陳麗莎 黃致新 李祖燕 談學婕 雷 丹 孫楚鈺

(華中師范大學物理科學與技術學院,湖北武漢 430079)

Clicker在交互式課堂教學中的應用研究進展①

陳麗莎 黃致新 李祖燕 談學婕 雷 丹 孫楚鈺

(華中師范大學物理科學與技術學院,湖北武漢 430079)

作為一種新的教育信息技術,課堂應答系統(tǒng)(Clicker)在交互式課堂教學中具有重要的應用價值.本文簡單介紹了Clicker的理論溯源、在課堂教學中的應用研究以及Clicker教學系統(tǒng)的相關研究進展.

Clicker;同伴教學法;探究式教學

Clicker同時也被稱為Classroom Response System,是一套用于在課堂中進行實時反饋并支持師生互動的教學系統(tǒng).它由手持鍵盤、無線主控基站和數(shù)據(jù)處理軟件三部分組成.在教學中使用該系統(tǒng),學生可以通過手持鍵盤對教師的問題進行即時反饋.Clicker的研究歷史在國外已達十余年,現(xiàn)今國外很多中小學和高校在教學中都引入了Clicker教學系統(tǒng).

1 Clicker研究緣起

Clicker教學系統(tǒng)被引入課堂教學,發(fā)現(xiàn)其對提高學生出席率和鼓勵學生課堂主動參與具有較好的效果.這方面的研究很快受到重視,論文發(fā)表也很多.[1,2]盡管早期對Clicker教學系統(tǒng)進行的研究和發(fā)展都是物理教育家,但是這種系統(tǒng)所實現(xiàn)的互動性、開放性課堂教學環(huán)境使得Clicker迅速被引入到其他領域,如計算機科學領域、數(shù)學領域、工程領域等等.同時Clicker教學系統(tǒng)也從初始時應用于大課堂的教學延伸至今兼容15-200學生的課堂.[3]Clicker教學系統(tǒng)已經(jīng)成為西方國家科學課程教與學探討的一個前沿性課題.

2 Clicker在課堂教學中的應用研究

國外經(jīng)過多年的教育研究表明,即便是非?；钴S的課堂也永遠只有那么幾個特定的學生在回答問題,大部分學生不愿意主動思考問題、回答問題,因此無論教師多么努力營造活躍的課堂氣氛,大部分學生仍沒有真正參與到知識的探究中來.如何實現(xiàn)大多數(shù)學生都能真正參與課堂教學活動,是Clicker教學系統(tǒng)研究和發(fā)展的理論背景.

2.1 Clicker結合同伴教學法的研究

Clicker在教育上的成效,有賴于教學策略的選用,其中被廣泛采用的是美國哈佛大學的同伴教學法.

美國哈佛大學 Eric Mazur教授將Clicker系統(tǒng)與 Peer Instruction教學模式有效地結合在一起,經(jīng)過多年的實踐探索表明:Clicker系統(tǒng)的應用為研究型、開放型、互動型的課堂教學模式提供了一個有效的平臺,Clicker系統(tǒng)結合同伴教學法的教學流程如圖1.

美國科羅拉多大學M.K.Smith教授通過具體數(shù)據(jù)說明了Clicker應答系統(tǒng)結合同伴教學法對學生理解和掌握知識產(chǎn)生了正面的影響.M.K.Smith教授研究發(fā)現(xiàn)學生應用Clicker與同伴討論后回答概念題的正確率比討論前學生獨立回答的正確率要高,同伴討論對學生理解和掌握知識確實產(chǎn)生了正面影響則是由學生再次回答難度與之前同伴討論題目相當?shù)耐悊栴}時正確率波動較小得以驗證.[2]

圖1

2.2 Clicker教學系統(tǒng)配套題目的設計研究

應用Clicker教學系統(tǒng)實現(xiàn)以學生的自我探索為基礎的研究性教學,還必須精心構建一個相應的應答題庫.題目的設計是應用Clicker教學的主要課題,它將直接影響互動教學模式的教學質(zhì)量.[4]

Clicker應答題目應該根據(jù)探究式教學策略設計,激發(fā)學生的自主思考,為學生的自主探究提供平臺.美國麻省理工大學Ian D.Beatty教授認為題目的設計應體現(xiàn)明確的教學目標,應答題目不僅僅是向?qū)W生展示一定的知識信息,同時也應該著眼于幫助學生培養(yǎng)思維的方式和掌握解決問題的方法.Ian D.Beatty教授提出應答題目的設計應包含三重的教學目標:知識目標,過程目標,元認知目標.知識目標是題目所直接呈現(xiàn)的內(nèi)容,一般應該是概念的和基礎的并且能夠在課程的各個環(huán)節(jié)相互銜接;過程目標是題目引導學生培養(yǎng)的各種認知技能和思維方式;元認知目標是在題目的解答過程中學生建立起的相關學習法的視角.

2.3 Clicker教學系統(tǒng)的兩種課堂應用模式

2.3.1 在新課教學中應用

Clicker教學系統(tǒng)在新課教學中的應用,是針對容易產(chǎn)生模糊認識的概念.該類題目一般會進行二次使用,初次使用時教師并不講解,學生根據(jù)已有知識經(jīng)驗進行選擇,此時學生的出錯概率往往比較高,但卻能夠激發(fā)學生的求知欲,起到讓學生帶著問題進行學習的目的.經(jīng)過教師講解和同伴討論后,再由學生進行二次選擇.二次選擇學生選擇正確答案的比例明顯增多,學生體會到掌握知識的喜悅,同時知識的探究過程也會給他們留下深刻的印象.

2.3.2 在診斷評估性教學中應用

Clicker教學系統(tǒng)在診斷評估性教學中的應用,是在新課結束后準備幾道能體現(xiàn)重點概念和規(guī)律的、容易出錯的選擇題,利用Clicker進行學習效果檢測,可起到復習鞏固、深化理解的作用.Clicker教學系統(tǒng)在診斷評估性教學中具體的應用模式有兩種,一是在新課課堂最后10 min左右的時間應用;另一種是在一章內(nèi)容結束后的習題討論課上應用.

通過Clicker教學系統(tǒng)在課堂中的有效應用,教師能夠及時獲得學生知識掌握情況的反饋信息,從而適時調(diào)整自己的教學進度.當然,由于應用Clicker時應答題目只能以選擇題的形式出現(xiàn),學生的選擇結果只能給出其思維結果,而不能展示其思維過程.這就需要教師在分析學生群體答案的同時進行個別提問,通過對話洞察其思維過程,以做出進一步講解.

3 Clicker教學系統(tǒng)的研究進展

國外包括哈佛大學、俄亥俄州立大學、華盛頓大學等世界一流大學,已經(jīng)超過700所大學以及為數(shù)眾多的中小學在教室中使用Clicker教學系統(tǒng),其相關發(fā)展已有10余年,大量的文獻報道了結合Clicker的課堂教學對學生學習的熱情、對知識的理解和掌握以及對學生建構新知識后的成就感都產(chǎn)生了正面的影響.[5]

3.1 學生對Clicker教學系統(tǒng)的評價研究

在俄亥俄州立大學,Clicker教學系統(tǒng)的引入使學生參與學習的熱情高漲,學習成績也相應的得到提高.表1給出俄亥俄州立大學的學生對使用課堂應答系統(tǒng)態(tài)度調(diào)查結果.

表1 (贊同度從-2到+2)

3.2 Clicker教學系統(tǒng)對男女生學習幫助的研究

美國德雷塞爾大學教授Daniel B.King指出Clicker更能夠提高男生的課堂參與率,其研究結果顯示女生和男生在大學科學課程和工科課程中能夠達到相似的學術水平,即應用Clicker教學系統(tǒng)能夠鼓勵女生積極參與科學和工程類課堂.俄亥俄州立大學教授N.W.Reay的研究結果同樣顯示相對傳統(tǒng)教學方式而言,Clicker的使用縮小了男女生在科學類學科成績間的差異.[6]

3.3 Clicker教學系統(tǒng)的應用與考試評價間相關度的研究

Daniel B.King教授研究發(fā)現(xiàn)當應用Clicker回答問題獨立于學期末的等級成績時,在課堂中積極回答問題(無論回答正確與否)的學生通常在學期末的考試中取得更好的成績;相反的,當應用Clicker回答問題作為學期末等級成績的一部分時,在課堂中回答錯誤的學生期末考試成績并沒有比在課堂中不回答問題的學生好,這可能由于很多學生在課堂回答問題僅為爭取課堂參與分,甚至他們并沒有注意問題的內(nèi)容.

4 研究展望

以上我們對Clicker教學系統(tǒng)的研究進展進行了系統(tǒng)的介紹,在過去的十幾年國外對Clicker的研究已經(jīng)比較成熟,然而至今95%的Clicker成功案例的文獻都是應用在高等教育,其他年齡層的應用研究寥寥可數(shù)以致應用Clicker教學的成效無法明確的推估.相對國外而言,國內(nèi)關于Clicker教學的研究工作任重而道遠,如Clicker教學系統(tǒng)配套題目的效度、信度評估;不同課程的量化評估體系等等都有待于我們作深入研究.

1 Eric Mazur.Farewell,Lecture?Science.2009(2):50-51

2 M.K.Smith.Why peer discussion improves student performance on in-class concept questions.Science.2009(2):122-124

3 Jane E.Caldwell.Clickers in the Large Classroom:Current Research and Best-Practice Tips.Life Science Education.2007(6):9-20

4 N.W.Reay,P.F.Li,L.Bao.Testing a new voting machine question methodology.American Journal of Physics.2008(76):171

5 C.H Crouch,E.Mazur.Peer instruction:Ten years of experience and results.American Journal of Physics,2001(9):970-977

6 W.Reay Neville.Toward the effective use of voting machines in physics lectures.AmericanJournal of Physics,2005(6):554-558

2010-05-19)

①本文為湖北省高等學校教學研究項目“創(chuàng)新性物理教學模式的探索與實踐”(項目編號:20070136)的階段性成果.