同伴教学法应用于高中物理概念教学的思考
姜欣 李金环
◆摘? 要：高中物理教学中常用的传统教学模式侧重关注对物理公式的记忆、推导和应用，对物理基本概念的深度和广度的理解挖掘、探究和应用不够。同伴教学法可以较好破解上述学生对物理概念学习的困惑。该方法主要运用于大学物理的教学中，解决大学生物理概念学习的迷失。高中的物理教学和大学的物理教学有着紧密的联系，本文尝试探索将同伴教学法应用于高中物理概念的教学中，引导高中学生对物理概念进修深度的学习和应用。在新版高中物理教材和新课标下，引导高中学生对物理概念和物理规律的学习和运用显得尤为重要。
◆关键词：高中物理;概念教学;同伴教学法
同伴教学法是由哈佛大学物理学教授Eric Mazur提出的一种基于问题的自主学习和学生之间交流探究的交互式教学方法，是通过师生互动及同伴交流来强化学生自主获取概念型知识的过程，同讲授法相比，它更关注于同伴之间的交流互动对提高学生能力的作用，在教师的引导下，借助同伴效应来培养学生自主学习、合作探究等能力，提升学生的批判性思维。
一、高中物理概念教学中存在的问题
经过大量的文献梳理与分析，现阶段的高中物理概念教学主要存在以下几类问题：
（一）教学中忽略学生的知识背景及认知规律
该问题主要体现在两个方面：过低地估计了学生的认知，人为地拔高了学生的知识基础。由于我国学制的问题，初高中教师对彼此讲解的知识认识、衔接的不够，体现在高中教师并不知道初中教师针对某一新知识点究竟講到了何种广度和深度，因此会担心自己讲的过多过难，从而过低地估计了学生的认知;但是对于学生的知识基础又会人为地拔高，认为学生可以充分理解自己讲解的所有内容，在新课的讲解上会出现过深过难的问题。
（二）教学过程脱离教材、强调方法
教材是教学的基础，但是教师在教学过程中会认为教材中的内容过于简单，而且在认知上会人为地强调题型的重要性，因此有时在教学中会脱离教材，着重强调解题的方法策略，却忽略了最基础的物理概念的教学。
（三）教学过程缺乏对物理前概念影响的关注
在系统地学习物理知识之前，学生对于物理并非一无所知，他们通过自身的感受与观察，对某些物理现象已经形成了自己的观点和认识，我们称之为“前概念”。这些前概念有正确的，也有错误的，还有一些正确但不完整，这些不完整的或错误的“前概念”会影响学生形成和建立正确的物理概念。教师对于前概念影响的忽视也会导致学生对于物理概念的理解不足。
二、物理概念建构的理论基础
在教师系统地讲授物理知识之前，学生已经具备了一定程度的前概念，但在学习过程中，学生往往会遇到与前概念不相一致的新概念，这些新概念就会引发认知冲突。研究表明，认知冲突是学生进行前概念转变的基础，也是形成正确的新概念的起点。学生在不断产生和解决认知冲突的过程中会逐步形成新的、正确的物理概念。
学生在相互讨论中造成的意见相左会增加对个人结论的不确定性，需要组织相应的语言和知识对双方的观点进行分析、补充和论证，这个过程会加深学生对相应概念的理解，拓展相关的知识，使学生对个人的认识和结论进行补充和修正，进而更加深入地理解和掌握物理概念;同时在相互质疑和解释的过程中，辩证双方都会产生更多的新思路与新想法，提高了学生对于相关物理概念的运用，形成相应的知识迁移。
教师作为学生主动建构知识过程中的参与者和指导者，在授课过程中要充分发挥学生学习的主观能动性，培养学生思考的积极性与创造性，将所授知识与一定的生活情境挂钩，引导学生通过彼此的交流与启发，共同解决情境式教学任务，从而更加有效地实现学生对于当前所学知识的进一步理解与运用。
三、同伴教学法的教学设计
将同伴教学法运用于物理概念教学中主要包括两个部分的设计，一个是具体的教学过程设计，另一个是关于概念测试题的设计。
（一）同伴教学法教学过程设计
同伴教学法的课堂设计主要体现在课前、课中和课后三个部分。
1.课前准备。首先，教师课前通知学生预习范围，让学生提前自学基本概念，查阅相关资料，针对本节课的知识点提出自己不理解的问题，并在课下进行同伴之间的相互讨论。
2.上课过程。教师在重点单元或模块组织进行概念测试，分为前测与进阶型测试，测试题采用的是力学基准测试试卷中的题目，教师根据授课班级的学情选择适当的问题进行教学，学生根据教师的问题进行思考并通过选项卡片或应答器的形式给出答案，教师现场统计答案，由此得到学生答题的实时反馈信息。
针对前测第1题回答的正确率进行不同的教学步骤：
（1）答题正确率在70%以上，直接进行进阶型测试第1题的检测;
（2）答题正确率在30%～70%之间，则需要同学们进行相互之间的讨论，彼此解释自己的观点及依据并说服其他人承认自己的答案是正确的。青年发展心理学研究表明，同伴之间的互相学习会更加有效，学生对于某一概念的理解和掌握越清晰，越能够更加清晰有效地解释给其他人。学生经过讨论后得出自己认为正确的答案，若该问题正确率在70%以上，教师在进行简单的讲解之后，进行进阶型测试第1题的检测;低于70%，则需要教师在简单的讲解之后让学生进行前测第2题的检测以便观测学生是否真正掌握该知识点;
（3）正确率低于30%，则需要教师进行细致、深入的讲解，之后利用前测第2题重新判断学生对于这项知识点的掌握情况，观测学生是否真正理解了该知识点，如此反复循环，直至达到要求的答题正确率（70%）。
进阶型测试题的教学过程同前测试题一致，每一个教学步骤均设置了两道测试题，其目的是为了检测学生在讨论或者教师讲解之后是否真正理解了知识点所涉及到的内容，以达到让学生真正地理解概念、掌握概念，从而运用概念解释物理现象的目的。
3.课后任务。教师在完成前期的教学任务之后，要注意及时复习所学习的关键概念，巩固相关的知识点，深化学生的思考，完成对相应知识点的延伸，要让学生能够复习巩固本节课所学习的内容，形成网状知识结构，并能与之前的学习内容产生联系，形成知识网络。
（二）概念测试题的设计原则
概念测试题作为同伴教学法的重要部分，是测试学生对于易混淆或错误概念理解的重要途径，在设计与选择概念测试题时，要注重试题的难易程度和层次性，避免选择仅需简单的记忆判断或是推导计算复杂的题目，试题既要适合学生进行个人探究又要适合在同学之间讨论。测试题的设计与选择会直接影响同伴教学法的教学效果，若测试的知识点已经被大多数的同学理解并掌握，或者设计的测试题难度较小、没有区分度，学生的答题正确率会远高于70%，既浪费了有限的课堂时间，也会导致学生认真对待知识的学习态度减弱，影响后续课堂的教学和后续知识点的学习;若所测试的知识点较偏、较难，没有前期的引入和逐步启发的过程，又或者测试题难度较高，就会导致学生的答题正确率远低于30%，那么即便经过同伴之间的讨论研究，仍只有一小部分学生理解并掌握，这样会打击学生自主学习及同伴交流的积极性，削弱了教学效果，不利于后续教学工作的开展。
教师在设计概念测试题之前首先要深入了解授课班级的现有学情，不要仅仅只从自身的教学经验或主观感受出发，造成教学水平和效能的低下，阻碍学生个人能力的发展。概念测试题的难度水平要处于学生的最近发展区，要选择有梯度的问题帮助学生跨越认知的鸿沟，并在教学实施时根据课堂的具体情况进行适当的选择与调整，使学生的认知在学习过程中始终发生于最近发展区中，以求更加有效地培养学生的高阶思维、科学思维和问题解决能力。在授课过程中，教师要根据现有学情来设计教学过程，所设计的教学任务要能贴近学生真实生活情境，所引发的话题要能使学生有兴趣参与。
四、同伴教学法应用于高中物理概念教学的优势
同伴教学法就是针对学生对于物理概念掌握的不牢靠所提出的一种交互式教学方法，它通过同伴之间的相互交流与讨论，利用学生前概念的影响，设计一些引发学生认知冲突的问题，以此来激发学生的学习热情和主动性，在教学过程中引导学生之间的合作学习，使其获得新的认识、产生新的思想，这些都与我国新课程改革标准的理念相一致。总的来说，将同伴教学法运用与高中物理概念课程有如下的几点优势：
（一）创设物理情境以强化学生能力培养
教师通过创设与教学相关的物理情境来激发学生探究问题、解决问题的自主性和创造性，从而对学生个体的内在潜能进行充分的发掘。创设的物理情境要能够按照一定的逻辑关系呈现在学生面前，以此形成特定的刺激点来激发学生在学习过程中的积极性以及对所学内容的思考与探究，从而提升学生能力上的全面发展。
（二）教学中重视学生主体性的作用
学生在教师的指导和引导下，通过学习知识去间接地认识世界，因此教学过程不仅是教师向学生传递知识的过程，也是学生自主构建知识的过程。教学过程中教师应当关注学生主体性的发挥，注重培养学生自主学习能力，学会相信学生的能力、理解学生的想法、尊重学生的意见，帮助学生进一步理解与升华，构建一个自由和谐的课堂氛围，使学生通过与老师、同学之间的交流，做到各抒己见、据理力争，达到对物理概念更清晰、更深层次的理解。
五、结语
基于上述的分析，同伴教学法作为一个教学途径和方法运用在高中物理概念教学的课程中，可以在学生对于物理概念的理解中发挥更好的作用，但在这个过程中，还是需要授课教师对基于同伴教学法的物理学习过程进行更加细致地设计。首先是选择什么样的课进行同伴教学法的教学设计，在高中物理阶段，同伴教学法比较适合于一些概念性问题的教学，比如加速度、电磁场、重力、機械能等等。在设计的过程中，也要针对授课班级进行学情分析，从而选择最恰当的教学环节和测试题目。虽然运用同伴教学法进行教学的教学过程是明确的，但是具体内容尤其是概念测试题的设计还是有待斟酌的，所设计的内容既要能引导学生去理解物理概念的物理意义，也要联系实际让学生能够将概念运用其中。
从同伴教学法提出至今，大量的研究数据表明，将同伴教学法应用于物理概念课程是行之有效的，目前国内对于同伴教学法在物理概念教学的研究大多应用于大学课堂，对于中学物理概念教学的研究着墨不多，可强调学生对概念的深入理解不仅是大学物理教学的重心，更是中学物理教学的核心，尤其是高中物理教学要求更加关注于物理学科本质，培养学生经历科学家的探究过程以求达到长足的发展。
参考文献
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[5]Eric Mazur.Peer Instruction ：A Users Manual[M].New Jersey：PrenticeHall ， Inc .1997：1-5.
作者简介
姜欣（1994—），女，在读硕士研究生，主要从事中学物理教育研究;李金环（1971—），女，教授，主要从事光学检测、教师教育等研究。
