同伴教学法在光电子技术课程教学中的应用研究

陈浩 周自刚 段旭梅 王慧丽 韩艳玲 杨永佳

摘  要：文章依据建构主义学习理论，运用翻转课堂教学模式，采用同伴教学法，建立以课堂、观点、方法和要素为单元的COME育人模型，并且在光电子技术课程教学中运用实践。结果表明：同伴教学法可以有效提高光电信息科学与工程专业大班教学形式的互动性，还可以培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维。

关键词：建构主义学习理论;翻转课堂;同伴教学法;COME模型;光电子技术

中图分类号：G642         文献标志码：A      文章编号：2096-000X（2019）22-0110-04

Abstract： Based on the constructivist learning theory， this paper uses the flipped classroom teaching model and the Peer-Instruction method to establish a COME education model with classroom， viewpoints， methods and elements as the unit， and applies the practice in the teaching of photoelectronic technology courses. The results show that the Peer-Instruction method can effectively improve the interactive teaching form of large classes of photoelectric information science and engineering major， and can also train students' comprehensive ability and advanced thinking to solve complex problems.

Keywords： Constructivism Learning Theory; flipped classroom; Peer-Instruction; COME Model; Optoelectronic Technique

前言

随着我国步入中国特色社会主义新时代，党中央、国务院作出建设世界一流大学和一流学科的重大战略决策。习近平总书记在十九大报告中强调[1]，“加快一流大学和一流学科建设，实现高等教育内涵式发展”。2018年教育部发布《关于高等学校加快“双一流”建设指导意见》[2]，明确“双一流”建设的核心是人才培养，同时明确一流本科教育在“双一流”建设中的重要地位。实践表明，专业是人才培养的基本单元，而课程是人才培养的核心要素。但目前我国高校课程教学普遍存在短板和瓶颈，例如：如何将传统教学与信息化教学有机融合，如何提高专业大班教学互动性，如何培养学生解决复杂问題的综合能力等问题。

为此，本文基于建构主义学习理论，采用翻转课堂教学模式下的同伴教学法，建立COME育人模型，提高教学形式的互动性，从而营造一个生生互动、师生互动的学习环境，切实提高专业课大班课堂学生参与度，促进学生自主学习和自我意义建构，提升学生综合素质发展。

一、理论与模型

（一）建构主义学习理论

建构主义学习理论[3]，提倡在教师指导下，以学习者为中心的学习。认为知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情景下，借助其他人的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得。强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构。因此，建构主义学习理论主张以学生观、教学观、知识观和学习观作为四个基本观点。

（二）同伴教学法

建构主义学习理论指导下的教学方法主要有支架式教学[4]、抛锚式教学[5]、随机进入教学[6]和同伴教学[7]等。其中，同伴教学法强调以学生为中心，通过使用专门设计的用于揭示学生概念错误和引导学生深入探究的测试题，调动学生在已有知识基础上独立思考，积极参与教学过程，进而在同伴交流讨论中主动建构获得知识。特别是在大班课堂教学中，可以有效地提高学生参与度，具有低投入高产出的教学效果。同伴教学的实施过程如图1所示。

基于上述思想和方法，我们构建了COME模型，如图2所示。该模型以学生为中心，由课堂（Classroom）、观点（Opinion）、方法（Method）和要素（Element）四个单元构成，遵循学生观、教学观、知识观和学习观之间的内在规律，发挥学生、教师、教材和教学媒体之间的作用和优势，采用同伴教学法，营造良好的课堂学习情境，不断促进学生对知识的主动探索和主动建构。

（一）课程目标与教学设计

光电子技术课程是我校一门重要的专业必修课，授课对象为光电信息科学与工程专业学生，总共48学时，其中线上8学时。按照工程教育专业认证的标准进行教学设计，提升课程高阶性、创新性和挑战度[8]，促进学生获取光电子器件技术与工程、光电功能材料与技术等方面的基本知识，培养学生解决光电子器件复杂工程问题的创新能力，塑造学生具备可持续发展理念，有创新创业意识，愿意并有能力为社会服务的价值理念，如表1和表2所示。

（二）基于翻转课堂的同伴教学

课前采用线上学习的方式[9]，西南科技大学光电子技术课程认定为四川省精品在线开放课程，学生可根据教师布置的教学任务开展线上视频学习，还可以通过学习通平台进行线上讨论和提问，从而激发主动学习的兴趣，对课程中基本概念和原理的记忆和理解起到强化的作用[10]。另外，教师也可以在后台系统统计学生线上预习情况，为后面课堂教学做好准备。

课堂主要分为五个环节：知识点讲解、学生问答、第一次发布测试题、同伴讨论、第二次发布测试题。首先是知识点讲解环节，教师用5-10分钟对本次课的重要知识点进行梳理。随后是问答环节，学生就线上学习遇到的问题进行提问，教师负责纠正学生的错误理解。接下来，教师在学习通系统第一次发布测试题，要求学生在2-3分钟内独立完成并提交答案，题目是围绕光电子技术中关键概念设计的，一般是选择题和判断题，例题如下所示。教师根据答题情况，安排学生就近分组讨论3-5分钟。讨论之后，教师在学习通系统第二次发布测试题，学生再次发送个人答案，教师可根据学生答题情况安排下面的教学内容。此外，我们将同一道测试题目，在两个不同教学班级中发布，根据收集、统计和分析课堂学生答题情况，可以看出两个班学生对基础概念的理解程度。因此，我们在教学过程中就可以分别制定两个班的教学进度。

例：2018年諾贝尔物理学奖是关于产生超强超短激光脉冲的啁啾脉冲放大技术，其基本过程：首先将初始激光脉冲展宽，使得脉冲在（  ）上被拉宽以降低峰值功率;随后展宽脉冲进入增益介质进行放大，增益介质材料此时不受损伤;最后，放大脉冲被压缩，脉冲峰值功率得到极大的提高。选项为：A空间、B时间、C波长、D振幅。

课后通过学习通平台，教师根据每位学生课前、课堂的参与情况，发布具有一定挑战度的、开放性的复杂工程探究题目，以科技竞赛、学术论文、国际会议和发明专利等为契机，充分调动学生讨论、分析、评价的积极性，对评价和创造等高层次的学习目标可起到辅助和强化的作用。

三、数据与分析

本课程采用结构化评价体系，如表3所示。

（一）课程成绩分析

图3为近三年光电子技术课程达成度分析。可以看出，课程目标达成度和毕业要求达成度均呈现递增的趋势，2016年、2017年和2018年，课程目标达成度分别为75%、77%和80%，毕业要求达成度分别为72%、76%和80%，均已达成，说明同伴教学法在光电子技术课程中实践后，学生的课程成绩有明显提高。

（二）课堂学生参与度分析

（三）综合能力分析

四、结束语

基于建构主义学习理论，在翻转课堂教学模式下，采用同伴教学法在光电子技术课程教学中的应用与实践，建立了COME育人模型，实践结果表明：同伴教学法不仅能提高光电子技术课程的高阶性、创新性和挑战度，特别是可以有效促进光电信息科学与工程专业大班教学的互动性。另外，还能提高学生学习的主动性和探究性，培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维。

参考文献：

[1]习近平.决胜全面建成小康社会 夺取新时代中国特色社会主义伟大胜利——在中国共产党第十九次全国代表大会上的报告[R].中国政府网，http：//www.gov.cn/zhuanti/2017-10/27/content_5234876.htm.

[2]三部门印发《关于高等学校加快“双一流”建设的指导意见》的通知[EB/OL].中国政府网，http：//www.gov.cn/xinwen/2018-08/27/content_5316809.htm.

[3]皮亚杰.发生认识论原理[M].北京：商务印书馆，2011.

[4]张建伟，陈琦.从认知主义到建构主义[J].北京师范大学学报：社会科学版，1996（4）：75-82.

[5]毛新勇.建构主义学习理论在教学中的应用[J].课程.教材.教法，1999（9）：19-23.

[6]吴良根.随机进入教学：模式及实例分析——建构主义理论视阈下[J].教育研究与评论（中学教育教学），2011（10）：72-76.

[7]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）：69-71.

[8]吴岩.建设中国金课[J].中国大学教学，2018（12）：4-9.

[9]张国荣.基于深度学习的翻转课堂教学模式实践[J].高教探索，2016（3）：87-92.

[10]安德森.布卢姆教育目标分类学：分类学视野下的学与教及其测评（完整版）（修订版）[M].蒋小平，译.北京：外语教学与研究出版，2009.