问题式教学法对工科大学生批判性思维倾向影响的实证研究

1、    问题式教学法对工科大学生批判性思维倾向影响的实证研究    摘要：采用不相等实验组对照组前后测准实验研究，并辅以行为观察数据和质性资料分析，探究在“基本电路理论”课程教学中采取问题式教学法促进工科大学生批判性思维倾向的发展。研究表明，问题式教学对工科大学生的批判性思维倾向有显著的促进作用。作者认为，为有效开展问题式教学以促进学生批判性思维发展，应注意：教师需具备良好的批判性思维精神；积极营造良好的思考情境和氛围，鼓励与引导学生发现和解决问题；应根据学生基础设置难易适当的问题，营造问题讨论的安全教学氛围；积极引导讨论小组确定合适的讨论问题和组内讨论

2、规则，充分利用信息技术辅助教学。关键词：批判性思维，批判性思维倾向，问题式教学，小组讨论基金项目：国家社科基金十三五规划教育学一般项目（bea170012）；教育部高等学校仪器类专业新工科建设立项项目（2018c052）；上海交通大学教学发展中心研究项目（ctld17b0043）一、引言批判性思维是学生智能素质和创造力的重要构成部分。1培养批判性思维能力是世界高等教育改革的共同目标。在实践中，可通过单独设课、学科课程教学以及发展隐性课程训练学生的批判性思维。2其中学科课程教学有助于批判性思维的长期培养，但采取何种方式将学科教学与批判性思维培养有效结合值得探究。国内外大量研究证明，协作学习、研究

3、性学习、基于网络的在线交流、基于问题的学习、基于项目的学习、学术性对话等“教”与“学”的模式对发展学生的批判性思维具有促进作用3，但国内在工科课程中就大学生批判性思维培养开展的实证研究非常少。为此，我们根据已有研究，以“基本电路理论”课程为依托，探索问题式教学法对工科大学生批判性思维倾向的影响。二、概念界定与研究假设1.批判性思维倾向。批判性思维指“针对相信什么或做什么的决定而进行的合理的反省思维”“是你在思考的时候，考虑自己的想法，以使自己更好地思考”“是熟练的、可靠的思考，因它对背景很敏感，依赖标准，并且是自动调整的，所以有助于形成有效判断”。4它由倾向和技能两方面构成。facione等将

4、批判性思维倾向分为7个方面的特质：寻找真相、思想开放性、分析能力、系统化能力、批判性思维自信心、求知欲和认知成熟度。52.问题式教学。问题式教学就是激励学生去“疑”去“问”，以提出问题、分析问题、解决问题为线索，它可采用如课堂内的集体式讨论、课堂外的伙伴式（小组式）讨论等形式。6以教师设置问题或学生提问为出发点，通过学生思考解决问题，教师重点讲解与点拨，达到掌握新知识的目的。问题式教学鼓励学生尽可能找到更多的方法，注重知识的探索过程。它从问题出发，通过对问题的分析，发现新的问题，再分析，最后达到解决问题的目的，其中涉及材料收集，观点分析与综合、推断与推理、质疑与辨析等过程。3.研究假设。问题式

5、教学对大学生批判性思维倾向的发展具有促进作用。三、研究过程1.研究设计。选取2016级三个本科班级的学生作为研究对象。三个班级由不同教师授课，采用的教材、教学内容、教学进度基本一致，但在教学方法上，一个班级（实验班）采用问题式教学法，另外两个班级（对照班）采用传统的讲授式教学法。授课教师均为课程组成员，讲授“基本电路理论”课程均超过20轮，对课程内容具有较深入的理解。为检验教学方法对学生批判性思维倾向的影响，采用中国版批判性思维倾向量表（ctdi-cv）在课程教学开始前和结束后分别对三个班的学生进行前后测。其他数据和资料包括：由自行设计的课堂学生行为观察表对实验班课堂教学观察而得的数据、学生访

6、谈、师生交流反馈、教师观察等。研究的自变量为不同的教学方法，即问题式教学法和传统讲授教学法，因变量为学生的批判性思维倾向。2.研究工具。（1）中国版批判性思维倾向量表。国际上应用较普遍、信效度较高的批判性思维倾向量表为facione等人开发的加利福尼亚批判性思维倾向量表（cctdi）。彭美慈等对cctdi进行本土化修订7，得到ctdi-cv。ctdi-cv保留了批判性思维倾向的7个维度，每一维度包含10个题项，共70个题项，其中正性题项30个，负性题项40个。整个量表的值为0.90，各维度的值分别是0.57、0.54、0.62、0.64、0.76、0.77、0.57，量表的内部一致性信度较高。

7、ctdi-cv的信效度较cctdi中译版高。因此，本研究采用ctdi-cv作为测量工具。（2）自编课堂学生行为观察表。自编学生课堂行为观察表以考察实验班教学行为，包括：学生主动提问人次、学生主动回答老师提问人次、学生被点名回答老师提问人次、学生无法回答老师提问人次、上课玩手机的人次、上课睡觉的人次、课间学生提问人次、出勤人数这八个方面，外加教师上课提问的次数这一教师行为。由经过培训的助教随堂记录。（3）各种线上、线下师生、生生互动质性材料。实验班师生之间通过qq群、微信群、email等工具进行线上互动的记录可以反映出学生学习的投入程度及学生对学习问题思考的深入程度。3.实验班的教学设计。（1）

8、教学过程。实验班教学形式包括：课堂讲授、课堂问题讨论、课外小组讨论。在教学第1周向学生公布本学期的问题式教学安排，取得学生的同意，同时完成ctdi-cv前测。整个学期教师在课堂内实施问题式教学，由助教跟班测量教学行为；课后开展学生小组讨论，教师与学生面对面交流或通过qq群、微信群、email等进行线上活动。教学第16周完成ctdi-cv后测。（2）课堂讲授及问题讨论。整个学期课堂讲授与问题讨论交替进行，所占时间比约为7:3。基本过程为：教师先讲授基本概念、原理、方法和应用，然后开展问题讨论。讲授阶段教师也会不断设问并鼓励学生提问，同时引导学生对问题进行讨论。问题讨论阶段则针对知识点给出典型问题

9、，要求学生按照工程问题解决的六个步骤（简称六步法）进行思考和讨论。六步法包括：明确所要解决的问题；表述你对该问题的全部理解；确定问题的可选解集，并且从中找出成功可能性最大的一种方案；尝试寻求问题的解；评价所得到的答案并检验其准确性；对结果是否满意？如果满意，则提交结果。否则，再返回步骤重新执行这一过程。8六步法的问题解决过程很好地契合了董毓对批判性思维本质的界定9，它本身就是一种很好的批判性思维技巧。在问题设置方面，教师刻意将约20%的问题用来检验学生的理解程度，约80%的问题用来检验学生的应用、分析和评估等高层次的认知能力。提问的例子包括：“包括哪几个方面？”“在应用时应注意什么？”“这道题

10、目如何分析？”“大家对这一结果如何看待？”（3）课外小组讨论。课外小组讨论教学安排包括：第3周完成6人一组的分组，第8周各组根据教师提供的选题或自选题目确定本组讨论题目，到第14周按要求各小组开展若干次课外讨论，形成问题解决方案的书面报告，第16周完成小组成果展示、答辩、成果评定。实验班共分10个小组，每组设1名组长。教师加入每组的qq群或微信群，并保证至少参加一次每组的线下讨论活动，以观察各组的讨论过程，引导和促进小组的活动成效。教师始终鼓励学生在提出问题之前先审慎思考、注意倾听他人的意见和观点。对学生提出的问题，教师鼓励其他学生予以回答，或引导学生自己分析解决。自始至终，教师都将自己定位于

11、观察者、发现者、引导者和促进者的角色，而不仅仅是知识传授者的角色。4.数据分析处理。采用matlab（r2016a）对数据进行分析处理。四、研究结果与讨论1.问卷调查数据分析处理结果。（1）问卷回收及处理对象。采用纸质的ctdi-cv问卷进行调查，见表1，前后测问卷中登记的学号相同即为有效配对问卷。表1 问卷回收情况班级班级人数有效问卷数/问卷总数（前测）有效问卷数/问卷总数（后测）有效配对问卷数前测时间后测时间实验班6345/5754/56402017/09/112017/12/25对照班16444/4733/38232017/09/112017/12/25对照班26046/5850/573

12、52017/09/112017/12/27（2）前后测配对样本t检验结果。三个班前后测配对样本均值及标准差见表2，经检验，配对样本均服从正态分布。配对样本t检验结果见表3。可见，实验班批判性思维倾向后测分显著高于前测分，而对照班前后测差异不显著，说明问题式教学能够显著促进学生批判性思维倾向的发展。表2 实验班和对照班配对样本得分平均值及标准差表3 前、后测配对t检验结果（显著性水平=0.01）实验班对照班1对照班2统计量t5.9020.115-0.373自由度df392234p值0.0000.9110.712后测与前测得分差值的标准差15.8536.4233.55的99%置信区间下限7.99-20.54-17.59上限21.5622.2813.36（3）实验班批判性思维倾向各特质分的配对t检验结果。由表4可见，只有寻找真相、思想开放性和认知成熟度3个维度的前后测差异不显著，其他4个维度都存在显著差异。可能原因是：探寻真相的精神、思想的开放性和认知成熟度都属于个体认知发展的较高阶段，它们与个体的年龄