班级规模对学习成果影响的初步探索
1 引出问题
为节省教学成本、提高教学效率，高校的公共基础课一般是大班授课，很多人集中在一个大教室里共同听讲。但班级规模效应对学习的影响是教、学需要考虑的一个重要因素。对于班级大小的界定有不同的办法，通常取Maxwell等人的分类方法，见表1。
表1 班级大小的界定
目前，高校班级规模对成绩的影响有不同的研究结果。有些研究认为班级规模会影响成绩，如Kokkelenberg等人认为班级人数增加到20人时，学生的学习成绩会显著下降[2]；而Bandiera等人则认为班级过大或过小都会对学习产生影响，尤其是高年级的大班会体现出消极性[3]；杨静等人认为班级规模扩大会影响学生的学习表现和学习效果[4]；望军等提出授课人数保持在30±5以内会有较好的效果[5]。Berlin等人的研究提出班级规模不是影响成绩的单一因素，需要考虑社会、政治、生态等决定学校区域、学校规模和班级规模的因素[6]；Mckeaehie等人认为学生在学习和理解真实的信息类课程时，用讲授或讨论等不同方法对学习效果的影响并无区别，与班级大小无关[7]；相比班级规模，陈艳莲等人认为高校教师的专业知识和技能是更重要的决定因素[8]。
作为理、农、林、医等各专业的必修课，高校公共基础课“大学物理”重在培养学生的知识、能力、素养，使学生熟悉自然界物质的结构性质、相互作用及其运动的基本规律，为后继课程的学习奠定必要的基础。在中国农业大学，公共基础课“大学物理”的班级规模多为大班和超大班。为了探索班级规模效应对学习的影响，以中国农业大学的“大学物理”课程为例，在保证授课教师、教学内容、教学方法都相同的情况下，比较了150人的超大班变成105人大班和39人小班后的情况。在排除了重修生和转学、退学生后的有效研究对象是134人。研究内容主要是授课情况、平时开卷成绩和期末闭卷成绩。
2 实施过程
取两个专业的4个自然班为研究对象，秋季学期全部合成一个大班，随后的春季学期取一个自然班为小班、剩余班级为大班。开始的秋季学期大班共有150人、含重修生6人，随后春季学期独立出的自然班共有39人、含重修生5人，剩余大班共有105人、含重修生5人。由于重修生的样本小、专业杂、年级跨度大，故不考虑，同时排除在春季学期转学或退学的学生，有效研究对象共134人。依据表1，这134人所在的秋季班为超大班，春季分别为100人的大班和34人的小班。教学对应的课程目标、内容、授课方法和手段、考核方法如下。
2.1 课程目标
1) 课程总目标
物理学在自然科学中占有非常重要的地位，它是一切高新技术的先导。本课程使学生在了解物理学整体架构的基础上，掌握经典和近代物理学的基本概念、思想和方法，具有运用物理学方法解决实际问题的能力。培养学生的科学素质、激发创新精神，为后续的学习打好基础，提高学生自己获取知识的能力。帮助学生建立正确的世界观、自然观、时空观和宇宙观，培养学生的独立思考、独立判断的能力。
2) 课程分目标
(1) 知识目标：使学生具备大学物理学的基本知识，为学习和掌握专业知识和技能奠定基础。准确掌握物理学基本概念，理解这些概念之间的内在逻辑联系，并能够通过区分、推断、扩展，与已有知识建立联系。
(2) 能力目标：使学生逐步形成物理学研究的各种思想与方法，培养归纳与演绎、分析与综合、类比联想与假设试探、理想化方法与模型化方法等能力，提高观察能力、思维能力、表达能力、理论联系实际能力和创新能力等。
(3) 素养目标：通过大学物理的学习，培养学生自然科学必备的方法论和认识论，形成辩证唯物主义的世界观。激发探索和创新精神，养成勇于质疑的习惯，形成实事求是的态度。
2.2 授课内容
秋季学期的课程内容为质点运动学、动量与角动量守恒、能量守恒定律、流体力学、振动。春季学期的课程内容为气体动理论、热力学基础、静电场、恒定磁场、电磁感应与电磁场、波动、光波、量子物理学基础。
2.3 授课方法和手段
课程中的部分内容与高中知识相重，有些内容则在日常生活中接触过，若按传统的讲授方法，将会对一些学生的学习效果产生影响。为全面推进学生的自然科学素质教育、注重创新能力培养，授课中遵循历史进程，突出物理学研究型和文化特色的教学模式，激发学生学习兴趣，由以教师为中心向以学习者为中心转变。
(1) 摒弃了以往的满堂灌形式，利用教室里现有的电子白板，结合声音、图像、视频、动画等功能创设情境，结合同伴教学法，调动学生积极性、激发学生学习热情、带动学生主动思考。
(2) 利用雨课堂等智慧教学工具，进行课前预习、扫码签到、实时答题、答疑弹幕、课上课下数据统计、微信推送等功能，全面提升课堂教学体验，增强师生互动。
(3) 在课堂外，开展了互联网+微信、+电子邮件、+QQ等在线互动研讨的新形式，答疑解惑、知识的运用等都可以用在线的方式得以实现。
(4) 微课有直观、形象的特点，能准确生动地传递知识、激发学生的上课积极性。为发挥学生的积极主动性、提高团队合作沟通能力，同时考察他们对知识的掌握程度，3～5名学生组队在老师给出的知识点大集合中随机选题，制作微课并做课堂演示。在制作过程中，既培养了学生的自学能力，又增强了小组互助精神。讲解和回答问题的时候随机点名，既锻炼了学生课堂讲解的语言组织能力、思辨能力，又可以考察组内合作分工情况及各自对知识的掌握吸收情况。
2.4 考核方法
如表2所示，考核时的期末成绩占60%，其他成绩分别来自于作业、在线测试、课堂讨论问答和微课。
表2 成绩考核形式、分值、依据及对应课程分目标
(1) 以学校的网络教学平台为依托,建立了有中国农业大学特色基础课的教学方法、完备了授课材料，作业练习题和测试题放到网上，解决了不同专业类型、不同储备知识层次的学习需求。在给定时间内，每章留作业，在同一标准下统一批改。过期不交者无成绩。
(2) 利用雨课堂等在线工具，进行随堂在线小测。
(3) 依据同伴教学法，同学们与周边组团各自讨论，老师随机点名来回答相关问题。依据思路逻辑的正确性给成绩。
(4) 在微课制作中，鼓励简明易懂的作品，可介绍定理、适用条件并用例子讲解，也可就感兴趣的专题、实验作为选题，推荐前沿应用。在微课讲解中，判断掌握知识点的标准是否说清楚、讲明白。
3 结果分析
对秋季学期超大班和春季学期大、小班期末闭卷成绩的比较见图1。黑色方块Final 1为秋季非常大班的成绩，灰色圆点Final 2为春季大、小班的成绩。横标100右边为34人在秋季非常大班和春季小班的成绩。从图中可以看出，对于学生个体，春季成绩Final 2相比秋季成绩Final 1有升有降。大班内成绩升高和降低的学生数相当，小班成绩升高的比成绩降低的要显著地多。
图1 不同班级卷面成绩比较
对于个性不明显、学习成绩普通的同学，容易被老师忽略。他们与什么样的学生共同学习往往会对其学习效果产生很大的影响，如，当其周围学习能力与自控能力较强的学生较多时，往往能够显著地提高其学习成绩。这也是图1显现出学生个体成绩有升有降的一个原因。对于内在驱动、自律性极强和极弱的学生，大、小班并不影响其学习效果。如，大班秋季期末成绩差的同学在春季的成绩多有提升；小班秋季期末成绩差的一些同学在春季的成绩依然很差，并不因老师在课堂上的特别关注而导致成绩变好。
图2给出了不同分数区间的成绩分布。L1、L2表示大班同学在秋季、春季的成绩，S1、S2表示小班同学在秋季、春季的成绩。相比秋季在非常大班时的成绩，春季小班在70分以下区间的人数是减少的，其他区间均增加，尤其是90分以上区间从零变成了5；相应地，春季大班在60～79分数区间的人数下降，60分以下区间与80～89分数区间的人数增加相当，90分以上的只增加了1人。
图2 不同分数区间的成绩分布
从图1、图2对应的数据可知，134人的总平均分数在秋季非常大班时为67.67分，在春季大、小班时为68.78分。其中，平均成绩，大班同学从秋季68.29分微降到春季67.89分，小班同学从秋季65.85分升高到春季71.41分；成绩跨度，大班同学从秋季的19～94分变到春季的28～95分，小班同学从秋季的24～85 分变成春季的28～96分。这说明秋季、春季虽然总平均成绩相差不大，但闭卷期末成绩受到了班级规模的影响，小班平均分、最高分都有提高，效果相对更好。
为摒弃不同专业因入学时录取分数不同所带来的影响，我们取了大、小班内同一专业两个不同自然班同学的成绩做比较，见图3。其中图3(a)的Class S为小班的同学，Class P为同专业留在大班的同学。相较于秋季的成绩，留在大班的同学成绩上升的有18位、下降的有14位、有4位持平；小班成绩上升的有23位、下降的有10位、1位持平。留在大班的那些同学，平均成绩从秋季的71.72分变成了秋季的71.80分，成绩跨度从秋季的24～94分变到春季的40～92分。小班同学两次考试的成绩跨度变化不大，而比另一班最低分40分成绩还差的同学有3位。由于秋季学期和春季学期的学习内容不同、试卷完全不同，为更直观地反映学生的成绩变化，同专业不同自然班学生在134人中的相对位置趋势见图3(b)，其中L1P、S1P分别表示该专业大班同学在秋季、春季的成绩，L2、S2则表示该专业小班同学在秋季、春季的成绩。可以看出，小班学生的排位整体前移(高分数区对应的空心上三角形L2比实心下三角形S2滞后)。因此，即便是对同一专业，小班授课的成绩增加整体表现更显著、教学更有效。
虽然任课教师、教学目标、教学内容、教学方法完全一致，但在大学阶段，由于教师的社会性权威大大减弱，课堂控制主要依靠学生学习的内在需要和教师驾驭课堂的能力。在小班上课时教师权威的自然影响力比大班大，在一个小的空间里学生能够时刻感受到教师的存在和威慑力。在教学实施过程中，小班课堂出勤率几乎次次全满、氛围更活跃、师生关系更融洽，大班课堂违纪现象常无法处理、较难调动起积极性、学生易分散注意力。在大班，虽然老师可以关注到常问问题的学生和经常违规的学生，但无法顾全所有的学生，不像在小班可以关注到学生的个性差异和独特性[9]。同样的授课时间内，与100人和与34人的交流效率显然不同。虽然小班的出勤率高，但40分以下的低分同学占比例大，这些学生的学习内在驱动力不足、动机不够强烈。如何在小班教学中及早发现该类学生并调动其学习积极性，是以后教学实践中需要特别注意的。
由于授课以教师讲授、学生讨论、课题推送、课内外互动等多方式进行，平时成绩来自于作业、在线测验、课堂讨论问答、微课制作讲解等。图4给出了春季期末成绩与平时成绩的分布。从图上看，平时成绩与期末成绩不存在明显的相关性。大部分同学的平时成绩分布在80分附近，课堂学生人数的多少对其学习效果的影响并不是很突出。一些期末考试成绩很差的同学得到了不错的平时成绩。这主要是因为作业、在线测试是在给定的时间内完成，可以借助一切可以借助的力量，可能存在抄袭现象；而以组为单位的课堂讨论和微课等，是大家共同学习的成绩而非个人成绩。一些期末成绩高的同学，平时成绩较差，其原因多出在作业和微课上，错过作业提交时间，微课制作不够顺畅、无法清晰地讲解微课等都会使平时成绩打折扣。这也说明部分知识学习目标达成的同学，思维能力、表达能力、创新能力和自然科学素养还需进一步提高。
图4 期末成绩与平时成绩
4 结语
参考文献
[1] MAXWELL N， LOPUS J A. Cost effectiveness analysis of large and small classes in the university[J]. Educational Evaluation and Policy Analysis, 1995, 17(2).
[2] KOKKELENBERG E, DILLON M, CHRISTY S. The effects of class size on student grades at a public university[J]. Economics of Education Review，2008，27(2)．
[3] BANDIERA O, VALENTINO R. Heterogeneous class size effects: New evidence from a panel of university students [C]. CEPR Dissussion Papers, 2009.
[4] 杨静，姚利民.试析高校班级规模扩大的消极影响[J].当代教育论坛，2013,254(2)：22-27．
[5] 望军，贾碧，邸永江. 高校小班授课与大班授课的利弊分析[J]．教育教学论坛, 2016,19(5)：223-224.
[6] BERLIN B, CIEILKUS R．Size: The ultimate educational issue?[J]. Education and Urban Society,1989, 21(2).
[7] MCKEAEHIE W, PINTRICH L, SMITH D．Teaching and learning in the college classroom: A review of the research literature [M]. Ann Arbor: Regents of the University of Michigan. 1986.
[8] 陈艳莲. 高校大班教学存在的问题及教学方法的优化[J]．教育与职业，2011,688(4)：164-165．
[9] 刘径言, 高校实行小班化教学的构想与可能途径[J]. 江西科技师范大学学报, 2013(4)：119-123.
[10] FISCHER C G, GRANT G E. Studies of college teaching: Experimental results, theoretical interpretations, and new perspectives[M]//Intellectual levels in college classrooms. BARNES C P, Eds. MA: D.C.Heath, 2012: 13-27.
基金项目: 互联网+时代新授课模式的探索(201634)；文化自信在college physics中的隐性教育实践(201814)。
END
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