学生视角下线上线下混合教学改革探索——以安徽工程大学为例

邹 健， 张 玥， 汪晓云，吴慧健

(安徽工程大学数理与金融学院，安徽芜湖 241000)

为应对新冠肺炎疫情对教育教学带来的危机，2020年春季学期全国所有普通本科高校开展了线上教学，108.45万教师开出在线课程1719.68万门次，参加在线学习的大学生达35.37亿人次，成功实现了“停课不停教、停课不停学”的目标[1]。秋季学期全国疫情防控已取得了决定性胜利，学校全面恢复返校面授，但是外国外地回流以及季节性发作，聚集性疫情时有发生，学校教育开始进入后疫情时代[2]。在这一时代，常态化防控与正常教学活动相伴，线上线下相融合势必成为高校教学新常态下的主要教学模式[3]。于是，如何在发挥线上教学的“互联网+教育”和“智能+教育”优势同时，恢复疫情之前的线下课堂教学状态，使二者相得益彰，是现今“质量行动”[4]中不可回避的挑战。

新世纪以来，欧美很多国家运用多元多维评估杠杆，促进高等教育多样化高质量发展。顺应国际高等教育改革发展趋势，我国教育部提出了“坚持以本为本 推进四个回归”，以及把人才培养的质量和效果作为检验一切工作的根本标准的战略举措[5]。教育部的高等学校本科教学工作审核评估方案将“学生对自我学习与成长的满意度”作为评估高校本科教学教育与管理的重要内容之一[6]。因此，学生视角下的线上线下混合式教学改革探索是助力新时代本科教育高质量发展的重要举措之一[7]。

一、混合教学评价指标选取

为紧紧抓住后疫情时代带来的历史性机遇，响应一流本科课程“双万计划”，实现教育质量的“变轨超车”[8]，安徽工程大学于2020-2021学年立项建设精品线上线下混合课程22门。为进一步推进课程教学质量建设，切实掌握学生学习成效，借助学习效果调查员和宣传部微信平台两种推送途径，该校对这一学年开设的所有线上线下混合课程展开教学情况调查，共获得有效问卷8644份。参与问卷的学生年级的分布集中在大一至大三，其中机械工程学院、电气工程院、艺术学院、计算机与信息学院的学生最多，均达到了750人以上，各占有效问卷总量的8%以上。

本文依据问卷信息和调查结果，主要从学生基本信息、教师教学情况、学生学习情况与学习效果满意度以及教学平台建设四个方面凝练21个指标，具体指标与其取值如下：

(一)学生基本信息

学生的基本信息含有学生的性别、年级和所在学院3个方面的信息。对于性别，男取值1，女取值2。学生所在年级，大一至大四依次取值1、2、3、4。学生所在学院，机械工程学院、材料科学与工程学院、电气工程院、纺织服装学院、生物与食品工程学院、化学与环境工程学院、经济与管理学院、艺术学院、计算机与信息学院、数理与金融学院、人文学院、外国语学院、体育学院、建筑工程学院和人工智能学院分别对应取值1、…、15。

(二)教师教学情况

在教师教学情况方面，主要从课堂教学、课后教学和线上线下衔接三个方面来评价教师教学质量，提出11个评价指标。

课堂教学方面，包括教师教学方法、师生互动、课程目标明确、授课内容安排和课堂考核方式5个指标。教学方法中，讲授法、演示法、实验法、探究讨论法，师生互动情况中，很多、较多、一般、较少，以及课堂考核方式中，课堂测试、问题提问、主题讨论、学习记录都是依次取值1、2、3、4。课程目标明确程度的取值，比较清楚明确、基本清楚明确、不够清楚明确依次对应数值1、2、3。授课内容安排的取值，合理和不合理分别取值1和2。

课后教学方面，涵盖教师线上资源提供、课后答疑、作业布置与批改情况以及课后考核方式 4个指标。线上资源的提供方面，拓宽知识视野且难度事宜、习题讲解、教学视频、拓宽知识视野但内容过于深奥依次取值1、2、3、4。课后答疑方面，及时回复、回复但不及时、较少回复依次取值1、2、3。作业布置与批改方面，作业量合理且批改认真、作业量偏多且批改认真、作业量合理且批改一般、作业量偏多且批改一般、作业量较少且批改认真、作业量较少且批改一般对应取值1、…、6。课后考核方式的取值，线上测试和线下测试分别对应数值1和2。

线上线下衔接方面，设置线上线下教学内容衔接与线上线下教学模式熟练度2个指标。这两个指标的取值皆是，非常好、好、一般依次对应数值1、2、3。

(三)学生学习情况和学习效果满意度

在学生学习情况方面，主要考察学生学习态度和知识的掌握度，能否理解所学内容并进行实际应用，以及线上线下教学参与情况，选取指标：课后平均学习时长、线上教学参与度、线下教学参与度和知识应用能力，加上学生学习效果满意度共5个评价指标。

对于学生课后平均学习时长，6小时以上、3-6小时、1-3小时、1小时以下，对于线下教学参与度，全部课程按时上下课、基本上按时上下课、只有小部分按时上下课、签到后早退，对于知识应用能力，在实践活动中取得成果、积极参与实践活动并能运用知识解决问题、仅仅应对课程考试、感觉没学到什么，以及学生学习效果满意度中，非常满意、比较满意、一般、不太满意，都是依次对应取值1、2、3、4。对于线上教学参与度的取值，全部参与、绝大部分参与、小部分参与、线上教学存在困难还未参加、签到后早退依次对应数值1、…、5。

(四)教学平台建设

在教学平台建设方面，主要考察在线平台质量、平台服务质量、易用性、技术支持等方面的性能，包括平台操作性和网络稳定性共2个评价指标。平台操作性的取值，可操作性强和可操作性一般，以及网络稳定性的取值，网络比较流畅和网络卡顿都是对应数值1和2。

二、学生视角下混合教学重要评价指标选取

大学生是高校服务的对象，大学生对学习效果的满意程度是他们参与高等教育之后，对学习体验和自身各方面能力成长收获的感知最直接的评价，能够客观反映教育教学的质量[9]。从调查结果可以发现，对学校开展的线上线下混合教学的满意程度，8644位被调查的学生中3274位“非常满意”，4071位“比较满意”，而感到 “不太满意”的学生仅有157人，占比1.82%。这表明大部分学生对教师的线上线下混合教学方式和质量是认可的。但认为“一般”和“不太满意”还是有1299人，占比超过15%，表明目前线上线下混合教学还存在不足，学生视角下线上线下混合教学改革还是非常必要的。

本文利用Matlab随机森林软件包和函数，以学生满意度作为类标签确定决策树的棵树、剔除离群样本以及提取影响线上线下混合教学效果的重要因素，实现学生视角下混合教学重要评价指标选取。这里选择原数据(8644个样本)近75%的数据用于训练(6484个训练样本)，以误分率为分类评价标准。

(一)决策树棵树的确定

学生满意度误分率随决策树棵树的增加而减小，变化趋势如图1所示。由图1可见决策树的棵树少于15时，误分率急剧下降；决策树的棵树超过15时，误分率基本趋于稳定；决策树的棵树达到25时，误分率最低。在后面的离群样本剔除和线上线下混合教学重要评价指标因素提取中，选择随机森林的决策树棵树为25。

(二)离群样本的剔除

我们用样本的决策结果落在同一片叶子上的决策树占森林中决策树总数的比例来度量样本的邻近程度，其分布直方图展示于图2。图2显示，直方图纵向上的高度越高说明相似的样本越多，当邻近测度超过0.18时，直方图纵向上的高度非常低。这说明，邻近测度超过0.18的样本可能成为离群样本。通过分析邻近测度超过0.18的样本的问卷答复，我们发现：问卷回答者存在心理厌倦的现象，态度敷衍。例如，序号为1433、2269、3450等样本是来自大四学生答卷，他们对于线上教学环节的融入是完全排斥的，涉及线上教学环节的问题全部持否定态度；对于是序号为5207的答卷回答时间仅仅42秒，且所有多选题的选项全选。因此，这些离群样本数据是会混淆视听的，需要剔除。

(三)学生视角下重要评价指标提取

带外数据(out-of-bag)的指标值无序化排列时，不同指标对预测误差的改变程度影响也不同，影响程度的大小可以衡量评价指标的重要性。图3显示了学生视角下影响学生线上线下混合教学学习效果的指标权重情况，其中涉及教师教学方面的主要5个指标分别是：线上线下教学内容衔接、课堂师生互动、教师线上资源提供情况、混合教学模式熟练度、课后答疑。

师生互动和课后答疑分别反映教师课堂上和课后与学生的交流情况，当用两指标样本观察值形成向量的余弦距离度量两指标相近性，得到两者的相关系数达到0.8614，因此将这两个指标并一起(取最小值)构成综合指标z2，来反映教师与学生的交流情况。进一步以学生的具体学习时长(time)作为因变量(连续型变量)，选取涉及教师教学方面的重要指标线上线下教学内容衔接程度x1、教师线上资源提供情况x3、混合教学模式熟练度x4以及综合指标z2作为解释变量。由于因变量为连续变量，因此概率分布假设为正态，连接函数为恒等函数，得到回归方程如下：

这说明教师教学中的线上线下教学内容衔接程度、教师与学生的交流情况、教师线上资源提供情况、混合教学模式熟练度与学生课后学习时长正相关，直接影响学生学习的积极性。以教师与学生的交流情况为例，当其他指标不变时如果教师与学生的交流情况加强一个单位，学生的平均课后学习时长会增加0.0974小时。

图1 随机森林中决策树棵树对学生满意度误分率的影响

图2 样本邻近程度分布直方图

图3 线上线下混合教学特征权重条形图

三、学生视角下线上线下混合教学改革建议

通过上面的分析可以看到，在对线上线下混合教学进行教学改革，提高教学质量，上学生满意的课，教师尤其要把握好教学内容(线上线下教学内容衔接和教师线上资源提供情况)、教师与学生的交流情况和混合教学模式熟练度三个教学环节。

(一)教学内容方面

由于网上推送的学习内容质量参差不齐，有的公开教学视频虽生动形象，但做不到因人施教；甚至有的仅仅是PPT的宣读，学生很容易产生抵触心理。显然，简单的线上教学+线下教学模式的教学效果一定不会令人满意。教师可以通过线上知识预热、线下重难点讲授以及线上知识巩固和拓宽三个步骤合理安排线上资源和恰当衔接线上线下教学内容，实现线上线下呼应。

1.线上知识预热

知识预热环节主要达到学生对即将学习内容的有一个整体了解的目的，包括学习目标、内容模块、在所在章节的作用、与其他知识的联系和实际应用。需要注意的是，根据学生的基础选择合适的线上优质课程资源，对于专业基础和专业方向课需要教师自己录制；此外，预热环节也要配套考核，让学生带着任务完成这一环节的教学，为接下来的线下重难点教学做好铺垫作用。

2.线下重难点讲授

有了线上的辅助和预热环节的反馈，教师要充分利用好课堂的45分钟，重点内容要精讲、难点要剖析到位、培养和训练学生的高阶思维能力、强化学生解决问题的能力，让学生有学到知识的满足感和应对接下来任务的自信。

3.线上知识巩固和拓宽

在具有了扎实的理论知识储备和问题意识后，教师需要为学生提供后续线上学习资源，呼应线下的课堂教学，进一步帮助学生巩固知识点和拓宽视野。包括电子教材、课程PPT课件、难点和问题讲解的音视频、知识在实际应用的案例(竞赛试题、在其它学科中的应用、解决实际问题的应用和前沿科技成果)。在此基础上要求学生完成课下作业，作业的布置在质不在量，以培养学生探索精神、学习自主性、创新能力为主，可以是知识的巩固训练，也可以是感悟交流和解决问题的报告等。

(二)教师与学生的交流方面

教师的教学思路要由“以教为主”向“以学为主”转变，教师可以通过知识预热阶段学生的反馈及时调整线下课堂讲授的内容；在线下课堂讲授时，可以通过案例提问和随堂小测试检测的面对面交流了解学生知识掌握的程度，从而确定接下来线上知识巩固和拓宽阶段上传的教学内容；线上知识巩固和拓宽阶段，可以通过线上学习小组专题研讨、学习心得交流或学习成果分享的方式在线指导学生，在传授学生专业知识的同时促进生生间的互助交流，培养学生的团队合作意识，激发学生学习兴趣和自主学习的主动性。

(三)混合教学模式熟练度方面

教师和校方都应做到思想上重视，行动上落实。学校相关部门应多举办线上课程建设及运行培训活动，教师可以通过线上自主学习和线上教师平台应用培训来提升线上线下混合教学模式掌握的熟练度，因课制宜，合理安排教学内容，及时掌握学生的学习动态，更好地为学生服务，提高学生的学习效果。

四、结论

后疫情时代，融合了互联网、人工智能等新技术的线上线下混合教学已经成为中国高等教育的“新常态”。本文根据2020—2021学年安徽工程大学在校本科生线上线下混合式教学情况问卷调查结果，从学生的视角出发，探究如何提升线上线下混合教学的教学效果。线上线下混合式教学的特点是线上与线下的融合，教师在提高专业素养的同时，不断提升信息技术能力。在教学实施过程中一方面要因时因课因人制宜，借助“知识预热—线下重难点讲授—线上知识巩固和拓宽”的教学路径实现线上线下教学内容的呼应；另一方面要将“以学生为中心”的教育理念落实到教学的各个环节中，通7过“线上预习反馈—线下案例提问—线上探究交流”的师生互动模式，让学生在学习中获得满足感，并将思政元素润物细无声地传达给学生。