同伴教学法在材料力学课程中的实施与改进

李妍　王克雄　朱益

摘要：针对材料力学计算分析题，实现了以同伴讨论为主+学生台上台下互动+教师学生反馈互动的多元互动反馈相结合的教学模式。多次实践表明，该模式能够针对材料力学有效解决学生的疑难困惑问题，帮助学生深入理解概念本质，建构力学方法，扩展概念和思路。同时活跃课堂气氛，提升学生合作互助能力和语言表达能力。

关键词：课堂教学；同伴教学；课堂互动；材料力学

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）29-0203-02

同伴教学法（Peer Instruction）[1]是哈佛大学物理教授Eric Mazur提出，经由北京师范大学张萍教授[3]实施发展，基于合作学习理论设计的适合大班课堂教学的合作学习的一种教学方法。同伴教学法[2，4，5]是将一节课按照核心概念的书目分成几个小部分，每部分设计概念测试题，通过这些测试题组织教学活动。测试题教学过程为（1）学生读题给出个人答案（2）和周围同学讨论2～3分钟（3）讨论后再次给出个人答案，全程共约5分钟。同伴教学法的核心正是通过这种同伴讨论加强对概念的深入理解及延伸了解。学生在探讨中不断提出问题，分析问题。对于每一个同学而言，小组讨论相当于把小组内所有同学的问题集中在自己这，集思广益。学生不但需要思考老师的问题、自己心中的问题，还需要思考别人提出的但自己没想到的问题，达到答疑解惑的目的。文献[1，3]指出测试题适用于概念（尤其易混淆的概念），共约5分钟。从所用时间来看，如果题目需要分析计算，5分钟不够用。而力学的题目多为综合分析计算，很少有学生开始就能给出答案，时间上也不够用，所以不能完全套用所给方法，需要进行改进并给出详细实施模式。

一、计算分析题目的以同伴讨论为主多元互动实施模式

通过多次实践，总结出一套适合材料力学计算分析题目的同伴讨论+台上台下学生互动+教师学生反馈互动的多互动模式的实施方法，结果证明能够有效进行互动反馈，更加针对性地有效解决学生集中出现的问题。具体步骤如下：

1.教师把计算分析测试题设计成简答题或选择题形式。由于力学题目为综合性题目，一道题目需要用到多个知识点，所以更适宜以简答题形式就每个知识点进行同伴讨论。

2.对于计算分析题目，学生并不能开始就给出答案，所以省去初步给答案这个步骤。大约需要10分钟，具体实施方案为：①首先理解题意并就若干问题（老师提出）同伴讨论，约3分钟。讨论过程中学生简要记载主要疑难问题并上交，重点标示没能解决的疑问。若是书中例题，建议先不要看答案，提倡学生自主思考。教师应在本门课程初期明确同伴讨论行为的评价规定：积极参与讨论、提出不同观点，并且努力倾听理解别人观点的即为优秀，而不是追究学生答案的正确与否，这样避免学生为了成绩而抄袭别人答案或懈怠讨论；凡是不积极参与讨论的适当降低平时成绩，并且需要和教师单独讨论。讨论情况计入学生平时成绩等评价系统。因此教师在讨论时间内的工作是：1）检查学生参与讨论的情况，针对少数不讨论的同学应予以督促，并把讨论情况计入学生评价系统。2）重点倾听1～2组同学的讨论过程，记录所有问题，了解学生的难点和易混淆概念。②学生出示答案。③随机找一组学生到讲台简要讲解、台下学生提问的学生互动方式，约4分钟。经过多次实践，发现这种形式既能督促学生认真讨论，又能有效得到问题反馈，而且由于是同学更容易使得台下学生放松提问。④教师得到反馈并根据提交的问题，除系统总结外更要针对反馈回来普遍存在的问题进行讲解，约3分钟。教师根据学生讨论过程及结果，及时调整讲授内容和节奏，适当讲解概念及思路，重点增加学生感到困惑的问题，做到有针对性的答疑解惑。

二、同伴讨论为主多元互动实施过程示例

下面是一个材料力学计算分析简例，以示意其同伴讨论为主的多互动实施过程。这道题考察重点知识点为：对于轴拉轴压构件，采用截面法求轴力并给出轴力图。

（单选题+简答题）已知F1=10kN；F2=20kN；F3=10kN；试画出轴力图。并总结轴力图绘制技巧。

具体实施方案为：

1.首先理解题意并同伴讨论，约3分钟。教师在讨论时间内，检查学生讨论情况，重点倾听1～2组讨论过程。

2.学生出示答案。检测学生选择正确答案（B）的比例，以此预判讲解的详细程度。

3.随机找一组学生到讲台简要讲解解题思路、总结简答题答案（轴力图绘制技巧）、台下学生提问的学生互动方式，约4分钟。

通过同伴讨论和台上台下互动两种互动形式，得到学生集中出现的问题：①建立平衡方程时变量的正负号规定；②平衡方程求解结果的正负号意义；③轴力图正负号规定；④画轴力图的技巧；⑤如果是更复杂的情况，其内力分析过程要求给实例求解。

4.教师得到反馈，系统总结并重点针对集中出现的问题进行讲解，约3分钟。

三、同伴讨论为主多元互动模式的评价

为了更客观地评价同伴讨论为主多元互动教学模式，让学生针对这种教学方法进行自我评价，设计了两个调查问卷：（1）学生在课堂上参加小组讨论的情况[5]；（2）学生到讲台简要讲解思路，教师与台下学生提问的情况。学生通过自我评价，及时调整自己的学习态度和习惯，更积极地参与课堂教学互动。教师通过调查问卷，得到教学互动反馈，结果表明约90%同学能够参与，平均约70%同学能够积极主动地参与互动教学活动。

通过多次的实践表明，针对材料力学通常出现的分析计算题目，采用这套同伴讨论+学生台上台下互动+教师学生反馈互动等多元互动反馈相结合的方法，更能够针对性地有效解决学生的疑难困惑问题，帮助学生深入理解概念本质，建构力学方法，联系新旧知识，扩展概念和思路。同时活跃了课堂气氛，解决传统讲授出现的学生注意力不集中犯困等现象，很好地提升学生合作能力和语言表达与交流能力。

参考文献：

[1]Eric Mazur. Peer Instruction：A Users Manual[M].NJ：Prentice Hall，1997.

[2]Nathaniel Lasry，Eric Mazur，Jessica Watkins. Peer instruction：From Harvard to the two-year college[J]. Am. J. Phys，2008（11），76（11）：1066-1069.http：//aapt.org/ajp.

[3]张萍.Eric Mazur. Peer-Instruction—哈佛大学物理课程教学新方法[J].中国大学教学，2010，（8）.

[4]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.

[5]张萍，涂清云，齐薇，任建英.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].2013，（9）：60-62.