一種網(wǎng)絡輔助習題討論課模式及其量化評估

周廣剛 鐘壽仙 馮金波 李列明

（1中國石油大學（北京）理學院，北京 102249）

（2清華大學物理系，北京 100084）

1 教學模式簡介

使用助教網(wǎng)（www.zjiao.com）輔助教學的典型做法包括課前預習-課后練習-習題討論課三個部分，詳見文獻［1］.這種做法，理論上和實踐上都有明顯的優(yōu)點，但是，其特定的預習環(huán)節(jié)要求教師與學生有較多的投入，在當前環(huán)境下有一定的困難.因此，我們試驗了一種簡化模式：取消特定的預習環(huán)節(jié)，只保留課后練習-習題討論課兩個環(huán)節(jié).具體做法是：

1）任課教師講課和學生聽課都按往常一樣，不作任何改動.對學生預習的要求也和傳統(tǒng)教學模式完全一樣.在這個環(huán)節(jié)，師、生都沒有增加任何額外負擔.

2）學生按常規(guī)完成課后練習.課后練習主要由選擇、填充題組成，外加少量計算題.學生必須在習題討論課前將課后練習的答案提交到助教網(wǎng)指定的網(wǎng)頁里并逐題投票是否要求教師講解.學生是在練習冊上完成作業(yè)的，只是最后把選擇、填充題答案提交到網(wǎng)上而已，并沒有增加多少負擔，對網(wǎng)絡的要求也不算高.為了處理計算題，我們采用一種做法，例如表1中的第五題，內(nèi)容如下：

教材某頁某題，你

A：一點感覺都沒有，請詳細講解；B：有點思路，但做不下去；C：有明晰思路，但遇到計算困難；D：有明晰思路，計算無大問題，但有小困難；E：沒多少問題，有空就簡單講講；F：不用講了.

其中“教材某頁某題”是我們布置給學生的計算題.

3）習題課教師可以通過助教網(wǎng)上特定網(wǎng)頁查閱學生作業(yè)的統(tǒng)計數(shù)據(jù).我們在這些查閱到的數(shù)據(jù)中選取幾組典型的列在表1.

表1為典型數(shù)據(jù)示例.對選擇題，A、B、C、D、E、F各欄分別是選取答案 A、B、C、D、E、F的人數(shù)百分比，其中E、F是兩個特設選項（第五題例外），內(nèi)容分別是“E：太容易，不做了”和“F：太難，不做了”；對填充題，分別是各答案正確的人數(shù)百分比；投票欄是要求講解該題目的人數(shù).

表1 典型數(shù)據(jù)示例

4）習題討論課上基本上只講解課后練習的題目.教師在上習題課時將參考查閱到的數(shù)據(jù).以表1為例.第一題（選擇題）選正確答案C的人達79%，這種題一般可以跳過不講.第二題（答案A）正確率只有31%，12%感到太難（F選項），而且有19位學生要求講解.這種題一般要重點講解，數(shù)據(jù)表明，選錯誤的A選項的達55%，也提示了學生主要的問題所在.第三題是填充題，正確率只有23%，而且有22人要求講解，一般也是重點.第四題（答案D）正確率只有16%，但學生懵然不覺，只有2人要求講解，選F選項的也只有2%，學生錯誤又高度集中在A選項，這更是課堂討論的好素材.至于表1中的第五題，如前所述，是專門用來處理計算題的.

2 分析比較

與傳統(tǒng)的習題課教學模式相比，我們認為，本習題討論課教學模式有如下優(yōu)點：

1）學生課前先把作業(yè)完成了，相當于對習題討論課的內(nèi)容作了詳細的預習.

2）正如上文所提的表1的例子，習題討論課教師對學生的難點和問題所在有較多的了解，掌握了較充分的“信息”.一般情況下，在一次作業(yè)中，像第一題這樣學生已經(jīng)自己弄懂的題目占大部分甚至絕大部分，像第二、三、四題這樣的學生遇到很大困難的題目只占少數(shù)甚至極少數(shù).教師在掌握充分“情報”的基礎上，可以果斷地將時間高度集中在已經(jīng)查明的少數(shù)難點上，大幅度提高教學效率.

3）所有的統(tǒng)計數(shù)據(jù)網(wǎng)絡都作了記錄.這是寶貴的資源，可用于日后的分析、研究，包括供編寫教材、習題集時參考.

但是，影響教學效果的因素很多，僅憑以上定性分析是不夠的.因此，我們采用教學測量的方法對這種模式的教學效果進行半定量評估.

3 實驗設計、結果與量化評估

我們的實驗分兩組進行，每組由一個實驗班和一個對照班組成，前者采用本文教學模式上習題討論課而后者采用傳統(tǒng)方式.第一組是中國石油大學（北京）09級的兩個教學班，第二組是清華大學09級一個教學班分成的兩個班.為了比較實驗班和對照班的學習效果，我們采取了文獻［2］中的前測、后測方法，通過測量“歸一化教學增益”來進行定量評估.但是，我們找不到合適的前測試卷，只能直接比較兩個班的期中或期末考試成績.眾所周知，考試成績和學生的基礎關系很大，只有基礎相近的情況下，比較兩班的成績才有意義.但是，如何衡量學生的基礎是個問題.在本次實驗中，我們是這樣做的：因為我們做的實驗工作是與“大學物理（2）”教學同步，所以，我們采用了學生在“大學物理課（1）”期末成績作參考進行比較分析，同一組內(nèi)，如果兩個教學班學生的“大學物理（1）”期末平均成績相近，我們就認為他們基礎相近，量化評估如下：

1）中國石油大學（北京）組

實驗班（98人）和對照班（97人）分別由兩位資歷相當?shù)慕處熓谡n（大課和習題課），時間是2010年秋，內(nèi)容是振動與波、熱學、光學.統(tǒng)考成績見表2.實驗班高出7.7分，但是，實驗班中有部分來自重點班的基礎特好的學生，我們將他們的數(shù)據(jù)全部剔除.修正后實驗班（65人）和對照班（97人）的“大學物理（1）”統(tǒng)考平均成績分別是73.3和74.2，因此，我們認為這兩個班學生的物理基礎，在學習“大學物理（2）”前基本相同，這樣的比較才有意義，比較結果見表3.從表3可見，在基礎相當?shù)那闆r下，實驗班成績高出5.2分.

表2 石油大學組原始結果

表3 石油大學組按學生基礎修正后結果

2）清華大學組

我們將同一任課教師班上的學生分為兩部分，一部分為對照班（116人），按常規(guī)上習題討論課，另一為實驗班（64人），由我們按本文介紹的模式上習題討論課.考試內(nèi)容為電磁學，兩班學生都采用相同的試卷.采用教考分離的做法，試卷由非任課教師出題，我們完全不過問.對照班平均79.7分，實驗班平均82.5分，高2.8分.但在修正時我們遇到困難，因為這個教學班的學生是由上“大學物理（1）”時的不同教學班組成的，且清華大學物理課不統(tǒng)考，因此，我們沒有采取簡單對比做法，而是選出同一“大學物理（1）”教學班、且平均成績又比較接近的學生作比較分析.修正后的實驗班（26人）和對照班（39人）的學生均來源于同一“大學物理（1）”教學班.從表4結果看，修正后實驗班成績高出4.5分.更詳細的分析結論定性相同，但因篇幅所限，不再介紹.

表4 清華大學組數(shù)據(jù)（表中，改進＝實驗班平均成績-對照班平均成績）

4 討論

從兩個組的數(shù)據(jù)看，我們試驗的新方法確實能改進學生的學習成績.不過，由于缺乏合適的前測試卷，我們只能用“大學物理（1）”的成績來衡量學生的物理基礎.這種無奈的做法當然不夠準確，所得結果只能算半定量的而不是定量的.對清華大學組，我們有時會遇到很多技術性難題.我們期望將來能有更好的方法.我們的目的，是在不用“應試教育”手段的前提下改進考試成績.這與強調(diào)培養(yǎng)能力的教學理念并不矛盾，因為對一份合適的試卷，在85分以下區(qū)間，學生成績與其掌握的基本功還是有相當關系的.

［1］李列明，黃峰.分子動理論教學記錄及其分析（部分）［J］.物理與工程，2005，15（3）：33.

［2］Hake R R.Interactive-engagement versus traditional methods：A six-thousand-student survey of mechanics test data for introductory physics courses［J］.Am.J.Phys.2009，66（1）：64.