在線學習環境下高三學生數學學習效果調查研究

于戈 盧道明 胡若楠

【摘 要】新冠肺炎疫情使基礎教育階段在線學習進入了常態化，但在線學習的效果遭受質疑。本文以高三數學為例，選取2020年學校集中在線學習前、后兩階段學生區域統測數據進行對比分析。發現在前后測試難度系數無顯著差異的基礎上，線上教學可保持線下集中面授學習效果，學生主客觀題目總分有顯著提升，但不同知識模塊得分率無顯著性變化。基于此提出在線學習的策略建議。

【關鍵詞】新冠肺炎疫情;高中數學;在線學習;學習效果

【中圖分類號】G434 【文獻標識碼】A

【論文編號】1671-7384（2021）010-039-04

研究背景

2020年春季學期，面對新高考和新冠肺炎疫情的雙重壓力，高三階段的學習迎來新的挑戰。高三師生面對疫情影響，不得不改變長期慣用的教與學方式，有效地實施線上教學實踐。為此，北京市市區級教委應急為高三師生最先提供了全學科、多平臺、多形式的在線學習資源，并輔以教學指導。筆者對在線學習期間高三學生的學習態度進行分階段調研，發現學生的學習自主性呈下降趨勢，普遍更傾向于接受線下集中面授的學習方式。在此背景下，在線學習的效果如何，怎樣才能提升學生的在線學習效果，成為了值得探究的問題。尤其針對高三學生這一特殊的學習群體而言，在線學習的效果保證尤為重要。

國內外對于在線學習的效果研究主要包括各種技術的應用效果、在線與傳統學習效果的對比研究、學習效果的影響因素等方面。信息技術在教學中的應用研究發現了不同技術對不同群體的不同效果。如對智能導師系統在K12階段學生的數學學習有效性進行了元分析，結果發現有較小的正面影響，幫助普通學生群體的效果比低成就者效果更大[1]。再如，實驗研究通過對比是否在游戲中提供教學和反饋對學生的學習成績影響，發現在游戲中給學生提供教學指導，學生的學業成績明顯更高[2]。對在線學習與傳統學習方式的比較上，有研究選擇語言學科，發現技術支持的學習效果取決于目標知識的類別。技術的支持可以提高學生對于概念性知識和反思性知識的學習，比面對面學習更能促進詞匯知識的學習，但是不如面對面學習能促進聽力理解[3]。從學習效果的影響因素來看，John Hattie用15年時間對800項研究進行了元分析，提取出了138個影響學業成就的因子和效應量，結果表明教師是對學業成就影響最大的因素（效應量為0.49），其中教師的可信性、形成性評價、課堂討論等對學業成績的影響最大[4]。我們發現，學習效果研究從研究方法上多為通過實驗或準實驗的方式干預，或者元分析研究，而學習科學強調“如果你的目標是理解人是如何學習的，那么你就要觀察人在真實情境中的學習情況。”因此本研究聚焦于數學學科，立足于真實情境下的在線學習環境，對高三學生的數學學業成績進行數據分析，以此為基礎提出有效的數學在線教學策略。

研究設計

本研究主要探究：①高三數學復習階段，采用在線學習方式是否會影響學習效果;②高三學生通過在線學習，不同模塊數學知識的學習效果上是否存在顯著差異。

1.研究對象

本研究選取北京市某校高三年級全體272名學生作為研究對象。此屆高三學生是北京市全面實施“六選三”選課方式參加新高考的首屆學生。

2.數據來源

以高三年級學生的數學成績作為學習效果分析的主要數據來源。選擇高三年級第一學期期末成績作為在線教學的前測，以第二學期在線學習之后的模考成績作為在線教學的后測。兩次考試均為區域統一命題，統一時間線下集中測試，命題方面涉及的學科知識模塊相同，分別包括“集合與簡易邏輯”“解析幾何”“不等式”“概率統計”“平面向量”“立體幾何”“三角函數解三角形”“函數與導數”“數列”“復數”“二項式定理”。收集試卷并計算學生個人總分、主觀題得分、客觀題得分和各題得分。以高三年級第二學期模考成績作為學生全面在線學習后的成績數據，272人參加統測，刪除此段時間因藝考專項學習未全面參與學校在線學習的16人成績，在線學習前測、后測個人信息完全對應。采用SPSS 25.0進行統計分析。

3.在線教學

在線教學期間，學校普遍使用騰訊會議、騰訊課堂等具有直播功能的在線交互平臺進行講授指導，直播時長按照學校統一課時要求。教師通過微信群、QQ群等具有即時溝通功能的平臺或App開展作業布置與反饋等教學組織工作。數學教師主要使用學校統一配發的臺式機電腦或筆記本電腦進行在線教學，極少數教師會在教學中使用手寫板。

在教學過程中主要采取以下教學策略：①采用“問卷星”“一起作業”等在線平臺布置和收取作業。學生課后通過學生端即時獲取作業，做完直接提交，客觀性問題直接反饋答案，主觀性問題上傳照片到平臺，教師采用區域統考閱卷方式進行批閱，在線平臺會反饋學生的作業考勤、平均分、錯誤率、重點關注題型和個人作業情況等信息。②根據學情優化教學資源。整合、拆分、篩選市區級在線教學資源（空中課堂），以直播授課為主、錄播授課為輔。③結合線上教學的特點，重組教學內容、調整教學環節、落實教學目標。例如通過小題掃除知識盲點，通過中等難度解答題練習考試書寫的規范性，通過綜合應用題促進學科思維發展;課前十分鐘按照教學計劃推送學生練習，在學生練習成績分析的基礎上，教師有針對性地答疑講解;教師分層抽取學生的解答過程作為教學案例點評、示范、提出修改建議。④使用教師個人微信公眾號發布數學作業講解的視頻，及時更新作業疑難問題和講解微課。由任課教師指導學生講解并完成錄制的微視頻，可覆蓋不同難度作業水平要求。

研究結果

1.前后測成績差異分析

“難度系數”作為試卷（試題）難度水平的重要評價指標之一，反映了試題的難易程度，是主觀與客觀的統一。一般情況下，不同試卷的難度系數并非一定相同，試卷編制時的難度預期會出現與測試結果存在偏差的情況，因此在學科測試中被普遍關注。兩次測試卷各知識模塊難度系數配對樣本T檢驗結果無顯著性差異（t=-0.054，P>0.05），即兩次測試難度水平基本相同。

測試試卷滿分均為150分，客觀性試題為40分，主觀性試題為110分。前測平均分為101.75分，后測平均分為108分，兩次測試總分、客觀題得分和主觀題得分進行配對樣本T檢驗，結果（表1）發現前、后測總得分有顯著性差異（t=-8.491，P<0.05），前、后測客觀題得分有顯著性差異（t=-3.223， P<0.05），前、后測主觀題得分也存在顯著性差異（t=-8.609， P<0.05），說明總得分、主觀題得分和客觀題得分都是在線學習后顯著高于在線學習前。

2.不同知識模塊成績差異分析

前后測的內容都涵蓋了數學的11個知識模塊，其中集合與簡易邏輯、解析幾何兩個模塊的后測得分率（0.59～0.74）低于前測得分率（0.63～1.00），不等式、統計與概率、平面向量、立體幾何、函數與導數、數列、復數、二項式定理八個知識模塊的后測得分率（0.45～0.97）均高于前測得分率（0.39～0.86），三角函數解三角形模塊前、后測得分率持平。

對前測、后測11個數學知識模塊得分率分別進行配對樣本T檢驗，結果（表2）發現11個知識模塊均不存在顯著差異（P>0.05），從一定程度上也說明了，全面采用在線教學方式沒有造成整體學生的學習效果下降，但同時也反映了在線教學在提高數學各知識模塊的學習效果上具有局限性。

結? 論

本研究以基礎教育階段的全面在線教學實踐為依據，以高三在校學生為研究對象，通過分析全面在線學習前后數學學習成績，探討了在線學習對高三復習階段數學學習效果的影響，主要得到以下研究結論。

（1）從總得分來看，學生的在線學習前后測試具有顯著差異，后測總得分顯著高于前測，而且主觀題和客觀題均表現出在線學習后的成績顯著高于前測。這一結果具有重要意義，表明在線學習下，學生成績是有顯著提升的。

（2）從各知識模塊來看，前后測試的得分率均無顯著差異。在線學習并未使得每個知識模塊的成績提升，這可以說明學生的知識水平并未得到在線學習的積極影響，但是同時也可以說明在線學習使得學生維持了當前的學習水平。該研究未能驗證在線教學對數學知識模塊學習效果具有針對性的提升作用，這一方面源于樣本量不足，另一方面源于研究設計對知識教學法針對性不強。因此，研究結果的代表性和普適性有著一定的局限，有待于深入開展基于在線學習環境的高三數學教學方式研究。

建? 議

根據在線教學的效果驗證，結合本研究對于學習自主性、學案設計、教師答疑和學習任務難度感知等方面的三次問卷調查，提出如下建議。

首先，學生在初期的問卷調查中認為學習任務難度適合的僅占到34.30%，比例相對較小，因此應該根據學生已有知識基礎、教學目標和重難點對教學資源進行深度處理（修改或補充），教師要與學生深度互動、適時講解。

其次，在線學習過程中，偏好于集中面授的占到46.04%，選擇網絡授課的占到6.79%。因此在線教學方式應統籌設計基于自主學習、合作學習、項目式學習等多種方式的教學活動，增強學生參與度，促進學生對在線學習的適應。

其三，69.14%的學生都認為師生互動困難。因此，要提供更多的交互方式，促進教師和學生的在線互動，充分利用網上社交平臺，督促并輔導學生完成課后作業，如給學生制定練習計劃，設計制作答疑視頻等。最后，要結合學科規律和特點，對每一個知識點的教學在做到與傳統線下授課效果相同的基礎上，充分發揮在線學習的技術優勢，不止步于直播平臺的教師傳授，充分利用手寫板和幾何畫板等數學學科工具，促進數學知識的可視化呈現。

參考文獻

Steenbergen-Hu S， Cooper H. A Meta-Analysis of the Effectiveness of Intelligent Tutoring Systems on K-12 Students' Mathematical Learning[J]. Journal of Educational Psychology， 2013， 105（4）：970.

Erhel S， Jamet E. Digital game-based learning： Impact of instructions and feedback on motivation and learning effectiveness[J]. Computers & Education， 2013， 67（9）：156-167.

Hui W， Hu J H， Clark T H K， et al. Technology‐assisted learning： a longitudinal field study of knowledge category， learning effectiveness and satisfaction in language learning[J]. Journal of Computer Assisted Learning， 2010， 24（3）：245-259.

（新西蘭）約翰·哈蒂（JohnHattie）著;彭正梅，鄧莉，高原等譯. 可見的學習—— 最大程度地促進學習[M]. 北京：教育科學出版社，2015.