張萱　劉愛(ài)芬

摘 要：教育教學(xué)經(jīng)驗(yàn)需要經(jīng)過(guò)科學(xué)驗(yàn)證，才能更好地為教育教學(xué)服務(wù).運(yùn)用同步理論，選擇參照班和實(shí)驗(yàn)班研究學(xué)生進(jìn)班前和進(jìn)班后的學(xué)習(xí)態(tài)度、習(xí)慣和學(xué)業(yè)成績(jī)，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)研究.

關(guān)鍵詞：物理核心素養(yǎng);激勵(lì);同步理論;時(shí)滯

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1008-4134（2021）07-0009-03

作者簡(jiǎn)介：張萱（1982-），男，江蘇揚(yáng)州人，碩士，中學(xué)一級(jí)教師，研究方向：中學(xué)物理學(xué)科教學(xué);

劉愛(ài)芬（1984-），女，江蘇揚(yáng)州人，碩士，中學(xué)高級(jí)教師，研究方向：中學(xué)物理學(xué)科教學(xué).

1 同步理論簡(jiǎn)介

同步現(xiàn)象廣泛存在于自然界、社會(huì)生活和經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域.如在劇場(chǎng)看節(jié)目的觀眾，遇到精彩內(nèi)容時(shí)會(huì)熱烈鼓掌，這些掌聲起初也非?；靵y，短時(shí)間后就會(huì)同步.Huygens教授很早就開(kāi)始了同步理論的研究.同步理論的快速發(fā)展，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域[1-2]，但很少在教育領(lǐng)域中發(fā)揮作用[3].

2 激勵(lì)機(jī)制對(duì)學(xué)生物理核心素養(yǎng)發(fā)展的影響

教師經(jīng)常激勵(lì)學(xué)生有助于培養(yǎng)學(xué)生包括物理學(xué)在內(nèi)的所有學(xué)科的核心素養(yǎng).激勵(lì)策略包含正面激勵(lì)和反面激勵(lì).正面激勵(lì)主要是指教師表?yè)P(yáng)和夸贊學(xué)生，特別是樹(shù)立榜樣，通過(guò)宣傳優(yōu)秀學(xué)生好的做法促進(jìn)其他學(xué)生的進(jìn)步;反面激勵(lì)則表現(xiàn)為教師批評(píng)和責(zé)備學(xué)生，尤其是抓“典型”，把部分學(xué)生的錯(cuò)誤進(jìn)行放大并強(qiáng)調(diào)，讓其他學(xué)生有則改之、無(wú)則加勉.實(shí)踐表明，教師長(zhǎng)期采用激勵(lì)的方式，不管是正面還是反面的做法，只要沒(méi)有讓學(xué)生產(chǎn)生負(fù)面情緒，對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展都具有明顯的效果.

教師采用激勵(lì)的目的是希望班級(jí)所有學(xué)生都能改正自己的不良學(xué)習(xí)習(xí)慣;都能向好學(xué)生看齊;都能成為優(yōu)秀學(xué)生;類似于破窗效應(yīng)和羊群效應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)班級(jí)學(xué)生“發(fā)展”的同步.這與同步理論的思想不謀而合，因此本文嘗試借用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的同步理論對(duì)這一教育教學(xué)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)驗(yàn)證，以便其更好地發(fā)揮作用.

3 基于同步理論的教師激勵(lì)作用的理論驗(yàn)證

3.1 建立模型

首先建立理論模型，將班級(jí)每個(gè)學(xué)生看作網(wǎng)絡(luò)里的1個(gè)節(jié)點(diǎn).班級(jí)有n個(gè)學(xué)生，則網(wǎng)絡(luò)中就存在n個(gè)點(diǎn).節(jié)點(diǎn)集表示為V=1，2，…，n.節(jié)點(diǎn)x和y的邊用（x，y）表示.網(wǎng)絡(luò)中邊集可寫(xiě)作：EV×V.學(xué)生之間的關(guān)系比較復(fù)雜，x學(xué)生的表現(xiàn)可能對(duì)y學(xué)生有影響，但對(duì)z學(xué)生沒(méi)有影響，在網(wǎng)絡(luò)中可以通過(guò)連接來(lái)表示他們之間的相互影響關(guān)系，定義axy=1，axz=0.具體連接關(guān)系可由矩陣A=（axy）∈Rn×n反映.這樣一個(gè)班級(jí)學(xué)生之間的關(guān)系就可以用網(wǎng)絡(luò)圖G=（V，E，A）來(lái)表示.研究表明，正常班級(jí)學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)圖平均群聚系數(shù)是0.75[4]，所以同班同學(xué)的表現(xiàn)對(duì)學(xué)生的影響比較明顯，可以認(rèn)為是強(qiáng)連通圖.而且同班同學(xué)之間的影響是相互的，那么該網(wǎng)絡(luò)圖G應(yīng)該是一個(gè)無(wú)向圖.A矩陣也是對(duì)稱的.

3.2 模型推導(dǎo)

學(xué)生之間相互影響的程度表示為耦合函數(shù)c1（t）和c2（t），考慮到學(xué)生均為同齡人，所以可以假定其為常數(shù)，即c1（t）=c1和c2（t）=c2.而c1和c2數(shù)值的大小主要受教師激勵(lì)頻率的影響.教師采用激勵(lì)手段后，學(xué)生受到影響需要一定的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間定義為時(shí)滯，用常數(shù)τ表示.如果教師正面激勵(lì)，在全班學(xué)生面前贊揚(yáng)了某位學(xué)生好的做法，其他學(xué)生很快就知道應(yīng)該如何去做，這個(gè)時(shí)滯非常短，不到1秒鐘.若教師采用了反面激勵(lì)，指出了某位學(xué)生做得不好的方面，其他學(xué)生也能夠迅速明白這種事情不能做，但正確的做法是什么，這就需要教師進(jìn)一步講解或?qū)W生自己反思，才能清楚如何去做好這件事，因此時(shí)滯就較長(zhǎng).考慮到人腦的反應(yīng)時(shí)間因人而異，平均而言，時(shí)滯會(huì)增加好幾倍，但也不會(huì)很長(zhǎng).如果教師幾乎不用激勵(lì)手段，也并不意味著學(xué)生就不會(huì)受到其他學(xué)生的影響，不過(guò)這個(gè)影響需要學(xué)生觀察—識(shí)別—接受—模仿，時(shí)滯會(huì)很長(zhǎng)，也許就很難實(shí)現(xiàn)學(xué)生物理水平的同步.模型演化如下：

3.3 總結(jié)討論

根據(jù)上述推導(dǎo)過(guò)程，從理論上證實(shí)了如果教師采取有效的激勵(lì)手段能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生物理核心素養(yǎng)發(fā)展的同步，同時(shí)還有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）教師激勵(lì)學(xué)生的頻率越高，c1和c2的數(shù)值越大，則越容易滿足（6）式的條件.因此在其他條件一定時(shí)，教師頻繁地進(jìn)行一些激勵(lì)，學(xué)生物理核心素養(yǎng)的發(fā)展也越容易同步.

（2）教師采用正面激勵(lì)的方式，時(shí)滯τ最小，也最容易滿足（5）式.若使用反面激勵(lì)的方法，時(shí)滯τ會(huì)增加，但人腦的反應(yīng)很快，正常情況下，也能夠滿足（5）式.若教師不激勵(lì)學(xué)生，學(xué)生必須自己觀察—識(shí)別—接受—模仿，這個(gè)過(guò)程的時(shí)滯τ會(huì)很大，難以滿足（5）式，學(xué)生幾乎不能實(shí)現(xiàn)物理核心素養(yǎng)發(fā)展的同步.

（3）教師依據(jù)經(jīng)驗(yàn)總覺(jué)得激勵(lì)次數(shù)少或力度過(guò)小，起不到應(yīng)有的效果.但根據(jù)上述推導(dǎo)過(guò)程分析，如果教師的激勵(lì)對(duì)學(xué)生有一定的觸動(dòng)，哪怕頻率再低，只要時(shí)間足夠長(zhǎng)，也能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的共同發(fā)展.

4 同步理論指導(dǎo)下教師激勵(lì)作用對(duì)學(xué)生物理核心素養(yǎng)發(fā)展的實(shí)踐研究

4.1 調(diào)查對(duì)象

本次研究的對(duì)象是6個(gè)“物生地”班級(jí)的學(xué)生.這些學(xué)生是在高一期末考試結(jié)束以后，學(xué)校統(tǒng)一分班中組建的.6個(gè)班級(jí)的學(xué)生進(jìn)班時(shí)學(xué)業(yè)成績(jī)、學(xué)習(xí)態(tài)度和習(xí)慣都相差不大，班級(jí)人數(shù)也相近，適合進(jìn)行對(duì)比研究.

4.2 研究方法

6個(gè)“物生地”班級(jí)分別為高二（15）（16）（17）（18）（19）（20）班，由3位教師任教，他們進(jìn)行每日一研，每節(jié)課的課前準(zhǔn)備、課堂模式、教學(xué)內(nèi)容、課后作業(yè)都基本一致，評(píng)價(jià)學(xué)生的標(biāo)準(zhǔn)也做到了統(tǒng)一.其中（15）班和（16）班都采用正面激勵(lì)方式，但是對(duì)（15）班正面激勵(lì)的頻率為每節(jié)課一次，而（16）班則是在每周第一節(jié)課進(jìn)行一次正面激勵(lì)，即每周一次.對(duì)比（15）班和（16）班的物理學(xué)習(xí)效果可以研究激勵(lì)頻率對(duì)學(xué)生物理核心素養(yǎng)同步發(fā)展的影響.（17）班采用正面激勵(lì)方式，在（18）班則使用反面激勵(lì)方法，頻率都是每日一次.根據(jù)這兩個(gè)班級(jí)學(xué)生的表現(xiàn)可以驗(yàn)證正面和反面激勵(lì)的差別.（19）班采用正面激勵(lì)方式，頻率每日一次，而在（20）班則沒(méi)有刻意地使用激勵(lì)措施.（19）班和（20）班的學(xué)生物理核心素養(yǎng)的發(fā)展可以反映激勵(lì)作用是否有影響.

教師衡量學(xué)生物理核心素養(yǎng)發(fā)展的水平可以根據(jù)學(xué)生的課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)操作、科技論文及高二兩個(gè)學(xué)期期末的學(xué)業(yè)成績(jī).學(xué)生的課堂表現(xiàn)體現(xiàn)了學(xué)生的科學(xué)思維;學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的水平反映了學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的能力;學(xué)生所撰寫(xiě)的科技論文則與學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)責(zé)任息息相關(guān).每個(gè)學(xué)期期末的考試試卷是全市統(tǒng)考，具有代表性的試卷，學(xué)生取得的學(xué)業(yè)成績(jī)能夠綜合反映學(xué)生四個(gè)方面的核心素養(yǎng).教師將學(xué)生各個(gè)方面的表現(xiàn)按百分制單獨(dú)評(píng)分，再按照一定的比例折合計(jì)算，同時(shí)保持教師評(píng)分的標(biāo)準(zhǔn)是完全一致的，所以綜合成績(jī)可以反映學(xué)生物理核心素養(yǎng)發(fā)展的水平.分別記錄學(xué)生高一第二學(xué)期、高二兩個(gè)學(xué)期的表現(xiàn).學(xué)生物理核心素養(yǎng)發(fā)展水平記錄表（樣表）見(jiàn)表1.

4.3 統(tǒng)計(jì)結(jié)果

4.3.1 學(xué)生分班前物理核心素養(yǎng)的水平

6個(gè)班級(jí)的高一第二學(xué)期物理核心素養(yǎng)的水平見(jiàn)表2，對(duì)比發(fā)現(xiàn)，分班前6個(gè)班級(jí)的物理核心素養(yǎng)水平比較接近，3個(gè)班級(jí)的綜合成績(jī)也不存在顯著性差異.表格中僅計(jì)算了綜合成績(jī)的方差和sig值，當(dāng)sig<0.05時(shí)，表明數(shù)據(jù)間存在顯著性差異.

4.3.2 學(xué)生高二第一學(xué)期物理核心素養(yǎng)的水平

受不同激勵(lì)方式的影響，6個(gè)班級(jí)的高二第一學(xué)期物理核心素養(yǎng)的發(fā)展水平見(jiàn)表3.

6個(gè)班級(jí)學(xué)生物理核心素養(yǎng)發(fā)展水平出現(xiàn)了一定的變化.（15）班的均分比（16）班高出了4分多，且sig值小于0.05，表明存在差異性;（15）班成績(jī)方差較小，說(shuō)明班級(jí)學(xué)生同步性較好.從這個(gè)學(xué)期的學(xué)生發(fā)展來(lái)看，激勵(lì)頻率高有助于班級(jí)學(xué)生物理核心素養(yǎng)發(fā)展的同步.（17）班與（18）班的成績(jī)存在顯著性差異，（17）班的方差也明顯較小，學(xué)生的發(fā)展水平同步性更好，也證實(shí)了學(xué)生經(jīng)歷了一個(gè)學(xué)期，正面激勵(lì)的效果比反面激勵(lì)的效果好.（19）班與（20）班學(xué)生成績(jī)的sig值只有0.002，而且（20）班的方差太大，說(shuō)明班級(jí)已經(jīng)出現(xiàn)了兩極分化現(xiàn)象，如此巨大的差異性，表明教師激勵(lì)學(xué)生比不激勵(lì)學(xué)生更容易實(shí)現(xiàn)學(xué)生間物理核心素養(yǎng)的同步.

4.3.3 學(xué)生高二第二學(xué)期物理核心素養(yǎng)的水平

在不同激勵(lì)方式的影響下，學(xué)生高二第二學(xué)期物理核心素養(yǎng)的發(fā)展水平見(jiàn)表4.

經(jīng)過(guò)一年的激勵(lì)教學(xué)實(shí)踐，6個(gè)班級(jí)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)發(fā)展水平又呈現(xiàn)出不一樣的情形.（15）班的均分只比（16）班高出0.6分，且sig值變?yōu)?.76，兩個(gè)班級(jí)學(xué)生已經(jīng)沒(méi)有差異性;（15）班與（16）班的成績(jī)的方差也相差不大，從成績(jī)上看，兩個(gè)班級(jí)學(xué)生物理核心素養(yǎng)發(fā)展水平都實(shí)現(xiàn)了很好的同步.說(shuō)明激勵(lì)頻率低，只要教師堅(jiān)持做下去，也有助于學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展.（17）班與（18）班的成績(jī)已經(jīng)不存在顯著性差異，（17）班的方差與（18）班也非常接近，證明了教師采用反面激勵(lì)，也能促進(jìn)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的發(fā)展.（19）班與（20）班學(xué)生成績(jī)的sig值依然低于0.05，（19）班的方差也小得多，兩個(gè)班級(jí)的學(xué)生依然存在很大的差異，表明教師不激勵(lì)學(xué)生就很難實(shí)現(xiàn)物理核心素養(yǎng)的共同發(fā)展.

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)理論與實(shí)踐研究，無(wú)論是基于同步理論的推導(dǎo)證明，還是對(duì)照班與實(shí)驗(yàn)班的對(duì)比研究，都證明了教師經(jīng)常激勵(lì)學(xué)生能夠促進(jìn)全班學(xué)生的物理核心素養(yǎng)的發(fā)展.

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（收稿日期：2021-01-21）