浅谈用Clicker优化物理课堂的知识建构

姜海霞 吴先球

(华南师范大学物理与电信工程学院 广东 广州 511400)

1 引言

建构主义在学习观上强调学习的建构性．课堂教学不仅是教学者将知识向学习者的传递和转移，而且是学习者通过新的知识经验与原有知识经验的相互作用，来充实、丰富和改造自己的知识经验,主动地建构自己的知识经验体系的过程，即知识建构[1]．然而目前，我国大部分中学物理课堂教学仍然是以教师为中心，教师通过讲授将课程标准要求的内容传递给学生，并通过例题反复强调定理和公式、总结解题方法，学生则通过反复练习，培养解题思维、训练解题能力．课堂教学过程中师生之间信息的反馈不够及时，学生独立思考的时间空间不够充裕，师生、生生之间的交互不够深入，不利于学生知识体系的建构．将Clicker教学系统引入中学物理课堂，将有助于改善这一状况．

2 Clicker介绍

Clicker教学系统是众多课堂应答系统的总称，作为一种新的教育信息技术，在国外课堂教学过程中已经得到了广泛的应用．它由硬件和软件两部分组成，以双向无线通讯网络为基础，具有即时性、交互性、开放性等特点．在课堂应用时，学生通过按动无线发射器上的按键，将教师提出的问题的答案通过接收器传输到教师的计算机中，系统软件将自动统计每位学生的答题信息，以及全班整体的答题情况，统计结果通过PPT以柱状图或饼状图的形式显示在大屏幕上，既便于教师了解全班同学对知识点的掌握情况，也便于学生观察自己的答题情况以及自己在全班的“位置”，进而促使教师和学生及时调整教学和学习策略，使教学效果最优化．基于Clicker的中学物理课堂中教师、学生、Clicker系统之间的相互关系如图1所示，教师与学生可以直接就Clicker系统所呈现的问题进行交流与讨论，也可以通过Clicker系统进行交流与讨论．

图1 Clicker课堂关系图

3 应用Clicker优化知识建构

知识建构的具体机制是“同化”和“顺应”的统一[2]．应用Clicker系统，利于学生将外部信息整合到自己已有的知识结构中，实现知识建构过程中的“同化”；利于学生对自身原有认知结构的重组与改造，实现知识建构过程中的“顺应”．下面围绕Clicker系统在课堂教学中的具体应用展开阐述．

3.1 通过辨别学生前概念了解学生知识结构

物理学与实际生活联系密切，学生在进入教室学习前已经对很多物理知识有了丰富的生活经验．因此，学生的知识建构很多建立在对原有认知结构的重组和改造．为此,教师需要充分了解学生相关知识的原有认知结构，即前概念．以往教学中，教师大多通过观察法、访谈法或问卷调查法来了解学生的前概念，但这些方法在实施中存在片面、低效等问题，费时费力分散教师教学准备的精力．但基于Clicker系统的课堂，教师在进行新课前可以口头或在大屏幕上呈现相关的问题,然后让学生单独思考并做出自己的选择，教师根据统计结果在简短的时间内即可全面、客观地辨别学生与学习内容相关的原有的知识经验．如图2所示,这是在讲授新课前出给学生的一道例题.19名学生参加投票,17名学生答对,说明学生对摩擦力的问题已经有了一定的正确理解．接下来教师可以先不解释相关问题，直接进行新课，使学生带着疑问展开相关内容的学习．这种带有悬念的课堂，更有利于维持学生的学习动机和注意力．

图2 Clicker系统应用实例

3.2 通过师生交互生生交互促进学生知识建构

相对于传统的教师讲授过程，师生之间、生生之间的合作交流与讨论的过程，更有利于学生将外部信息整合到自己已有的知识结构中；有利于学生利用外部信息对自身原有的认知结构进行重组与改造，实现知识建构过程的“同化”和“顺应”．M. K. Smith教授研究发现，学生应用Clicker系统与同伴讨论后回答概念题的正确率比讨论前学生独立回答的正确率要高,师生交互、生生交互对学生理解和掌握知识确实产生了正面影响[3]．基于Clicker系统的中学物理课堂教学中，可以使教师与学生、学生与学生就某一问题展开深入地交流与讨论，通过“同化”和“顺应”过程，不仅实现了学生的知识建构，也弥补了传统物理课堂生生、师生交流不足的弊端．

3.3 通过量化反馈信息优化学生知识建构

课堂教学中，通过Clicker系统，教师可以即时对学生知识的建构情况进行测试，学生也可以通过Clicker系统随时将对知识的认知情况反馈给教师，如图2例题，根据正态分布可知,如果答对率小于30%，则该测试项目的难度值(本文采用难度的定义为：正确回答试题的人数与参加测验的总人数之比[4])比较小，该测试内容对大部分学生构成了学习的难点，教师则需要重新讲述该主题，引导学生分析思考，解决问题；如果答对率大于70%，如图2例题,正确率达到了89.47%,说明该测试项目难度值比较大，该内容对大部分学生来说比较容易，教师可以简单解释，也可以由答对的学生解释他们的解决方法，然后进行下一主题；但如果答对率在30%～70%之间，教师需要引导学生进一步交流与讨论，获得问题解决的有效办法．由此可见，Clicker系统可以将学生对课堂知识的建构情况通过量化的信息直接反馈给教师，教师据此可以及时调整教学方式、方法，以最有效的方式帮助学生实现知识建构．这在传统教学中是比较难实现的．

3.4 通过添加问题深化学生知识建构

整个物理知识体系的建构不是一蹴而就的，它是一个循序渐进、不断深化的过程[4]．在每一章节的学习中，学生对知识的掌握往往是割裂的、孤立的、片面的，没有形成完整的知识体系，所以，传统物理教学中教师都会采用让学生做大量综合习题的方法，帮助学生及时建构新旧知识之间的联系，使学生形成完整的知识体系．基于Clicker系统的开放性，在教学过程中，教师可以根据不同班级的同学对知识点的掌握情况不同即时向Clicker系统添加不同的问题，建立新旧知识之间的联系，使学生形成完整的知识体系．具体添加的问题既可以是概念性的，也可以是开放性的．对于概念性的问题，例如，可以讨论运动员双手紧握竹竿匀速攀升和匀速下滑时,所受的摩擦力的情况，即分析摩擦力的大小和方向？通过知识迁移加强学生对摩擦力概念的理解和建构，帮助学生实现长时记忆；对于开放性的问题，例如，探讨自行车运动过程中前后轮所受摩擦力的情况？教师可以通过启发教学，引导学生应用所学知识提出解决问题的方案，建立新旧知识体系间的联系．这样既发挥了学生学习的主动性，又节省了传统物理教学为巩固知识而让学生做大量习题而耗费的时间．实现了将课堂归还给学生，使学生成为课堂的主体，教师成为课堂的组织者和引导者．体现了“促进学生自主学习，积极参与，乐于探究，勇于实践，勤于思考”的新课改理念．

4 结束语

本文从学生知识建构的角度初步探讨了将Clicker结合到中学物理课堂教学对于改善我国以往课堂教学环境，优化学生知识建构所起到的一些积极作用．然而，结合Clicker 的课堂教学对学生学习的热情、对学生知识的理解和掌握以及对学生建构新知识后的成就感等方面产生的影响还很多[5]．随着Clicker系统在课堂教学中应用的逐步推广，Clicker系统对课堂教学的深入影响还有待我们做进一步的研究．

参考文献

1 张建伟.基于问题解决的知识建构.教育研究，2000(10)

2 张建伟.知识的建构.教育理论与实践，1999(7):19

3 黄致新.基于Clicker的交互式探究型课堂教学及其研究进展.物理教学探讨,2010(9)：28

4 朱德全,宋乃庆.教育统计与测评技术.重庆：西南师范大学出版社.2008.107

5 Pengfei Li, M.S. Creating and Evaluating a New Clicker Methodology.The Ohio State University ,2007

6 Kyle Gray·Katharine Owens·Xin Liang. Assessing Multimedia Influences on Student Responses Using a Personal Response System. Springer Science+Business Media, LLC 2011

7 陈琦, 张建伟. 基于多媒体的建构性学习环境设计.北京师范大学学报，1999(6)

8 高中物理课程标准研制组.全日制普通高中物理课程标准.北京：人民教育出版社，2003.12