循证教学在课堂教学改革中的应用

于卫红

(大连海事大学 航运经济管理学院,辽宁 大连 116026)

一、引言

传统的课堂教学常存在教师主观决断、教师单向灌输、学生被动接受等弊端。为了提高课程育人质量,培养出更加适应社会和经济发展的人才,教师应重视发挥学生在教学中的主观能动性,顺应学生个人和社会需求的变化,变革教学内容和教学手段。循证教学作为一种以证据为基础的教学方法,强调学生主动参与、通过探究和实践来理解知识和解决问题,为课堂教学改革提供了新思路。

循证意为遵循证据,以确证事件或事物及其效果的真实性[1]。循证教学对于教师和学生都是一种挑战,但同时也是一个双向促进、共同提高的过程。对于教师,要求其具备良好的科学素养和研究能力,能够运用科学的研究方法,发现教学中存在的共性和个性问题,基于证据评价自己的教学过程,并制定出科学的教学改进策略。对于学生,要求其具备开放性、批判性和创造性思维,具备基本的科学常识和逻辑推理能力,以及积极参与课堂互动的热情和勇气。

为了推动循证教学在课堂教学改革中的深入应用,本研究在辨析循证教学相关概念的基础上,总结了循证教学中可能会用到的多种证据,设计了循证课堂教学的实施路径,并以“Java设计模式”课程为例,阐述了循证教学在课堂教学改革中的具体应用方式和方法。

二、循证教学相关概念辨析

将循证思维应用到课堂教学改革中,首先需要阐明循证教育、循证教学、教育实证研究等相关概念的区别和联系。

(一)循证教育

很多学者认为,“循证”理念源于二十世纪七八十年代的西方医学领域[2],“循证教育”是1996年由剑桥大学教育学院的David Hargreaves首次提出的[3]。笔者则认为,早在几千年前,我国古圣先贤就已将循证理念应用到教育教学活动中。例如,孔子曾经说过“听其言,观其行,而后施之于人”,这种观察实践、验证效果的方法就是循证思维的一种体现;“知之为知之,不知为不知,是知也”也是循证的体现;班固在《汉书·河间献王刘德传》对刘德严谨治学态度的评价 “修学好古,实事求是”,也体现了对循证的重视。

学界普遍认为现代循证教育的正式定义是由牛津大学的Philip Davies于1999年提出的。Philip Davies[4]认为,“循证教育”是将个体教与学的经验与外部研究可获得的最佳证据结合起来指导实践的过程。目前,循证教育已在全球掀起了研究和实践的热潮。Slavin等[5]认为,教育没有理由不像医学、农业和工程学那样将政策和实践建立在严格的证据之上;Sarango-Lapo等[6]认为,循证教育是依赖主观经验的替代方案,提出了教育4.0框架下循证教育的创新模式;张春莉等[7]指出,循证教育的核心思想是教师以科学严谨的方法获得合理有效的教学证据,并在实际教学中将证据与实践紧密结合,进而帮助教师回答解释教学问题,重点在于对教学证据的再认识;朱宁波等[8]认为,循证教育的显著特征之一便是“遵循证据”,教育工作者需要基于证据去解决教育实践问题;任萍萍等[3]认为,从微观视角,“循证教育”是一种技术手段,重点在循证二字上,从中观视角,“循证教育”是一种研究方法,从宏观视角,“循证教育”直指教育的循证实践,是实现教育目标的有效有力的方法论。

(二)循证教学

循证教学既是改善教学的一种有效方法,也是循证教育的一种途径[8]。徐海鹏等[9]认为,循证教学是循证教育的组成部分之一,教学作为一种复杂的、特定条件的专业实践,应基于一系列的科学证据与专业判断来进行;崔友兴[10]认为,循证教学是教师主体基于经验、智慧与证据,在师生交往互动中促进学生学习与发展的实践活动;Bergmark[11]认为,循证教学可以基于定量和定性研究数据,以及学校内部的经验(即特定背景的知识)。

(三)教育实证研究

教育实证研究是基于教育现实经验,通过对研究对象进行观察、实验或调查来收集证据资料进行分析和解释,以验证教育假设、认识教育发展规律、探究教育真相为目的的研究活动[12]。胡中峰等[13]认为,教育实证研究具有如下特点:教育实证研究的问题是经验性的,教育实证研究的目的在于验证,教育实证研究的依据是教育事实。Ma等[14]认为,教育定量研究、教育定性研究和教育混合研究方法都包含在教育实证研究的范围内。

本研究搜集了现有的中文文献中对循证教育、循证教学、教育实证研究的定义,使用卡方检验提取定义中的特征词,对这三个概念进行比较。每个概念中排在前5位的特征词如图1所示。

图1 循证教育、循证教学、教育实证研究三个概念中具有显著性的特征词

通过对概念的梳理和特征词比较,本文认为循证教育、循证教学、教育实证研究三者的区别和联系可概括为:

(1)循证教育更多关注的是如何使用证据作出合理的教育决策、指导教育实践,循证教学关注的是教师如何基于证据开展教学活动,教育实证研究关注的是如何使用科学的研究方法分析和解决教育、教学中的问题。

(2)循证教学是循证教育的组成部分和实施路径,循证教育为循证教学提供实践指导,教育实证研究为循证教育和循证教学提供证据,循证教育和循证教学为教育实证研究提供研究对象和研究问题,如图2所示。

图2 循证教育、循证教学、教育实证研究三个概念间的联系

三、循证教学中的多源证据

循证教学主要包含教师、学生、教学内容、教学过程、证据等要素。证据在教学中具有非常重要的作用,可以帮助教师明确教学起点、制定教学策略、评估教学效果。从证据的来源看,循证教学的证据包括外部证据和内部证据,外部证据通常指来自外部环境的数据、事实和研究成果等,如文献、调查数据和统计数据等。内部证据则是指来自于教学活动本身产生的证据,如学生的作业、课堂讨论、考试成绩等。常用的内部和外部证据如图3所示。

图3 循证教学中的常用证据

根据研究对象的性质和研究方法的不同,上述证据可以分为定量证据和定性证据,定量证据是基于数字和统计分析得到的数据,通常使用量化方法进行研究;定性证据是基于文字和观察得出的数据,通常使用质性方法进行研究。从证据与事实之间的关系角度,上述证据可以分为直接证据和间接证据,直接证据是能够直接证明事实的证据,而间接证据则需要通过推理和论证来间接证明事实。

四、循证课堂教学的实施路径

循证教学是一种重视发挥学生主观能动性的教学方法,通过提供一定的研究素材和研究问题,鼓励学生通过自主探究和交流合作发现问题的解决方案。结合长期的教学实践,本文提出了如图4所示的循证课堂教学实施路径。

步骤1:确定学习目标。即明确本次课程的授课目标,明确学生在课程结束后应掌握的知识、能力和技能。

步骤2:提出问题。即教师在授课过程中,围绕教学内容提出一个具有挑战性和启发性的问题。

步骤3:引导学生寻找证据。教师通过指导学生梳理与问题相关的理论和方法、提供相关文献或数据、现场演示等方式引导学生寻找证据。

步骤4:评估证据。教师指导学生对收集到的证据进行评估,以确定其可靠性和有效性。如,评估证据的来源、假设、结论等方面。

步骤5:得出结论。基于收集到的证据和对证据的评估,引导学生基于客观事实而不是主观看法形成问题的解决方案。

步骤6:评价和反思。引导学生反思问题、证据和结论三者的关系,并组织讨论,通过启发和指导引出更深层次的问题。

上述6个步骤体现了“学习—实践—反思”的循环过程。

图4 循证课堂教学的实施路径

五、循证教学在“Java设计模式”课堂教学改革中的应用

“Java设计模式”是高校软件工程、电子商务等专业的核心课程,主要讲述面向对象的核心理念、基本原则和GOF 23种设计模式,旨在帮助学生奠定坚实的面向对象开发基础,提高代码的复用性、灵活性和可维护性。

“Java设计模式”是一门概念非常抽象的课程,学生需要通过“学习—实践—反思”的循环过程实现从感性认识到理性认识的飞跃才能真正理解面向对象设计模式的内涵。传统的以教师为中心、以PPT演示为主的教学方法很难激发学生的学习兴趣,导致学生缺乏主动性和参与度,难以提高理解能力和实践能力。而循证教学强调学习者在接受知识的过程中要自主推理、实践和反思,因此,Java设计模式非常适合采用循证教学。

长期以来,笔者在“Java设计模式”课堂教学中开展了一系列基于循证教学的改革实践。

(一)课堂讲授环节——基于案例的循证教学

在讲解每一个设计模式时都通过一个典型的案例场景引入模式的使用动机、解释模式的相关概念,并通过现场编程演示说明模式的结构和实现方法,最后启发学生思考模式的优缺点并展开讨论。以讲解“观察者模式”为例,其过程和方法如下:

1.引入案例场景——“城市道路交通控制”

交通灯每隔一段时间就会变化一次状态,车辆或行人根据红绿灯的状态变化决定行驶还是等待(红灯停,绿灯行)。

2.引入相关概念和模式的使用动机

在“城市道路交通控制”系统中交通灯就是被观察者,车辆或行人就是观察者;被观察者(交通灯)与观察者(车辆、行人)之间构成了典型的对象间一对多的依赖关系。观察者模式的动机就是:定义一种一对多的依赖关系,让多个观察者对象同时监听某一个主题对象;当主题对象的状态发生变化时,所有观察它的对象都得到通知并自动作出相应的反应。

3.提出问题

如何使用观察者模式实现交通信号灯的控制程序,以确保车辆和行人安全通行?

4．通过现场编程演示,引导学生收集证据、评估证据

首先通过继承JDK中的Observable类编写交通灯(被观察者)程序,并使用线程机制实现交通灯不断在“红灯”和“绿灯”两种状态间的切换,同时开发图形用户界面实现交通灯状态变化的可视化展示。然后通过实现Observer接口和Runnable接口开发观察者(车辆和人)程序,最后在可视化界面下启动观察者和被观察者的程序。在现场编程讲解的过程中,代码、调试过程、演示结果等都是可收集的证据。

5.得出结论

学生通过案例的一步步代码实现过程可以更深刻地理解观察者模式的原理、结构和应用方法。现场编程演示完毕,为了检验学生的掌握情况,以随机提问的方式让学生回答所提出的问题:如何使用观察者模式实现交通信号灯的控制程序?并根据学生的回答情况加以补充和完善,形成总结性问题答案。

6.评价和反思

进一步引导学生深入分析观察者模式的优缺点,总结观察者模式的适用情景。由此,进入课堂讨论环节。

(二)课堂讨论环节——基于互动的循证教学

仍以讲解“观察者模式”为例,在通过对案例的编程实现讲解了观察者模式的原理、结构和实现方法后,通常设计一些开放性问题,通过小组讨论、集体讨论、辩论等形式开展课堂互动,将学生从被动听课转变为主动参与,帮助学生进一步加深对设计模式的理解。常用课堂讨论问题包括:

1.在实际应用场景中,观察者模式可能面临哪些潜在问题?如何解决这些问题?

2.观察者模式在哪些场景中会用到?其优缺点是什么?

3.假设现在有一个需求,要求在不使用观察者模式的前提下实现同样的功能,你会如何设计?

4.JDK中哪些应用体现了观察者模式?

为了避免课堂讨论肤浅化、形式化,教师会为学生提供研究论文、开源项目、CSDN学习博客等素材,引导学生从素材中挖掘证据,分析证据并阐述自己的思考结果。借此过程,学生不仅加深了对所学知识的理解,还锻炼了思辨能力和表达能力,进一步提高了综合素养。

(三)课堂练习环节——基于学生自主实践的循证教学

在课堂练习环节,主要通过设计适当的编程题开展基于实践的循证教学。仍以讲解“观察者模式”为例,在课堂练习环节常用的教学方式是将学生分成几个小组,让各小组在指定时间内编写不同的模拟程序,如使用观察者模式模拟微信公众号的消息推送、模拟股票行情变化的自动通知等。编写完毕后,随机抽取个别小组进行展示,并让其他小组从如下几方面进行点评:

1.使用观察者模式的合理性:所模拟的问题是否适合使用观察者模式来实现?

2.代码质量和风格:代码是否规范、易读易懂、注释是否清晰?

3.程序功能实现情况:程序功能是否完善?

4.程序的扩展性和可维护性:程序是否具有良好的扩展性和可维护性?是否符合面向对象的SOLID原则?

5.小组的创意:在设计和实现上是否具有独特、新颖的创意?

点评时必须指出相应的证据,这种方式既可以让学生通过自主实践进一步加深对知识的理解和应用,又培养了探究精神和团队协作能力。

六、结束语

循证教学强调以证据为基础,以学生为中心,以新兴技术为支撑,注重培养学生的批判思维和创新能力,是符合现代教育需求的一种教学方法。但开展循证课堂教学也可能存在一些问题,如:

1.课前准备工作量大。教师需要准备大量的教学素材,以供学生分析循证;同时还需要有足够的知识储备和应变能力才能在课堂互动中对学生进行指导和评价。

2.影响教学进度。如果学生基础薄弱、自主实践能力差,则必然会制约循证课堂教学的顺利进行,导致教学效率降低。

3.减弱教学效果。如果教师缺乏教学经验、学生缺乏学习兴趣和课堂参与热情,则必然会影响教学效果。

为此,提出如下建议:

1.循证课堂教学应注意问题导向、质量导向和效果导向,教师必须通过对证据的分析和评估,制订符合实际的教学方案。

2.循证课堂教学需要一个良好的教学环境,教师可以通过适当的场景搭建,创造和谐的团队氛围来提高教学互动效果。

3.循证课堂教学需要教师不断凝练教学方法和技巧,能够有效组织和管理课堂,能够根据实际情况灵活调整教学进程。

4.循证课堂教学需要教师尊重学生的个体差异,引导学生进行思辨,鼓励学生提出质疑,激发学生的学习主动性。