混合型教学模式对物理学习态度的影响

张 睿 王祖源 徐小凤

(同济大学物理科学与工程学院，上海 200092)



教学研究

混合型教学模式对物理学习态度的影响

张 睿 王祖源 徐小凤

(同济大学物理科学与工程学院，上海 200092)

通过在同济大学大学物理课程中实施混合型教学，研究了这种教学模式对学生学习态度的影响。在教学中，学生通过线上学习掌握相关的基本概念；通过线下讨论提高解题能力与思辨能力。通过科罗拉多学习态度问卷(CLASS)对学生的学习态度进行了调查, 结果显示在混合型教学模式下，学生学习态度的各个方面较对照班级有所提高。

混合型教学； 学习态度；物理教学

近年来混合型教学模式正逐渐成为“互联网+”教育模式改革的主要形式之一[1]。这种教学模式一方面可以结合在线教学的泛在属性和课堂讨论形式学习过程个人化的优点，通过改善学习环境，实现提高学习效果的目的；另一方面通过构建学习共同体，使得学生在学习知识的同时，培养交流沟通、协作互动、批判性思维、创新性思维等方面的能力，为提高学生的科学素养提供了一个新的思路[2]。

从布鲁姆学习目标分类的角度来看，在线学习过程更加侧重对概念的理解和掌握；而课堂讨论更侧重对知识的分析、应用和评价，教师通过教学设计引导学生通过讨论的形式发现自己学习过程中可能存在的问题，加深对所学内容的理解，有效地实现知识的内化，提高学习的效率[3]。从以前的学习数据上看，混合型教学确实能够提高学生的学习成绩[4]，从数据来看，在对于学习成绩处于中位的学生，在线时间和学习成绩成正相关关系；而对于成绩较好的同学，在线学习时间与学习成绩没有关联。可以这样理解，通过在线学习可以补充课堂学习时，学习负荷更加有效地实行了分配，增加了有效的学习时间，这对于中位的学生来说，能起到较大的帮助，而对于较好的同学来说，由于课堂教学过程中已经达到较好的效果，在线学习对成绩的提高效果有限。

另一方面，在混合式教学中，学生可以通过选择适合自己的学习方式，及时有效地解决学习过程中可能出现的问题，进而提高学生的学习信心和解决问题的能力，通过不同的交互模式还可以进一步加强学生的参与程度，增强学生学习的主动程度，这些都可能体现在学生的学习态度的变化[5]。

科罗拉多物理学习态度调查是国际上常用的学习态度调查量表，在教学实践中得到广泛的应用[6]。在下面的工作中，我们希望通过对教学效果的测量，进一步研究混合型教学对学习态度的影响，确定混合型教学是否对学生的概念理解与解题能力产生正面的影响，并分析引起学习效果增强的原因。

1 混合型教学模式改革

选取同济大学中意学院2015级作为教学试点班，试点课程为大学物理。在线课程为“爱课程网”上的同济大学大学物理课程，教师选取部分内容作为混合型教学内容。课程采用原版教材，作业和考试都是英语命题，授课环节中英双语。

在混合型教学环节中，学生通过观看在线视频学习有关基本概念，学习结束后要求学生完成在线测试，教师根据测试的结果以及学生的在线提问，设定讨论环节的问题。在课堂讨论中，学生通过分组讨论的形式开展同伴教学活动，在讨论过程中，教师按照循序渐进的原则设计讨论题，不断深化对所学内容的了解。以单缝衍射为例：学生必须回答的基本问题包括“什么是半波带法？”“如何确定暗纹对应的衍射角？”；中等难度的题目包括“为什么级数越高，亮度越低？”“如何确定单缝衍射对应的光强曲线？”；较高难度的题目包括“为什么单缝衍射不可以看成是缝间距是单缝宽度一半的双缝干涉？”。

在课堂讨论过程中，根据学生的学习成绩进行了分组，采取组内合作，组间竞争的模式开展课堂讨论，从课堂观察上看，与传统教学班相比，学生上课的投入程度明显增加，讨论也更积极。课程接近结束时，学生填写学习态度调查问卷。此外在教学过程中，还安排以小组为单位的实践项目，学生通过完成诸如小型磁悬浮，特斯拉线圈等实践项目，通过基于项目的学习，学生在应用和巩固课堂所学的知识的同时，学习兴趣也能进一步得到提高。

2 学习态度调查

科罗拉多物理学习态度调查一共包括42个小题，共涉及8个维度的学习态度[7]。这8个维度包括：(1)对一般问题的解决能力；(2)解题信心；(3)对复杂问题的解决能力；(4)个人兴趣；(5)与现实生活的联系；(6)意义理解；(7)概念理解；(8)概念应用。研究表明这8个维度又可以概括为3个方面的内容[8]：(1)解题能力;(2)努力程度与意义理解;(3)对知识的应用。每个小题均以利克特5点量表的形式提供回答，从1到5分别对应非常不同意，不同意，不确定，同意，非常同意。

选取6个特征组作为研究对象，这些特征组是刚入学的新生(20人)，14级英文班学生(33人)，15级混合型英文教学试点班(24人)，15级中文平行班(29人)，13级老生(21人)以及14级重修班学生(30人)。之所以这样选取特征组一方面是希望与已有的研究以及教学经验作比较，确定方法的有效性；另一方面通过特点突出的特征组也可以研究学习态度各个维度之间可能存在的关系。回收问卷中只有试点班问卷中有一份无效问卷，其他均为有效问卷。

对于最开始学习的力学环节，对照组学生和试点班学生均采用相同的传统教学方式，使用相同试卷测试的平均成绩分别为81.9和82.2，说明两个组的学习情况基本相同。课程结束后，分别对学生进行问卷调查，将对照组学生和试点班学生的问卷统计平均结果进行t校验，p<0.05, 说明两组数据存在显著差异。

3 数据分析与讨论

3.1 研究方法的有效性

图1列出不同新生，中文平行班，13级老生(大三)，重修班学生在解题能力、努力程度以及知识应用3个方面的学习态度比较。从结果上看，重修班学生3个方面的得分都最低，解题能力方面的得分为负数，这符合我们的预期。此外学习的努力程度新生最高，一年后有所下降，到大三时又上升，呈现出先下降后提高的趋势，这与其他的研究结果是接近的[9]。从这两个方面来看研究方法是合理的。从结果上看，重修班学生的解题能力层面问题突出，说明通过改进教学手段与方法，提高学习效率，对于提高低分段同学的成绩十分重要。

图1 新生，大一学生，大三学生，重修班学生的学习态度比较(1 解题能力； 2 努力程度； 3 知识应用)

3.2 混合型教学对学习态度的影响

将实验班的问卷结果与期中考试成绩作相关性分析得到表1，不难发现，与成绩关系最大的是对物理意义的理解，其次为一般解题能力。此外，个人兴趣，解题信心以及概念理解和成绩也呈中度相关的关系。也就是说，通过卷面测试，主要考查的是意义理解和解题能力。重修班学生之所以不能通过考试，主要是因为解题能力较差。因此有必要关注教学模式对物理意义理解与解题能力等几个方面的影响。

图2给出中文班，双语班，双语混合型3种模式下，学习态度各个维度的变化情况。由于课程针对大学一年级学生开展双语教学，学生的外语基础和数学基础都比较差，教学过程中认知负荷较高，直接影响到教学效果。这体现在与中文班相比，学习态度全面下降，复杂问题的解题能力进入负向区域，情况不容乐观。在采用混合型教学模式以后，除解题信心基本不变以外(可能与英文命题有关)，学习态度各个维度都出现了正向变化，其中现实联系和概念理解与概念应用方面甚至超过了中文平行班。

图2 不同教学模式下学生学习态度的变化，横坐标8个维度分别对应(1)对一般问题的解决能力； (2)解题信心； (3)对复杂问题的解决能力； (4) 个人兴趣； (5)与现实生活的联系； (6)意义理解； (7)概念理解； (8)概念应用

由此可以看出采取混合型教学，学生在概念应用、概念理解与现实联系等方面得到了加强最大，与对照组相比，这3个维度平均归一化答案分别提高了0.103，0.125和0.093。而由于概念理解和学生考试成绩呈中度相关关系，学生学习成绩的改善可能与对概念理解的强化有关。由于在线学习的目标主要在于增强学生对物理概念的理解，而在线课程可以重复观看，相当于改善了学生的学习环境，提高了学习效果。研究表明，在课堂教学中采取同伴教学法，加强学生之间的互动能够较大地提高学生的学习兴趣、意义理解、概念理解以及概念应用方面的学习态度[10]。与我们的研究比较，可以看出从教学模式上看，课堂讨论可能是学生加深概念理解和概念应用能力的一个原因。而其他维度的变化，如学习兴趣和现实的联系等，虽然也和课堂讨论有关，但教师的教学设计、教学风格等因素对讨论的效果都能产生不同程度的影响。这说明课堂讨论也对学习态度的正向迁移起了重要作用。总的来说采取混合式教学模式，基本上实现了预期的效果。

表1 学习态度各维度与考试成绩的相关分析

4 结语

总而言之，通过科罗拉多物理学习态度问卷的测量，我们发现采取混合型教学模式，学生的物理学习态度相对于对照组得到了全面的提升。学习态度中概念理解、概念应用、现实联系3个维度最为突出，混合型教学模式收到了预期的效果。混合式教学模式不但能够对强化学生对相关知识的掌握，通过课堂交互，学生解题能力、学习兴趣都有所提高，学习态度得到了加强。

尽管影响学习态度的主要因素来源于学生的价值观、学习目标和学习动机，但是友好的学习环境能够更好地增强学生的学习兴趣和自信心，进而引起学生学习态度的正向迁移。如何通过改善教学环境，促进学生学习态度的转变，提高课程学习的通过率，仍然是教学设计过程中需要注意的一个问题。

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PHYSICS LEARNING ATTITUDE CHANGE IN BLENDED LEARNING MODEL

Zhang Rui Wang Zuyuan Xu Xiaofeng

(School of Physics Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 200092)

In this study, Blended Learning Model is adopted in University Physics courses, Tongji University. In this model, online video lectures are used to help students to understand the concepts in physics; while in classroom lecture, heuristic problems are used as scaffold to improve students’ abilities in problems solving and critical thinking. Colorado Learning Attitudes about Science Survey (CLASS) is used to evaluate students’ attitude in physics learning in our blended learning model. Compared with the results from control group, the Survey shows that compared with the conventional class, students’ learning attitudes are improved in Blended learning model.

blended learning; learning attitude; physics teaching

2017-03-11

上海市哲学社会科学规划教育学一般项目：技术支持学习环境下对学习者学习成效影响研究(项目批准号：A1610)；上海市高校优质在线课程建设项目和同济大学教学改革研究与建设项目资助。

张睿，副教授，研究方向为教育技术，物理教育，zr2002_7@163.com。

张睿,王祖源,徐小凤. 混合型教学模式对物理学习态度的影响[J]. 物理与工程，2017，27(3)：3-6.