[论文解读] 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 6

一句话总结

本研究探讨了在采用翻转课堂教学法重新设计的大班大学物理课程中，面对面授课的作用。通过减少课堂讲授时间，以课前自学和课堂小组问题解决代替，研究发现学生表现较传统讲授有所提升，但适度的面对面授课（最多占课堂时间的一半）对学习表现较弱的学生仍具益处，表明平衡的教学方式为最优选择。

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)

研究动机与目标

• 评估在大班大学物理课程中减少面对面授课的有效性。
• 评估以课前自学和课堂小组问题解决替代传统讲授是否能改善学生的学习成果。
• 确定在翻转课堂中，针对不同学习水平学生，面对面授课的最优比例。
• 调查不同讲授与小组学习比例下，学生满意度和学习偏好的差异。

提出的方法

• 在2012年第二学期重新设计了一门176名学生的物理课程，减少讲授时间，以课前自学和课堂小组问题解决代替。
• 比较了重新设计课程与161名学生的传统讲授班在学生表现和满意度方面的差异。
• 在2013年学期，实施了两个重新设计的班级，控制讲授时间比例：分别为总课堂时间的1/3和1/2。
• 收集并分析期中和期末考试成绩，比较各班级的学业成就。
• 通过学生调查评估学生对小组问题解决与面对面讲授的满意度及感知学习价值。
• 使用统计分析比较表现分布，并基于学生表现水平识别模式。

实验结果

研究问题

• RQ1 与传统讲授相比，减少大班物理课中的面对面授课是否能提升学生的学习成果？
• RQ2 在翻转课堂环境中，为最大化学生学业成就，面对面授课的最优比例是多少？
• RQ3 在不同表现水平的学生中，对小组问题解决与面对面讲授的学习效果感知如何变化？
• RQ4 在翻转课堂模式中，可选的课堂活动是否会影响学生学业成就？

主要发现

• 在2012年第二学期，与传统讲授班相比，重新设计课程中减少讲授、增加课堂问题解决的学生表现更优。
• 在2013年学期，面对面授课比例（1/3与1/2的课堂时间）对学业成就无显著影响。
• 高分学生（相对于期中成绩）更偏好小组问题解决，表明他们认为同伴协作更有效。
• 期末考试成绩相较期中成绩下降的学生更偏好面对面讲授，表明他们从直接教学中受益。
• 在1班中，可选的第二节课可能通过改善时间管理技能，对学业成就产生积极影响，从而部分抵消了无强制出席的不利影响。
• 尽管课前自学和课堂小组合作对大多数学生有效，但适度的面对面授课对学习表现较弱的学生仍具价值。