一種優化教與學的Linux課堂教學評估實踐研究

鄧偉

關鍵詞：問題導向學習；實施效果；翻轉教室

1 引言

問題導向學習（Problem-Based Learning， PBL）為Larry Michaelsen在20世紀80年代所發展出來的教學法，使大班級中的學生以問題導向的方式進行學習[1]。問題導向學習是一種有架構的教學策略，學生在課前閱讀教師提供的教材以及閱讀指引，在課堂的一開始利用個人測試來確保學生的準備程度，接著分為小組針對測試進行討論并獲得一致的共同答案，最后進入以運用知識來解決問題為目標的課堂互動。PBL教學法的學習階段主要可分為三個階段，分別為個人預習、學習評價以及應用活動[2]。

在個人預習階段中，教師提供閱讀數據讓學生在課前閱讀，并以閱讀指引的方式來引導學生自行學習，學生在上課之前確保自己的學習以便在上課時能夠參與小組討論。

學習評價階段主要分為個別測試（IndividualReadiness Assurance Test， IRAT） 以及團隊測試（GroupReadiness Assurance Test， GRAT）[3]。在課堂開始時教師先發個別測試，學生在完成之后會獲得個人成績，此測試通常為15～20 題的選擇題，學生可以在大約15～20分鐘內完成為標準，接著便進行團隊測試。

最后是應用活動的階段，此階段的重點是運用之前學習的知識來解決實際業界可能遇到的問題。教師要設計一份場景題目讓學生討論，此題目不一定要有正確答案，而內容則以概念延伸或實際業界問題為主，設計題目時必須遵從4S原則[4]。首先是重要相關的問題或場景（Significant problem） ，題目最好能與現實學習有關；接著是讓所有小組同時討論同樣題目（Sameproblem） ；第三個“S”為各小組必須針對題目決定一個特定的答案（Specific choice） ；最后，各小組必須同時回答（Simultaneous report） ，各組以不同的色卡或號碼牌同時舉牌表示自己的答案，此時教師開始導引各組間的討論，要求學生說明他們答案以及進行練習。

2 研究方法

2.1 研究對象

計算機系三年級，已經上過傳統授課、PBL課程以及結合翻轉教室PBL課程（Flip-PBL）的學生100人。

2.2 教學內容

（1） 教材準備

為了做好前期的教學安排，本課程的教材為電子工業出版社出版的《Linux操作系統》，并根據這些教材本文準備了14 次課程的PPT，具體的內容包括Linux介紹、Linux的用戶管理、Linux實用指令、Linux 組管理和權限管理、Linux文件管理、Linux定時任務調度、Linux網絡配置、Linux進程管理。學生通過學習這些PPT了解Linux課程的內容和知識點。

（2） 視頻準備

根據Linux操作系統的教學要求，本文制作了VM 和Linux的安裝視頻、Linux磁盤分區、掛載操作視頻、Shell編程視頻。由于這些內容都是實踐性較強的內容，所以通過視頻可以很好地展示具體的操作過程和結果。

（3） 問題準備

根據Linux操作系統的教學要求，要求3人一組，完成的主要任務包括實現“Windows和Linux虛擬機互相訪問”，要求兩個系統中間的共享文件可以相互訪問；包括實現“通過編寫Shell獲取一小時內系統負載最高的進程信息”，要求每隔1分鐘獲取系統中負載最高的進程的內存占用、CPU占用、運行時間等信息，并通過列表打印到文件中。

2.3 研究工具

以Kirkpatrik四層次評價的第一層次（Reaction）來進行初步的成果測量，利用自編結構式問卷調查學生對于傳統課程以及PBL課程的看法，并就不同的預習教材調查學生預習狀況和意見[5]。

3 研究結果

本次課程修課人數為100人，回收有效問卷為100份。

3.1 預習

針對借由預習能夠獲得更好的學習效果題項多呈現正面回應（74%），而有部分同學（26%）持中立意見，平均分數為3.96；在不同類型的教材能否獲得充分預習，兩種教材類型的滿意度分布十分相近，而認同的比率也相差無幾（68% vs.64%），平均分數也都在3.8分左右。

對于預習方式的選擇，多數學生（66%）選擇文字與視頻結合的方式，而希望單純以文字或視頻的同學則分別占了18%及16%左右。

在文字數據教材的選擇方面，40位（81.6%）同學希望是以老師整理過后的PPT作為閱讀教材，12位（12.2%）認為期刊較適合閱讀，而6位（6.1%）學生覺得課本、參考書比較適當。

對于每段教學視頻的長度，67.3%的學生希望能夠在8～15分鐘內，22.4%的學生則認為15～30分鐘可以接受，少部分的同學則認為更長的視頻也可以。而以100分鐘的課堂計算的話，學生可接受的視頻總長度平均為46.81分鐘。

58%的學生認為課前線上測試有助于了解學習狀況，8%的人持反對意見，而有62%的學生認為線上測試有助于督促自己的學習，而有12%的學生抱持相反的意見。

3.2 課堂聽講

有10%學生在課堂聽講時無法很好地吸收老師講述的內容，另外有14%的學生無法及時記錄老師講述的重點，這之中也包含所有無法吸收的學生。

3.3 課堂討論活動

普遍來說，大多數的學生認為自己在交流活動中能夠有所收獲并且有良好的表現。有60%的學生認為自己能夠通過預習來增加發表意見時的信心。

3.4 課堂小考

多數學生認為課堂小考能夠幫助自己了解學習狀況，少部分學生認為小考對學習沒有幫助。

3.5 研究結果

學生對于文字數據以及教學視頻的滿意度差不多，此項結果乍看之下與估計不同，但是將學生偏好的文字數據類型以及期望的預習方式一起綜合來看，發現學生們想要的并無違反翻轉教室的理念，教學視頻加上PPT的學習方式恰好就是學生在學校聽大堂課時的模式，因此兩者相配合才會符合翻轉教室把教師講述放到課外的概念，設計課程時將視頻與文字數據明確切割反而背離了翻轉的概念。

多數學生希望每段視頻的長度在8～15分鐘以內符合了Middendorf提出的成人專注時間，而總長46.81 分鐘的視頻時間差不多是課程總時數的一半，呼應了一些學生在開放式意見欄中提到的意見，同時，部分學生提到這種翻轉的上課方式如果太頻繁，會造成負荷過重。假設一天8小時的課程都使用翻轉，光是看視頻加上課堂時間就差不多一天花12小時在學習上，因此若是過度使用翻轉教室可能會造成學生降低學習意愿。

學生們對于課前線上測試以及課堂小考的看法分布類似，代表這兩種教學活動的部分功能在學生的觀點中是重復的，在經過研究后，這兩個教學活動依舊各有其存在的必要性，課前測試能夠讓老師了解學生的學習狀況，相較于在課堂中才了解自己的學習狀況，讓學生在上課之前就能了解自己學習狀況對于學生的自我學習比較有幫助；而課堂小考（IRAT）則屬于GRAT不可缺少的前置教學活動，當學生有了自己的想法再進行討論與直接就題目開始討論，在認知的過程中有很大的差異。

在課堂聽講部分中，認為自己無法有良好學習成效的學生在遇到問題時的解決方式有部分人選擇忽略，也有部分人選擇自行查找數據或者詢問同學，而詢問老師這個選項則完全不被考慮，這表示當這些學生在課堂聽講遇到困難時，沒辦法即時地得到解決，可能會造成他們的學習進度無法跟上別的同學，若是以翻轉教室的教學法讓他們掌握自己的學習是否能夠解決這個狀況有待進一步的研究。

4 總結

總體而言，學生們對于將教學視頻融入PBL教學持正向的態度，在Kirkpatrick第一個層面的評估算是符合預期，而若要深入了解這種教學法的結合是否真能促進學生的學習成效則必須持續的實施，并通過學習（Learning）、行為（Action）以及成果（Result）層面來進行評估。本文的相關研究可以幫助和提升學校的課堂教學，可以很好地為相關教學改革提供參考。