线上线下混合式学习效果评估与分析

蔡厚道

摘要：基于智能工程学院《机械CAD/CAM》课程2019-2020学年第一学期的线上线下混合式教学实践，本研究对线上线下混合式学习效果进行了深入探究，完成了线上信息化教学平台和课程评估方式的设计，依据学习曲线原理，建立了课程学习效果评估零件模型，得到了课程学习效果的学习曲线。

关键词：混合式;学习效果;学习曲线

中图分类号：G434;TB301-4                          文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2020）22-0214-02

0  引言

随着信息化时代的到来，信息化技术在教育改革中得到了广泛应用。基于网络在线的MOOC、微课、SPOC以及相应的线上线下混合式教学已成为高校教学改革发展的必然，为了验证混合式教学效果，采用适当的方法对混合式学习效果进行评估是非常必要的。

1  课程基本信息

《机械CAD/CAM》是一门实践性很强的课程，作为智能工程学院机械类以及近机类本科专业的专业必修课[1]，该课程按照“教-学-做”一体化教学模式的思路，以项目为依托，要求掌握软件操作、建模、分模及数控加工的方法，注重有效培养综合应用CAD/CAM解决生产实际问题的能力。

2  线上信息化教学平台创建

本课程线上信息化教学平台借助超星学习通在线教育平台来进行构建。在平台上创建《机械CAD/CAM》课程并上传了丰富的课程线上教学电子资源，包括按照课程知识点对应教学目标设计的教学资料、精选项目一～项目九、作业及视频学习区等11个栏目。线下线下混合需要用到的教学材料，比如课程大纲与教学日历、课程命题计划与电子教案、项目教学PPT等均设计在教学资料栏目里面;在每一个精选项目栏目下，为了培养应用型人才，提高学生就业力构建了以企业职性工作工程为主线的项目任务目标、任务分析、操作过程、相关知识点及案例训练;为了加强实践创新能力，提升学生学习效率构建了班级学习群聊、学习经验交流、作业与试题、视频学习区。

3  教学环节设计

3.1 线上自主学习环节

基于课程项目重点与难点，制作精选项目一～项目九相关知识点教学视频，依次为微课程项目任务分析，主要解决建模思路、建模知识铺垫问题;微课程零件造型与模具设计将精选项目分解为若干个子任务演示视频;微课程CAM模块进行拓展数控加工编程知识，巩固和提高综合应用能力。每个视频配套有项目课前任务学习单，并将其发布在学习通活动通知里，学生根据要求依次观看视频，动手演练。这一环节主要培养学生独立思考、自主学习的能力。

3.2 线下上机实践环节

线上自主学习缺乏师生互动，无法把控学生参与度，也将直接影响学生的深度学习，针对线上与线下脱节的现象，机械CAD/CAM采用融合线上MOOC与线下传统课堂的混合式教学，课程线下上机实践结合线上作业、讨论与群聊区的反馈，对线上学习及上机实践普遍存在的的难点和疑点进行现场演示讲解，切实地提高学生的实际动手能力，避免了眼高手低现象的发生。这一环节主要培养学生团队协作、沟通表达的能力。

4  评估方式设计

《机械CAD/CAM》课程通过融合基于超星学习通构建的信息化线上教学平台与线下课堂教学，考虑学生毕业后就业实际，体现未来发展需求设计精选的项目实施两轮混合式教学。该课程采用“线上+线下”的形成性与终结性相结合的评估方式，课程评估分為线上自主学习、课堂活动评价、线下期末考试3个评估点，在线时间、观看课程音视频、章节学习次数、章节测验、考勤签到、课堂互动、课堂讨论、作业反思共9个评估指标，见表1所示。

5  学习效果评估与分析

教之效果在于学，为了评估线上线下混合式教学实践对学生应用机械CAD/CAM技术解决实际问题能力的影响，本次实践教学研究依据Wright学习曲线原理，构建课程学习效果评估模型，设计评估模型的测试参数及评分细则，收集测试数据进行深入分析，最终衡量评估模型学习效果的学习曲线。

本文构建的学习曲线函数关系是以美国T.P.wright博士提出的学习曲线模型为基础，其数学表达式为：y（x）=y（1）x-a，式中，y（x）-第x次学习所花时间;y（1）-第一次学习所花时间;x是学习次数;a-学习系数[2]。

5.1 研究对象

实践教学研究选择本校机械设计制造及其自动化专业18本机械设计1班的45位同学进行，教学学期为2019-2020学年第一学期（16周），单1双2排课、每次2学时（共48学时，3学分），上课软件为UG10.0。

5.2 评估测试描述

课程学习重点是要求学生在完成学习项目任务和实践操作内容后，能够对CAD/CAM技术有深刻的理解，并能熟练掌握应用机械CAD/CAM技术解决实际问题的能力[3]，如表2所示，本研究评估学生建模技能采用的测试参数是建模速度（建模时间）和建模步骤（建模顺序），学生分别在课程学习的不同时段参加建模技能评估测试，建模技能测试评估零件模型由课程组老师共同商定，同时，为了尽可能保证测试的准确性和可信度，建模速度采用学生完成提交评估零件建模时间，建模步骤采用由课程组老师集体讨论拟定的执行命令顺序确定。

课程测试安排学生在经过5周、10周和16周实践教学学习后，通过建构表2中评估零件的2个不同建模步骤形式的实现来衡量。由于学生的学习能力存在个体差别，建模技能水平也存在差异，相同零件的建模速度与建模顺序不尽相同，对每一位参加测试学生的建模过程进行记录，测试记录的原始数据符合正态分布，所有数据采用SPASS20.0进行统计处理[4]。

5.3 评估结果与分析

如表3所示，对于评估零件，第5周测试的平均建模时间和均方差分别是24.2min和4.59min，学生再经过5周和6周时间的实践教学学习，在第10周和第16周测试评估中，数据指标表现较之前有了显著提高，建模时间的平均值缩短了9.11和5.22min，均方差减少了1.79和1.20min，这意味着学生的建模技能有了显著提高，在图形分析、绘图技巧等方面也取得了明显进步，学生能在更短的时间内完成零件建模，不再像实践教学学习初期那样费时费力，而且建模思路更清晰，建模步骤更合理，这是关于学习效果的典型表现。

根据表3评估测试记录的原始数据，绘制如图1所示学习效果的学习曲线，横轴表示实践教学学习周数，纵轴表示评估建模时间。通过对比建模步骤1、建模步骤2和建模步骤3建模时间的学习曲线不难发现，学生在不同实践教学学习时段采用不同建模步骤，会使学习曲线向下方移动，建模效率得到明显提升，这正反映了随着实践教学学习时间的增加，学生对模型建模思路的分析和模型分解技巧的技术掌控更加熟练，应用软件的建模技能更加娴熟，执行操作命令的速度更加迅捷，大大地缩减了零件建模时间。

从图1中评估课程学习效果的学习曲线可以看出，学习曲线包括三个阶段，体现学习过程的熟能生巧[5]：初始学习阶段（5周前），建模时间随学习周数的增加迅速降低;稳定学习（5-20周），建模时间随学习周数的增加趋于稳定;缓慢学习（20周后），建模时间随学习周数的增加基本不变。

6  结语

为了评估《机械CAD/CAM》课程线上线下混合式教学实践对学生应用机械CAD/CAM技术解决实际问题的能力，本研究在大量课程學习效果评估模型建模实验数据的基础上，总结了课程学习效果的学习曲线，分析了不同建模步骤即建模技术转移可使学习曲线向下方移动且把学习曲线分为初始学习、稳定学习和缓慢学习三个阶段。

参考文献：

[1]黄春莲.基于项目化教学模式的机械CAD课堂实践[J].电脑迷，2017（7）：155.

[2]束容与.浅论相关分析与回归分析的联系与区别[J].中国校外教育，2018（9）：108-109.

[3]郭利.融合工艺知识的机械CAD/CAM课程教学改革[J].高教学刊，2015（3）：175-177.

[4]韩晓玲，许娟.混合式学习课程资源评价指标体系的构建[J].现代教育技术，2018（12）：34-40.

[5]李细枚，张湘伟，张毕西，等.基于“学习曲线”理论的投产量决策模型研究[J].系统科学学报，2018（4）：53-57.