混合式教学中在线学习行为与学习效果的关系分析及建议

杨婉霞

(甘肃农业大学 机电工程学院，甘肃 兰州 730070)

在经济社会急速发展的今天，高校培养的学生应该是综合性素质高，过程扎实，身心健康，人格健全的人才。为了满足社会对多样化人才的需求，使培养的各专业人才能尽快适应社会的发展步伐，现代大学生的教育开始侧重过程和细节的培养。特别是在目前“双一流”大学和学科的发展背景下[1-2]，高校不仅要重视人才培养理念和模式的改革，也要注重不同模式下的人才培养考核评价体系的跟进。在大学四年的培养中，为提升大学生的综合素养，对学生进行德智、体能、能动和学业等的全方位、多方面、不同环节的考核，在诸多的考核要素中，对课程学习效果的考核评价是一个重要组成部分。它不仅是反映并促进教学质量的重要教学环节，更是体现学生学习态度是否积极，学习方法是否得当以及学生对知识点和知识体系理解程度的重要手段[3-5]。也是体现老师的教学方法是否得当，教学手段是否新颖，知识传授是高效的主要形式。传统的课程考核主要以课程的期末考试成绩为主，会有一定比例的包括作业和出勤率平时成绩。自从开启混合式教学改革以来，及“线上+线下”结合的教学方式引入课程教学之后，由于其灵活多样的交流互动方式，丰富多变的指导方法，实时的学习效果监督手段，受到学校、老师和学生的一致好评，进而被广泛推进。那么相应的考核评价内容也随之拓展，开始注重过程性考核。所谓的过程性考核就是将课程教学实施的各环节中学生的表现和参与程度纳入考核，实现多方位评价[6-8]。其至少包含5-6项评测内容，比如以线上教学和学习为例，有在线学习时长，在线讨论，线上测试、在线互动、在线提交作业等多环节的考核。然后将各环节的成绩加权求和后形成综合性的平时成绩，其对过程的考核相当全面，其目的是从多方面调动学生的学习积极性，以多角度呈现学生的不同学习兴趣和不同方式的学习过程。那么课程的在线学习效果该如何体现？目前最普遍和有效的方法依然是期末考试，通过卷面成绩衡量在线学习行为对学习效果是否有促进作用。为了探索混合式教学中线上学习行为和期末考试成绩之间是否存在直接的定量关系？本文借助SPSS 软件[9]，利用本校的混合式教学平台统计学生的各种在线学习行为，然后分析其与期末考试成绩之间的相关性，进而体现在线学习行为与学习效果的关系。

文本拟通过对比17和18级电气工程及自动化专业学生的微机控制技术课程各种在线学习行为和期末成绩的相关性，进而呈现和分析混合式教学，特别是线上教学对学生学习兴趣、学习效果和教学质量的影响，为进一步推动混合式教学改革和提高课程的教学质量及效果提供有价值的理论依据。

一、研究对象与分析方法

1.研究对象

研究对象依托的课程是机电工程学院电气工程及自动化专业的微机控制技术，该课程是我校电气类、通信类和自动控制类专业在大四第一学期开设的专业必修课。主要讲述的是以计算机为核心的数据采集通道和各种类型控制信号输出通道的调理电路组成及工作原理，以及数字控制器的设计和实现方法。其主要内容是自动控制和自动化系统实现的基础，是所有测控系统的关键环节，非常重要但比较抽象，课程知识的应用性十分强，对于实践基础比较薄弱的大学生而言，要掌握和理解其工作原理并且达到实际操作和应用的水平，只有课堂的学习时间是完全不够的，还需要课后对各种学习资料如文本、视频的反复观看，对作业和相关测试题及讨论题反复思考和练习。再联系实习实践教学环节，结合相关的课程设计，促进学到用的快速衔接和转换。所以，该课程很适合线上和线下相互结合的混合式教学方式。在通过线下对课程整体知识体系的组成和关系，及各章节知识的重点和难点的课堂讲解和讨论之后，再通过线上播放MOOC和相关控制电路的讲解视频，主要是实际使用的实例，对知识点进行补充和拓展，直观地、立体地、宽视野地增强学生对理论知识的深度理解，所以线上的学习也是很重要的组成部分。

本次研究对象为参与微机控制技术课程混合式教学改革的电气专业17和18级200名学生。以这些学生进入该门课程在线课堂次数、参与在线讨论次数、进行在线学习时长、阅读课程相关学习资源次数等的行为与该课程期末考试成绩作为研究分析的主要数据来源。此外，为了进一步对比混合式教学和传统授课的效果，将16级100名学生(只传统授课)的期末考试成绩和17(只线上)、18级(混合式授课)各100名学生的期末考试成绩作了对比分析。

2.研究方法

此次研究采用综合方法，即数据统计、数据挖掘和定量分析相互结合的策略。首先，将THOEL混合式教学平台中参与学生的在线学习行为记录及相应班级学生的期末考试成绩统计整理为Excel表格，并对表格中的各类数据进行初步的预处理。然后将预处理后的Excel表格数据导入SPSS软件，采用该软件提供的方法对各种在线行为数据和期末考试成绩实施相关性分析。本次分析选择Pearson积差相关法，其相关系数的计算过程如公式(1)所示。

(1)

其含义是：如果两变量x和y之间的相关度越高，则ρXY值将越接近1。反之，若ρXY值越远离1，即接近0时，说明变量x和y相关度很低。

二、研究结果与分析

混合式教学除了继续发挥传统面授的优势外，借助于网络资源，充分利用学生的课余时间，拓展教学内容，丰富教学资源，使学生更多、更广地了解与本课程的相关内容。同时，通过使用多媒体技术手段，从不同视角提高学生对课程内容的学习兴趣。而且，还可以通过混合式教学平台，及时掌握学生的在线学习行为，以及学生感兴趣的学习方式和学习资料，便于老师及时调整教学方法。以下对 200 名学生(参与微机控制课程学习)的4 种在线学习行为与该课程期末考试成绩的相关性结果进行统计及分析。

1.学生在线学习行为变量的统计分析

为便于后续深入地具体分析，首先对学生在线学习行为数据进行统计与预处理。比如对课程开设过程中中途退学的学生，或对该课程感兴趣，但不需要修学分的同学，把他们的在线学习数据从统计表中剔除，经过预处理之后的统计结果见表1。然后对得到的数据进行初步分析。

表1 在线行为统计表

由表1可以看出，在4种在线学习行为中，就均值而言，17级在各环节的均值高于18级，特别是在线学习时长，17级的平均值为486.16分钟，而18级学生的平均在线学习时长不到200分钟，没有达到17级的一半学习时长。其次是进入课堂次数，18级同学进入课堂的平均次数不到17级同学的三分之一。只有在线阅读教学资源的次数平均值，18级的超过了17级的一半值。而参与讨论的次数，两个年级的平均值相差不大。说明学生对知识的学习深度还不够，或者是不善于表达，也可能是网络资源方便，学生自己解决相关问题。标准差方面：就进入课堂次数、参与讨论次数和阅读教学资源次数而言，17级统计结果的偏差大于18级，说明17级学生的在线学习行为差异性较大，分布不够均匀。而在线学习时长，17级的行为偏差较小，反而18级的偏差较大。两个年级学生在线学习行为之间存在着较大差距，其主要原因是由于受疫情影响，17级学生的该门课程完全是线上授课和学习，其更能体现学生自主学习行为。而18级的该门课程是线上+线下相结合的授课方式，线下面授对学生的约束较线上授课更强，学生获取和掌握知识的差异小，这也从侧面反映了18级在线学习时长偏差较大的原因。所以后面主要针对18级采用混合式教学方式的数据进行分析。首先，进入课堂次数的平均值是15次，而最大值是82次，大于15次的占比为46%，将近一半。该门课程总学时24，即总共12次课。说明超过半数的学生会在课后巩固复习相应课堂内容。学生参与单元知识问题讨论的次数在0-22之间，分布不太均匀，没有参与讨论问题的学生和参与讨论问题次数大于6次的学生各占一半。学生在线学习时长主要分布在3-200min之间，平均在线学习时长为190.7min，大部分同学均有较长的在线学习行为。阅读各种教学资源的次数主要分布在3-60次之间，超过30次的占比为42%。说明大多数学生渴望更多地了解和掌握跟课程相关的知识，当给他们提供了及时而又需求的学习资料时，学生会利用课余时间学习，扩充自己的知识范围。同时，经多方分析发现，课堂积极主动的学生一般在线上各环节及作业等方面的表现和完成程度都较为突出。不参加课程问题讨论的学生，在线上和线下等其他环节的表现也不尽人意。

2.在线学习行为与期末考试成绩的相关性分析

利用SPSS软件，对两个年级在线学习行为与微机控制技术课程期末考试成绩进行皮尔逊相关性分析，其结果如表2所示。为了更清晰且可视化表示二者的关系，作图对比了两个年级的在线学习行为变量与期末考试成绩的关系，如图1所示。

由表2和图1可以看出，学生的在线学习行为中阅读教学资源次数与期末考试成绩的相关性最强，这一点在两个年级中有一致的体现。其可能的原因是本课程开放性学习平台的教学资源中包含单元测试题，特别是在考试前几天同学们会突击做题。而参与讨论次数与期末考试成绩的相关性较弱，因为在本次分析的几个在线学习行为中，参与讨论次数最能体现学生的自觉钻研性，也进一步体现了学生对各部分知识掌握的全面性和深度。为了体现这一行为的客观性，本课程中给出的讨论题都相对较深，不只是简单的概念和基本原理，而是涉及概念或机理中更深层次或具有一定拓展性的问题。这个层面的考察在考试中主要以选择题的形式出现，以区分和拉开学生的学习层次，学的较为扎实、上课积极思考、全面阅读教材的同学选择题的正确率能达到70-80%，而学的一般的同学正确率达到50%，约20%的同学其正确率仅仅达到30%。另外，相比与其他几项在线学习行为，约有20%的同学不参加任何讨论。这也是选择题失分较多的原因。进入课堂次数和在线学习时长与期末考试成绩是中等程度相关，相关性在0.01上显著。通过分析发现95%以上的同学都能有效的进行在线学习，少数同学存在挂机现象，这是混合式教学在线学习中存在的普遍问题。特别是当大量课程均采用混合式教学方法后，且要求学生必须完成相应的在线学习任务时，学生可能会对次数频繁的在线学习产生倦怠，为了完成任务，采取应付的学习态度。

表2 在线学习行为与微机控制技术期末考试成绩的相关系数

图1 在线学习行为与期末考试成绩的相关性图

3.三年级期末考试成绩对比分析

为了体现混合式教学产生的效果，本文将16级只实施线下教学、17级只采用线上教学和18级采用混合式教学的微机控制技术课程的期末考试成绩的分数分布区段进行了对比，其结果如表3和图2所示。对比的前提是三个年级前期开设的课程和培养计划相同，学生的知识基础相似，学情基本一致。另外，三个年级期末考试的命题难度相当、考点内容占教学大纲的95%以上、内容分值和题型等均一致。

表3 三个年级的期末考试成绩分布

由表3和图2可以看出，16级的期末考试成绩最低。18级混合式教学的考试平均成绩最好，60分以上的人数占比较高，17级完全线上教学的考试成绩中等。其中17级仅线上比16级仅线下表现的好，主要的原因可能是学校对期末成绩比例的调整，要求期末考试成绩满足一定比例 。可见，学生的学习动力和考试成绩跟外部驱动力有直接的关系。除了这一主要影响因素之外，17级学生完全采用线上教学和学习，线上教学资源中，有每单元的测试题，做测试题可帮助学生更为快速和较为深刻掌握所学知识。而16级学生完全线下授课和学习，除了完成作业，没有以试题的形式进行测试。可见，就仅仅提高学生的学习成绩而言，平时除了要求学生认真独立完成作业之外，每单元至少将知识点汇总测试一次，会对成绩的提升有很大的帮助。而线上平台的测试更加方便，学生可以根据自己的时间随时定时去做，更方便的是平台可以批改客观题，减轻了老师的工作量。

图2 三个年级的期末成绩分布对比图

三、思考与建议

1.学习资源的合理性、适用性和多样性建设

上述研究结果表明，学生的在线学习行为与期末考试成绩正相关，对课程的学习效果有很大的促进作用，特别是阅读教学资源的次数与考试成绩的相关度较强。这说明虽然课堂系统化、重点和难点的讲解和互动学习尤为重要，但在有限时间内，学生对知识的理解不够深入，对理论知识的应用拓展不够宽泛，学生想借助课堂外的学习资源更进一步理解和明晰较为抽象的概念。那么为了帮助学生提高学习效率，线上学习资料的选择尤为重要，需根据课堂教学效果，针对不同层次的学生分层式选择学习资料。根据实验，可将学生分为三个层次，即上层约三分之一属于学习主动性强，善于思考，认真细致型。中间约三分之一有一定的主动性，但惯于按部就班型。最后的三分一是缺乏主动性，即便有外部驱动，但行动力差型。那么学习资料可按照这三种类型选择提供和建设，提醒和敦促学生自主选择适合的，感兴趣的学习资料拓展知识面。另外为了避免因学习资料类型的单一影响学生的学习兴趣，可根据具体课程的内容和性质提供多类型的资料，比如讲课视频，动态视频，示例演示等等。类型可以多样，但量要适当，太多的学习资料会让学生产生选择困难，长时间在线学习容易产生视觉和脑力疲乏，影响学习效率。

2.加强师生互动的及时性和有效性

混合式教学中师生互动的主要环节是课堂的主动回答问题和课后的在线讨论。能在课堂主动回答问题的同学，学习的积极性和主动性较强，通常还会提出问题或与同学交流和探讨问题。同样，这部分学生的在线提问和讨论也较为活跃，所以有时老师还没来得及回答学生之前的提问，已经被新的问题或讨论淹没。那么，如果能使同学提的问题适当保留一段时间，或者有新问题提出时能及时提醒老师回答，并且能at到每位同学，让学生对老师分析出的答案进行关注并理解。这样即使是平时不愿意提问和参与讨论的学生，也至少能被动地参与其中，或多或少能有新知识的摄入。另外，有些同学自身不愿意提问或参与讨论，但为了完成在线考核指标，会复制其他同学的问题和答案，这不但不利于自身知识的提升，更主要会影响和破坏学习的环境和氛围，也会耗费老师的时间。如果平台能阻止完全复制这一行为，则会大大提高老师和学生在线互动的效率，使得在线学习更为有效。

3.任务驱动，身份互换

大学老师“教”的主要目的是让学生明确学习知识的价值，以及用什么样的方法和思维学习课程体系中的知识，即主要是引路人。利用混合教学的线上平台，针对课程不同阶段的知识内容，利用老师对每位学生学习行为的了解，以及对已学知识的掌握程度，给每位同学布置不同的任务，而任务的完成，没有统一的形式。学生可以根据自己的理解，选用自己熟知的方式表达，比如可以是以PPT形式展示，也可以是短视频，或者是以提出问题，列举事实案例分析的形式。每天在线上平台规定5人左右发布自己任务的完成结果，其他同学和老师可以对其结果进行分析和讨论，也可以发表自己的理解和建议，供发布者进一步完善和拖深自己的任务。这样互动不仅能唤醒学生主人翁意识，增强其责任心和尽善尽美的内驱力，也能让每位学生参与其中，同时使学生能收获一定的成就感。从另一方面，每位学生的不同思维方式，创新性方法也能从不同角度唤醒和拓宽教师的教学意识和教学方法，真正达到教学相长的目的和效果。

四、总结

随着混合式教学的全面推进和广泛开展，混合式教学在丰富教学资源、拓宽学习和互动平台、调动学生积极性方面取得了崭新的效果，但混合式教学过程中同样存在资源应用不合理、不充分等问题，成为老师们关注的热点和思考的方向。本文以微机控制技术课程的混合式教学中学生在线行为和期末考试成绩的关系为主要研究对象，分析了进入课堂次数、参与讨论次数、在线学习时长和阅读教学资源次数与期末考试成绩的相关性。从分析的结果可以看出，混合式教学的在线学习行为对线下课堂教学有显著的补充和促进作用。虽然统计结果中的在线讨论部分差强人意，但通过分析原因，提出了任务驱动性的建议，在以后的在线平台建设中适时调整，及时改进。相信混合式教学会在更大程度上拓展学生的学习方法，提高学生的学习成绩和学习效果，也进一步促进老师呈现多样化、能动性的教学方法，成为帮助教师提高教学质量的有力手段，也是学生开拓知识面和培养兴趣的有效方法。本文的分析结果和针对性建议对混合式教学课程的平台建设和持续发展有一定的参考价值。