改进的同伴教学法在网络工程课程中的应用实践

陈 盈，郭文平，黎建华

（台州学院 数学与信息工程学院，浙江 临海 318000）

0 引 言

同伴教学法（Peer Instruction，PI） 由哈佛大学的物理学教授Eric Mazur在20世纪90年代首先提出[1-2]。PI是一种以学生为主导的互动式教学法，包括课前预习、课堂讲解、同伴讨论、结果反馈4个环节。其中课前预习和课堂讲解属于传统的教学方法范畴，而同伴讨论和结果反馈是PI有别于传统教学的主要不同点。同伴讨论通过概念测试（Concept Test，CT）的方式实施，即教师在课堂上完成必要的讲解后提出测试题，学生分组讨论，小组成员之间相互启发、探讨，并最终提交小组意见。而后，教师统计各学生小组的测试结果，形成结果反馈，并根据结果反馈的准确率适时调整教学策略。学生在分组讨论的氛围下，既能从教师角度辅导同组成员，也能接受同伴的指导和帮助，可以较好地拓展思维宽度和理解深度[3]。课堂教学的师生互动和生生互动也有利于提升学生的学习积极性和主动性，弱化基础差异[4-5]。

受限于大学专业课程的课时数和软硬件环境，将PI直接应用于课堂教学有一定困难。基于此，笔者提出一种改进的PI 教学法，并以网络工程课程为对象进行了教学探索。经过3个学期的教学实践，验证了该教学法具有较好的教学效果。

1 网络工程与同伴教学法

网络工程课程是随着互联网迅速发展而设立的一门较新的课程，在高校开设的时间相对较短，其概念和内涵正在不断发展中。网络工程不仅是计算机科学与技术、软件工程、网络工程等专业的必修课，也是工科类各专业的重要选修课程之一。由于计算机网络技术的发展非常迅速，网络设备和各类标准也不断更新，因此在网络工程课程中探索一套调和课时、场地、设备及师资的教学模式非常必要[6-7]。本文涉及的网络工程课程是在计算机科学与技术专业设立的必修课程，共64学时，其中面授32学时，实验32学时。

Eric教授提出的同伴教学法经过多年的发展已具有较为稳定的教学流程，其标准课堂流程见图1。

图1 Eric教授的同伴教学法流程图

Eric教授这套PI教学法的基本目标是在课堂上利用学生的互动，将注意力集中到学习的本质概念上，即课堂教学围绕关键知识点展开。要求教师能在课前结合自身教学经验和学生的知识基础对教学内容进行解析，提前详细讲解课堂中涉及的关键知识点，使每节课的内容能围绕若干关键知识点展开。课堂中，教师完成一个知识点的讲解后给出一个对应的概念测试题，然后教师根据学生反馈的测试结果正确率开展相应的措施。若正确率高于70%，则说明学生掌握情况较好，教师只需针对错误答案适当讲解，即可进入下一知识点；若测试结果正确率处于中等，则组织学生进行同伴讨论，小组成员之间交换意见，使掌握概念的学生说服同伴，通过互动达到促进学生正确理解概念的目的；若正确率太低，则说明只有少部分学生掌握了概念，该少部分学生一般无法说服其余大部分学生，因此教师需重新讲解知识点，并用另一套对应的概念测试题再次测试。研究结果表明[8-10]，在同伴讨论之后，学生的答题正确率会明显提高。

然而，对于目前国内大多数高校的课堂软、硬件环境而言，尚不能完全满足课堂概念测试并即时获得测试结果反馈。即便是一些在实验室/机房完成的实验课程，虽然可以满足测试条件，但对应的测试软件仍需教师自行开发。这些情况极大地阻碍了PI教学法在大学课堂的推广。PI教学法的理念“根据学生的知识掌握程度进行后期教学策略的调整”和“学生之间互相讨论学习”对于大学课程的教学有非常好的借鉴意义。为此，笔者在吸收PI先进教学理念的基础上，结合网络工程课程特征和学校特点，提出一种改进的同伴教学法。

2 改进的同伴教学法

同伴教学法虽然具备较稳定的教学流程，但在实施过程中并非一成不变。教师可根据实际情况对同伴教学法的教学实施流程作出适当调整。在保留同伴教学法核心三要素（概念测试、同伴讨论、结果反馈）的基础上，应对其进行创新性改造。

2.1 方案设计

笔者提出的改进PI教学法的整体教学流程见图2 。

图2 改进的同伴教学法整体流程

由图2可知，在改进PI中，省略了课堂即时概念测试，而以分组布置差异化作业的方式代替；教师通过批改学生提交的小组作业来掌握学生对知识点的理解程度，并根据作业完成中知识点的正确率情况，确定下一阶段的教学内容。流程中，学生之间的同伴教学主要体现在两个阶段：一是在实验室，小组成员之间互相讨论，彼此启发，有无法解决的问题可以向教师请教；二是在课外，如果学生在课程时间内，在实验室讨论后未能完成作业，则需在宿舍等地继续完成作业，也可以向其他小组求教。教师通过批改学生作业，及时调整课程知识点设计，循环往复，直至完成课程教学。

2.2 需要注意的问题

改进的同伴教学法不仅解决了传统PI需要课堂即时概念测试的问题，拓展了同伴教学理念的应用范围，还相应地增加了教师的课堂讲解时间，解决了网络工程课程学时短的问题，并结合了实验教学，但改进的同伴教学也需要注意一些问题。

（1）教师在课前的准备工作必须细致。课程特点的分析、知识点的筛选、课程内容的设计，都需要精心准备。尤其是针对学生作业结果的已授知识点的重新设计，需要平滑地嵌入新的课程内容，切忌“炒冷饭”。

（2）教师在课程教学过程中的引领作用需要强化，包括课堂知识点的讲解和学生小组作业任务过程中的巡视指导，虽然以学生为主导，但切忌放任自流。

（3）分组作业要体现差异化，避免同伴教学变成同伴抄袭。

（4）作业批改、点评必须及时，对学生以鼓励为主。

要实现以上4点，无一不需要教师在课外投入大量时间、精力，也需要大力提升教师自身素质。

3 实施效果

网络工程课程在台州学院计算机及相关专业已讲授多年。在教学实践中，分别经历了传统教学法、工程案例法和改进型同伴教学法，其中同伴教学已经过3个学期的验证。表1是不同教学方法下学生的平均成绩。

由表1的数据可知，随着教学方法的不断改进，学生的课程平均成绩总体呈现上升趋势。从传统的教学方法到工程案例法，平均成绩提高了1.05分；而从工程案例法到改进同伴教学法，平均成绩提高了2.85分。

表1 不同教学模式下的学生成绩

图3 两种教学环境下的学生成绩统计图

此外，笔者也采集了实施前后学生的平均成绩和成绩段区间统计结果，见图3和图4。

从图3的统计数据可以直观地看出，对比同期传统的教学方法，在改进PI教学法实施3年后，学生成绩有较大幅度提升。值得注意的是，在改进PI教学法实施的第一年，学生平均成绩相对于工程案例法并无明显提高，说明PI教学法需要在实践中不断优化，无论是教师还是学生，都需要有一个适应过程。需要说明的是，每年网络工程课程期末试卷的题量和难度基本一致，通过加大平时作业分数在期末综合成绩中的占比，使每个学生尽量参与到同伴讨论中来。

从图4的统计数据看，实施改进PI教学法后，不及格率逐年下降，优、良百分比上升明显。在期末对学生的调查反馈显示，大部分学生表示自己真正学到了知识，有了学习知识的实感和成功实验的收获感。特别地，在同伴讨论环节中，为了阐述自己的观点，学生经常主动寻找相关资料和实验数据论证支持自己的观点。在一次次论证中收获知识的同时，也提高了归纳总结、沟通交流的能力。

图4 两种教学环境下的学生分数段统计图

4 结 语

改进的同伴教学法在学校的网络工程课程教学实践中获得了学生的支持，学生在小组作业的心得体会中纷纷表示，采用新的PI教学方法后课堂氛围很好，讨论课题的积极性有提高，改变了以往完成作业任务的沉闷无趣。学生在成为学习主体后，需要在“问问题”和“解疑惑”两种角色间切换，无形之中提升了每个人的参与度，在收获作业成功带来成就感的同时，增强了自信心和沟通能力。

虽然改进的PI增加了学生表现的机会，但也容易出现一些负面效应，如基础薄弱的学生过于依赖成绩优良的学生，导致自身不再主动思考或动手操作。无论如何，改进的PI仅仅是一种提升教学效果的方法和手段。在当下各种新的教学模式不断出现的大背景下，教学的关键还是如何高效地将课程知识传授给学生。针对存在的问题，基于课程知识点本质，笔者仍需不断探索，从而进一步优化PI教学。

[1] Mazur E, Somers M D. Peer Instruction: A user’s manual[J]. American Journal of Physics, 1999, 67(4): 359-360.

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