加拿大UBC大学“TBL教学+两阶段考试”化学课程的教学启示

谈春霞

甘肃中医药大学药学院，兰州 730000

课程教学、考试是高等教育教学过程中的一个重要环节。2019年9月，在国家留学基金委高校专业课出国研修项目资助下，笔者有幸参与了加拿大英属哥伦比亚大学(UBC)大三年级的“水环境化学”课程(301，Aqueous Environmental Chemistry)、“全球化学问题”(311，Global Challenge：A Chemical Perspective)课程的课堂教学观摩学习，主要学习教学方法及理论。该课程是大班教学，教学中采用“基于小组的学习(Team-Based Learning，TBL)”教学模式[1]和两阶段考试(Two-Stage Exam)[2]作为课程的过程性评价结果。通过此次学习，我们不仅开阔了视野，同时对UBC大学的教学考核模式进行了详细的调查和了解。文章介绍了在我国高等理科教育教学中还没有尝试过的两阶段考试模式的特点以及在UBC大学部分课程试用中的经验总结，并分析了这种考试模式的优缺点。

“水环境化学”“全球化学问题”课程是大三年级课程，共34学时，3学分。先修课程为无机化学、有机化学和物理化学课程。选修该课程的学生来自于不同学院和不同年级，人数达到300人左右。课堂教学以TBL模式为主，两次期中考试采用两阶段考核模式，该课程的成绩评定如表1所示。

表1 课程成绩评定方法

设置合理的教学、考试模式不仅可以调动学生学习的主动性，培养学生良好的学习习惯和创新能力，而且可以向授课教师提供较好的考试反馈，以便授课教师能够改进自己的教学模式和教学方法。在观摩该课程的过程中，TBL教学方法在大班教学中展现出不可替代的优势。UBC理科课程中许多跨学科的课程都是大班教学，TBL教学模式提高了教学效率。

1 TBL教学及启示

以“酸性矿井水(Acid Mine Waters)”这节课为例。课程内容主要包括：(1) 细菌作用于金属硫化物；(2) 金属硫化物的氧化。该课程的阅读资料提前已经通过教学平台进行了发布，每位学生课前都已经充分阅读了该教材的内容并领到该材料的答题单。上课期间，主讲教师通过教学安排引入该节课程的内容，要求每位学生根据自己对材料的理解独自答题(9个选择题)，时间15 min，该试题内容以考查相关知识点为主，并通过答题器提交自己的答案。然后按照自己所在区域进行随机组合成组(每组大约5人)，再讨论具体案例“大不列颠矿”材料中涉及到的酸性矿井水的污染和防治问题。学生针对问题进行讨论后，提出了用生石灰、氢氧化钙等处理矿井暴露区域，用黏土覆盖以避免黄铁矿接触水和空气等等各种方法，这些方法涉及到教学内容中的中和酸、除去金属离子、停止氧化等教学内容。

以“饮用水中的砷”TBL教学为例。学生结合课前发布的来自世卫组织官方的饮用水质量准则的阅读材料，学习核反应，元素的衰变、半衰期，半衰期的一级反应方程计算等教学知识点。在此基础上，根据学习的饮用水中砷浓度的计算方法以及这些重金属元素的毒性，通过小组讨论解决“如何降低饮用水中砷的危害？”“水处理中可能涉及的过程”以及“温哥华水处理的现状”等这些案例。学生对于这样很接近生活的案例非常感兴趣，提出了很多方案，例如：用土壤吸附和过滤减少饮用水中的砷，用“初步沉降-通风-聚沉-消毒(氯气、臭氧、紫外线辐射)的程序来进行水处理”。

以“废水处理中的氧化还原反应”TBL教学为例，主要学习的知识点是电池半反应及电池反应，判断自发进行状态下哪一个为氧化反应，哪一个为还原反应，以及电池的电动势等。授课教师提前发布了在废水溶液中存在的金属离子的阅读材料，围绕“如何通过氧化还原反应除去废水中常见的铁、钙、锰等金属元素”的题目，组织小组展开讨论，在讨论过程中学生必须用到H和O电极电位数据及一些废水中常见离子的电极电位，并且通过绘制水中的氧化还原的pH范围来判断废水中哪些金属能够被除去。

TBL教学为每一位学生提供发表个人思想观点、发挥个人创造思维的机会。在UBC的课堂的TBL教学中，能够将知识点与现实中的实际问题相结合，尤其是涉及到当地的一些资源、环境等亟待解决的问题，使学生在学习过程中能够及时关注社会的发展，凸显了知识“有用性”的特点。基于小组的讨论和学习带来不同的视野和观点，在相互辩论、讨论、协作的过程中既增加了学生的学习自信，也培养了从交流中学习和沟通的能力。在强调“以人为本”的高等教育理念的今天，改革传统课堂教学理念和方式，加强培养学生独立思考能力、沟通能力、团队协作能力、实践与创新能力等，促进学生全面发展，使学生终身受用[3]。

2 Two-Stage Exam模式

UBC广泛采用的两阶段考试模式由于特殊的形式将考试变成了深入学习的机会。笔者在UBC学习期间，体会到了这种考试模式带来的益处。这种被广泛使用的考试模式，在不同的学科课程中稍有不同。两阶段考试模式，也被称为两阶段协作考试(Collaborative Two-Stage Exam)，是2007年诺贝尔物理学奖得主卡尔维曼(Carl Wieman)教授的科学教育计划(Carl Wieman Science Education Initiative，CWSEI)中的重要项目。2009年在UBC理学院首次引入，目前至少有上百门课程在使用。

两阶段考试模式是由两个阶段组成的一种小组协作式考试。第1阶段：考试中学生首先在规定的时间内独立完成考题。第2阶段：收集完试卷后，3-4位学生组成小组，立即共同协作完成考题。第2阶段的考题可以是第一阶段的全部题目、部分题目或是相似的题目。第2阶段协作测试采用刮刮卡(图1)，学生可以立即得到反馈。考试总评成绩=个人成绩×85%+小组成绩×15%。如果个人成绩高于小组成绩，则考试总评成绩=个人成绩×100%。考试结束后，学生考试成绩为考试总评成绩。两段式考试模式的时间安排：第1阶段，学生独立完成试卷，时间为标准考试时间的2/3或3/4；第2阶段(用时少于5 min)，学生交卷完成第1段考试后，小组成员立即在剩余时间内协作共同完成相同或相似的试题，在刮刮卡上选出答案，然后由助教收集每组的刮刮卡统计成绩。

图1 第2阶段刮刮卡模板(左)及答题得分(右)

2.1 两阶段考试模式的应用

在小组协作的部分，由于学生在个人答题部分已经思考过题目，在小组协作的部分，小组成员会根据自己的观点进行讨论相同或相似的第2阶段的题目，能够很快得出一致的答案。在此过程中，每位同学从交流讨论中可能会重新认识概念或者解决了一些自己不能理解的部分。有学者认为第2阶段，在考试中组内所有学生能共同专心于同一份考试材料，更能提高学生学习参与度，而且相互讨论和协作能够促使学生与组内其他成员的交流和学习，是一种有效的学习过程[4,5](图2)。

图2 Two-State Exam 模式示意图

研究指出在大多数两段式考试中，小组成绩要高于个人成绩[6]。第2阶段的小组协作测试部分在考试中容易操作，体量小，考试时间较短，而且这一阶段考试成绩所占比例较小。学生在独立完成第1阶段的试题后很容易进入第2阶段的试题的思考中，很大程度上都能得出正确答案，因此第2阶段的成绩可能会高一些。有研究者分析了来自于夏威夷大学六位不同教师教授的五门不同的本科课程(包括海洋学和地质学)的统计数据，这些课程均引入了两段式考试作为过程性评价或终结性评价的依据。通过对14个两阶段考试共289份样本分数进行统计学分析：平均小组分数89.6，标准差为9.3% (阶段2)超过平均个人得分73.2，偏差为15.0% (阶段1)，数据反映出两段式考试能非常有效地缩小高分和低分之间的差距[7]。研究小组将其解释为在小组考试阶段，组员间进行了协作学习，表现优异的学生和表现不佳的学生混合在一起是一种非常有效的缩小成绩差距的方式。UBC的两位教授Roza Vaez Ghaemi和Gabriel Potvin[8]在大一年级物理、化学课程中引入了两阶段考试并通过匿名调查评估了学生在参加小组考试之前和之后对小组考试的看法。结果显示：考试小组部分的这些讨论已被证明为学生提供了宝贵的机会来分享他们的知识以及他们对每个答案的推理和思考过程、向同龄人学习并练习他们的交流技能。Carl Wieman提出在小组协作测试中，通过使用刮刮卡，学生会从同学那里收到关于他们解决方案的即时、有针对性的反馈，并看到解决问题的方法，这使得考试本身成为一种宝贵的学习体验，同时向学生展现了协作学习的价值。参加过两阶段考试的学生中有79%的学生认为这种方式有助于加深对学习概念和内容的印象，而且同伴协作是提高理解力的有效方法。87%的学生发现两阶段考试有效地帮助他们了解如何应用所学来解决课程中的问题，并且一致认为两阶段考试可提高记忆力和学习能力[9]。

2.2 两阶段考试模式的启示

从某种程度上来说，小组协作测试有利于发展批判性思维和人际交往能力，是一种促进学习的考试方式。两阶段考试模式带来的好处显而易见，缓解了学生考试的焦虑，而且从考试中通过交流进一步学习。但是，目前这种考试模式中，第2阶段的考试题型以选择题为主，题型受限；另外，小组成员在讨论中如果不能达成一致，就很难在短时间内得出一致的答案；小组成员知识背景和学习能力会影响到小组协作的成绩，是按照分配还是自愿成组更有利于协作性学习仍需进一步讨论。这样的考试模式如果试用于国内课程的考试，其方式、题型、时间等许多因素仍需探索和思考。近年来我国高等教育对于课程学习的评估也从期末的终结性评价发展为过程性(30%-50%)和终结性评价(50%-70%)相结合的多元化、综合性指标，引导学生增加平时学习的投入。在平时的教学和考核中如何细化过程性评价的来源，将过程性评价作为推动教学发展、提高教学效果和提升学生逻辑化思维、分析和解决问题的能力都是值得思考和探索的课题。

3 总结和思考

教学模式和考核模式改革是提高高等教育质量的关键。TBL教学模式在国内的高校中已经开始应用，并且“因课制宜”，不同的学科结合各自学科的特点，优化和完善了TBL模式，使得这种教学模式受到广大同学的欢迎。UBC课程在教学过程中要求学生通过自主学习、独立思考、沟通交流、团队协作等多种方式掌握课程的知识要点，在该体系下不仅能培养学生的综合能力素养，还能提升教学效果；UBC课程考核方式的多元化，能更全面地评判学生对知识的掌握度。因为没有补考概念，不及格学生按照需要进行重修，重修的要求和费用与首次课程完全一致，这种模式也严格保障了重修课程的质量。近几年，我国的高等教育教学改革中除了闭卷考试外，也出现了多元化的考试模式：小组讨论式考试、小论文/综述、读书笔记、开卷考试、PPT演讲等多种模式。考试成为了教学的手段，而不是教学的目的。UBC采用的两阶段考试模式，从推出到实施仍在不断地探索和完整之中。希望UBC采用的“TBL教学+两阶段考试”对我国高等教育教学考核模式的创新提供一些可借鉴的思路。