨论结束后学生再次发送个人答案，在发送前学生会重新思考，反思自己和别人的观点，评价不同的概念和观点的有效性，做出个人的新判断.如果多于 80%的学生能够给出正确的答案，教师就简单讲解概念，并针对错误进行讲解，然后直接进入下一个主题.如果给出正确答案的人数少于 30%，教师则要对概念重新进行必要的阐述和讲解，然后使用另一个测试题再次评价学生对这个概念的理解，依此进行循环，直至回答正确的学生人数达到80%以上[4,5].

2PI教学方法的优势

从搜集所得世界上不同国家和学校对PI教学方法的研究文献中可知,PI教学法应用于不同的课程教学中对学生的学习都有比较明显的促进作用，主要表现在：培养学生的合作精神和表达能力；增强学生的学习潜能和自信心；降低学习焦虑；促进批判性思维、问题解决和决策能力、分享经验；互动教学利于知识保持和记忆[5]……哈佛大学的Mazur Research Group通过运用PI教学法实践获得的很多数据表明：使用PI教学法进行教学不只有助于提高学生学习物理的兴趣，达到一个好的学习效果，还能减少男女生在物理学习上的性别差异[6].通常在科学课程学习中，男生的学习效果往往都优于女生，而使用PI教学法能有效减少这一差异，缘于女生更愿意在讨论中用语言表达想法，而男生更喜欢独立思考，所以在互动教学中，女生在没有竞争的氛围和强调概念的课程中会获益更多[5].

3PI教学法运用于中学物理教学的探讨

鉴于文献调查结果显示，PI教学法运用于不同的课程中对学生的学习有明显的促进作用，笔者认为可以尝试将其运用于中学物理教学中.综合考虑，运用于中学教学需要重点解决以下3个方面的问题.

(1)概念测试题的选择.大学物理课程使用PI教学法可以直接借用Eric Mazur等人编制的“Peer Instruction: A User′s Manual”[7]，即《同伴教学使用手册》中的概念测试题.但是中学物理教学还没有比较完善的测试题可供使用，加之国内外中学对学生需要掌握的知识程度要求各不相同，所以我国中学要使用PI教学法进行教学的话需要编制一系列合适的概念测试题.相应的测试题要求能较好地反映学生对该概念的理解程度，其中的错误答案也要求能体现出学生经常出现的误区或迷惑区.题目形式可以千变万化，但要求必须能够科学有效地达到概念测试的目的.教师可以根据以上原则进行搜集、选择或者自己编制题目.

(2)课堂即时反馈问题.目前，大多数使用PI教学法进行教学的学校使用的反馈形式为通过应答器进行操作.而国内中学如果也使用这一方式的话势必会增大教学成本，在没有确定PI教学法能有效提高中学物理教学效果的情况下不适合盲目投资，我们可以使用PI教学法运用之初使用的Flashcards，即选项卡反馈方式，甚至可以使用现场举手投票的方式进行结果统计.研究表明：使用应答器和选项卡两种不同的方式进行PI教学，应答器的使用使学生反馈显得快捷、方便，而且便于数据存储进行对比研究，但是两种方式对于学生学习效果的影响并无明显不同[6].使用现场举手投票统计人数虽然略显麻烦，但是在国内中学每个班级的学生人数大概为四五十人的情况下还是可行的，针对各个班级提前算好30%和80%的比例情况，统计结果出来后稍作对比即可进行下一步教学.

(3)教学时间安排.PI教学法大多运用于大学物理教学中.哈佛大学一节物理课的时间为一个半小时，国内多数大学中的每次课也基本都是两个小节(每小节40或45 min)连上，时间都较为充裕，教学内容安排上的弹性空间大.而我国中学每次课的上课时间通常为40 min或45 min，这就要求教师要紧凑安排时间，合理地安排好以下教学步骤：讲解概念，出示问题，学生思考，初次统计答案，同伴讨论，思考后再次选择答案，讲解错误概念，进入下一主题.教师在授课之前应充分准备，面对课堂上出现教学环节多次循环(讨论后正确率依然在30%～80%之间),甚至出现逆循环(讨论后正确率反而降低为30%以下)等情况，做到合理应对，从容教学.

4总结

基于各个国家国情、文化各不相同，对提高教育质量的内涵的理解也不尽相同，对各个年龄段学生的教育要求和评价也不同，但是教育学科本身的科学规律是客观的，它决定了不同的教学方法方式都会有异曲同工之处，因此不同的国家、学校、教师之间也需要相互交流、借鉴和合作，教学的实践更需要众多教育者提出自己的见解，从理论指导实践，再从实践中发现问题和优势从而进一步完善理论.对于PI教学法在中学物理教学中的运用还需广大教育研究人员以及众多一线教师一起交流、商榷.

参 考 文 献

1Topping K. Effective Peer Tutoring in Further and Higher Education. SEDA，1996，32(3)：95～96

2C. H. Crouch and E. Mazur. Peer Instruction: Ten years of experience and results . Am. J. Phys, 2001, 69(9) ：970～977

3Eric Mazur,Farewell, Lecture? SCIENCE, 2009 (2), 323:50～51

4N. Lasry. Clickers or Flashcards: Is There Really a Difference?The Physics Teacher, 2008(46) ：242～244

5张 萍, Eric Mazur.Peer-Instruction——哈佛大学物理课程教学新方法.中国大学教学，2010,8：69～71

6Mercedes Lorenzo, Catherine H. Crouch, Eric Mazur.Reducing the gender gap in the physics classroom . Am. J. Phys, 2006, 74 (2) ：118～122

7E. Mazur. Peer Instruction: A User′s Manual. NJ: Prentice Hall, 1997.30～59