翻转课堂教学对不同类型物理知识学习效果的影响研究

2022-07-18 05:14袁昕张建民
物理教学探讨 2022年6期
关键词:学习效果翻转课堂

袁昕 张建民

摘   要:随着信息技术在教学中的深层次运用,翻转课堂这一教学形式在中学物理教学中得到了广泛应用。文章利用IBM SPSS Statistics 26.0统计和分析了实验组与对照组学生的成绩数据,探究了翻转课堂教学形式对“陈述性”和“程序性”物理知识学习的影响。研究发现,翻转课堂教学可以提升学生物理知识学习总成绩,但提升陈述性知识和程序性知识学习效果存在明显差异。翻转课堂教学对学生物理学习成绩的提升主要来自于程序性知识,而非陈述性知识,这一发现为中小学教师在实际教学中是否选择翻转课堂这一教学形式提供了理论参考。

关键词:翻转课堂;物理知识分类;学习效果

中图分类号:G633.7 文献标识码:A     文章编号:1003-6148(2022)6-0065-4

1    研究背景与动机

随着信息技术的不断发展,翻转课堂教学的研究与实践在教育学界日益普遍。国内不少学者对翻转课堂的理论研究初见成效,但是这些理论研究主要集中在教学模式设计、相关微课制作以及具体实施方式等技术层面[1]。翻转课堂这种教学形式对学生学习效果的实际影响如何?对于不同类型的知识,翻转课堂的教学效果是否存在差异?这些方面的研究则相对较少。教学具有复杂性与适用性,不同教学形式所产生的实际教学效果需要大量的实践与研究才能证明。同时,针对不同类型的知识,需要采用不同的教学形式与教学方法。不考虑知识本身的多样性与差异性,采用不适用这种知识类型的教学形式,是无法取得教育者所期待的教学效果的。现代认知心理学将知识分为“陈述性知识”与“程序性知识”两大类[2]。陈述性知识用于描述事物的状态、内容及事物发展变化的时间和原因,而程序性知识反映的则是某一活动的具体过程或者主要步骤,主要描述在实际操作中怎么做的问题。物理作为典型的理工类学科,内容大量涵盖这两种知识类型,所以研究翻转课堂教学对不同类型物理知识的适用性就具有重要的参考价值与意义。尤其对于中学物理教师,这样的研究有助于帮助物理教师将新的教学形式与实际教学中不同类型知识和课程内容彼此融合,为教学实践提供理论指导,提升实践效果与效率,同时促进翻转课堂这种新的教学形式在物理教学实践中的发展与运用。

本文采用实证研究的方法,以陕西省西安市第十中学高一两个班级为样本,重点研究以下两个方面:翻转课堂这种教学形式对学生学习效果的实际影响如何?对于不同类型的知识,翻转课堂的教学效果是否存在差异?

2    研究设计

我们分别采用传统课堂教学与翻转课堂教学两种不同的教学形式对两个平行班学生进行教学,并通过随堂测验的方式评估这两种教学方式对学生学习效果产生的影响,探究翻转课堂教学对陈述性和程序性物理知识的教学效果是否存在差异。研究所选取的教学内容为人教版高中物理必修第二册中《万有引力定律》《重力势能》和《动能和动能定理》这三个章节。这三节教学内容的知识综合性比较强,学生需要同时掌握大量的陈述性知识和程序性知识。表1展示了这三节教学内容包含的陈述性知识和程序性知识及其在测试试卷中所占的分值。为避免不同教师教学水平差异造成的影响,将由同一名教师对两个班级进行教学。

2.1  实验对象

选择西安市第十中学高一(三)班和(五)班两个平行班学生作为实验对象。这两个班级学生的入学考试平均成绩相当,本学期第一次月考测验平均成绩分别为46.78分和46.67分,相差仅0.11分,说明两个班级学生的物理知识水平基本相同。

2.2    实验过程

本次实验主要分为两个阶段:一是实验准备阶段;二是实验实施阶段。

2.2.1    实验准备阶段

在实验准备阶段,首先确定实验对象并进行分组,然后完成教学设计,最后设计评测工具。

实验分组:以本学期第一次月考成绩为前测,挑选了平均分相差仅0.11分的三班和五班为实验对象。其中三班为实验组,共有53名学生;五班为对照组,共有51名学生。

教学设计:选取《万有引力定律》《重力势能》和《动能和动能定理》三个章节,对两个班分别实施翻转课堂教学和传统课堂教学。

评测工具设计:本次实验评测工具为三套测试卷。从教学参考书以及学生练习册中挑选出一些具有代表性和区分度的习题,用以考查两个班级学生对陈述性知识和程序性知识的理解和掌握。

2.2.2    实验实施阶段

在实验实施阶段,首先完成三个章节的教学实施,然后进行实验后测。

教学实施:由同一名教师分别对两个班级授课。三班采用翻转课堂教学形式,五班采用传统课堂教学形式。

实验后测:完成每个章节的课堂教学后,对学生物理知识水平进行实验后测。后测工具为实验准备阶段设计的三套测试卷,一般选在课堂教学完成当天或第二天的物理晚自习进行统一测试。

2.3    数据统计与分析

利用IBM SPSS Statistics 26.0對学生每次章节测试成绩进行分析。主要分析以下两个方面:一是比较分析实验组与对照组学生的总成绩,陈述性知识成绩和程序性知识成绩,分析翻转课堂和传统课堂教学形式对学生总体学习效果以及对这两种知识学习效果的影响。二是分析两组学生陈述性知识和程序性知识测试成绩的差别,计算教学形式与学生成绩的相关系数。通过对比相关系数的大小评估翻转课堂教学模式对陈述性知识和程序性知识学习效果影响的差异。

2.3.1    学生平均总成绩、陈述性知识与程序性知识平均成绩的比较分析

在IBM SPSS Statistics 26.0中分析实验组和对照组的平均总成绩、陈述性知识平均成绩与程序性知识平均成绩。独立样本T检验的结果如表 2所示,其中t代表独立样本T检验的统计值。P值是显著性水平,可通过计算出的t值查表得到,用来判断统计结果的可靠度。从平均总成绩来看,采用翻转课堂教学的实验组学生的平均总成绩(67.500±10.491)明显高于采用传统课堂教学的对照组学生的平均总成绩(60.040±15.017)。而且t=2.880,P=0.005,P值小于0.05,这说明统计结果可靠度>95%,故实验组和对照组学生的平均总成绩存在显著性差异,说明翻转课堂这种教学形式对于学习效果的提升具有显著性作用。同理,对于陈述性知识平均成绩,翻转课堂教学组(27.380±5.174)略高于传统课堂教学组(26.120±6.365),但t=1.086,P=0.280,P值大于0.05,统计结果可靠度< 95%,所以实验组和对照组学生的陈述性知识成绩并不具有显著性差异,这表明采用翻转课堂这种教学形式对于陈述性知识的提升作用并不具有显著性。对于程序性知识平均成绩,翻转课堂教学组(40.120±7.824)明显高于传统课堂教学组(33.920±10.283)。t=3.393,P= 0.001,P值小于0.05,说明翻转课堂与传统课堂教学组学生的程序性知识成绩存在显著性差异,表明翻转课堂教学对学生程序性知识成绩具有显著提升作用。

2.3.2    教学形式与两种类型知识成绩之间的相关性分析

利用IBM SPSS Statistics 26.0统计分析了两种教学形式与陈述性知识和程序性知识平均成绩之间的相关性,并用来判断翻转课堂这种教学形式对这两种类型知识学习效果的影响程度。陈述性知识平均成绩与教学形式的相关性分析结果如表3所示,教學形式与陈述性知识平均成绩的皮尔逊(Pearson)相关系数r为0.109,P >0.05,表明翻转课堂教学形式与陈述性知识平均成绩这两个变量之间并不具有显著的相关性。程序性知识平均成绩与教学形式之间的相关性分析结果如表4所示,程序性知识平均成绩与教学形式的Pearson相关系数r 表明二者显著正相关,具有统计学意义。但此处的相关系数r为0.324,其绝对值小于0.8,接近于0.3,所以翻转课堂教学形式与程序性知识水平之间的正相关性较弱。

2.4    分析结果讨论

统计与分析结果表明,翻转课堂能够显著提升学生的总体学习成绩与学习效果,这与大多数学者的研究结论[3-4]是相符的。但是,值得注意的是,翻转课堂教学对于陈述性知识与程序性知识的提升作用是不同的。对于陈述性知识,翻转课堂虽然具有一定的提升作用,但是这种提升作用并不具有显著性,不能排除其他因素的影响。产生这种结果的主要原因在于陈述性知识主要由一些概念、定理和原理组成,属于描述性知识,主要通过学生理解和记忆习得,比较偏向于学生个体学习而不是合作学习。而翻转课堂这种教学形式显然更加强调学生进行探究性学习,以及师生和生生之间的互动,所以对陈述性知识习得的促进作用并不显著。与陈述性知识相反,翻转课堂对于程序性知识学习效果具有非常显著的提升作用。这是由于程序性知识与陈述性知识不同,它主要反映某一活动的具体过程和主要步骤,具有动态操作性,更加偏向于解决某个实际问题。这种知识的习得通常不能完全依靠理解和记忆来完成,必须进行自主探究和反复练习。而翻转课堂教学强调合作学习和自主探究,锻炼的正是学生利用所学知识解决实际生活问题的能力。因此,翻转课堂教学对学生学习效果与成绩的提升效果主要来自于程序性知识,而非陈述性知识;翻转课堂这一教学形式与陈述性知识习得不具有显著相关性,而与程序性知识习得却是显著相关。

3    结  语

根据以上实验研究结果,对于不同类型的知识,教师应该采取针对性的教学形式,才能达到更好的教学效果,具体建议如下:

(1)由于翻转课堂对于提升学生学习效果具有一定正向作用,所以在中小学日常教学工作中,教师应该大胆尝试这种教学形式。同时,在采用翻转课堂教学形式进行授课时,教师也要注意转变自己的角色,教师不再是知识的传授者,而应该是学生学习的引导者;教师要将课堂还给学生,尊重学生学习的主体性,帮助学生通过师生互动、生生互动自主探究知识。只有这样,才能把握翻转课堂的本质,真正发挥出翻转课堂的作用。

(2)教师在选择教学形式的时候,不能一概而论。本研究表明,翻转课堂对于程序性知识的学习效果要优于陈述性知识。所以教师在讲授程序性知识为主的课程时,可以考虑采用翻转课堂这种教学形式;而在讲授陈述性知识为主的课程时,可以依据实际情况灵活选择传统课堂教学或者翻转课堂教学。其实,在教学形式多样化的今天,可供我们选择的教学形式远远不止这两种,而每种教学形式都有自己的优势与劣势,所以教师在实际教学中应该因地制宜进行选择,尽量发挥出每种教学形式的优势,规避劣势。

需要指出的是,由于一些现实因素的限制和笔者能力水平有限,在实验实施以及结果分析过程中有以下三个问题需要在今后的研究中进一步改进:

(1)测试试卷虽然为多名教师共同命制,但仍无法完全排除测试试卷的设计对于研究结果的影响。应进一步改进试卷的内容与结构,尽量避免研究者等主观因素的影响。

(2)研究采用的T检验以及相关分析,是通过R语言中的pwr包对所需样本量进行分析实现的。如果预设存在中等效应量d=0.50[5],并预设统计检验力1-β=0.8,显著性水平α=0.05,则每组需要被试者64名。由于研究条件限制,这里仅选取了50名被试者,虽然样本量大于30,保证了研究结果在一定程度上的科学性,但是否具有统计学上的意义还有待进一步研究与商榷。

(3)翻转课堂教学对于学生总成绩和程序性知识成绩的提升效果明显的原因是具有多样性的。成绩的提升是一个复杂的过程,不仅与某一科目教师的教学形式有关,还与班级的班风、学风、班主任与其他任课教师的教学风格等因素有关,所以应该辩证科学地看待本研究的分析结果。

参考文献:

[1]白月梅.基于CiteSpace的可视化对比研究——近十年翻转课堂的发展与趋势[J].中国教育技术装备,2019(13):13-14,17.

[2]胡树铎,薛永红.物理知识的分类与学习[J].河西学院学报,2006,22(2):107-109.

[3]彭红超,姜雨晴,马珊珊. 基于翻转课堂的协作学习效果实证分析 ——以大学生“计算机网络与应用”课程为例[J]. 中国远程教育(综合版),2020(1):62-72.

[4]李彤彤,庞丽,王志军. 翻转课堂教学对学生学习效果的影响研究——基于37个实验和准实验的元分析[J]. 电化教育研究,2018,39(5):99-107.

[5]Cohen J. Statistical power analysis for the behavioral sciences(2nd ed)[M]. Hillsdale,NJ: Lawrence Erlbaum Associates, 1988.

(栏目编辑    邱晓燕)

猜你喜欢
学习效果翻转课堂
基于信息化教学学习效果量化的课程考核研究
疫情期间线上学习效果评价分析
“百词斩”对于大学英语四级词汇学习效果的实证研究
基于学习性评价原则提高研究性学习效果的研究
莲心宝宝有话说
小学生提高英语学习效果的良方——良好英语课外学习习惯的养成
基于翻转课堂的高职英语口语教学研究
翻转课堂在高职公共英语教学中的应用现状分析及改善建议
翻转课堂在小学数学教学中的应用
翻转模式在“液压与气动”教学中的应用研究