左冬紅

(華中科技大學(xué) 電子信息與通信學(xué)院,武漢 430074)

新冠疫情的全球性爆發(fā)促成了線上教學(xué)的全面快速流行[1],也促使線上教學(xué)資源得到快速增長[2]。如何有效利用線上教學(xué)資源組織教學(xué)、提升教學(xué)質(zhì)量,是教育工作者必須考慮的一個(gè)問題[3-4]。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展,線上教學(xué)平臺(tái)記錄了學(xué)習(xí)者大量詳盡的線上學(xué)習(xí)行為。不少研究針對學(xué)生線上學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)挖掘?qū)W習(xí)者線上學(xué)習(xí)行為特征,構(gòu)建學(xué)習(xí)行為模型[5],以改善線上教學(xué)資源在高校中的應(yīng)用現(xiàn)狀;或?qū)W(xué)生學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類,并與學(xué)習(xí)成效進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析,找出在線教學(xué)中存在的問題并提出可行性建議,為提高在線教學(xué)質(zhì)量提供參考[6]。

華中科技大學(xué)電信學(xué)院“微機(jī)原理”課程組在2020年疫情期間發(fā)布了線上教學(xué)課程,從2020年春季開始已實(shí)施兩期教學(xué)。對這兩期課程教學(xué)的組織方式、教學(xué)效果以及學(xué)生線上教學(xué)資源學(xué)習(xí)行為進(jìn)行對比分析,以期為教學(xué)改革提供參考。

1 教學(xué)組織方式

2020年春季學(xué)期學(xué)生沒有返校,教學(xué)組織方式為翻轉(zhuǎn)式教學(xué)[7]:學(xué)生按照教學(xué)計(jì)劃在指定時(shí)間完成指定線上教學(xué)資源的學(xué)習(xí)(視頻)和考核(章節(jié)測驗(yàn));教師在指定時(shí)間段通過QQ群視頻或騰訊會(huì)議回答來自線上教學(xué)平臺(tái)論壇、QQ群信或私信、線上作業(yè)或隨堂測驗(yàn)的難點(diǎn)問題以及學(xué)生實(shí)時(shí)提出的問題,若有仿真類實(shí)驗(yàn)任務(wù),則隨機(jī)選取學(xué)生講解并演示仿真實(shí)驗(yàn)完成效果;學(xué)生線下完成作業(yè)以及仿真實(shí)驗(yàn),線上提交。平時(shí)成績包括線上視頻資源學(xué)習(xí)完成度、章節(jié)測驗(yàn)成績、作業(yè)及仿真評分、線上討論情況等,占總成績50%。期末考試采用線上開卷考試。整個(gè)學(xué)期沒有配套課內(nèi)線下實(shí)驗(yàn)。

2021年春季學(xué)期學(xué)生全部返校,教學(xué)組織方式為線上線下混合式教學(xué)[8]:學(xué)生線上完成基本概念、較易知識(shí)點(diǎn)的自學(xué)以及每個(gè)教學(xué)學(xué)時(shí)對應(yīng)的章節(jié)測驗(yàn);課內(nèi)絕大部分時(shí)間由教師講解教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn);學(xué)生課后完成作業(yè)及小組學(xué)習(xí)任務(wù),教師平時(shí)通過QQ或線上論壇回答學(xué)生課后提出的問題。平時(shí)成績包括:線上章節(jié)測驗(yàn)成績、作業(yè)及小組任務(wù)評分、課堂參與度等,占總成績30%。期末考試采用線下閉卷考試。學(xué)期內(nèi)配套專門實(shí)驗(yàn)課,理論課無仿真實(shí)驗(yàn)任務(wù)。

2 教學(xué)效果對比

期末考試成績是衡量學(xué)生學(xué)習(xí)效果的一個(gè)重要手段。將同一學(xué)期各類型班級(jí)卷面成績采用同樣的分類標(biāo)準(zhǔn)分為A、B、C、D四個(gè)等級(jí),分別對應(yīng)優(yōu)、良、中、差。各類學(xué)生在所在班級(jí)中的占比如表1所示。從表1可知2021年采取的教學(xué)組織方式取得的效果為:①顯著提升了優(yōu)秀學(xué)生占比——提高、信卓實(shí)驗(yàn)班由46.94%提升到60%,通信專業(yè)4個(gè)班由10.6%提升到44.9%;②降低了差生占比——通信專業(yè)差生占比由14.9%降低到3.7%。

表1 卷面成績各級(jí)別學(xué)生占比(%)

不同學(xué)期不同班級(jí)在期末考試中各類題的得分率情況如圖1所示,2021年(19級(jí))絕大部分題型班級(jí)平均得分率遠(yuǎn)高于2020年(18級(jí))。

圖1 期末考試不同班級(jí)不同題型平均得分率

3 線上教學(xué)過程數(shù)據(jù)分析

下面分析線上教學(xué)資源學(xué)生學(xué)習(xí)行為和效果,試圖找出學(xué)習(xí)行為、學(xué)習(xí)方法與學(xué)習(xí)效果之間的關(guān)系。

3.1 線上視頻學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)

分析方法為:首先統(tǒng)計(jì)各個(gè)學(xué)生各章教學(xué)視頻觀看反芻比最大值、最小值、平均值,然后再將同一班級(jí)學(xué)生數(shù)據(jù)求均值。如圖2所示,圖2顯示了分析結(jié)果,從圖2可知:

(a)各專業(yè)班級(jí)各章視頻反芻比最大值的均值

(1)翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式下,各章視頻反芻比無論是最大值、最小值還是平均值都較高;

(2)傳統(tǒng)授課模式下,學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)線上教學(xué)視頻的積極性非常低——通信18級(jí)線上視頻學(xué)習(xí)反芻比均值基本在0.25以下;

(3)實(shí)驗(yàn)班和平行班在翻轉(zhuǎn)式教學(xué)和混合式教學(xué)模式下線上教學(xué)視頻學(xué)習(xí)情況明顯不同:翻轉(zhuǎn)式教學(xué)時(shí)平行班學(xué)生在視頻學(xué)習(xí)反芻比的最大值、最小值和均值都高于實(shí)驗(yàn)班;混合式教學(xué)時(shí)則相反——這說明:①平行班大部分學(xué)生需通過平時(shí)成績提升綜合成績,利用成績這個(gè)風(fēng)向標(biāo),可以引導(dǎo)中等偏上學(xué)生投入更多學(xué)習(xí)時(shí)間;②平行班學(xué)生翻轉(zhuǎn)教學(xué)時(shí),獨(dú)立學(xué)習(xí)教學(xué)視頻需花費(fèi)更多的時(shí)間,反芻比均值基本在1.5左右,部分章節(jié)甚至接近1.75;③在視頻學(xué)習(xí)不做硬性要求的情況下,實(shí)驗(yàn)班學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性更高,更能為達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)自覺學(xué)習(xí)。

(4)混合式教學(xué)時(shí)線上教學(xué)視頻學(xué)習(xí)反芻比均值遠(yuǎn)低于翻轉(zhuǎn)式教學(xué),基本都在1以下,部分難點(diǎn)章節(jié)甚至在0.75以下。這說明課堂教學(xué)對促成教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成非常重要。

2020年和2021年卷面成績處于不同級(jí)別學(xué)生線上視頻資源的學(xué)習(xí)情況對比如圖3所示。若將視頻資源學(xué)習(xí)完成情況作為平時(shí)成績,所有級(jí)別同學(xué)基本上都完成了學(xué)習(xí),但是若以小時(shí)為單位統(tǒng)計(jì)一小時(shí)內(nèi)學(xué)習(xí)的視頻個(gè)數(shù)(單次最大數(shù))以及學(xué)習(xí)視頻的次數(shù),則存在一定的差別:D級(jí)別學(xué)生學(xué)習(xí)視頻的次數(shù)最多(達(dá)到70次),A、B和C級(jí)別學(xué)生學(xué)習(xí)視頻的次數(shù)逐級(jí)降低,這說明若需獲取較好的學(xué)習(xí)效果,需一次連續(xù)學(xué)習(xí)多個(gè)關(guān)聯(lián)的視頻。若不將視頻資源學(xué)習(xí)完成情況作為平時(shí)成績,那么視頻資源的學(xué)習(xí)情況更能反映各個(gè)級(jí)別學(xué)生的特點(diǎn):

(a)2020年卷面成績不同等級(jí)學(xué)生視頻學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)量

(1)A級(jí)別學(xué)生沒有學(xué)習(xí)的視頻最少,D級(jí)別學(xué)生沒有學(xué)習(xí)的視頻最多;

(2)A級(jí)別學(xué)生學(xué)習(xí)視頻的次數(shù)最多(40多次),D級(jí)別學(xué)生學(xué)習(xí)視頻的次數(shù)最少;

(3)B、C級(jí)別學(xué)生雖然沒有學(xué)習(xí)的視頻數(shù)一致,但是C級(jí)別學(xué)生單次學(xué)習(xí)視頻數(shù)遠(yuǎn)大于B級(jí)別學(xué)生,且大于20,由于單個(gè)視頻時(shí)長一般超過5分鐘,這說明C級(jí)別學(xué)生采用快進(jìn)或者跳躍式觀看視頻,學(xué)習(xí)效果較差;

(4)從A級(jí)別學(xué)生單次學(xué)習(xí)的視頻數(shù)可以看出,較好的學(xué)習(xí)效果是單位時(shí)間內(nèi)學(xué)習(xí)的視頻數(shù)小于10個(gè)。

從圖3可以看出,當(dāng)采用翻轉(zhuǎn)式教學(xué)且將視頻學(xué)習(xí)情況作為平時(shí)成績時(shí),4個(gè)級(jí)別學(xué)生視頻學(xué)習(xí)習(xí)慣基本一致,絕大部分學(xué)生都是在上午或者下午學(xué)習(xí)視頻。而采用線上線下混合式教學(xué)且視頻學(xué)習(xí)不作為平時(shí)成績時(shí),不同級(jí)別學(xué)生視頻學(xué)習(xí)習(xí)慣差別較大,D級(jí)別學(xué)生主要在上午學(xué)習(xí)視頻,而A、B級(jí)別學(xué)生主要在晚上學(xué)習(xí)視頻。

3.2 線上章節(jié)測驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

線上章節(jié)測驗(yàn)在兩個(gè)年度的完成情況如圖4所示。線上章節(jié)測驗(yàn)在兩個(gè)學(xué)期都作為平時(shí)成績,統(tǒng)計(jì)信息差別不大:A級(jí)別學(xué)生完成情況最好,D級(jí)別學(xué)生完成情況最差;所有級(jí)別學(xué)生單次完成的章節(jié)測驗(yàn)數(shù)基本一致;2020年學(xué)生完成測驗(yàn)最多的時(shí)間是下午,而2021年學(xué)生完成測驗(yàn)最多的時(shí)間是上午和晚上。

(a)2020年卷面成績不同等級(jí)學(xué)生章節(jié)測驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量

兩個(gè)學(xué)期卷面成績不同級(jí)別學(xué)生的線上章節(jié)測驗(yàn)平均成績?nèi)绫?所示。從表2可知,線上章節(jié)測驗(yàn)成績等級(jí)與卷面成績所處等級(jí)基本一致,C級(jí)別學(xué)生的章節(jié)測驗(yàn)成績兩年都在85分左右,但是A、B級(jí)別學(xué)生章節(jié)測驗(yàn)在混合式教學(xué)方式下高于翻轉(zhuǎn)式教學(xué)方式,而D級(jí)別學(xué)生卻相反。這說明線下課堂教學(xué)更有助于提高優(yōu)、良學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,但是對學(xué)習(xí)欲望差的學(xué)生,沒有太大幫助。

表2 不同級(jí)別學(xué)生線上章節(jié)測驗(yàn)平均成績

3.3 線上討論

兩個(gè)年度不同級(jí)別學(xué)生參與討論的情況如圖5所示。2020年線上討論記入平時(shí)成績,而2021年不計(jì)入平時(shí)成績,因此2020年總體討論熱度遠(yuǎn)高于2021年,而且2020年不同學(xué)生參與討論的熱度與卷面成績所處級(jí)別呈現(xiàn)一致性。無論是2020年還是2021年,卷面成績處于級(jí)別D的學(xué)生參與討論的獲贊數(shù)都是最低的。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出所有學(xué)生總體表現(xiàn)為:愿意在討論論壇中回答問題,而不愿提出自己的疑問。

(a)2020年卷面成績不同等級(jí)學(xué)生討論統(tǒng)計(jì)量

3.4 作業(yè)成績

卷面成績不同級(jí)別學(xué)生的作業(yè)平均成績、平均缺交比例、平均提交延時(shí)如表3所示。從表中可以看出,作業(yè)成績、缺交比例以及提交延時(shí)基本與卷面成績所處級(jí)別表現(xiàn)一致,2021年尤為明顯。2021年平時(shí)成績由章節(jié)測驗(yàn)以及作業(yè)構(gòu)成,但是僅占綜合成績的30%,D級(jí)別學(xué)生對綜合成績的預(yù)期為及格即可,因此對平時(shí)成績不太重視——缺交嚴(yán)重;2020年平時(shí)成績占比較高,B、C級(jí)別學(xué)生期望通過平時(shí)成績拉升綜合成績,因此提交率以及提交延時(shí)比A級(jí)別學(xué)生表現(xiàn)更好。

表3 卷面成績不同等級(jí)學(xué)生作業(yè)完成情況

4 結(jié)語

本文通過對2020年以及2021年華中科技大學(xué)電信學(xué)院“微機(jī)原理”課程班級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)成績以及線上教學(xué)資源的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行分析,得出以下結(jié)論:

(1)線上線下混合式教學(xué)模式更有利于提升教學(xué)效果;

(2)線上教學(xué)資源在培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的同時(shí),能緩解課內(nèi)學(xué)時(shí)不足的問題;

(3)不同類型學(xué)生線上教學(xué)資源學(xué)習(xí)行為存在差異——學(xué)習(xí)效果越好的學(xué)生,線上學(xué)習(xí)頻次越高,同一時(shí)段內(nèi)學(xué)習(xí)量越少,課余時(shí)間學(xué)習(xí)概率越大。

(4)線上教學(xué)視頻、章節(jié)測驗(yàn)、討論、作業(yè)完成度越高,學(xué)習(xí)效果越好。由此可知,通過學(xué)生線上教學(xué)資源學(xué)習(xí)行為可以預(yù)測學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。若教師在教學(xué)過程中,利用線上平臺(tái)記錄的學(xué)生學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù),可以在早期發(fā)現(xiàn)可能掉隊(duì)的學(xué)生從而及時(shí)干預(yù)。