秦 丹，邢 娟，李光仲，花貴原，戰(zhàn)麗波，閆 鵬

(濱州醫(yī)學(xué)院 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，山東 煙臺 264003 )

1 大學(xué)物理課程教學(xué)中的挑戰(zhàn)

1.1 教學(xué)內(nèi)容多與學(xué)時偏少的矛盾

大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容涉及抽象的物理概念和規(guī)律，知識體系邏輯嚴密，演繹推理多，例題多以公式的理解、應(yīng)用為目標. 以藥學(xué)類專業(yè)為例，116所院校物理基礎(chǔ)理論課平均學(xué)時為53.4學(xué)時[1]. 筆者所在學(xué)校為48學(xué)時，略少于平均水平. 授課內(nèi)容涵蓋力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)等模塊，學(xué)時少、課程內(nèi)容多使教師難以將實踐應(yīng)用講透、講活，學(xué)生在運用規(guī)律求解問題時經(jīng)常存在困惑，易挫傷積極性，較難建立學(xué)習成就感.

1.2 信息技術(shù)為代表的社會發(fā)展影響學(xué)生的發(fā)展狀態(tài)

當前大學(xué)生普遍習慣于利用互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)信息傳輸，多樣化的信息呈現(xiàn)方式(如短視頻、社交軟件等)不斷影響著他們的學(xué)習能力、學(xué)習方式. 同時社會劇烈變革，使得人才需求呈現(xiàn)多樣化，學(xué)生學(xué)習目標隨之呈現(xiàn)出顯著差異.

1.3 傳統(tǒng)講授式教學(xué)模式與認知規(guī)律存在矛盾

以我校為例，大學(xué)物理每周安排3學(xué)時理論授課. 三節(jié)聯(lián)排的教學(xué)組織方式使得短時間內(nèi)新授內(nèi)容多，學(xué)生認知負荷較大. 從注意力時間角度看，隨著講授時間的增加，學(xué)生課堂注意力逐步下降.張萍調(diào)查發(fā)現(xiàn)80%的學(xué)生課堂注意力保持率(學(xué)生聽課時間占課堂總時間的比率)低于50%[2]. 被動學(xué)習方式(聽講、閱讀、視聽、演示)下，學(xué)習內(nèi)容留存率均在30%以下[3]. 因此，單純教師講、學(xué)生聽的傳統(tǒng)授課模式容易帶來學(xué)習效率低等問題. 以翻轉(zhuǎn)課堂、基于信息技術(shù)的混合式教學(xué)為代表的多種模式被用于改善課程教學(xué)質(zhì)量[4-6].

2 對分課堂教學(xué)模式的發(fā)展

為解決大學(xué)課程教學(xué)困局，提升教師教和學(xué)生學(xué)的效率及質(zhì)量，2014年復(fù)旦大學(xué)張學(xué)新教授提出了對分課堂教學(xué)模式，其核心理念是將一半課堂時間用于講授，另一半課堂時間分配給學(xué)生，以討論的形式交互學(xué)習. 對分課堂的教學(xué)流程分為三個過程，即講授、內(nèi)化吸收和討論[7-8]. 講授環(huán)節(jié)的核心目標是促進學(xué)生隨后的學(xué)習. 在內(nèi)化吸收環(huán)節(jié)，學(xué)生閱讀教材，根據(jù)興趣、能力進行個性化的知識建構(gòu)，獨立完成作業(yè). 討論環(huán)節(jié)可分為同伴討論和師生對話兩個階段，在同伴討論階段，學(xué)生針對個人學(xué)習結(jié)果，分享收獲、困惑，互相答疑，互相啟發(fā)；在師生對話階段，教師組織全班討論，對小組討論中存在的疑難問題進行解答，并做總結(jié)[9]. 講授和討論在課堂上完成，二者的時間分配依據(jù)教學(xué)情況靈活調(diào)整. 對分課堂創(chuàng)新的關(guān)鍵是將講授和討論兩個教學(xué)活動在時間上錯開，變“即時討論”為“延時討論”；將記錄個人思考和收獲的“作業(yè)”作為課堂討論的發(fā)言依據(jù)，使學(xué)生言之有理，提升了生生、師生討論的效率和質(zhì)量.

對分課堂教學(xué)模式以教學(xué)流程簡單易學(xué)、教學(xué)效果有效提升等優(yōu)勢獲得了眾多教師的青睞. 無論在思政教育、英語等文史類課程，還是在物理等理工類課程，對分課堂教學(xué)均提升了學(xué)生學(xué)習主動性和課堂參與度[10-14]. 李淑青等結(jié)合信息軟件在大學(xué)物理課程中開展了對分課堂實踐，學(xué)生成績和教師評教結(jié)果均明顯提升[13]. 蘇琴等基于對分課堂教學(xué)模式，有效解決了學(xué)生學(xué)習大學(xué)物理時被動接受知識的困局[14]. 對分課堂促進了深度學(xué)習的發(fā)生，實現(xiàn)了學(xué)生的能力培養(yǎng)[15]. 孔祥宇從傳播學(xué)7W理論出發(fā)，分析了對分課堂與SPOC翻轉(zhuǎn)課堂的異同，提出了二者在基礎(chǔ)教育教學(xué)中的應(yīng)用范圍與結(jié)合形式[16]. 金蘭根據(jù)高等教育教學(xué)改革訴求，提出了對分課堂教學(xué)模式的制約因素，建議通過提高學(xué)習活動主體的水平，提升教學(xué)實施主體的素養(yǎng)，調(diào)整分組討論中介，優(yōu)化學(xué)習成果中介，精選自主學(xué)習中介，促進對分課堂的合理化發(fā)展[17].

3 非物理專業(yè)大學(xué)物理教學(xué)的對分課堂實踐

以2018級藥學(xué)班為教改實施對象，按照對分課堂教學(xué)模式組織理論課教學(xué). 根據(jù)組內(nèi)異質(zhì)、組間同質(zhì)的原則設(shè)定學(xué)習小組(每組4人). 每2個教學(xué)周完成1章(每周3學(xué)時)教學(xué)內(nèi)容，舉行1次討論活動. 每次討論時間為1學(xué)時(50分鐘)，即隔周對分，教學(xué)流程見圖1. 正式授課前舉辦對分課堂教學(xué)流程培訓(xùn)，介紹師生責任.

圖1 對分課堂教學(xué)實踐流程圖. P(Presentation)即講授；D(Discussion)即討論；P、D屬于課堂教學(xué)環(huán)節(jié)；A(Assimilation)即內(nèi)化吸收，課下學(xué)習環(huán)節(jié).

3.1 教學(xué)內(nèi)容“回歸基礎(chǔ)，應(yīng)用引導(dǎo)”

教學(xué)內(nèi)容篩選是實施對分課堂的首要條件. 基于對分課堂講授強調(diào)精講、留白的理念，教學(xué)團隊設(shè)計了“回歸基礎(chǔ)，應(yīng)用引導(dǎo)”的篩選策略.

回歸基礎(chǔ)是指講解基礎(chǔ)概念、規(guī)律的邏輯關(guān)系，培養(yǎng)基本思維方法，例如，質(zhì)點運動學(xué)的兩類問題分別是利用微分法求解質(zhì)點速度、加速度和利用積分法求解運動學(xué)方程. 教學(xué)中講解并練習微分類問題，重點論述位置矢量、位移、速度、加速度之間的區(qū)別與聯(lián)系，突出上述物理量的瞬時性和矢量性. 課堂授課不再講解積分類問題，教師只簡略論述兩類問題的相互關(guān)系.

應(yīng)用引導(dǎo)是指教學(xué)內(nèi)容實現(xiàn)兩結(jié)合，一是結(jié)合專業(yè)需求；二是結(jié)合現(xiàn)實問題. 在學(xué)院協(xié)調(diào)下，教學(xué)團隊與藥學(xué)專業(yè)負責人結(jié)合人才培養(yǎng)目標共同商定授課內(nèi)容，例如，后續(xù)專業(yè)課程會涉及光的波長、頻率等概念和多種光譜儀器，在教材(普通物理學(xué)，第7版，程守洙主編)中，光學(xué)章節(jié)重點闡述干涉、衍射、偏振三個物理規(guī)律，上述概念未做介紹. 教學(xué)團隊將振動、波動、光學(xué)三章前后關(guān)聯(lián)，以振動、波動兩章幫助學(xué)生建立光波的波長、頻率等概念，以機械波的干涉規(guī)律類比光的干涉，并與后續(xù)各類儀器的工作原理聯(lián)系. 通過教師的串講，一方面降低學(xué)生構(gòu)建知識體系的難度，另一方面提升了學(xué)習興趣.

教學(xué)團隊注重結(jié)合日常實例，增強教學(xué)內(nèi)容的實踐運用，使學(xué)生在學(xué)習物理學(xué)的過程中建立一種理性思維方式，例如，在每章學(xué)習開始前，提出相關(guān)現(xiàn)實問題，如“當你在高速公路上駕駛一輛速度為110千米每小時的汽車時，突然正前方汽車發(fā)生車禍，你至少距離前車多遠才有可能不碰撞？”通過引入質(zhì)點運動描述、牛頓運動定律、摩擦力等概念規(guī)律，在現(xiàn)實問題的近似中建立模型，在實踐中體驗課程價值[18].

3.2 教學(xué)目標明確化、層次化

教學(xué)團隊結(jié)合布魯姆教育目標分類法和《非物理類理工學(xué)科大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》，梳理知識點形成章節(jié)教學(xué)目標(具體案例如表1所示).陳述目標時使用具體、可評測的行為動詞，便于學(xué)生踐行和學(xué)業(yè)評估，不再使用了解、掌握等模糊動詞. 教學(xué)目標中設(shè)有開放性學(xué)習任務(wù)，鼓勵學(xué)生結(jié)合個人興趣、能力完成不同的學(xué)習主題，滿足學(xué)生差異化需求.

3.3 教學(xué)活動支架化

教學(xué)活動支架化是指圍繞教學(xué)目標、教學(xué)活動的設(shè)計與安排要基于學(xué)情和學(xué)習任務(wù)，不斷喚起學(xué)生先前的經(jīng)驗，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合新的信息構(gòu)建新經(jīng)驗，給學(xué)生提供發(fā)展的腳手架. 以“微分法求解速度”的課堂講授為例，教師最初按照“講授位移、速度概念，以例題分析講方法，練習強化”的流程授課. 分析發(fā)現(xiàn)，例題求解涉及若干個知識點，任一知識點前期經(jīng)驗的缺失，都會導(dǎo)致失敗體驗. 結(jié)合對分課堂強調(diào)的適度挑戰(zhàn)理念，教師在介紹例題時，同時列出相關(guān)知識點的公式或圖片，按照學(xué)生“先思考、再試做”、教師“講思路”的流程完成教學(xué)任務(wù)，學(xué)生答對率和參與度明顯提升.

對分課堂依托書面作業(yè)保障后續(xù)課堂討論的效率和質(zhì)量. 作業(yè)包括三個模塊，分別是亮閃閃(學(xué)習收獲總結(jié))、考考你(設(shè)計考題)、幫幫我(個人學(xué)習困惑). 在亮閃閃模塊中，大多數(shù)學(xué)生習慣于用籠統(tǒng)語言描述，缺乏針對性和思考深度. 為此，教學(xué)團隊在課堂上講解目錄、標題間的關(guān)系，指導(dǎo)學(xué)生以思維導(dǎo)圖為工具呈現(xiàn)知識點的脈絡(luò)關(guān)系；講授閱讀技巧，培養(yǎng)分析閱讀能力，引導(dǎo)學(xué)生通過亮閃閃的撰寫記錄個人成長，增強其學(xué)習成就感. 例如，在運動和力一章中，教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀章節(jié)概述，示范分析章節(jié)目錄和各級標題間的邏輯關(guān)系.

表1 章節(jié)教學(xué)目標的二維分類(以教材第1章運動和力為例)

改革前學(xué)生普遍忽視審讀目錄、標題，教學(xué)改革后，學(xué)生能夠歸納梳理標題間的聯(lián)系，以思維導(dǎo)圖的形式陳述個人視角下的知識點(詳見圖2). 又如，大學(xué)物理熱學(xué)部分的目錄順序是熱力學(xué)第零和第一定律、第一定律對于準靜態(tài)過程的應(yīng)用、循環(huán)過程和熱力學(xué)第二定律. 學(xué)生突破原有框架，將其歸納為“三定律、四過程和一循環(huán)”. 在總結(jié)學(xué)習收獲時，教改初期學(xué)生一般只是籠統(tǒng)描述或者羅列知識點，如“運用數(shù)學(xué)微分和積分求解運動學(xué)問題”、“學(xué)習了質(zhì)點模型和位置矢量、速度、加速度”. 經(jīng)過教師指導(dǎo)和反復(fù)訓(xùn)練，教改后期學(xué)習收獲的闡述體現(xiàn)出個人的思考結(jié)果，如“振幅和離開波源的距離成反比(只針對球面波)”、“靜電場高斯定理與磁場環(huán)路定理求解場強的四步對比”. 面對同一學(xué)習內(nèi)容，學(xué)習者的不同收獲得以直觀呈現(xiàn)，這為后期討論活動的深度交流、同學(xué)間的互幫互助奠定了基礎(chǔ).

圖2 學(xué)生思維導(dǎo)圖實例

在“幫幫我”模塊中，許多學(xué)生難以提出有效、高質(zhì)量問題. 為此，教師設(shè)計了兩種解決方案：一是結(jié)合教材思考題，找出自己不能回答的問題；二是參考目標分類法，教師提供不同學(xué)習層次的問題模板，如記憶理解類問題：你能寫出……？你能用自己的語言解釋……？應(yīng)用類問題：你能否說明……的適用范圍？學(xué)生將某一知識點放于題干內(nèi)，就形成了具體問題. 例如：你能寫出瞬時速度的表達式，并說明速度和速率的關(guān)系么(記憶理解層次)？你能寫出牛頓三定律的適用范圍么(應(yīng)用層次)？你能設(shè)計一種測量瞬時速度的方法么(創(chuàng)造層次)？

3.4 教學(xué)媒介信息化

對分易是一種支持對分課堂教學(xué)的線上交流工具，通過它可實現(xiàn)資源共享、練習自測等功能，課件閱讀的學(xué)生名單、頻次等可在電腦端查看，教師可了解學(xué)生課下學(xué)習情況. 課堂討論階段未被抽取發(fā)言的學(xué)生將本組學(xué)習報告以照片形式發(fā)送至討論區(qū). 在線練習模塊提供選擇題、填空題、判斷題3種題型模板，可定時發(fā)卷、收卷、閱卷，實現(xiàn)了學(xué)習過程和效果的即時反饋. 對分易一方面降低了教師工作量，使教師有時間、精力分析教學(xué)數(shù)據(jù)，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，另一方面也促進學(xué)生調(diào)整個人行為.

3.5 教學(xué)評價的全程化、全員化

教學(xué)評價的全程化是指將講授(課堂內(nèi))、內(nèi)化吸收(課堂外)、討論(課堂內(nèi))三個階段的學(xué)生行為均納入學(xué)業(yè)成績評價的體系內(nèi). 期末閉卷筆試占總成績60%，平時成績占40%. 課堂外學(xué)習行為以書面作業(yè)完成情況為評判依據(jù)，得分即為平時成績.

課堂內(nèi)學(xué)生行為評價標準：清晰闡述個人觀點；積極參與討論活動、發(fā)言即可得分，專人記錄并定期公布. 該部分成績累計于平時成績.

教學(xué)評價全員化是指學(xué)生參與書面作業(yè)評定.教師提供評分標準，學(xué)生負責作業(yè)分檔評分，30%的學(xué)生可得90～100分；50%的學(xué)生可得75～89分，20%的學(xué)生得70～74分. 作業(yè)評定共計5次.每名同學(xué)擁有1次評閱作業(yè)的權(quán)利，評判結(jié)果由教師復(fù)審確認.

4 對分課堂教學(xué)效果評價與反思

授課團隊通過問卷星向?qū)W生發(fā)放電子問卷，收到答卷33份，部分調(diào)查結(jié)果見表2. 本次教學(xué)改革在三個方面產(chǎn)生了積極影響. 首先，改善了學(xué)生學(xué)習行為，在學(xué)習時間、思考深度、作業(yè)質(zhì)量、討論參與度4個維度上，超過50%學(xué)生認為自身有了更積極的行為.其次，強化了學(xué)生學(xué)習過程的自我監(jiān)控，約54%的學(xué)生能夠主動反思個人的學(xué)習過程、學(xué)習收獲，85%的學(xué)生能夠結(jié)合學(xué)業(yè)評價體系或者同伴表現(xiàn)改變自身學(xué)習行為. 最后，實現(xiàn)了知識、能力、情感的多維發(fā)展，約33%的學(xué)生認為知識的記憶和理解水平提升，55%的學(xué)生認為個人交流溝通能力增強，約45%的學(xué)生認為自主學(xué)習能力增加，約30%的學(xué)生認為學(xué)習積極性提升.綜上，對分課堂改革一定程度上提升了大學(xué)物理的教學(xué)質(zhì)量.

表2 對分課堂教學(xué)反饋問卷

調(diào)查問卷同時也反映出教學(xué)實踐中的一些問題，如：約18%的學(xué)生表示對分課堂教改未能影響其學(xué)習行為、態(tài)度，約24%的同學(xué)認為在個人收獲方面教學(xué)改革不如傳統(tǒng)授課模式. 上述數(shù)據(jù)說明，部分學(xué)生未能有效參與到教學(xué)改革中，對此，教師首先要利用課內(nèi)和課外時間，與輔導(dǎo)員、班委同學(xué)溝通交流，全面充分了解學(xué)情，結(jié)合學(xué)生能力、態(tài)度的發(fā)展水平，設(shè)計多層次教學(xué)目標和教學(xué)活動. 其次，專項技能培訓(xùn)和多元化評價標準相互呼應(yīng).教師授課時注意將學(xué)習理論運用到教學(xué)中，通過榜樣示范和專項訓(xùn)練，分階段、分層次提升學(xué)生能力；圍繞教學(xué)目標和能力培養(yǎng)要求，設(shè)計學(xué)業(yè)評價體系，做到講、練、評相結(jié)合. 最后，在師生群體中營建“發(fā)展為中心”的軟環(huán)境，教師通過探究教育學(xué)、心理學(xué)、學(xué)習科學(xué)等新理論在教學(xué)實踐中的應(yīng)用，不斷提升教學(xué)設(shè)計能力和人際溝通能力等，以教師個人發(fā)展保障教學(xué)改革成效. 減少教師對學(xué)生的直接管理干預(yù)，增大生生間的相互評價，以學(xué)習同伴的進步激發(fā)內(nèi)部動機. 教師對學(xué)生發(fā)展給予及時反饋，增強外部情感認同. 希望通過大學(xué)物理課程，讓學(xué)生有興趣獲取新知識，有能力提升學(xué)習效果，更從容應(yīng)對未來挑戰(zhàn).