[論文レビュー] Role of face-to-face lecturing in large enrollment physics classes

Heeseung Zoe, Kyujin Kwak+5 more|arXiv (Cornell University)|Apr 14, 2014

Innovative Teaching Methods参考文献 26被引用数 6

ひとこと要約

本研究では、フリップラーニングを用いて再設計された大規模な大学物理学の授業において、対面授業の役割を調査した。授業時間の一部を減少させ、事前学習と授業内グループ問題解決に置き換えることで、従来の授業と比較して学生の成績が向上したが、成績が低い学生にとっては、授業時間の半分以内の対面授業が依然として有益であった。これは、バランスの取れたアプローチが最適であることを示している。

ABSTRACT

The introduction of active learning into physics education at the university level may be crucial for improved learning outcomes. In UNIST (Ulsan National Institute of Science and Technology), introductory physics has been redesigned to reduce the time spent on unidirectional lectures, while increasing the time devoted to classroom activities which facilitate the interaction between students and the instructors, as well as increasing the interaction between student peers. We measured student achievement and the degree of student satisfaction in order to evaluate the impact of the new learning methods on student learning outcomes. In the first semester, we redesigned a class of N_I = 176 students with a reduction in lecture hours and replaced them with pre-class self studies and in-class problem solving, and compared it with the traditional lecture based class of N_II = 161 students. We found that even though the midterm results of two classes were similar, the final average score of the redesigned class was 10 points higher than the traditional class. In the second semester, we applied our strategy to three classes but controlled the proportion of face-to-face lectures to the entire class meeting hours systematically to be 1/3 in `Class 1' of N1 = 160 students, 1/2 in 'Class 2' of N2 = 176 students and 2/3 in `Class 3' of N3 = 177 students. (Abridged)

研究の動機と目的

• 大規模な大学物理学の授業において、対面授業を削減することの有効性を評価すること。
• 従来の授業を事前自習と授業内グループ問題解決に置き換えることで、学生の学習成果が向上するかどうかを評価すること。
• 多様な学生の成績水準を考慮した場合に、フリップラーニングの教室で最適な対面授業の割合を特定すること。
• 異なる授業対グループ作業の比率における学生の満足度と学習好みを調査すること。

提案手法

• 2012年学期に176名の学生を対象に、授業時間を短縮し、事前自習と授業内グループ問題解決に置き換えた物理学コースを再設計した。
• 2012年学期に、再設計されたコースと従来の講義中心のセクション（161名）の間で、成績と満足度を比較した。
• 2013年学期に、対面授業の割合を制御した2つの再設計済みセクション（授業時間の1/3および1/2）を実施した。
• 中間試験および期末試験の得点を収集・分析し、各セクション間での学業成績の差を比較した。
• 学生のアンケートを実施し、グループ問題解決と対面授業の両者に対する満足度と学習価値の認識を評価した。
• 統計的分析を用いて成績分布の比較を行い、学生の成績水準に応じたパターンを同定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 大規模な物理学の授業において、対面授業を削減することは、従来の講義と比較して学生の学習成果を向上させるか？
• RQ2 学力の最大化を目的としたフリップラーニングの教室設定において、対面授業の最適な割合は何か？
• RQ3 異なる成績水準の学生において、グループ問題解決と対面授業の学習効果の認識はどのように異なるか？
• RQ4 オプションの授業セッションの存在は、フリップラーニングモデルにおける学生の成績に影響を与えるか？

主な発見

• 2012年学期に、対面授業を削減し、授業内問題解決を増やした再設計コースの学生は、従来の講義中心のセクションの学生よりも成績が優れていた。
• 2013年学期において、対面授業の割合（1/3 対 1/2）が学生の成績に顕著な差をもたらさなかった。
• 中間試験成績に比べて成績が高い学生（相対的成績が高い学生）は、対面授業よりもグループ問題解決を好んだ。これは、彼らが同級生との協働学習をより効果的だと感じていたことを示している。
• 中間試験成績に比べて期末試験成績が低下した学生は、対面授業を好んでおり、直接指導から利益を得ていたと考えられる。
• 第1クラスのオプションの第2回授業セッションが、時間管理能力の向上を通じて学生の成績向上に寄与した可能性がある。これは、必須出席がない状況を補う要因となった可能性がある。
• 事前自習と授業内グループ作業は大多数の学生にとって効果的であったが、成績が低い学生にとっては、中程度の対面授業が依然として価値があった。