地方高校《大学物理》课程同伴教学法试题库的建立与应用.pdf

120 第 25 卷第 5 期遵义师范学院学报2023 年 10 月哈佛大学著名教授爱瑞克马佐（EricMazur）创立的同伴教学法（Peer Instruction）最先应用于哈佛大学基础物理课程1,2。课前学生自学，课堂上借助概念测试题引导学生互动、合作学习和关注概念的实质是同伴教学法的主要特点3。地方高校大学物理教学面临教学内容多、学时少的现状，加之学生普遍存在物理基础薄弱，自学能力不强，教育背景存在差异，教师普遍采用单一的讲授式教学方法，学生学习兴趣不高，教学质量不高4,5。将同伴教学法应用于大学物理教学，有利于促进学生学习态度的正向发展，增强学习兴趣和学习动力，提高学生学习的参与度，促进学生物理基础概念的学习，提高大学生独立思考和解决问题的能力，提高学生的实践能力和创新能力6-10。建立“大学物理网络试题库”是一种现代网络技术与传统教学相结合的全新教学方法11，也是地方高校开展同伴教学法的重要手段。教师利用学习通平台建立调查问卷、阅读测试题、概念测试题、作业、期中考试和期末考试等试题库，学生通过网络试题库实现学习效果的评价12，从而实现鼓励学生自主学习、合作学习，提高大学物理教学质量的目的。一、调查问卷引导学生端正学习态度课程教学实施前需安排课前引言环节1,13，对学生进行教学前的动员，让学生做好同伴教学法的准收稿日期：2023-05-08基金项目：贵州省高校教学内容与课程体系改革项目（2021268）；贵州省重点学科基金资助项目（黔学位办201318 号）作者简介：吴英，女，重庆人，遵义师范学院物理与电子科学学院副教授，硕士，主要从事物理教育和物理学史研究。地方高校 大学物理 课程同伴教学法试题库的建立与应用吴英，吴波，万猛，黄启洪，孙斌（遵义师范学院 物理与电子科学学院，贵州 遵义 563006）摘要：改革和创新教学方法是当前地方高校大学物理课程教学的迫切需要。根据地方高校的实际情况，在大学物理课程教学中采用同伴教学法，在学习通平台建立调查问卷、阅读测试题、概念测试题等试题库。调查问卷引导学生端正学习态度，阅读测试题引导学生自主学习，概念测试题引导学生合作学习。大学物理课程同伴教学法试题库的建立和应用激发了学生学习大学物理的兴趣和自主性，有效提高了大学物理教学的效果和评价质量。关键词：同伴教学法；大学物理教学；试题库的建立和应用中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-3583（2023）-0120-04Establishment and application of The Question Databases of PeerInstruction for College Physics Courses in Local UniversitiesWU Ying,WU Bo,WAN Meng,HUANG Qi-hong,SUN Bin(School of Physics and Electronic Science,Zunyi Normal University,Zunyi 563006,China)Reforming and innovating teaching methods is an urgent need for the teaching of physics courses in local universities.Accord-ing to the actual situation of local colleges and universities,the peer instruction is adopted in college physics course teaching,and surveyquestionnaire,reading test questions,concept test questions and other test question databases are established on the learning platform.In the teaching process,the survey questionnaire guides students to correct their learning attitude,the reading test questions guide stu-dents to learn independently,and the concept test questions guide students to cooperative learning.The establishment and application oftest question databases related to peer instruction in college physics courses have stimulated students interest and autonomy in learningcollege physics,strengthened the evaluation of teaching effectiveness,and effectively improved the teaching quality of college physics.peer instruction;college physics teaching;establishment and application of test question databases第 25 卷第 5 期2023 年 10 月遵义师范学院学报Journal of Zunyi Normal UniversityVol.25,No.5Oct.2023 121 备8。首先，教师带领全体学生学习新教学大纲，让学生明确课程的性质和作用、课程的教学课时、课程内容、考核成绩的构成；然后教师发布第一次调查问卷，了解授课班级学生高考数学、理综成绩以及高中物理的选修情况，对同伴教学法和学习通平台的了解情况，对专业的认同程度，理工科学生学习大学物理重要性和必要性的认识情况。在学期中，教师第二次发布调查问卷，了解学生对阅读测试题、概念测试题内容和发布时间的意见和建议、学生自主学习的自我评价情况14、小组合作学习参与度和自我评价情况，为教师及时调整教学进度和教学方式提供反馈信息，同时让学生对自己半学期的学习情况进行评价、总结和反思，为下半学期的学习打下良好基础。期末，教师第三次发布调查问卷，对全学期同伴教学法的教学情况进行总结。重点了解学生对同伴教学法的认同程度（如表1对电子专业两个班的问卷调查）和教学建议，同伴教学法是否促进了学生对概念、定理、定律的理解和掌握，是否提高了学生之间的合作和交流能力，学生在学习中是否获得了快乐3。表 1 学生对小组讨论合作学习的认同小组讨论合作学习的作用1 班2 班能促进概念、定理、定律的理解和掌握16%16.7%能锻炼学生语言组织能力和表达能力14.2%15.3%能促进学生对课程的重点、难点和关键点的理解和掌握12.4%13.8%能激发学生对课程的兴趣17.1%11.8%能活跃课堂氛围14.2%15.3%能促进同学之间的沟通和交流16.6%17.7%能增强学生活动的组织能力9.5%9.4%二、阅读测试题引导学生自主学习课前预习是有效实施同伴教学法必不可少的环节。课前预习能让学生明确学习目标，了解课程中新的概念和术语，纠正以前的错误概念，从多角度思考学习的内容，为学习新知识搭建桥梁15。为了在课堂上有效实施同伴互教，必须要求学生课前自学。只有课前准备充分，课堂上才能有效参与讨论1。因此教师需要设计阅读测试题，引导学生进行课前预习和自主学习。阅读测试题一方面在于引导学生课前的自主学习，预习即将讲授的课程内容；另一方面也是检测学生课前预习的主动性和自主学习的能力。阅读测试题的设计可以根据测试的目的分为三类。第一类阅读测试题要关注教材中新的概念及其关系以及实验、图表和公式的解释，涉及面要足够广，学生通过回答问题完成对课程基本内容的建构，获得对教材内容的整体感受3。如：阅读测试题 气体的基本性质，根据教材的内容共设计了五个测试题，涉及气体动理论、理想气体、温度和热力学第零定律、理想气体的内能、麦克斯韦速率分布律和三个特征速率，五个测试题涵盖了教学大纲要求的整章内容；第二类阅读测试题是检测学生对中学已学概念的掌握程度，找到中学知识与大学知识的衔接点，既可作为新课引入的引言，也可避免中学知识的简单重复，避免学生学习时感觉枯燥乏味16。如阅读测试题 牛顿运动定律和力，只包括教学大纲中 质点运动 这章的动力学部分。学生在中学已经学过了牛顿运动三定律，且是中学的教学重点，通过阅读测试题可以检测学生对牛顿运动三定律的掌握程度，让学生在复习已学过知识点的同时，明白大学阶段对牛顿运动三定律要有更高层次的理解和掌握。题目涉及牛顿运动三定律的内容、惯性定理、冲量和动量、力的定义、摩擦力、引力和重力、支持力。第三类阅读测试题针对整个章节的内容较多，学生自学有一定的难度，因此阅读测试题只针对该章某一节内容进行设计。例如阅读测试题 电场线和高斯定理为本章第四节内容，题目只涉及电场线和电通量，引导学生预习电场线和电通量的概念，而关于高斯定理的教学，教学设计为计算穿过闭合曲面的电通量，教师在引导学生熟练掌握计算各种情况下穿过闭合曲面的电通量的过程中，循序渐进地理解高斯定理，为下一步高斯定理的应用打下基础。学生阅读测试题测试的结果为教师确定教学的重点、难点指明了方向，也为教师进行教学设计提供了准绳，所以阅读测试题也要根据测试内容的不同，采用不同的发布时间。第一类测试题涉及一章内容，开课前三天发布，引导学生预习，了解整个章节大致的框架和内容结构。第二类测试题可以在课前十分钟进行测试，检查学生预习的情况。第三类测试题涉及教材某一节内容，开课前一天晚上发布，引导学生认真阅读教材，提前告诉学生老师授课的思路，以及本章节要求学生掌握的重点概念和知识点。三、概念测试题引导学生合作学习通过课前阅读测试题的测试，既达到让学生提前预习的目的，又让教师了解了学生对中学相关知识和自学知识的掌握情况，为课堂概念测试题的设计和发布打下了基础。开发出好的概念测试题，实现学生在课堂上的深度思考和同学间的有效讨论是同伴教学法获得成功的重要因素3。教师在概念测吴英等地方高校 大学物理 课程同伴教学法试题库的建立与应用 122 第 25 卷第 5 期遵义师范学院学报2023 年 10 月试题的选择上可以参考国外的范例，但又必须了解学情，根据授课对象的特点设计出一套适合课程的概念测试题17。根据授课对象的知识结构设置难易程度适中的概念测试题，可以有效检测学生对物理概念的掌握程度，激发学生自主与合作学习的积极性，提高课堂效率和教学效果3。概念测试题可以来源于 同伴教学法-大学物理教学指南，也可以是教师以往出的考试题目、布置的作业和练习，但具体针对某个概念，教师必须根据知识点的难易程度、学生的实际情况和学习能力来设计概念测试题。概念测试题还需和阅读测试题纳入一个整体来进行设计。概念测试题也可以分为三类。第一类概念测试题主要针对中学阶段教师讲解比较细致的章节和学生可以通过自学掌握的知识点，并直接进行测试。学生学过的概念，有可能仍然为迷离概念18，教师可以根据测试情况对知识点进行查缺补漏。例如 电场线，教师在阅读测试题（如图 1）中已经引导学生再次复习了电场线的基本性质，通过发布如图 2 的概念测试题，问：图 2 所示的四种电场分布，假定没有电荷，哪张图的电场线是合理的？测试题测试学生通过小组合作学习是否真正掌握了电场线的性质，通过测试结果教师可以判断学生是否已经掌握了电场线的概念，从而决定是否再详细讲解。第二类概念测试题主要针对学生中学没有学过的概念，但与中学知识有衔接，同时这个概念的理解对下一步教学内容的讲解起着至关重要的作用，教师必须根据学生的预习情况重点讲解。如“电通量”这个概念，阅读测试题（如图 3）引导学生将穿过某个面的电场线的条数概念化为电通量。课堂上教师引导学生学习、理解电通量的计算公式，发布概念测试题（如图 4），测试学生对电通量的掌握程度。测试后进行讲解，再让学生小组讨论半径为R的球面内放置一电量为q的点电荷时通过球面的电通量，继续引导学生小组讨论、计算各种情况下穿过闭合曲面的电通量，从而获得静电场的高斯定理。第三类概念测试题主要针对学生自学存在困难的知识点或概念，如“毕奥-莎伐尔定律”，阅读测试题仅仅涉及了安培分子电流假说、毕奥-莎伐尔定律产生的历史、电流元的概念、学习定律的意义(如图 5)。学生在自学的过程中对公式本身的理解只要求掌握叉积，会判断磁感应强度的方向，但怎样利用毕奥-莎伐尔定律计算电流产生的磁感应强度，学生自学难度较大，需要教师通过例题讲解，让学生逐步掌握计算方法后再发布概念测试题（如图 6），通过小组合作学习讨论，使学生进一步掌握运用毕奥-莎伐尔定律计算电流产生磁感应强度的方法。图 1 电场线阅读测试题及测试结果图 2 电场线概念测试题图 3 电通量阅读测试题及测试结果图 4 电通量概念测试题图 5 毕奥-莎伐尔定律阅读测试题图 6 毕奥-莎伐尔定律概念测试题四、及时更新试题库，提高教学评价质量利用网络平台加强试题库建设，提高学生自主 123 学习的能力，可以促进高校的教学改革和教学质量的提升19,20。大学物理课程采用同伴教学法，题库作为教学的重要组成部分，在实际教学过程中发挥了重要作用。题库中问卷调查、阅读测试题、概念测试题、作业、期中考试在学生成绩评定时所占的比例分别是 5%、10%、10%、5%和 10%，加上小组合作学习评价占 10%（学生自评占 20%，互评占 40%，教师评价占 40%），在日常教学中完成过程性评价，期末考试完成终结性评价，在学生自我评价和教师评价的过程中不断提高教学质量。将 21 级电子信息科学与技术专业两个班作为实验班和对照班进行对比教学。通过课前调查问卷，两个班学生高考成绩总分、数学成绩、理科综合成绩及高中物理选修情况大体一致。在大学物理的教学过程中，电子（2）班作为实验班采用同伴教学法进行教学，期末考试卷面平均分高于采用传统教学法的对照班（电子（1）班）2.33分，高分段人数增加（如图 7）。图 7 大学物理实验班、对照班卷面成绩对比图图 8 大学物理实验班、对照班卷面成绩对比图在大学物理的教学中，教师总结第一个学期的教学情况，不断更新、完善试题库，并根据学生的答题情况不断进行调整，使试题库更加适应同伴教学法在大学物理教学中的运用21。大学物理的期末考试卷面成绩显示，采用同伴教学法的电子（1）班平均分高于采用传统教学法的电子（2）班 4.07 分，高分数段人数增加不多，但低分段人数明显减少，中间分数段人数明显增加，学生整体成绩明显提高，说明经过优化的同伴教学法更能提高学生的整体成绩（如图 8）。在今后的教学中，教师还需建立和更新与不同理工科专业相适应的“大学物理同伴教学网络试题库”，以激发学生的学习兴趣，提高学生的自主学习能力，从而更有效地开展大学物理教学和评价，提高大学物理的学习效率和教学质量。参考文献：1MAZURE.同伴教学法大学物理教学指南M.朱敏，陈险峰，译.北京:机械工业出版社，2011.2张萍，涂清云，张齐齐，等.改革教学模式，促进学生物理学习态度正向发展J.中国大学教学，2014(2):37-40.3张萍.基于翻转课堂的同伴教学法原理方法实践M.北京:人民邮电出版社，2017.4马国强，范东华，赵丽特，等.地方高校大学物理教学思考与实践J.物理通报，2022(5):14-17.5郭亮，刘建强.应用型地方高校大学物理教学的改革与实践研究J.喀什大学学报，2019,40(6):97-100.6陶平.在大班化物理教学中同伴教学法浅析J.物理通报，2020(5):14-16.7王祖源，武荷岚，顾牡.以同伴教学法促进学生互动式学习J.物理与工程，2013,23(2):45-48.8胡禔臻，张谷令，邹斌.同伴教学对男女生物理学习态度的影响J.物理与工程，2021,31(3):100-105.9穆爱霞.国外访学时所接触到的“同伴教学”的实证研究J.物理通报，2020(11):12-15.10吴英，吴波，万猛.多元化评价模式下同伴教学法在“教育研究方法”课程中的教学实践J.遵义师范学院学报，2022,24(4):122-123.11施小靖，袁伟，张明霞，等.独立学院建立大学物理网络试题库的研究J.科教文汇，2015(24):40-41.12雒婷雯.基于Blackboard平台试题库评价系统的研究与应用D.西安:陕西师范大学，2018.13易明芳，李娟.智慧教学环境下的大学物理同伴教学法研究J.安庆师范大学学报，2021,27(2):102-108.14张萍，涂清云，齐薇，等.基于同伴教学法的多元化评价模式研究以大学物理课程为例J.中国大学教学，2013(9):60-62.15张萍，涂清云，莫艳萍.课堂中的合作学习同伴教学法对物理概念学习的促进作用J.中国大学教学，2012(6):56-59.16吴英，冯景华.高考试题在大学物理教学中的实用性及意义J.物理通报，2016(9):47-49.17穆瑞，张宇锋，贺达海，等.概念测试题对同伴教学法的影响J.物理通报，2015(1):9-12.18王媛平，张齐齐，张萍.国外诊断物理迷思概念的新方法多阶选择测试题的应用J.物理通报，2014(12):10-12.19热娜古丽木沙，周建中，艾乃吐拉马合木提.试题库建设对教学方法改革的促进作用J.教育教学论坛，2017(32):78-79.20李筑萍，罗亭凤.利用网络平台提高学生自主学习的能力J.遵义师范学院学报，2009,11(2):86-88.21顾斌，杨翠红，张成义，等.互动式大学物理教考分离题库设计J.江苏第二师范学院学报，2014(2):42-44.（责任编辑：朱彬）吴英等地方高校 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