循證教學在課堂教學改革中的應用

于衛紅

(大連海事大學 航運經濟管理學院,遼寧 大連 116026)

一、引言

傳統的課堂教學常存在教師主觀決斷、教師單向灌輸、學生被動接受等弊端。為了提高課程育人質量,培養出更加適應社會和經濟發展的人才,教師應重視發揮學生在教學中的主觀能動性,順應學生個人和社會需求的變化,變革教學內容和教學手段。循證教學作為一種以證據為基礎的教學方法,強調學生主動參與、通過探究和實踐來理解知識和解決問題,為課堂教學改革提供了新思路。

循證意為遵循證據,以確證事件或事物及其效果的真實性[1]。循證教學對于教師和學生都是一種挑戰,但同時也是一個雙向促進、共同提高的過程。對于教師,要求其具備良好的科學素養和研究能力,能夠運用科學的研究方法,發現教學中存在的共性和個性問題,基于證據評價自己的教學過程,并制定出科學的教學改進策略。對于學生,要求其具備開放性、批判性和創造性思維,具備基本的科學常識和邏輯推理能力,以及積極參與課堂互動的熱情和勇氣。

為了推動循證教學在課堂教學改革中的深入應用,本研究在辨析循證教學相關概念的基礎上,總結了循證教學中可能會用到的多種證據,設計了循證課堂教學的實施路徑,并以“Java設計模式”課程為例,闡述了循證教學在課堂教學改革中的具體應用方式和方法。

二、循證教學相關概念辨析

將循證思維應用到課堂教學改革中,首先需要闡明循證教育、循證教學、教育實證研究等相關概念的區別和聯系。

(一)循證教育

很多學者認為,“循證”理念源于二十世紀七八十年代的西方醫學領域[2],“循證教育”是1996年由劍橋大學教育學院的David Hargreaves首次提出的[3]。筆者則認為,早在幾千年前,我國古圣先賢就已將循證理念應用到教育教學活動中。例如,孔子曾經說過“聽其言,觀其行,而后施之于人”,這種觀察實踐、驗證效果的方法就是循證思維的一種體現;“知之為知之,不知為不知,是知也”也是循證的體現;班固在《漢書·河間獻王劉德傳》對劉德嚴謹治學態度的評價 “修學好古,實事求是”,也體現了對循證的重視。

學界普遍認為現代循證教育的正式定義是由牛津大學的Philip Davies于1999年提出的。Philip Davies[4]認為,“循證教育”是將個體教與學的經驗與外部研究可獲得的最佳證據結合起來指導實踐的過程。目前,循證教育已在全球掀起了研究和實踐的熱潮。Slavin等[5]認為,教育沒有理由不像醫學、農業和工程學那樣將政策和實踐建立在嚴格的證據之上;Sarango-Lapo等[6]認為,循證教育是依賴主觀經驗的替代方案,提出了教育4.0框架下循證教育的創新模式;張春莉等[7]指出,循證教育的核心思想是教師以科學嚴謹的方法獲得合理有效的教學證據,并在實際教學中將證據與實踐緊密結合,進而幫助教師回答解釋教學問題,重點在于對教學證據的再認識;朱寧波等[8]認為,循證教育的顯著特征之一便是“遵循證據”,教育工作者需要基于證據去解決教育實踐問題;任萍萍等[3]認為,從微觀視角,“循證教育”是一種技術手段,重點在循證二字上,從中觀視角,“循證教育”是一種研究方法,從宏觀視角,“循證教育”直指教育的循證實踐,是實現教育目標的有效有力的方法論。

(二)循證教學

循證教學既是改善教學的一種有效方法,也是循證教育的一種途徑[8]。徐海鵬等[9]認為,循證教學是循證教育的組成部分之一,教學作為一種復雜的、特定條件的專業實踐,應基于一系列的科學證據與專業判斷來進行;崔友興[10]認為,循證教學是教師主體基于經驗、智慧與證據,在師生交往互動中促進學生學習與發展的實踐活動;Bergmark[11]認為,循證教學可以基于定量和定性研究數據,以及學校內部的經驗(即特定背景的知識)。

(三)教育實證研究

教育實證研究是基于教育現實經驗,通過對研究對象進行觀察、實驗或調查來收集證據資料進行分析和解釋,以驗證教育假設、認識教育發展規律、探究教育真相為目的的研究活動[12]。胡中峰等[13]認為,教育實證研究具有如下特點:教育實證研究的問題是經驗性的,教育實證研究的目的在于驗證,教育實證研究的依據是教育事實。Ma等[14]認為,教育定量研究、教育定性研究和教育混合研究方法都包含在教育實證研究的范圍內。

本研究搜集了現有的中文文獻中對循證教育、循證教學、教育實證研究的定義,使用卡方檢驗提取定義中的特征詞,對這三個概念進行比較。每個概念中排在前5位的特征詞如圖1所示。

圖1 循證教育、循證教學、教育實證研究三個概念中具有顯著性的特征詞

通過對概念的梳理和特征詞比較,本文認為循證教育、循證教學、教育實證研究三者的區別和聯系可概括為:

(1)循證教育更多關注的是如何使用證據作出合理的教育決策、指導教育實踐,循證教學關注的是教師如何基于證據開展教學活動,教育實證研究關注的是如何使用科學的研究方法分析和解決教育、教學中的問題。

(2)循證教學是循證教育的組成部分和實施路徑,循證教育為循證教學提供實踐指導,教育實證研究為循證教育和循證教學提供證據,循證教育和循證教學為教育實證研究提供研究對象和研究問題,如圖2所示。

圖2 循證教育、循證教學、教育實證研究三個概念間的聯系

三、循證教學中的多源證據

循證教學主要包含教師、學生、教學內容、教學過程、證據等要素。證據在教學中具有非常重要的作用,可以幫助教師明確教學起點、制定教學策略、評估教學效果。從證據的來源看,循證教學的證據包括外部證據和內部證據,外部證據通常指來自外部環境的數據、事實和研究成果等,如文獻、調查數據和統計數據等。內部證據則是指來自于教學活動本身產生的證據,如學生的作業、課堂討論、考試成績等。常用的內部和外部證據如圖3所示。

圖3 循證教學中的常用證據

根據研究對象的性質和研究方法的不同,上述證據可以分為定量證據和定性證據,定量證據是基于數字和統計分析得到的數據,通常使用量化方法進行研究;定性證據是基于文字和觀察得出的數據,通常使用質性方法進行研究。從證據與事實之間的關系角度,上述證據可以分為直接證據和間接證據,直接證據是能夠直接證明事實的證據,而間接證據則需要通過推理和論證來間接證明事實。

四、循證課堂教學的實施路徑

循證教學是一種重視發揮學生主觀能動性的教學方法,通過提供一定的研究素材和研究問題,鼓勵學生通過自主探究和交流合作發現問題的解決方案。結合長期的教學實踐,本文提出了如圖4所示的循證課堂教學實施路徑。

步驟1:確定學習目標。即明確本次課程的授課目標,明確學生在課程結束后應掌握的知識、能力和技能。

步驟2:提出問題。即教師在授課過程中,圍繞教學內容提出一個具有挑戰性和啟發性的問題。

步驟3:引導學生尋找證據。教師通過指導學生梳理與問題相關的理論和方法、提供相關文獻或數據、現場演示等方式引導學生尋找證據。

步驟4:評估證據。教師指導學生對收集到的證據進行評估,以確定其可靠性和有效性。如,評估證據的來源、假設、結論等方面。

步驟5:得出結論?；谑占降淖C據和對證據的評估,引導學生基于客觀事實而不是主觀看法形成問題的解決方案。

步驟6:評價和反思。引導學生反思問題、證據和結論三者的關系,并組織討論,通過啟發和指導引出更深層次的問題。

上述6個步驟體現了“學習—實踐—反思”的循環過程。

圖4 循證課堂教學的實施路徑

五、循證教學在“Java設計模式”課堂教學改革中的應用

“Java設計模式”是高校軟件工程、電子商務等專業的核心課程,主要講述面向對象的核心理念、基本原則和GOF 23種設計模式,旨在幫助學生奠定堅實的面向對象開發基礎,提高代碼的復用性、靈活性和可維護性。

“Java設計模式”是一門概念非常抽象的課程,學生需要通過“學習—實踐—反思”的循環過程實現從感性認識到理性認識的飛躍才能真正理解面向對象設計模式的內涵。傳統的以教師為中心、以PPT演示為主的教學方法很難激發學生的學習興趣,導致學生缺乏主動性和參與度,難以提高理解能力和實踐能力。而循證教學強調學習者在接受知識的過程中要自主推理、實踐和反思,因此,Java設計模式非常適合采用循證教學。

長期以來,筆者在“Java設計模式”課堂教學中開展了一系列基于循證教學的改革實踐。

(一)課堂講授環節——基于案例的循證教學

在講解每一個設計模式時都通過一個典型的案例場景引入模式的使用動機、解釋模式的相關概念,并通過現場編程演示說明模式的結構和實現方法,最后啟發學生思考模式的優缺點并展開討論。以講解“觀察者模式”為例,其過程和方法如下:

1.引入案例場景——“城市道路交通控制”

交通燈每隔一段時間就會變化一次狀態,車輛或行人根據紅綠燈的狀態變化決定行駛還是等待(紅燈停,綠燈行)。

2.引入相關概念和模式的使用動機

在“城市道路交通控制”系統中交通燈就是被觀察者,車輛或行人就是觀察者;被觀察者(交通燈)與觀察者(車輛、行人)之間構成了典型的對象間一對多的依賴關系。觀察者模式的動機就是:定義一種一對多的依賴關系,讓多個觀察者對象同時監聽某一個主題對象;當主題對象的狀態發生變化時,所有觀察它的對象都得到通知并自動作出相應的反應。

3.提出問題

如何使用觀察者模式實現交通信號燈的控制程序,以確保車輛和行人安全通行?

4．通過現場編程演示,引導學生收集證據、評估證據

首先通過繼承JDK中的Observable類編寫交通燈(被觀察者)程序,并使用線程機制實現交通燈不斷在“紅燈”和“綠燈”兩種狀態間的切換,同時開發圖形用戶界面實現交通燈狀態變化的可視化展示。然后通過實現Observer接口和Runnable接口開發觀察者(車輛和人)程序,最后在可視化界面下啟動觀察者和被觀察者的程序。在現場編程講解的過程中,代碼、調試過程、演示結果等都是可收集的證據。

5.得出結論

學生通過案例的一步步代碼實現過程可以更深刻地理解觀察者模式的原理、結構和應用方法?，F場編程演示完畢,為了檢驗學生的掌握情況,以隨機提問的方式讓學生回答所提出的問題:如何使用觀察者模式實現交通信號燈的控制程序?并根據學生的回答情況加以補充和完善,形成總結性問題答案。

6.評價和反思

進一步引導學生深入分析觀察者模式的優缺點,總結觀察者模式的適用情景。由此,進入課堂討論環節。

(二)課堂討論環節——基于互動的循證教學

仍以講解“觀察者模式”為例,在通過對案例的編程實現講解了觀察者模式的原理、結構和實現方法后,通常設計一些開放性問題,通過小組討論、集體討論、辯論等形式開展課堂互動,將學生從被動聽課轉變為主動參與,幫助學生進一步加深對設計模式的理解。常用課堂討論問題包括:

1.在實際應用場景中,觀察者模式可能面臨哪些潛在問題?如何解決這些問題?

2.觀察者模式在哪些場景中會用到?其優缺點是什么?

3.假設現在有一個需求,要求在不使用觀察者模式的前提下實現同樣的功能,你會如何設計?

4.JDK中哪些應用體現了觀察者模式?

為了避免課堂討論膚淺化、形式化,教師會為學生提供研究論文、開源項目、CSDN學習博客等素材,引導學生從素材中挖掘證據,分析證據并闡述自己的思考結果。借此過程,學生不僅加深了對所學知識的理解,還鍛煉了思辨能力和表達能力,進一步提高了綜合素養。

(三)課堂練習環節——基于學生自主實踐的循證教學

在課堂練習環節,主要通過設計適當的編程題開展基于實踐的循證教學。仍以講解“觀察者模式”為例,在課堂練習環節常用的教學方式是將學生分成幾個小組,讓各小組在指定時間內編寫不同的模擬程序,如使用觀察者模式模擬微信公眾號的消息推送、模擬股票行情變化的自動通知等。編寫完畢后,隨機抽取個別小組進行展示,并讓其他小組從如下幾方面進行點評:

1.使用觀察者模式的合理性:所模擬的問題是否適合使用觀察者模式來實現?

2.代碼質量和風格:代碼是否規范、易讀易懂、注釋是否清晰?

3.程序功能實現情況:程序功能是否完善?

4.程序的擴展性和可維護性:程序是否具有良好的擴展性和可維護性?是否符合面向對象的SOLID原則?

5.小組的創意:在設計和實現上是否具有獨特、新穎的創意?

點評時必須指出相應的證據,這種方式既可以讓學生通過自主實踐進一步加深對知識的理解和應用,又培養了探究精神和團隊協作能力。

六、結束語

循證教學強調以證據為基礎,以學生為中心,以新興技術為支撐,注重培養學生的批判思維和創新能力,是符合現代教育需求的一種教學方法。但開展循證課堂教學也可能存在一些問題,如:

1.課前準備工作量大。教師需要準備大量的教學素材,以供學生分析循證;同時還需要有足夠的知識儲備和應變能力才能在課堂互動中對學生進行指導和評價。

2.影響教學進度。如果學生基礎薄弱、自主實踐能力差,則必然會制約循證課堂教學的順利進行,導致教學效率降低。

3.減弱教學效果。如果教師缺乏教學經驗、學生缺乏學習興趣和課堂參與熱情,則必然會影響教學效果。

為此,提出如下建議:

1.循證課堂教學應注意問題導向、質量導向和效果導向,教師必須通過對證據的分析和評估,制訂符合實際的教學方案。

2.循證課堂教學需要一個良好的教學環境,教師可以通過適當的場景搭建,創造和諧的團隊氛圍來提高教學互動效果。

3.循證課堂教學需要教師不斷凝練教學方法和技巧,能夠有效組織和管理課堂,能夠根據實際情況靈活調整教學進程。

4.循證課堂教學需要教師尊重學生的個體差異,引導學生進行思辨,鼓勵學生提出質疑,激發學生的學習主動性。