3CI师生合作教学法运用在研究生课堂的基于设计研究

1、    3ci师生合作教学法运用在研究生课堂的基于设计研究    摘要：采用基于设计的研究方法，以20142017年间参加课程“科学教育教学设计与案例分析”的87名北京某高校科学与技术教育专业的硕士研究生为研究对象，探究了3ci三阶段师生合作教学法在研究生教师教育课程中的应用情况。在3ci师生合作教学法的实践中，教师通过一系列的活动促进课前、课中、课后3个阶段的师生合作，根据学生的反馈不断更新课程的实施以及教学活动，并评估这种教学法对学生学习的影响。3ci师生合作教学法是基于学生数据的教育改革，融合一定的信息技术来创新，进行以学生为中心的教学设计。该教学

2、法于2014年进行首次设计与实施，在20152017年进行了3次迭代。通过4年的追踪研究发现，3ci师生合作教学法能够促进师生互动，有效地提升学生对于课程的满意度，提高学生的合作能力、自主学习能力和自我反思能力。通过基于设计的研究方法对3ci教学法不断进行改进，为其在高等教育中教师教育课程提供了可行性建议。关键词：3ci，教学法，高等教育，课堂研究，基于设计研究0 引言随着新兴科技与教育的不断深入融合，高校教学面临了新的机遇与挑战。教育部在2018年发布的教育部关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见中，明确指出要围绕激发学生学习兴趣和潜能深化教学改革，推动课堂教学革命，以学生发展

3、为中心，通过教学改革促进学习革命1。为了适应教育发展的需要，国内高校掀起了课堂教学改革的热潮。小班化教学目前是我国高校教育改革中的一个重要方向，能够增加师生之间的交流互动，充分发挥学生的主动性，注重学生的全面发展2。混合式教学是传统面对面课堂教学与网络线上教学的混合，是信息化教学模式的主流3，融合了传统教学与在线教育的优势4。近年来，越来越多的学者将混合式教学与mooc、spoc等教学模式进行混合，并在实践中证明其良好的可行性，能够有效提升课堂教学的质量和效率5-7。智慧教室是一种典型的智慧学习环境，也是教学改革中的重要组成部分8，有利于学习环境的改善，有力地支持了学校的教学变革。翻转课堂改变

4、了传统教学中的师生角色，通过对知识传授与知识内化的重新排序，规划了课堂时间，并与国内已有的mooc平台进行结合，因此这种模式得到了比较好的发展以及推广9。目前，国内很多学者基于翻转课堂的模式进行了教学改革。其中，基于“翻转课堂”的混合式教学模式研究，将翻转课堂的模式与混合教学模式相结合，整合多种教学技术与资源，从授课情况及学生能力培养方面来看，其教学效果比较显著，激发学生的学习兴趣，培养学生自主学习的能力，促进了知识的迁移10，11。教师的知识与能力是从事教学工作的基本条件，尤其对于师范类高校，因此应注重对于职前教师的培养，以期其在走向实践工作岗位后，能够培养出符合新时代要求的创新型综合人才。

5、然而，我国对于推动教师教育改革发展的研究还不够，尤其是一线教育工作者的研究比较少，对教师教育改革研究的创新还有待提升12。本研究以科学与技术教育专业的“科学教育教学设计与案例分析”课程为例，采用three-step-collaborative-instruction model（以下简称3ci）三阶段师生合作教学法来促进职前教师的能力培养，在课前、课中及课后的3个阶段中，通过一系列的教学活动，加强师生以及生生之间的互动。本课程让学生将理论与实践整合，以课程设计与作品为导向的方式进行学习，重在培养学生的教学设计专业能力以及创新能力。研究采用基于设计的研究方法，于每次学期结束时调查学生对课程教学的

6、评估，依此对该课程进行教学迭代改进，从而为3ci三阶段师生合作教学法在高等教育中的研究提供可行性建议。因此，本研究的研究问题为以下3个。1）3ci师生合作教学法在“科学教育教学设计与案例分析”课程中如何应用并影响学生？2）如何通过基于设计的研究的方法来改进3ci师生合作教学法？3）3ci师生合作教学法的应用为其在高等教育中的研究有哪些可行性建议？1 文献回顾翻转课堂能够体现混合式学习的优势，有助于构建师生关系，促进教学资源的有效利用与研发13。翻转课堂要求教师在课程开始之前做出大量的教学准备，创建课前学习资源，创设有利于学生讨论的学习环境。研究者在此之前曾经采用基于设计的研究方式，通过在学习科

7、学这门课程中的3年应用，研究改进了修订式的翻转课堂教学模式（modified flipped classroom model），由学生自己设计课程来改进翻转课堂，被证明有效地发挥了学生的主动性14。目前，国内对于翻转课堂的研究依然处于理论尝试阶段，大多集中在中小学课堂，往往是某个单元或者课时，对于具体教学方案以及实施反馈的研究还不够深入15。在课程改革与教育信息化的时代背景下，信息技术与课程的整合不断深入，其实质是通过营造新型的教学环境，改变传统的以教师为中心的教学结构，培养顺应时代发展的综合型人才16。从最早的web quest模式到今天的tels模式（technology enhanced

8、 learning in science），通过促进信息技术与理科教学的有效整合，注重课程设计与信息技术的支持，从而显著提升学生的理科成绩17。除此之外，还有一些学者利用智慧“云课堂”、雨课堂、蓝墨云班课等教学互动软件辅助教学，加强师生互动，也都取得较为良好的效果18-20。尽管国内的高校不断鼓励教学改革并进行项目实践，但根据过去研究者针对全国部分大学的调查，大多数大学的教学方法在数十年间基本没有太大变化，这是影响高等教育教学质量的关键21。目前高等教育依然处于以教师为中心的传统教学阶段，单纯的知识讲授并不利于学生自主学习能力的培养，以及师生之间的互动。3ci教学法即三阶段师生合作教学模型的核

9、心在于加强教学过程的3个阶段：课前、课中及课后阶段中教师、教学组和学生组之间的互动，如图1所示。1）每周课程开始之前的教学活动主要包括：阅读文献和小组活动设计。学生进行自由组队，选择教师规定的教学主题进行小组活动设计，研读教师发布的学习材料、影片与相关科学教育案例等，与教师讨论单元的学习活动设计，小组依次在课程中担任教学组的角色。对于学生个人，其需要阅读与课程主题相关的文献，在网络学习平台上针对不懂的地方提出疑问，积极与其他同学讨论沟通；同时各学习组之间也可以进行交互回答，形成小组学习共同体。对于教师，其在课前对教学组的教学活动和内容进行评价，回答平台上整理出来的问题。2）课程进行过程中的教学

10、活动主要包括：小组报告、教学组带领学习活动、课堂讨论、师生互动和教师讲解。在课程中，教学组学生针对课程主题进行课程活动的设计与实践，包括用ppt或者其他创意的形式进行教学材料的导读或者课程设计的介绍。教学组引领结束后，其他的学习组学生也可以质疑或补充，提供真实的学习反馈以供教学组改进。在教学结束后，教学组将教学材料修改后上传至平台，以供其他学生参考学习。教学组学习活动的设计与反思，将成为下一届学生的学习材料与教学案例资源。课程结束后的教学活动主要包括：个人作业、小组作业（教材分析、课程活动设计）以及期末专题报告。各个教学组针对实践中获得的反馈改进课程，并着手设计小组期末作品。教师为各个教学小组

11、的教学设计提供指导，且各小组之间可以根据网上学习平台所上传的相关资源来沟通学习。在最后的期末作品展示中，各个小组相互评价，并于最终定稿后将作品上传至网络学习平台。学生在课程结束时，需要撰写本学期的学习心得，并填写问卷进行自我评估与课程评价。在传统的课堂中，教师占主导地位，在课前备课，在课中授课，并在课后布置相关作业来让学生练习。课堂其实缺乏师生的互动以及对学生合作、自主学习和课堂探究能力的培养。对于经典的翻转课堂模式来说，学生在课前通过视频预习课程内容，在课堂上与教师讨论交流，在课后完成作业，配以视频辅助，对于师生互动以及合作的部分并没有得到充分的重视。相比之下，3ci师生合作教学法在课前、课

12、中、课后的阶段中，通过一系列的教学活动，加强师生与生生之间的交互，让学生既作为教学者又作为学习者，通过合作学习来不断加强知识的内化，有利于职前教师将理论与实践整合。2 研究方法2.1 研究对象本研究的研究对象是北京某高校于20142017年间参加课程“科学教育教学设计与案例分析”的科学与技术教育专业的硕士研究生。该门课程是科学与技术专业研究生的必修课程，在2014年共有21名学生参加，2015年共有21名参加，2016年共有23名学生参加，2017年共有22名学生参加，累计参加该课程人数为87名。在课程中，学生以小组的形式进行课程活动，每个小组有34名成员。同时，课程前每个学生也会有单独的学习

13、任务。2.2 研究方法本研究采用基于设计的研究方法（design-based research，以下简称为dbr）。dbr研究法最早来源于上个世纪90年代的学习科学研究领域，聚焦于自然情境学习的理解和有效学习环境的设计，通过迭代的设计将理论与实践连接起来，是理解教育变革如何在实践中应用的重要方法22。dbr研究法能够有效地弥合教育研究与教育实践之间的鸿沟23，多次的迭代使其研究结果更加严谨，在近年来大量地被运用在课堂迭代的教育研究24。本研究采用dbr研究法的目的是通过对3ci师生合作教学法的迭代实践与修改，以解决高校课堂中师生互动不足、学生参与度不高以及学习积极性不强等问题。同时，针对职前教

14、师教育方面，本研究着重培养学生的教学活动设计、课程实践与反思的能力，为其在高等教育的推广提出可行性建议。基于每年教学实践的效果与学生的反馈，研究者通过4年的迭代设计，不断更新课程的实施及教学活动的安排，评估应用该教学方式的影响与学生的看法。本课程于2014年首次设计并实施，于2015、2016、2017年进行了3次迭代，根据学生的反馈与教师的实践经验调整。在本研究的第一次课程实践中，2014年的课程活动主要有：指定中文教材、英文文献阅读、小组课前科学活动设计、各小组课中报告与教学（活动带领）、个人作业（1）：科学案例分析（信息技术融入数学教学与科学家与优秀案例分析）、个人作业（2）：科学观察记

15、录分析报告、小组报告：教科书分析、教师讲授、期末专题作业等，共9种类型。通过调查，学生认为其在“小组报告：教科书分析”及“个人作业（2）：科学观察记录分析报告”这两个教学活动上收获最少。因此，在2015年的课程实践中，研究者删除教学活动“小组报告：教科书分析”，并增加“个人作业（3）：科学认知工具介绍”。其中保留“个人作业（2）：科学观察记录分析报告”，主要因为这是科学教育教学设计课程对学生基本能力的要求。2015年学期末的调查中，学生认为他们收获最少的教学活动是：“英文文献阅读”和“指定中文教材”。尽管很多同学表示在课前的预习中增加指定英文文献的阅读是恰当的，但是读起来会比较有难度，很多时候

16、看不完。因此，在2016年的课程实践中，研究者删除教学活动“英文文献阅读”，增加“小组作业：科学教科书教材分析”，并鼓励小组通过创意的方式分析教材内容，了解科学课教材。2016年课程结束后的调查中，学生认为其收获最小的是“个人作业（3）：科学认知工具介绍”、“个人作业（2）：科学教育优秀教案分析”和“小组作业：科学教科书教材分析”。因此，在2017年的课程实践中，研究者又删除“小组作业：科学教科书教材分析”，增加“小组作业：各国科学课纲介绍”，以提升学生的国际化视野。需要特别说明的是，在2016年的课程实践中，教师在教学中加入app软件来促进课堂上师生间的互动。在这一轮的实践中，研究者所选用的

17、软件为zuvio出题优。zuvio出题优是一款教学类app，能够通过电子签到点名、课堂提问、小组讨论、组间互评，课程评价等活动来增强互动教育。在课前阶段，教师选择部分题目让学生回答，支持同侪互评，将做题情况即时呈现，取代传统的做题情况统计方式。在课中阶段，zuvio出题优提供了趣味互动小功能提升课堂活络度，帮助老师快速掌握学生状况，达到最佳互动。在课后阶段，教师可在zuvio出题优上导出全班作答统计及个别学生纪录，学生也可以根据保留的答题记录对课堂知识进行复习。除增加软件的使用外，其余的教学活动跟随课程进度正常进行。2.3 课程介绍“科学教育教学设计与案例分析”课程主要让学生掌握对科学教育的理

18、论、教学设计、教材分析等专业的知识技能，通过基于设计的学习方式，学生进行与科学技术教育相关的教育活动的设计、开发、实施与评估，在实践中进行理论的整合与实践。本课程的教学方式包括课堂讲授、小组讨论、参加活动、项目设计与实施、论文研讨等，引导学生结合已有的科教课程经验以及自己的学科背景等专长来参与课程。在课程开始之前，教师划分教学主题，上传相关学习资源（如英文文献、项目案例等）至网络学习平台，要求学生在课前熟悉课程平台，搜集资料的方法，研读学习材料，并于每周上课之前登陆平台回答网上的问题。同时，学生以小组为单位进行课堂活动的设计与展示，在学期结束的时候完成期末报告。2.4 研究工具根据3ci师生合

19、作教学法的活动流程，本研究设计了教学评价问卷。问卷主要包括：课前（4个问题）、课中（4个问题）、课后（4个问题）3个阶段的教学活动反馈和学生的自我评价，以及学生对于课程的整体评估（7个问题）。其中3个阶段的教学活动反馈问题是通过李克特量表来进行调查（2014年和2015年采用李克特七点量表，2017年采用李克特五点量表，3年的量表问题相同），问题聚焦于教学过程中所采用的教学活动是否对学生的学习有帮助，学生对于教学活动是否满意以及学生在自主学习、师生互动、知识内化方面是否有所提升。需要特别提出的是，由于2016年的课程加入了app软件的使用，因此上述问卷中的量表问题不再适用，设计了专门的学生对课堂使用app的问卷调查。其中，量表部分主要包括软件的认知有用性（3个问题）、认知易用性（2个问题）、学生的使用态度（2个问题）和实际使用中对于交互的影响（3个问题），其余题目与之前量相同。除此之外，问卷还包含排序问题和开放问题。排序问题详细列出了课程中各个教学组学生所设计的教学活动，以及本学期中教师所采用的教学方式。学生根据自己的收获，对其从大到小排序。每一轮课程实施中，教学组的课程设计都不同，教