混合式教學中在線學習行為與學習效果的關系分析及建議

楊婉霞

(甘肅農(nóng)業(yè)大學 機電工程學院，甘肅 蘭州 730070)

在經(jīng)濟社會急速發(fā)展的今天，高校培養(yǎng)的學生應該是綜合性素質(zhì)高，過程扎實，身心健康，人格健全的人才。為了滿足社會對多樣化人才的需求，使培養(yǎng)的各專業(yè)人才能盡快適應社會的發(fā)展步伐，現(xiàn)代大學生的教育開始側重過程和細節(jié)的培養(yǎng)。特別是在目前“雙一流”大學和學科的發(fā)展背景下[1-2]，高校不僅要重視人才培養(yǎng)理念和模式的改革，也要注重不同模式下的人才培養(yǎng)考核評價體系的跟進。在大學四年的培養(yǎng)中，為提升大學生的綜合素養(yǎng)，對學生進行德智、體能、能動和學業(yè)等的全方位、多方面、不同環(huán)節(jié)的考核，在諸多的考核要素中，對課程學習效果的考核評價是一個重要組成部分。它不僅是反映并促進教學質(zhì)量的重要教學環(huán)節(jié)，更是體現(xiàn)學生學習態(tài)度是否積極，學習方法是否得當以及學生對知識點和知識體系理解程度的重要手段[3-5]。也是體現(xiàn)老師的教學方法是否得當，教學手段是否新穎，知識傳授是高效的主要形式。傳統(tǒng)的課程考核主要以課程的期末考試成績?yōu)橹鳎瑫幸欢ū壤陌ㄗ鳂I(yè)和出勤率平時成績。自從開啟混合式教學改革以來，及“線上+線下”結合的教學方式引入課程教學之后，由于其靈活多樣的交流互動方式，豐富多變的指導方法，實時的學習效果監(jiān)督手段，受到學校、老師和學生的一致好評，進而被廣泛推進。那么相應的考核評價內(nèi)容也隨之拓展，開始注重過程性考核。所謂的過程性考核就是將課程教學實施的各環(huán)節(jié)中學生的表現(xiàn)和參與程度納入考核，實現(xiàn)多方位評價[6-8]。其至少包含5-6項評測內(nèi)容，比如以線上教學和學習為例，有在線學習時長，在線討論，線上測試、在線互動、在線提交作業(yè)等多環(huán)節(jié)的考核。然后將各環(huán)節(jié)的成績加權求和后形成綜合性的平時成績，其對過程的考核相當全面，其目的是從多方面調(diào)動學生的學習積極性，以多角度呈現(xiàn)學生的不同學習興趣和不同方式的學習過程。那么課程的在線學習效果該如何體現(xiàn)？目前最普遍和有效的方法依然是期末考試，通過卷面成績衡量在線學習行為對學習效果是否有促進作用。為了探索混合式教學中線上學習行為和期末考試成績之間是否存在直接的定量關系？本文借助SPSS 軟件[9]，利用本校的混合式教學平臺統(tǒng)計學生的各種在線學習行為，然后分析其與期末考試成績之間的相關性，進而體現(xiàn)在線學習行為與學習效果的關系。

文本擬通過對比17和18級電氣工程及自動化專業(yè)學生的微機控制技術課程各種在線學習行為和期末成績的相關性，進而呈現(xiàn)和分析混合式教學，特別是線上教學對學生學習興趣、學習效果和教學質(zhì)量的影響，為進一步推動混合式教學改革和提高課程的教學質(zhì)量及效果提供有價值的理論依據(jù)。

一、研究對象與分析方法

1.研究對象

研究對象依托的課程是機電工程學院電氣工程及自動化專業(yè)的微機控制技術，該課程是我校電氣類、通信類和自動控制類專業(yè)在大四第一學期開設的專業(yè)必修課。主要講述的是以計算機為核心的數(shù)據(jù)采集通道和各種類型控制信號輸出通道的調(diào)理電路組成及工作原理，以及數(shù)字控制器的設計和實現(xiàn)方法。其主要內(nèi)容是自動控制和自動化系統(tǒng)實現(xiàn)的基礎，是所有測控系統(tǒng)的關鍵環(huán)節(jié)，非常重要但比較抽象，課程知識的應用性十分強，對于實踐基礎比較薄弱的大學生而言，要掌握和理解其工作原理并且達到實際操作和應用的水平，只有課堂的學習時間是完全不夠的，還需要課后對各種學習資料如文本、視頻的反復觀看，對作業(yè)和相關測試題及討論題反復思考和練習。再聯(lián)系實習實踐教學環(huán)節(jié)，結合相關的課程設計，促進學到用的快速銜接和轉(zhuǎn)換。所以，該課程很適合線上和線下相互結合的混合式教學方式。在通過線下對課程整體知識體系的組成和關系，及各章節(jié)知識的重點和難點的課堂講解和討論之后，再通過線上播放MOOC和相關控制電路的講解視頻，主要是實際使用的實例，對知識點進行補充和拓展，直觀地、立體地、寬視野地增強學生對理論知識的深度理解，所以線上的學習也是很重要的組成部分。

本次研究對象為參與微機控制技術課程混合式教學改革的電氣專業(yè)17和18級200名學生。以這些學生進入該門課程在線課堂次數(shù)、參與在線討論次數(shù)、進行在線學習時長、閱讀課程相關學習資源次數(shù)等的行為與該課程期末考試成績作為研究分析的主要數(shù)據(jù)來源。此外，為了進一步對比混合式教學和傳統(tǒng)授課的效果，將16級100名學生(只傳統(tǒng)授課)的期末考試成績和17(只線上)、18級(混合式授課)各100名學生的期末考試成績作了對比分析。

2.研究方法

此次研究采用綜合方法，即數(shù)據(jù)統(tǒng)計、數(shù)據(jù)挖掘和定量分析相互結合的策略。首先，將THOEL混合式教學平臺中參與學生的在線學習行為記錄及相應班級學生的期末考試成績統(tǒng)計整理為Excel表格，并對表格中的各類數(shù)據(jù)進行初步的預處理。然后將預處理后的Excel表格數(shù)據(jù)導入SPSS軟件，采用該軟件提供的方法對各種在線行為數(shù)據(jù)和期末考試成績實施相關性分析。本次分析選擇Pearson積差相關法，其相關系數(shù)的計算過程如公式(1)所示。

(1)

其含義是：如果兩變量x和y之間的相關度越高，則ρXY值將越接近1。反之，若ρXY值越遠離1，即接近0時，說明變量x和y相關度很低。

二、研究結果與分析

混合式教學除了繼續(xù)發(fā)揮傳統(tǒng)面授的優(yōu)勢外，借助于網(wǎng)絡資源，充分利用學生的課余時間，拓展教學內(nèi)容，豐富教學資源，使學生更多、更廣地了解與本課程的相關內(nèi)容。同時，通過使用多媒體技術手段，從不同視角提高學生對課程內(nèi)容的學習興趣。而且，還可以通過混合式教學平臺，及時掌握學生的在線學習行為，以及學生感興趣的學習方式和學習資料，便于老師及時調(diào)整教學方法。以下對 200 名學生(參與微機控制課程學習)的4 種在線學習行為與該課程期末考試成績的相關性結果進行統(tǒng)計及分析。

1.學生在線學習行為變量的統(tǒng)計分析

為便于后續(xù)深入地具體分析，首先對學生在線學習行為數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計與預處理。比如對課程開設過程中中途退學的學生，或?qū)υ撜n程感興趣，但不需要修學分的同學，把他們的在線學習數(shù)據(jù)從統(tǒng)計表中剔除，經(jīng)過預處理之后的統(tǒng)計結果見表1。然后對得到的數(shù)據(jù)進行初步分析。

表1 在線行為統(tǒng)計表

由表1可以看出，在4種在線學習行為中，就均值而言，17級在各環(huán)節(jié)的均值高于18級，特別是在線學習時長，17級的平均值為486.16分鐘，而18級學生的平均在線學習時長不到200分鐘，沒有達到17級的一半學習時長。其次是進入課堂次數(shù)，18級同學進入課堂的平均次數(shù)不到17級同學的三分之一。只有在線閱讀教學資源的次數(shù)平均值，18級的超過了17級的一半值。而參與討論的次數(shù)，兩個年級的平均值相差不大。說明學生對知識的學習深度還不夠，或者是不善于表達，也可能是網(wǎng)絡資源方便，學生自己解決相關問題。標準差方面：就進入課堂次數(shù)、參與討論次數(shù)和閱讀教學資源次數(shù)而言，17級統(tǒng)計結果的偏差大于18級，說明17級學生的在線學習行為差異性較大，分布不夠均勻。而在線學習時長，17級的行為偏差較小，反而18級的偏差較大。兩個年級學生在線學習行為之間存在著較大差距，其主要原因是由于受疫情影響，17級學生的該門課程完全是線上授課和學習，其更能體現(xiàn)學生自主學習行為。而18級的該門課程是線上+線下相結合的授課方式，線下面授對學生的約束較線上授課更強，學生獲取和掌握知識的差異小，這也從側面反映了18級在線學習時長偏差較大的原因。所以后面主要針對18級采用混合式教學方式的數(shù)據(jù)進行分析。首先，進入課堂次數(shù)的平均值是15次，而最大值是82次，大于15次的占比為46%，將近一半。該門課程總學時24，即總共12次課。說明超過半數(shù)的學生會在課后鞏固復習相應課堂內(nèi)容。學生參與單元知識問題討論的次數(shù)在0-22之間，分布不太均勻，沒有參與討論問題的學生和參與討論問題次數(shù)大于6次的學生各占一半。學生在線學習時長主要分布在3-200min之間，平均在線學習時長為190.7min，大部分同學均有較長的在線學習行為。閱讀各種教學資源的次數(shù)主要分布在3-60次之間，超過30次的占比為42%。說明大多數(shù)學生渴望更多地了解和掌握跟課程相關的知識，當給他們提供了及時而又需求的學習資料時，學生會利用課余時間學習，擴充自己的知識范圍。同時，經(jīng)多方分析發(fā)現(xiàn)，課堂積極主動的學生一般在線上各環(huán)節(jié)及作業(yè)等方面的表現(xiàn)和完成程度都較為突出。不參加課程問題討論的學生，在線上和線下等其他環(huán)節(jié)的表現(xiàn)也不盡人意。

2.在線學習行為與期末考試成績的相關性分析

利用SPSS軟件，對兩個年級在線學習行為與微機控制技術課程期末考試成績進行皮爾遜相關性分析，其結果如表2所示。為了更清晰且可視化表示二者的關系，作圖對比了兩個年級的在線學習行為變量與期末考試成績的關系，如圖1所示。

由表2和圖1可以看出，學生的在線學習行為中閱讀教學資源次數(shù)與期末考試成績的相關性最強，這一點在兩個年級中有一致的體現(xiàn)。其可能的原因是本課程開放性學習平臺的教學資源中包含單元測試題，特別是在考試前幾天同學們會突擊做題。而參與討論次數(shù)與期末考試成績的相關性較弱，因為在本次分析的幾個在線學習行為中，參與討論次數(shù)最能體現(xiàn)學生的自覺鉆研性，也進一步體現(xiàn)了學生對各部分知識掌握的全面性和深度。為了體現(xiàn)這一行為的客觀性，本課程中給出的討論題都相對較深，不只是簡單的概念和基本原理，而是涉及概念或機理中更深層次或具有一定拓展性的問題。這個層面的考察在考試中主要以選擇題的形式出現(xiàn)，以區(qū)分和拉開學生的學習層次，學的較為扎實、上課積極思考、全面閱讀教材的同學選擇題的正確率能達到70-80%，而學的一般的同學正確率達到50%，約20%的同學其正確率僅僅達到30%。另外，相比與其他幾項在線學習行為，約有20%的同學不參加任何討論。這也是選擇題失分較多的原因。進入課堂次數(shù)和在線學習時長與期末考試成績是中等程度相關，相關性在0.01上顯著。通過分析發(fā)現(xiàn)95%以上的同學都能有效的進行在線學習，少數(shù)同學存在掛機現(xiàn)象，這是混合式教學在線學習中存在的普遍問題。特別是當大量課程均采用混合式教學方法后，且要求學生必須完成相應的在線學習任務時，學生可能會對次數(shù)頻繁的在線學習產(chǎn)生倦怠，為了完成任務，采取應付的學習態(tài)度。

表2 在線學習行為與微機控制技術期末考試成績的相關系數(shù)

圖1 在線學習行為與期末考試成績的相關性圖

3.三年級期末考試成績對比分析

為了體現(xiàn)混合式教學產(chǎn)生的效果，本文將16級只實施線下教學、17級只采用線上教學和18級采用混合式教學的微機控制技術課程的期末考試成績的分數(shù)分布區(qū)段進行了對比，其結果如表3和圖2所示。對比的前提是三個年級前期開設的課程和培養(yǎng)計劃相同，學生的知識基礎相似，學情基本一致。另外，三個年級期末考試的命題難度相當、考點內(nèi)容占教學大綱的95%以上、內(nèi)容分值和題型等均一致。

表3 三個年級的期末考試成績分布

由表3和圖2可以看出，16級的期末考試成績最低。18級混合式教學的考試平均成績最好，60分以上的人數(shù)占比較高，17級完全線上教學的考試成績中等。其中17級僅線上比16級僅線下表現(xiàn)的好，主要的原因可能是學校對期末成績比例的調(diào)整，要求期末考試成績滿足一定比例 。可見，學生的學習動力和考試成績跟外部驅(qū)動力有直接的關系。除了這一主要影響因素之外，17級學生完全采用線上教學和學習，線上教學資源中，有每單元的測試題，做測試題可幫助學生更為快速和較為深刻掌握所學知識。而16級學生完全線下授課和學習，除了完成作業(yè)，沒有以試題的形式進行測試。可見，就僅僅提高學生的學習成績而言，平時除了要求學生認真獨立完成作業(yè)之外，每單元至少將知識點匯總測試一次，會對成績的提升有很大的幫助。而線上平臺的測試更加方便，學生可以根據(jù)自己的時間隨時定時去做，更方便的是平臺可以批改客觀題，減輕了老師的工作量。

圖2 三個年級的期末成績分布對比圖

三、思考與建議

1.學習資源的合理性、適用性和多樣性建設

上述研究結果表明，學生的在線學習行為與期末考試成績正相關，對課程的學習效果有很大的促進作用，特別是閱讀教學資源的次數(shù)與考試成績的相關度較強。這說明雖然課堂系統(tǒng)化、重點和難點的講解和互動學習尤為重要，但在有限時間內(nèi)，學生對知識的理解不夠深入，對理論知識的應用拓展不夠?qū)挿海瑢W生想借助課堂外的學習資源更進一步理解和明晰較為抽象的概念。那么為了幫助學生提高學習效率，線上學習資料的選擇尤為重要，需根據(jù)課堂教學效果，針對不同層次的學生分層式選擇學習資料。根據(jù)實驗，可將學生分為三個層次，即上層約三分之一屬于學習主動性強，善于思考，認真細致型。中間約三分之一有一定的主動性，但慣于按部就班型。最后的三分一是缺乏主動性，即便有外部驅(qū)動，但行動力差型。那么學習資料可按照這三種類型選擇提供和建設，提醒和敦促學生自主選擇適合的，感興趣的學習資料拓展知識面。另外為了避免因?qū)W習資料類型的單一影響學生的學習興趣，可根據(jù)具體課程的內(nèi)容和性質(zhì)提供多類型的資料，比如講課視頻，動態(tài)視頻，示例演示等等。類型可以多樣，但量要適當，太多的學習資料會讓學生產(chǎn)生選擇困難，長時間在線學習容易產(chǎn)生視覺和腦力疲乏，影響學習效率。

2.加強師生互動的及時性和有效性

混合式教學中師生互動的主要環(huán)節(jié)是課堂的主動回答問題和課后的在線討論。能在課堂主動回答問題的同學，學習的積極性和主動性較強，通常還會提出問題或與同學交流和探討問題。同樣，這部分學生的在線提問和討論也較為活躍，所以有時老師還沒來得及回答學生之前的提問，已經(jīng)被新的問題或討論淹沒。那么，如果能使同學提的問題適當保留一段時間，或者有新問題提出時能及時提醒老師回答，并且能at到每位同學，讓學生對老師分析出的答案進行關注并理解。這樣即使是平時不愿意提問和參與討論的學生，也至少能被動地參與其中，或多或少能有新知識的攝入。另外，有些同學自身不愿意提問或參與討論，但為了完成在線考核指標，會復制其他同學的問題和答案，這不但不利于自身知識的提升，更主要會影響和破壞學習的環(huán)境和氛圍，也會耗費老師的時間。如果平臺能阻止完全復制這一行為，則會大大提高老師和學生在線互動的效率，使得在線學習更為有效。

3.任務驅(qū)動，身份互換

大學老師“教”的主要目的是讓學生明確學習知識的價值，以及用什么樣的方法和思維學習課程體系中的知識，即主要是引路人。利用混合教學的線上平臺，針對課程不同階段的知識內(nèi)容，利用老師對每位學生學習行為的了解，以及對已學知識的掌握程度，給每位同學布置不同的任務，而任務的完成，沒有統(tǒng)一的形式。學生可以根據(jù)自己的理解，選用自己熟知的方式表達，比如可以是以PPT形式展示，也可以是短視頻，或者是以提出問題，列舉事實案例分析的形式。每天在線上平臺規(guī)定5人左右發(fā)布自己任務的完成結果，其他同學和老師可以對其結果進行分析和討論，也可以發(fā)表自己的理解和建議，供發(fā)布者進一步完善和拖深自己的任務。這樣互動不僅能喚醒學生主人翁意識，增強其責任心和盡善盡美的內(nèi)驅(qū)力，也能讓每位學生參與其中，同時使學生能收獲一定的成就感。從另一方面，每位學生的不同思維方式，創(chuàng)新性方法也能從不同角度喚醒和拓寬教師的教學意識和教學方法，真正達到教學相長的目的和效果。

四、總結

隨著混合式教學的全面推進和廣泛開展，混合式教學在豐富教學資源、拓寬學習和互動平臺、調(diào)動學生積極性方面取得了嶄新的效果，但混合式教學過程中同樣存在資源應用不合理、不充分等問題，成為老師們關注的熱點和思考的方向。本文以微機控制技術課程的混合式教學中學生在線行為和期末考試成績的關系為主要研究對象，分析了進入課堂次數(shù)、參與討論次數(shù)、在線學習時長和閱讀教學資源次數(shù)與期末考試成績的相關性。從分析的結果可以看出，混合式教學的在線學習行為對線下課堂教學有顯著的補充和促進作用。雖然統(tǒng)計結果中的在線討論部分差強人意，但通過分析原因，提出了任務驅(qū)動性的建議，在以后的在線平臺建設中適時調(diào)整，及時改進。相信混合式教學會在更大程度上拓展學生的學習方法，提高學生的學習成績和學習效果，也進一步促進老師呈現(xiàn)多樣化、能動性的教學方法，成為幫助教師提高教學質(zhì)量的有力手段，也是學生開拓知識面和培養(yǎng)興趣的有效方法。本文的分析結果和針對性建議對混合式教學課程的平臺建設和持續(xù)發(fā)展有一定的參考價值。