一种优化教与学的Linux课堂教学评估实践研究

邓伟

关键词：问题导向学习；实施效果；翻转教室

1 引言

问题导向学习（Problem-Based Learning， PBL）为Larry Michaelsen在20世纪80年代所发展出来的教学法，使大班级中的学生以问题导向的方式进行学习[1]。问题导向学习是一种有架构的教学策略，学生在课前阅读教师提供的教材以及阅读指引，在课堂的一开始利用个人测试来确保学生的准备程度，接着分为小组针对测试进行讨论并获得一致的共同答案，最后进入以运用知识来解决问题为目标的课堂互动。PBL教学法的学习阶段主要可分为三个阶段，分别为个人预习、学习评价以及应用活动[2]。

在个人预习阶段中，教师提供阅读数据让学生在课前阅读，并以阅读指引的方式来引导学生自行学习，学生在上课之前确保自己的学习以便在上课时能够参与小组讨论。

学习评价阶段主要分为个别测试（IndividualReadiness Assurance Test， IRAT） 以及团队测试（GroupReadiness Assurance Test， GRAT）[3]。在课堂开始时教师先发个别测试，学生在完成之后会获得个人成绩，此测试通常为15～20 题的选择题，学生可以在大约15～20分钟内完成为标准，接着便进行团队测试。

最后是应用活动的阶段，此阶段的重点是运用之前学习的知识来解决实际业界可能遇到的问题。教师要设计一份场景题目让学生讨论，此题目不一定要有正确答案，而内容则以概念延伸或实际业界问题为主，设计题目时必须遵从4S原则[4]。首先是重要相关的问题或场景（Significant problem） ，题目最好能与现实学习有关；接着是让所有小组同时讨论同样题目（Sameproblem） ；第三个“S”为各小组必须针对题目决定一个特定的答案（Specific choice） ；最后，各小组必须同时回答（Simultaneous report） ，各组以不同的色卡或号码牌同时举牌表示自己的答案，此时教师开始导引各组间的讨论，要求学生说明他们答案以及进行练习。

2 研究方法

2.1 研究对象

计算机系三年级，已经上过传统授课、PBL课程以及结合翻转教室PBL课程（Flip-PBL）的学生100人。

2.2 教学内容

（1） 教材准备

为了做好前期的教学安排，本课程的教材为电子工业出版社出版的《Linux操作系统》，并根据这些教材本文准备了14 次课程的PPT，具体的内容包括Linux介绍、Linux的用户管理、Linux实用指令、Linux 组管理和权限管理、Linux文件管理、Linux定时任务调度、Linux网络配置、Linux进程管理。学生通过学习这些PPT了解Linux课程的内容和知识点。

（2） 视频准备

根据Linux操作系统的教学要求，本文制作了VM 和Linux的安装视频、Linux磁盘分区、挂载操作视频、Shell编程视频。由于这些内容都是实践性较强的内容，所以通过视频可以很好地展示具体的操作过程和结果。

（3） 问题准备

根据Linux操作系统的教学要求，要求3人一组，完成的主要任务包括实现“Windows和Linux虚拟机互相访问”，要求两个系统中间的共享文件可以相互访问；包括实现“通过编写Shell获取一小时内系统负载最高的进程信息”，要求每隔1分钟获取系统中负载最高的进程的内存占用、CPU占用、运行时间等信息，并通过列表打印到文件中。

2.3 研究工具

以Kirkpatrik四层次评价的第一层次（Reaction）来进行初步的成果测量，利用自编结构式问卷调查学生对于传统课程以及PBL课程的看法，并就不同的预习教材调查学生预习状况和意见[5]。

3 研究结果

本次课程修课人数为100人，回收有效问卷为100份。

3.1 预习

针对借由预习能够获得更好的学习效果题项多呈现正面回应（74%），而有部分同学（26%）持中立意见，平均分数为3.96；在不同类型的教材能否获得充分预习，两种教材类型的满意度分布十分相近，而认同的比率也相差无几（68% vs.64%），平均分数也都在3.8分左右。

对于预习方式的选择，多数学生（66%）选择文字与视频结合的方式，而希望单纯以文字或视频的同学则分别占了18%及16%左右。

在文字数据教材的选择方面，40位（81.6%）同学希望是以老师整理过后的PPT作为阅读教材，12位（12.2%）认为期刊较适合阅读，而6位（6.1%）学生觉得课本、参考书比较适当。

对于每段教学视频的长度，67.3%的学生希望能够在8～15分钟内，22.4%的学生则认为15～30分钟可以接受，少部分的同学则认为更长的视频也可以。而以100分钟的课堂计算的话，学生可接受的视频总长度平均为46.81分钟。

58%的学生认为课前线上测试有助于了解学习状况，8%的人持反对意见，而有62%的学生认为线上测试有助于督促自己的学习，而有12%的学生抱持相反的意见。

3.2 课堂听讲

有10%学生在课堂听讲时无法很好地吸收老师讲述的内容，另外有14%的学生无法及时记录老师讲述的重点，这之中也包含所有无法吸收的学生。

3.3 课堂讨论活动

普遍来说，大多数的学生认为自己在交流活动中能够有所收获并且有良好的表现。有60%的学生认为自己能够通过预习来增加发表意见时的信心。

3.4 课堂小考

多数学生认为课堂小考能够帮助自己了解学习状况，少部分学生认为小考对学习没有帮助。

3.5 研究结果

学生对于文字数据以及教学视频的满意度差不多，此项结果乍看之下与估计不同，但是将学生偏好的文字数据类型以及期望的预习方式一起综合来看，发现学生们想要的并无违反翻转教室的理念，教学视频加上PPT的学习方式恰好就是学生在学校听大堂课时的模式，因此两者相配合才会符合翻转教室把教师讲述放到课外的概念，设计课程时将视频与文字数据明确切割反而背离了翻转的概念。

多数学生希望每段视频的长度在8～15分钟以内符合了Middendorf提出的成人专注时间，而总长46.81 分钟的视频时间差不多是课程总时数的一半，呼应了一些学生在开放式意见栏中提到的意见，同时，部分学生提到这种翻转的上课方式如果太频繁，会造成负荷过重。假设一天8小时的课程都使用翻转，光是看视频加上课堂时间就差不多一天花12小时在学习上，因此若是过度使用翻转教室可能会造成学生降低学习意愿。

学生们对于课前线上测试以及课堂小考的看法分布类似，代表这两种教学活动的部分功能在学生的观点中是重复的，在经过研究后，这两个教学活动依旧各有其存在的必要性，课前测试能够让老师了解学生的学习状况，相较于在课堂中才了解自己的学习状况，让学生在上课之前就能了解自己学习状况对于学生的自我学习比较有帮助；而课堂小考（IRAT）则属于GRAT不可缺少的前置教学活动，当学生有了自己的想法再进行讨论与直接就题目开始讨论，在认知的过程中有很大的差异。

在课堂听讲部分中，认为自己无法有良好学习成效的学生在遇到问题时的解决方式有部分人选择忽略，也有部分人选择自行查找数据或者询问同学，而询问老师这个选项则完全不被考虑，这表示当这些学生在课堂聽讲遇到困难时，没办法即时地得到解决，可能会造成他们的学习进度无法跟上别的同学，若是以翻转教室的教学法让他们掌握自己的学习是否能够解决这个状况有待进一步的研究。

4 总结

总体而言，学生们对于将教学视频融入PBL教学持正向的态度，在Kirkpatrick第一个层面的评估算是符合预期，而若要深入了解这种教学法的结合是否真能促进学生的学习成效则必须持续的实施，并通过学习（Learning）、行为（Action）以及成果（Result）层面来进行评估。本文的相关研究可以帮助和提升学校的课堂教学，可以很好地为相关教学改革提供参考。