MOOC教学模式下学习者学习风格与物理学习成效分析研究

唐成晨 甘晓雯 钱懿华 晏世雷 须 萍

(苏州大学物理科学与技术学院，江苏 苏州 215006)

目前,网络学习成为了“互联网+教育”的重要组成部分,我国已有许多较为成熟的MOOC平台,如中国大学MOOC-爱课程、学堂在线、好大学在线CNMOOC等.这些平台中的MOOC课程是网络学习的重要资源组成.然而,面对不同的学习者,这些课程缺乏适应性和针对性.

研究者在教师教学风格对学习者学习成效的影响方面做了大量研究.国内研究表明,若向学习者提供与其学习风格相适的学习资源,学习者对知识的掌握程度会明显提高,改善学习成效.[1]西方有关学习风格的研究集中于用科学实验对学习风格的各种因素进行探讨、论证,并制定相应的教学策略.但这些研究大都基于传统的小班制课堂得出的结论.一方面,样本较少,得出的结论不具有统计规律性;另一方面,将该方法生搬硬套到大班制课堂教学中很难实施,兼顾每位学生学习风格进而提供不同的学习资源不切实际.

本文利用Felder-Silverman学习风格量表诊断出学习者的学习风格,分析学习者学习风格与MOOC课程资源组织形式的匹配程度,进而分析学习成效与学习风格间的关系.在新课改倡导的个性化学习,突出学生主体性的理念下,提出一些优化策略,促进学生全面而有个性的发展,为个性化学习提供一些实践依据.

1 Felder-Silverman学习风格模型

1.1 学习风格

学习风格是指人们在学习时所具有的或偏爱的方式.[2-3]学习风格一词,最早由美国学者哈伯特塞伦(Herbert Thelen)于1954年提出,国外学者对其给出了多种解释.[4]其中Rita Dunn提出的关于学习风格的解释较为权威,他将学习风格定义为当学习者学习新的或复杂的内容时所表现出来的一种独特方式,关注的是学生如何学而不是学生学什么.并且,他认为不同的个体往往具有不同的学习风格,不同的学生在相同的学习环境下会表现出不同的学习水平和质量.学习风格的识别可以促进教师更好的教,学习者更好的学.

学习风格的测量工具有Gregorc的Gregorc Style Delineator, Kolb的Experiential Learning style和Felder-Silverman学习风格量表.国内最著名的学习风格量表是由陆根书于2003年设计的.[5]比较国内外主流的学习风格量表,Felder-Silverman学习风格模型对学习风格的描述最为详细,且内部结构设计的独特性与完整性有利于对学习群体进行划分.此外,该模型在网络学习的研究领域中也被广泛应用.[6]鉴于此,本文选用Felder-Silverman模型来划分学习群体.

1.2 Felder-Silverman量表

Felder-Silverman学习风格量表是由Felder和Soloman于1997年开发的,用于系统前测和诊断学习者的学习风格,被CS383、MASPLANG、LSAS、TANGOW等国外著名的自适应学习系统所采纳.在大量实验数据的支持下,证明了其在网络教学环境下良好的适用性和信效度.[7]该问卷共有44道选择题,每题有两个选项,用于区分与学习风格密切相关的学习行为.该量表从4个维度去划分学习者的学习风格,分别是信息加工、感知、信息输入、内容理解.各维度下又分3种类型,其中两种类型存在显著性差异,还有一类平衡型.平衡型学习者的学习风格趋向性不强烈,不能归为其他两类中的具体一类.[8]本研究中对平衡型学习者不做过多分析.每一种类型学习者的学习特点参见表 1 学习风格分类及特点.

表1 学习风格分类及特点

2 MOOC学习者学习风格测量与分析

2.1 研究对象

《普通物理学》MOOC教学模式如图1所示.[9]本课程具备稳定的学习群体,丰富的学习对象、连贯的学习过程、相对成熟的系统管理,具有研究意义.本文选取参加2018—2019学年春季学期《普通物理学》MOOC课程的学生为研究对象,涉及数学科学与技术学院等共计9个学院的学生.该课于2018年9月17日开课,2019年1月13日结课.《普通物理学》MOOC课程分为上和下两部分,《普通物理学(上)》内容主要涉及力学和电磁学,《普通物理学(下)》内容主要涉及光学、热学和近代物理基础.

考虑到数据收集的便利性以及学生答题的偏好,本问卷使用在线调查形式,学生自愿参加.《普通物理学》MOOC课程学习人数共有620人,本次调查回收有效问卷249份,参与率40%,其中《普通物理学(上)》117份,《普通物理学(下)》132份.使用SPSS24软件对数据进行处理.

图1 现行MOOC教学模式流程图

综合考核学习者多方面的学习表现,得到期末总评成绩,以此作为考察学习者学习成效的指标,揭示规律,得到具有说服力和代表性的结论.其中平时成绩占40%,由网上学习、单元测验、作业情况、互动交流发帖的数量和质量4项组成.过程化考试成绩占60%,含线下的3次阶段性考核,权重分别为20%、20%、10%,线上考试占10%.

2.2 数据处理

2.2.1 样本描述

经统计,参与调查的学习者的学习风格如表2所示.各维度中平衡型人数居多,剔除这些数据后,活跃型/沉思型学习者分别为40和52人;感悟型/直觉型学习者分别为98和18人;视觉型/言语型学习者分别为129和4人;序列型/综合型学习者分别为56和29人.

表2 学习风格分布表

2.2.2 同维度下不同类型学习者的学习成效差异分析

对同维度下不同类型学习者的学习成效差异进行分析,采用独立样本t检验.由于MOOC课程是以视频的方式呈现给学习者,并且言语型学习者所占比例仅3%,对第三维度不做过多分析.

表3 同维度下不同类型学习者的学习成效差异

如表3所示,信息加工维度下,活跃型与沉思型学习者两者均分差异系数为0.341,在95%的置信区间内并无显著差异,但沉思型学习者均分80.9,活跃型学习者均分77.9,沉思型学习者学习成效优于活跃型.进一步比较两者的标准差差异,系数为0.027,具有显著差异.这意味着活跃型学习者学习成效两极分化现象更严重,沉思型学习者表现得更加稳定.

感知维度下,感悟型与直觉型学习者均分差异系数以及标准差差异系数分别为0.237,0.685,即均分和标准差都无显著差异.其中,感悟型均分81.9优于直觉型77.6.内容理解维度下,均分差异以及标准差差异系数分别为0.113,0.144均大于0.05,两者无显著差异.序列型均分83.4优于综合型79.1.

在四个维度中,本研究仅在信息加工维度中,沉思型与活跃型学习者学习成效标准差差异上发现显著差异.沉思型学习者与活跃型学习者学习成效两极分化现象比较明显,而其余类型学习者学习成效并无太大差异.MOOC的线上教学形式能够很好地满足不同学习风格学习者的学习需求,各种类型学习者学习成效差异不大,MOOC具有的个性化学习优势得到体现.

2.2.3 同一类型学习者针对不同课程内容学习成效差异分析

如表4所示,通过对第一维度下相同类型学习者学习《普通物理学(上)》与《普通物理学(下)》不同课程内容时的成效对比,发现活跃型学习者学习《普通物理学(上)》与《普通物理学(下)》时的均分以及标准差都存在显著差异,均分差异以及标准差差异系数分别为0.023和0.047,且《普通物理学(上)》的学习者均分84.3,学习成效显著高于(下)均分72.2,且更趋正态分布.沉思型学习者均分以及标准差差异系数分别为0.082和0.402,沉思型学习者均分及标准差都无显著差异.

表4 同一类型学习者不同课程内容学习成效差异

第二维度下相同类型学习者对比:感悟型学习者的《普通物理学(上)》均分为85.1明显高于《普通物理学(下)》感悟型学习者78.3的均分,分数的偏度相差并不是很大(标准差差异系数0.089).通过对直觉型学习者的对比发现,两者均分分别为82.1、74.8,均分、标准差差异系数分别为0.285、0.910,并无显著差异.

第四维度下相同类型学习者对比:《普通物理学(上)》与《普通物理学(下)》的学习者均分、标准差差异系数分别为0.150、0.205,也无显著差异.

调查研究发现,活跃型学习者在学习《普通物理学(上)》时获得更好的学习成效,且与《普通物理学(下)》所获得的学习成效间存在显著差异;感悟型学习者在学习《普通物理学(上)》时也能获得显著优于《普通物理学(下)》的学习成效.其余类型学习者在《普通物理学(上)》与《普通物理学(下)》的学习中学习成效无显著差异.

2.3 原因分析

2.3.1 内部因素:学习者特点

第一维度下,活跃型学习者喜欢先动手做然后再思考、团队合作等,易受外界影响,在思考问题时往往不如沉思型学习者那么深入和全面.当活跃型学习者遇到符合他们风格的教学方式时往往会学得比较轻松.例如,MOOC平台提供视频、文本、图文、讨论区等丰富的教学资源都能吸引活跃型学习者积极参与学习.

《普通物理学(下)》的课程内容以抽象概念和原理为主,活跃型学习者不够深入的思考往往会在解晦涩难懂题目时出现问题,而沉思型学习者偏好独立思考、冷静分析,能够透过问题表面去思考其内在含义,受外界形式刺激的影响较活跃型学习者小,故而综合考核分数的分布更为稳定,两极分化较活跃型更弱.

第二维度下,针对感悟型学习者在《普通物理学(上)》、《普通物理学(下)》学习过程中表现出的均分差异,进一步分析MOOC资源,发现《普通物理学(上)》视频中所列生活实例以及基于生活背景的例题明显多于《普通物理学(下)》.表5列出了《普通物理学(上)》第2章《质点动力学》与《普通物理学(下)》第17章《光的干涉》的视频内容对比.由表可知,就第2章与第17章而言,《普通物理学(下)》每节的时长都要长于《普通物理学(上)》的章节,但其涉及的具体案例却远少于《普通物理学(上)》.《普通物理学(上)》实例教学所占视频时长的百分比要明显高于《普通物理学(下)》,而感悟型学习者擅长记忆事实,更易接受与生活相联系的知识,因此感悟型学习者在学习《普通物理学(上)》时的学习成效要明显优于《普通物理学(下)》同类型学习者.

表5 《普通物理学(上)》第2章与《普通物理学(下)》第17章的视频内容对比

第四维度下两种类型的学习者在均分以及标准差上均无显著差异,但序列型学习者均分83.4高于综合型学习者79.1,则是由MOOC课程的呈现方式导致的.该MOOC课程主要将知识分为几大章,每章下面又有好几节,各章节之间知识衔接性不明显,且每章各节的知识点有着较强的递进关系.序列型学习者喜欢按照逻辑顺序进行学习,而综合型学习者喜欢厘清知识脉络,综合把握知识框架后再进行深入学习.

通过综合分析,发现当学习者的学习风格与课程资源组织形式越一致时,相应地其学习成效也越好.

2.3.2 外部因素

(1) 教师要求不同.如图2,比较了学习者在《普通物理学(上)》与《普通物理学(下)》的学习过程中在讨论区参与讨论的情况,《普通物理学(上)》的学习者论坛发帖数高于《普通物理学(下)》的学习者.进一步探讨形成差别的原因,发现负责这两门课程的教师对学生在讨论区发言的要求不同:《普通物理学(上)》的教师重视讨论区的主题设问、方法提示、讨论引导、思想碰撞,《普通物理学(上)》的学生在讨论区更加活跃.

图2 论坛发帖数

活跃型学习者更适应《普通物理学(上)》教师的要求.学生在讨论区中活动时间越长频率越高,积极参与讨论会对其学习成效有更大影响.沉思型学习者喜欢独立思考,对知识的理解有一定的深度,因此《普通物理学(上)》和《普通物理学(下)》中的沉思型学习者间并未发现有太多差异.

(2) 课程资源不同.如上所述,两门课程的教学资源存在差异,导致学习者在感知维度上出现了差异.感知型学习者学习成效显著优于感悟型学习者.

此外,不论是《普通物理学(上)》还是《普通物理学(下)》,都是以每一小节的视频讲授为主,因此对于序列型的学习者而言,比较适合他们的学习风格,因此两者并无显著差异.

故而,课程内容以及组织的形式对不同风格的学习者都会产生不一样的影响.

3 改进策略

3.1 学习风格前测

大多数学习者并不知道自己所属的学习风格.因此,在进入MOOC学习之前,通过系统做一个简单的前测,即时给学习者反馈,帮助学习者更加清楚地了解自己的学习风格,作为接下来推送以及筛选学习资源的一个重要依据.系统后台记录下每位学习者的学习风格,智能地为每位学习者推送相适应的学习资源,学习者可以根据自己的能力水平筛选和组织课程内容,定制专属的课程资源进行学习.

图3 基于学习风格前测的MOOC个性化选课流程图

3.2 提高学生课程访问数以及参与度

已有研究表明,网络学习平台的访问次数是网络学习行为的重要指标.它会影响学生的学习态度、论坛讨论次数以及课程视频观看时长等,而这些都会对学习者的学习成效产生影响.[10]

促进学习者的学习成效最优化,视频的点击量以及学生的参与度是首要前提.在学习过程中,如果没有教师适时的引导和激励,学生便会对网络学习平台失去兴趣,毫无目的的浏览,学生很难抓住课程的重点,其学习兴趣也会逐渐丧失,最后沦落为简单地播放视频完成进度.因此,教师需要针对每节的内容,预先布置思考题,让学生带着学习任务有目的有针对性的观看学习内容.这种任务驱动模式,使学生为了寻求解答往往会多次观看视频,理解知识点.

另外,MOOC学习中缺乏反馈的即时性,学习者在学习过程中很难自我检测知识掌握程度.为了进一步提高学生的参与度,可以在视频中插入测试题(这些题目所考察的知识点都隐含在已经播放完的视频中).正确解答的学生信心倍加,学习热情更加高涨;而解答错误的学生则会再次学习视频,直至做对弄懂该题为止.

3.3 针对不同学习风格的学习者调整教学方法

在调查的样本中,活跃型、感悟型、序列型学习者要明显多于沉思型、直觉型和综合型学习者.现行的课程资源呈现形式更加符合感悟型以及序列型学习者的学习特点,基于学习风格的前测以及课程要求和目标,学习者可合理筛选组织与他们学习风格相一致的学习资源.

教师需要针对不同的学习者调整教学方法.例如,对论坛发帖数以及讨论频率这一要求上,活跃型学习者喜欢通过积极的讨论、积极动手和解释给别人听来获取知识,喜欢团队合作.而沉思型学习者更倾向于独立思考.因此,对所有学生都要求论坛发帖数并不适合沉思型学习者,反而会有损沉思型学习者的学习积极性.教师可以免去对沉思型学习者发帖的要求,取而代之的是建议这类学生将每节知识以思维导图的形式整理下来并上传到论坛上供大家一起参考学习.并对优秀的作品给予适当的奖励.针对综合型学习者,教师可以给出整本教材的知识框架,让综合型学习者在把握整体框架以及知识间联系后进行深入的学习.