案例1 通过改变教室促进学生主动学习
教室设计
图1为MIT普通物理教室示意图,它是MIT的TEAL项目成果(Technology Enabled Active Learning,2000.6-2003.6),该项目的目的是建立一个学生能够高度合作、能够动手操作、在计算机支持下的交互式学习环境。这个课题为美国物理教育改革研究项目(PER)之一,PER旨在研究能够促进学生更好地理解物理的教学环境和课程教材。
从图上可以看出整个教室有13张桌子,每张桌子可以坐9人,共可容纳117位学生。学生3人一组,每组1台笔记本计算机,有13个摄像头分别记录每张桌子的活动。四周墙面上有多个投影幕,保证了坐在任何位置的学生都能够清楚地看到投影的展示。投影幕中间是白板。教师讲台位于教室中央。
教学方法
在这样的教室里上课,教师的每段讲解通常都不会超过15分钟。大多数时间,学生都是以小组为单位按照教师提出的思考题,以及活动指令要求等做事情,比如学生访问课程网站,获取活动所需要的资料。
学生还可以使用课程网站所提供的学科专用教学软件,探究与学习有关的原理,因为很多教学课件都只适合于单人探究,并不适合在教室大屏幕上演示,因此3人一组合作探究,比如1人提出探究思路,1人操作,1人记载实验现象,大家合作学习,更能够发挥教学课件的作用。这样,各台机器使教室形成一个联网的电子教室。当教师发现一组学生的探究结果值得点评和展示时,可以利用电子教室管理功能,将该组学生机器的屏幕切换到全班机器上播放或者直接播放到四周的屏幕上。
这样的教室不仅可以做虚拟物理实验,还可以进行真实的物理实验,如电磁学实验。每组桌子下面都有一个小柜子,里面装有实验器材。因为每组学生都有计算机,所以在这种教室里进行实验的方式也与平常有所不同。学生可以使用计算机设计实验,动手测量观察,对实验现象进行讨论,用计算机记录数据、进行计算,修正设计后还可以继续实验,并立即用计算机完成实验报告。这就克服了以往实验结束回到宿舍写报告时才发现数据收集不全、不准确却不能弥补的问题。由于教室环境可以上网,学生还可以针对教师的问题,提出假设和估计,然后上网找资料。
让学生通过自己的探索去学习物理原理,而不是讲授灌输,这被认为是有望提高教学效果的一种策略。这样的教室让这种教学策略的实施成为可能。
四周的白板如同公共思想库,各小组可以在附近的白板前进行讨论,也可以将实验结果记录在白板上,教师在教室巡回中查看白板,就可以知道各小组的进展成果,还可以利用周围的白板上的结果组织全班进行讨论。学生可以看到其他组的学生的活动进度,因此,有时候还可以激发小组竞赛。
这样的空间布局,有助于教师和助教在教室中巡回走动,与每组同学进行苏格拉底式的交流,桌子上有每个学生的名字,所以教师与每个学生并不陌生。
教学效果
按照MIT iCampus项目的介绍,在使用这个教室之前,普通物理课程是传统的大课教学,出勤率很低,学生及格率也很低,但采用新的教学策略后,学生的及格率有明显的提高,特别是女生和少数民族学生的成绩有很大的改善。MIT的TEAL研究组对800名学生进行实验组和对照组的对比研究,发现实验组比对照组对概念的理解把握得更好,大多数学生对这样的课堂所提供的师生交互性、软件可视化和动手实验的教学新法的认可度很高,愿意向别的学生推荐这门课程。
美国物理教育改革研究项目(PER)的其他一些项目也有类似的改革,比如北卡罗来纳州立大学也建立了类似风格的教室,实验结果也有类似的发现;在改进后的教室里学习的学生提高了解决问题的能力,增进了对概念的理解,有较好的学习态度,降低了不及格率。
案例2 百人大教室师生如何互动?
我们都知道加强师生互动是有益的,教师教得起劲,学生也学得深入。百人大教室天生就只能讲授、不能互动吗?很多人为了改变大教室的传统教学劣势,提出了所谓的软硬件方法。
硬件方法
上一个案例其实也是百人大教室实现互动的一种方法。图2的这间教室设计得很有创意,它是美国衣阿华州立大学的保利诺礼堂,其设计的窍门在于一个台阶上有两排座位,前排座位可以180度旋转(见图3),马上形成讨论组。
软件方法
美国大学实现百人大教室师生互动的主要法宝是即时反馈系统(CRS,Classroom Response System,或PRS, Personal Response System)。
即时反馈系统是一种采集投票数据的系统,类似于电视上综艺节目中常用的观众投票系统,不同的是大学教室中使用的即时反馈系统多是无线的,在屏幕上方安装无线接收器。具体用法是:在教师的机器上安装了相关软件后,就可以在PowerPoint的文稿中出现一个菜单,使用其中的工具,就可以编写出用来投票的多选问题。在上课的时候,学生每个人手上一个数字遥控器,教室里会布置若干数据接收器,当教师演示文稿中出现了要投票的问题时,学生按遥控器上的对应数字输入选项,即刻就可以看出各选项的选中比例。比如,如果教师设置的问题是了解学生的认识误区,那么根据投票结果,教师就可以知道学生是否有错误认识,学生对哪个概念存在的误会比较多,是不是要多花些时间来讨论或解释。即时反馈系统还可以告诉教师哪些人选了哪个选项,这可以方便教师抽取其中的一位同学来谈谈他为什么有这样的认识。
从上面的介绍中可以看出,即时反馈系统可以调动学生的学习注意力,将学生从被动地听课引入主动的教学活动中,有利于教师因材施教,可以有效地提高大型教室学习的交互性。现在美国很多高校的教室都安装了这类即时反馈系统,数字遥控器成为学生书包中必备的学习用具,在学校的商店里都有出售。一些交互式白板产品也附带反馈信息接受装置,集成了交互白板软件和交互反馈系统,如英国的普洛米修斯公司、加拿大的Smartboard公司的产品。
课堂即时反馈系统也为教师进行教学研究提供了可能性,比如教师可以研究不同的教学方法的有效性,可以较为准确地了解不同教学内容对学生的难易程度。
教室与教法相得益彰
有人说学校是最保守的,现在的教室和一百年前的教室没有什么本质的差别,还是一排一排的座位面朝着教师。这确实不是信息时代应有的教学形态。信息时代的教学环境应该充分利用信息技术无处不在的特点,信息时代长大的学生也希望在学习中使用信息技术。
也许有人会说:“国外高校的情境与国内高校不同,他们没有我们这么多学生、这么有限的空间,我们也没有他们那么多的经费来建设如此奢华的教室”。
本文的目的是为了诠释一种重新看待教室与教法关系的视角,介绍现代化教室对于教法乃至教学效果可能产生的影响。
体现教学思想、支持教学理念实施的教室设计是高校教学质量保障体系的重要组成。除了教室之外,实验室、图书馆、宿舍、过道以及室外空间,也都有值得用心设计的地方。关键的关键是理念的改变,只要认识到人的创造能力是无限的,以现有的设施设备采用前所未有的教学方法也是可能的。
(作者单位为北京大学现代教育技术学院)
来源:《中国教育网络》2009年6月刊
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