同伴教学法在中学物理教学中的应用.docx

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同伴教学法在中学物理教学中的应用

毕业论文

题目同伴教学法在中学物理教学中的应用

学生姓名陈海军学号1210014074

所在学院物理与电信工程学院

专业班级物理1202

指导教师李静玲______

完成地点陕西理工学院__

2016年6月3日

同伴教学法在中学物理教学中的应用

作者：

陈海军

（陕西理工学院物电学院物理学专业1202班级，陕西汉中72300x）

指导教师：

李静玲

[摘要]同伴教学法是一种基于事实的自主学习和合作探究方法，使用专门设计的用于揭示学生错误概念和引导学生深入探究的概念测试题，借助计算机应答交换系统或选项卡片，引导学生参与教学过程，变传统单一的讲授为基于概念的自主学习和合作探究，适应物理学科教学。

分析了同伴教学法的概念与技术路线后，结合同伴教学法在新课、实验课、概念课上的设计理念，尝试在物理习题课中进行同伴教学法的实践，从学生的回答情况上认识到同伴教学法的优势，对在中学物理教学中进行同伴教学法的可适性进行分析。

[关键词]同伴教学法；中学物理教学；新课程改革；教育学理论

引言

新课程改革背景下的中学物理教学体现出学生的主体性，教师的指导作用。

重视教师的成长，用学生在教师的教学下的成长程度来评价教师教学的能力。

重视学生基本素养的培育和发展，新课程改革提出目标“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力[1]。

”强调“自主、合作、探究的学习方法，在实施上注重自主学习，提倡教学方式多样化[1]。

”

在上述的教学背景下，教师都希望寻找、探索出一种适合新课程改革的教学方法来，通过查阅相关资料以及在各个地区，相关教育机构的求教中，发现了一种较适合新的环境的新的教学方法即同伴教学法（PeerInstruction简称PI）。

国内对同伴教学法的了解与探索开始于我国北京师范大学张萍教授，在2009年在国外学习期间，在学习外就格外关注的一种教学方法，在回国后的2010年，张萍教授就着手在北京师范大学物理课程教学中进行教学实践，教授在实践中发现这种方法“对概念的有效性测试、在讨论过程中形成学生矛盾冲突和对物理概念本质的理解、检测学生的理解和调动学生参与性方面具有很好的效果[2]。

”

1同伴教学法

1.1同伴教学法概念

同伴教学法是指Eric教授在哈佛大学物理教程教学中创立并推广的一种课堂组织模式，该方法使用专门设计的用于揭示学生错误概念和引导学生深入探究的概念测试题，借助计算机应答交换系统或选项卡片，引导学生参与教学过程，变传统单一的讲授为基于概念的自主学习和合作探究，有效地改变了传统课堂教学手段、构建一种学生自主学习、合作学习、生生互动、师生互动的创新教学模式[3]～[5]。

同伴教学主要是指同年级甚至可以确定是同班级的学生之间以合作的形式、在教师精心组织和编排的基础之上进行的。

小组成员中没有特定的tutor或tutee的定位，每一个学生都是平等的，是一种轮流施教、相互激励、共同受益的教学组织形式[6]。

1.2同伴教学法的特点

1.2.1专门设计的揭示学生错误概念和引导学生深入探究的概念测试题

同伴教学法缩减了传统课堂上教师讲解的时间，增加了学生在课堂上基于专门设计的概念测试题的探究讨论时间，教师主要的工作转移到课下的概念测试题的编制上了，课堂上教师主要在于引导，学生基于概念测试题的深入探究和交流谈论成为了课堂的主题。

1.2.2借助计算机投票系统或选项卡片，组织大班课堂教学

课堂的反馈不再依赖于教师和学生的口头交流，借助于计算机投票系统或选项卡片，可以给学生独立地完成课堂测试，培养学生的独立思考能力。

借助现代的科技加强了课堂反馈的教学环节，提高了课堂效率。

1.2.3变传统单一的讲授为基于认知冲突的自主学习和合作探究

同伴教学法改变了传统课堂的讲授为课堂上学生基于认知冲突的深入探究和交流合作，课堂的主题变化了，教师的课堂作用也发生了改变，成为了学生讨论交流过程中的引导者。

1.3同伴教学法的技术路线

同伴教学法基于专门设计的用来揭示学生学习中易错并能引起学生深入探究的概念测试题开展。

在一道概念测试题上，通过教师的简单讲解后，学生第一次作答。

如果学生在概念测试题的作答正确率上达到70%以上，教师简单解释后就可以进行下一个概念的讲解了；假如学生在概念测试题的作答正确率低于30%，教师就需要重新对概念进行更细致的讲解；当学生在概念测试题的作答正确率介于30%-70%之间时，组织学生进行同伴交流讨论，深入探究之后，学生第二次作答，根据学生的作答情况了解学生对概念知识点的理解情况。

同伴教学法中每个概念测试的时间安排如下[7]:

（1）提出问题1min

（2）给时间让学生思考1min

（3）学生提交自己的答案（任选的）

（4）学生说服同伴（同伴教学法）1min-2min

（5）学生提交修改的答案（任选的）

（6）反馈给老师，答案的得分情况

（7）讲解正确答案>=2min

同伴教学法的教学流程如下图1.3

图1.3同伴教学法的教学流程[8]

2中学物理教学分析

2.1中学生心理发展对物理学习的影响

初中生正处于人类自我意识发展高峰，求知欲强，智力水平迅猛提高，思维活跃，对事物的反应能力提高。

对自然世界和人类世界的现象都有了自己的见解，对问题的认识上开始有了较为独立的思考，自主性水平不断提高，但思维的深入性不够、思维的全面性欠缺，基于个体经验的不完善性，对知识的理解还需要教师从深度和广度上基于拓展，需要同伴之间的丰富和协助。

利用同伴教学法同伴之间教与学的合作交流，能大大增强人际交往能力，增强人际交往的欲望。

在教师及同学之间的相互作用过程中，促使其对问题认识达到由感性到理性的飞跃，避免了因教学内容枯燥、方法单一导致的厌学和无效学习心理。

利用同伴教学能够充分调动学生的积极性，使其保持对事物认识的旺盛的精力和兴趣，引导学生注意力聚焦于学习之中，此时学校和同伴的影响要超过家庭和父母的影响[9]。

初中时期的思维是由形象思维向抽象思维飞跃的最佳过渡期，学生独立性思维和批判性思维已经显著发展，他们喜欢独立思考、喜欢争论、不喜欢墨守成规，对简单的说教和现成的结论比较反感，但由于思想还不成熟，思考问题比较片面，所以固执己见和容易极端。

随自我意识的觉醒和思维的成熟，学生有了较深刻的内心体验之后对问题的认识往往不满足于表面，愿意探究事物的缘由和本真，对问题探讨的质量有一定区分度，过于容易和复杂的问题都不能引起兴趣。

2.2教育学理论

2.2.1维果斯基的最近发展区理论

维果斯基把最近发展区定义为“儿童独立解决问题时的实际水平与在成人指导下或更有能力的同伴共同解决问题的潜在发展水平之间的距离[10]”。

学生的发展有两种水平，一种是学生在现阶段所在的水平，另一种是学生通过外界的帮助可以达到的水平，即潜在的发展水平。

个体的学习离不开社会文化背景，社会环境对个体的学习起到重要的支持和促进作用。

学习者的学习首先始于物控（object-regulation），即学习者刚开始接触新知识时受制于他所在的环境中的各种事物。

学习内容则作为思考的媒介，让学习者相互帮助相互合作的过程中，在思考中寻找出新的信息和意义。

而一旦他开始与比其技能强者合作，强者对其学习策略进行指导和帮助，当他通过自己的勤奋达成目标后，第二阶段“他控”（other-regulation）作为衔接开始出现，并最终实现自控（self-regulation）。

作为施教者的同伴帮助引导受教者的同伴建立新旧知识之间的联系。

2.2.2建构主义理论

建构主义理论认为，学生单纯对知识的记忆过程并不是学习，真正的学习是学生在脑中自主构建知识体系的过程。

学习并不是被动接受由外环境带来的信息刺激，而是学生依据自己的感受体会，对作息刺激进行应激适应和加工处理的过程[11]。

建构主义理论的核心是在教学过程中，应以学生为中心，强调学生对知识的主动探索，主动发现和对所学知识的主动意义建构，而不是像传统教学那样，只是把知识从教师头脑中灌输到学生的笔记本上[12]。

学生只有在自己对学习意义建构的基础上才能真正习得知识概念，达到学习的目标。

在同伴辅导中，学习者相互之间的帮助和鼓劲，并以合作建构的方式向目标靠拢。

学习者在寻求他人帮助或给同伴提供帮助的学习活动中，体现出了他们开始对知识建构的兴致和对新知识探索的勇气。

同伴互动可以提供丰富的和必需的学生可以用以改变他们认知系统的环境，而这种改变反过来又促使学生来获得新的意义。

2.3中学物理教学方法

以中学生的心理发展及教育学理论为指导来分析中学物理教学。

传统的中学物理教学，以教师的讲授为教学的主要方式，采取教师课堂讲，学生课上听、课下练习的方式进行中学物理的学习。

首先，传统的讲授式的课堂，对于中学生而言，不利于中学生心理上的舒缓，以及自我想法的表达，学生没有在课堂上参与教师讲授内容中的欲望，表现为课堂上不积极，课堂不活跃。

其次，中学生的心理上又有强烈的向同龄人表达自己的冲动，所以经常会在课堂上讲话，心理上的对成人的排斥，使得他们常常选择避开成人的视野来进行他们的交流。

基于中学物理课程的难度和知识面，以及中学生的心理发展和教育学理论，发现传统的教学模式对中学生的学习和心理上的成长是有所不相适应的。

在新课程改革下寻找到的新的教学方法-同伴教学法，对同伴教学法的研究中发现同伴教学法，符合中学生心理发展的规律，能够活化课堂，变传统的讲授式课堂为学生基于认知冲突的自主学习和深入探究的课堂模式，在与同伴的交流讨论中，阐述自己的见解和对问题的不同看法，能够产生认知的冲突，对学生自身的认知结构产生刺激，在与同伴的交流中原有的知识结构被打破，在同伴的交流理解、深入探究中将新旧知识联系起来，建立新的知识结构。

并在不断的交流讨论中强化了新的知识结构，达到了知识学习的目的。

2.4中学物理中应用同伴教学法的思路

应用同伴教学法，首先根据同伴教学法的技术路线必须在课前精心制定能够囊括本节课程核心知识点的关键测试题，题目要能够揭示学生的易错、易混的概念，还需要可以很容易地引起学生深入概念内部探究，是课前的题目编制的核心。

其次就需要在课堂上结合实际的教学条件做课堂上的准备。

主要包括同伴讨论的小组设置（小组要分配合理，结合教学的实际情况，教师应针对性地做出选择）、课堂反馈（包括反馈的方式“举手、C-lick、表格等”、方法“观察、统计、问答等”）。

之后就是同伴教学法的实践环节，也是同伴教学法的核心。

教师在课堂上首先进行简短的讲解概念之后就立刻进行相应的概念测试题的测试，根据学生的实时反馈进行课堂的合理安排“包括进行同伴讨论或是跳过同伴讨论环节，简单讲解后进行下一个概念的讲解，有时需要进行概念的重新讲解”

注意：

结合物理教材的实际内容，针对有些知识点在课前或课上的前几分钟进行认知性的测试或者以问答的形式了解学生在课前对学习内容的预习情况；在新课程改革下，每个班级都分的有兴趣学习小组，在进行同伴教学实践时，可以借用这新课程改革下的分组作为同伴教学法的实验小组，小组长由当前的兴趣学习小组组长担任；口头问答、举手的方式需要课上教师精神力高度集中，反应迅速（如有条件，不建议采用这种反馈方式）；表格的形式则要求在课下对课上回答的大量数据进行分析整理，需要付出非常多的时间，而且不能再课堂上实现实时的反馈，根据实际的课程情况选择合适的反馈方式。

3同伴教学法在中学物理教学中的应用

中学物理课程中，学生接受的最多的是新课、复习课、实验课、习题课等等。

新课上主要是概念较多，需要在概念测试题编制上充分包含每一个物理概念；复习课上通常并不是简单的复习，而是对所学内容的总结和归纳拓展，概念测试题的编制上应侧重于已知规律和内容，注重从已知到未知的归纳方法和意义；实验课中的概念都是学生学习过的但实验原理、实验仪器都是学生生活中不常见到的，所以概念测试题的编制上要渗透实验仪器的使用、实验操作的步骤、实验原理的理论基础等等；习题课上的题目，应突出习题的“一类”问题，渗透解题的思想和方法。

在课堂的解题过程中引导学生理解题目的类型与解决思路。

3.1中学物理习题课概述

习题是教学中运用知识的一种主要途径，物理习题教学是中学课堂教学中的一个重要环节，通过物理习题课的教学，让学生达到巩固与灵活运用所学物理知识解决实际相关问题的能力，培养学生对物理知识的迁移能力。

通过习题教学不仅有助于加深学生对物理知识的理解和概念的深化，提高学生解题技巧及分析问题和解决问题的能力，更重要的是通过习题教学能够培养“学生创新思维的深刻性、发散性、灵活性、批判性、独创性、全面性、敏捷性等思维品质[13]”。

3.2物理习题课教学案例

“电场”习题课

【课题】

习题课。

对应课本“带电粒子在电场中的运动”，为避免学生把本节课文中一些推导的结果当作公式记，我们把它当作习题课来讲，要求学生掌握解题的思维方法，而不是结论。

【教学目的】

学会分析、解决静电力学综合题。

【重点和难点】

重点是根据力学中动力学方法解题，但在分析物体受力时要注意到电场力

.

难点是培养学生独立分析问题，敢于解决未见过习题的能力。

【教学过程】

例1、两个平行金属板接在电压为U的电池组两端，如果在正极板附近有一个质量为m，带电量为q的带电粒子，此粒子在电场力作用下向负极移动（如图3.2）

问：

该粒子移至负极板时的速度为多少？

图3.2.1例题1[14]

先让学生自己做，然后分析他们的正、误，再小结，要求学生掌握：

（1）带电粒子受力运动是动力学问题，应按动力学解决方法解决，要求学生回忆解决动力学问题的几种方法（有三种方法：

用牛顿第二定律；用动量关系；用功能关系）。

（2）无论用哪种方法解，都需要分析所研究的物体受力情况。

在学了电学之后，除了注意重力、弹力、摩擦力之外，还要注意电场力。

（3）本题研究的对象是带电粒子，应分析它受力的情况。

一般说来，带电粒子所受重力远小于它受到的电场力，计算中常略去重力不计，故这个粒子就只受一个电场力：

如用牛顿第二定律解：

粒子在匀强电场中受力恒定，它的运动为匀加速运动，代入运动公式：

所以

如用动量定理：

又在匀加速运动中

带入动量定理公式：

也得：

如用动能原理：

以粒子为研究对象：

电场力应看作外力，在粒子由正板移至负板的过程中，外力所做的功

根据动能原理：

把电场和粒子整体当作研究对象，则电场力为内力，外力所做的功为零，它们的总能量应该不变。

而电势能为研究体系的能量，在移动过程中电势能减少了

动能增加了mv2/2，所以：

强调指出：

题目可以千变万化，而分析方法是不变的，无非这么几个思路，可以选择简便的一个使用。

用功能原理的好处是，不要求物体做匀加速运动，所以在非特殊电场中也可以使用，本题中如果两极间不是匀强场，则用牛顿第二定律不好解，而用功能原理结果不变。

（4）本题在实际中是有用的，是一个加速带电粒子的方法。

小结：

电场里带电粒子在电场中的运动结合牛顿第二定律、动量定理、功能原理是教材关于电场部分最客观的综合题。

结合同伴教学法在课堂上给学生简单讲解题目后，留一定时间给学生先自己寻找思路，要求学生在规定时间里确定思路并反馈给教师；接着对学生反馈的思路进行统计分析，确定是否需要进行同伴讨论，在学生中大部分学生思路清晰、正确而小部分学生对题目理解不够深入的情况下，必须组织进行同伴讨论，或者有大部分学生不理解题目的情况下，教师就需要对题目进行更深入浅出、清晰易懂的分析和讲解，之后让学生再次给出自己的想法，当大多数学生都确定了正确的解题思路，理解了题目后，教师通过对解题中易错、易混的关键点进行简单讲解后便进入下一个环节的教学。

例

2、长为L，距离为d的两个平行金属板，接在电压为U的电池组两级上（如图3.2.2）,如果有质量为m，电量为q的带电粒子以与场强垂直的速度

进入电场，求它出离电场时的速度

的大小和方向。

图3.2.2例题2[14]

由学生先做再讨论，要明确：

（1）在求

的方向时，需知

的水平与竖直两个分量，所以用功能原理不方便，用牛顿第二定律解较好。

（2）对于带电粒子，仍可不计重力所以粒子在竖直方向受电场力

做匀加速运动，在水平方向上不受力做匀速运动。

所以出场时，

的水平分量

仍为

，

的竖直分量

应为

，式中

应为

t可以从水平方向求出

代入可得

再求方向，设

与原

方向夹角为

，则

（3）本题的实际应用是使被加速后的粒子偏转（拐弯）。

使用阴极射线管，可使从阴极发射出的电子先被加速，从阳极孔中穿出后，以一定的速度进入平行板间的匀强电场，改变平行板间的电压可以使电子偏转不同的角度

出离电场，出场以后则做匀速直线运动。

小结：

学生根据上题的解决方法首先给出了解决的几种思路，在经过了同伴之间讨论之后，学生间加强了学习上的合作精神，尤其是每个学习小组间的竞争与合作精神非常明显。

课堂的氛围，学习气氛融洽，学生对问题的解决常常给出让教师都大吃一惊的方案。

同伴间的讨论交流，联系了学生知识结构上下的部分，学生乐意学习，向同伴表达自己的“独到”见解，加深了知识的理解和概念的深化。

相互之间的合作交流，培养了学生的合作精神，善于发现问题、解决问题的能力，加强了学生的交流与知识的理解。

4同伴教学法在中学物理教学中的可适性

根据同伴教学法在国外的广泛实践来看，同伴教学法对中学物理课程是有着广泛的可适性的，但鉴于国内的同伴教学法实践经验的不够充分，同伴教学法在国内的中学物理教学中的可适性还有待探究。

笔者通过在中学物理习题课上结合同伴教学法进行实践的情况，对同伴教学法在中学物理课程中的可适性进行浅析。

同伴教学法对比传统讲授式教学来看，具有更符合中学生心理发展的特点、更利于提高学生的创新思维能力、更有助于培养学生之间、师生之间的交流和合作。

在中学物理课程的教学上拥有可适性，但也有相关的一些困难。

4.1同伴教学法对学生的影响

首先，由于同伴教学法突出了学生的主体性，在课堂上学生更加活跃，课堂气氛更加轻快，对教学起到良好的促进作用。

学生的学习态度发生了较大的改变，学生与没有采用同伴教学之前相比较，更愿意学习了，学生会经常来求助教师对问题的看法，而且常常能够对相同的问题给予许多有意思的不同看法，学生更喜欢与同伴探索问题更深层次的理解。

其次，同伴教学基于同伴之间对同一问题的不同看法展开同伴讨论、探究，同伴之间的交流讨论能够促进学生相互之间检验、发现易错、易混的关键点。

学生从讨论的空间里了解了其他人对同一问题的不同解决思路、处理过程、创新之处。

由于学生之间拥有相似的知识基础，在产生与同伴不同的回答时，能够激发学生深入探究的“心向”（奥苏伯尔的有意义接受学习理论），在同伴之间相互说服的过程中，促进知识学习。

最后，同伴教学法中的核心部分--同伴讨论，提高学生的交流合作能力、发现问题和解决问题的能力、强化学生的新旧知识之间的联结，最主要的是培养了学生的创新思维能力。

4.2同伴教学法对教师的影响

一方面，采用同伴教学法是在新课程改革背景下的勇敢尝试。

实践证明，同伴教学法的确起到了适应新课程改革的要求，学生的对概念理解能力，与人交流能力、团队合作能力、创新思维能力、独立思考能力都有了较大的提高。

另一方面，新的授课方式改变了教师传统的教师观。

教师在课堂上不再是“权威”的地位了，变成了学生主体地位，教师最多是在课堂上给予学生指导、交流合作、解决疑惑、回答学生有问题的内容。

4.3同伴教学法在中学物理课程实施的影响因素

在进行同伴教学法的实践中有许多先前考虑不到的事情，都在影响着同伴教学法的实施效果。

在同伴教学法的使用过程中发现：

⑴学生在回答中的从众心理影响课堂的同伴讨论效率。

有时在学生第一次回答大部分都错误时，学生经过简单的讨论后，竟几乎90%以上的学生都得到了正确答案选项；在下一个相同知识点的测试题中，错误率又达到了70%以上。

让教师目瞪口呆，学生的从众心理对同伴讨论的影响不可谓不大。

⑵学生之间的社会关系网对同伴教学的影响也是不可忽视的。

中学生在班级中有着自己喜欢与之交往的人，有着自己的交友平台和范围。

在同伴讨论中经常发现，有同学从自己的讨论小组跳出而加入自己的朋友们之间进行讨论的情况。

对于离开的小组，同伴之间的交流信息是匮乏的，达不到同伴交流讨论的思维广泛性、回答的多样性要求。

⑶中学生的自制力不够时而导致同伴讨论不能完整进行。

中学生处于身心发展不平衡的状态，一方面希望独立，而又没有自己面对社会中各种困难的力量；另一方面，与成人一样要求公正、平等，在遇到困难，自己无法解决的情况下，又在心底渴望得到成人的帮助和鼓励。

中学生的自制力，常引起同伴的讨论变了性质，导致同伴间的交流探究无法正常进行。

结束语

教学方法的革新从来都不是一帆风顺的，我们应该认识到实践中面对的种种困难，学生的矛盾性、教学的任务、反馈的及时程度、分析的深度等等。

我们也不必悲观，在笔者的习题课上，发现学生对同伴教学法的接受程度是很高的，学生愿意尝试同伴教学法，通过同伴教学法，就笔者的实践而言，学生对知识点的掌握程度要好很多，相较之前的教学方法看。

课堂基于认知冲突的讨论探究也比之前的课堂气氛好很多，课堂上学生很积极地向我询问、提出自己的想法、期望得到正确的分析。

仅仅只是在中学物理习题课上对同伴教学法的进行浅显地实践，是与科学性想去甚远的，但就结果而言，能证明同伴教学法的可适性是非常广泛的，同伴教学法在国外多年来的实践中已经被证明是有很强的适用性的，在中学物理习题课程简短的反馈中，我们也能感受到同伴教学法的优势。

相信在越来越多的教育教学实践中，同伴教学法能够展示出越来越多的教育成果被大家认可。

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TheapplicationofpeerinstructioninHighschoolphysicsteaching

Author:

ChenHaijun

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