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大學(xué)物理混合型教學(xué)的學(xué)習(xí)效果論文
摘要:以大學(xué)物理的教學(xué)為例，通過聚類分析和比較分析的方法，研究SPOC模式下混合型學(xué)習(xí)效果提高的原因．結(jié)果表明導(dǎo)致混合型教學(xué)學(xué)習(xí)效果提高的主要原因是學(xué)生利用線上教學(xué)增加了有效學(xué)習(xí)時間．
關(guān)鍵詞:SPOC;混合型教學(xué);教育研究
近年來，隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展以及大規(guī)模在線開放課程(MOOC)的出現(xiàn)，高等教育的教學(xué)理念和教學(xué)形式正接受著前所未有的挑戰(zhàn)．傳統(tǒng)的教學(xué)以教師為中心，教學(xué)過程往往是單向式，傳遞的信息是同質(zhì)的，很難實現(xiàn)個性化;學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中缺乏實踐體驗，學(xué)習(xí)過程以記憶理解為主，缺少對知識的應(yīng)用和評價以及基于所學(xué)知識的創(chuàng)新，這樣的教學(xué)模式難以適應(yīng)信息時代的需要．MOOC的出現(xiàn)降低了課程的運行成本，因而上線課程和受教育人數(shù)都在增加，這使得學(xué)習(xí)名校名師的課程不再成為奢望，教育變得更加平等．對于在線課程，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自身的偏好和能力，挑選適合自己的課程;在課程進(jìn)行中，學(xué)習(xí)者還可以和不同知識背景的同伴組成學(xué)習(xí)小組，通過交流學(xué)習(xí)知識．在MOOC的實施過程中，教育者可以根據(jù)需要形成小規(guī)模限制型教學(xué)班級(SPOC)，結(jié)合班級特點，開展線上教學(xué)．但是MOOC課程也存在一些問題，比較突出的是難以實現(xiàn)與學(xué)習(xí)者所處的學(xué)習(xí)環(huán)境的對接［1］，課程與課程之間也缺乏足夠的聯(lián)系［2］，學(xué)生難以通過在線平臺實現(xiàn)實踐性課程的學(xué)習(xí);由于缺乏足夠的約束機制，能完成MOOC課程學(xué)習(xí)的學(xué)生比例偏低．采取線上線下混合型教學(xué)和翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，可以實現(xiàn)在線課程和課堂教學(xué)的優(yōu)勢互補．一方面相比于在線教育，教師的監(jiān)督作用得到了加強，學(xué)生完成課程的比例得到大幅度的提高［3］;另一方面，相比于課堂教學(xué)，教師可以通過選取適當(dāng)?shù)膬?nèi)容作為線上教學(xué)課程，降低了授課過程的成本;同時教師還可以根據(jù)學(xué)生線上學(xué)習(xí)的反饋信息，改進(jìn)課堂教學(xué);此外在課堂教學(xué)中，教師還可以引入實踐環(huán)節(jié)，強化學(xué)生的體驗，增進(jìn)教學(xué)效果．此外根據(jù)教育理論，學(xué)習(xí)過程包括程序性學(xué)習(xí)和啟發(fā)性學(xué)習(xí)兩種．對于以記憶為主的程序性學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)完全可以以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主;而對于啟發(fā)性學(xué)習(xí)過程，需要通過作為專家的教師與學(xué)生之間的互動來完成．實踐表明，混合型教學(xué)模式的教學(xué)優(yōu)于單純的課堂教學(xué)［4］．由此可見，將信息技術(shù)和課堂教學(xué)有機整合，有助于形成以學(xué)生為中心，充分發(fā)掘?qū)W生自主學(xué)習(xí)動力和創(chuàng)新能力，形成互聯(lián)網(wǎng)+高等教育教學(xué)的特色教學(xué)模式，提高高等教育的競爭力．
1大學(xué)物理
SPOC模式混合型教學(xué)的實施自2013年秋季以來，基于對SPOC教學(xué)模式的研究，我們通過翻轉(zhuǎn)課堂將SPOC線上課程和課堂教學(xué)結(jié)合起來，在SPOC線上教學(xué)中，要求學(xué)生完成基本概念的學(xué)習(xí)和理解;在課堂討論中，強化學(xué)生對知識的應(yīng)用和評價．一方面，利用線上教學(xué)的泛在性，學(xué)生可以及時彌補在課堂上學(xué)習(xí)的不足;另一方面，通過課堂討論，教師和學(xué)生可以及時發(fā)現(xiàn)解決問題過程中出現(xiàn)的誤區(qū)，并加以糾正．線上課程在中國大學(xué)MOOC網(wǎng)站上提供的同濟大學(xué)大學(xué)物理SPOC專區(qū)進(jìn)行，整個教學(xué)的具體實施過程由圖1給出在這個模式中，教師首先將準(zhǔn)備好的線上教學(xué)資料(課程教學(xué)視頻等)上線，供學(xué)生泛在學(xué)習(xí);課堂上則是相關(guān)的討論活動，包含線上學(xué)習(xí)過程中的自測題、討論的問題以及能力拓展的問題等．圖2給出混合型教學(xué)班和傳統(tǒng)型教學(xué)班在2013—2014學(xué)年4次測試中的成績比較，其中測試1和測試2對應(yīng)于大學(xué)物理(上)的期中考試和期末考試，測試3和測試4對應(yīng)于大學(xué)物理(下)的期中考試和期末考試．從考試成績上看，混合型教學(xué)班的成績相對于傳統(tǒng)型教學(xué)有所提高，與其他混合型教育研究的結(jié)果一致，符合我們的預(yù)期.
2傳統(tǒng)型教學(xué)效果分析
為了更好地了解混合型教學(xué)學(xué)習(xí)成績提高的原因，我們選取某傳統(tǒng)型教學(xué)班作為研究對象，在教學(xué)過程中單獨命題，以保證4次測試的難度不發(fā)生大的變化，在測試3、4中加大了課堂教學(xué)中強調(diào)的內(nèi)容和方法的考查比例．剔除少數(shù)長期曠課的學(xué)生之后，對考試成績進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)學(xué)生成績并不呈現(xiàn)正態(tài)分布，而是主要由兩個特征峰構(gòu)成，對學(xué)生成績作二聚類分析，結(jié)果如表1所示．從結(jié)果上看，對于高分段同學(xué)，4次測試的特征分?jǐn)?shù)沒有發(fā)生明顯變化;而對于低分段同學(xué)，在測試中加大課堂教學(xué)強調(diào)的內(nèi)容和方法的考察后，特征分?jǐn)?shù)發(fā)生較大幅度的下降．從這一結(jié)果上看，造成低分段學(xué)生考試不理想的主要原因是上課時沒有集中注意力聽講，課堂學(xué)習(xí)的效果較差．此外我們還對該班級的其他科目成績作了調(diào)查，并作了相關(guān)性分析，結(jié)果如表2所示．該結(jié)果表明:物理課程除與高等數(shù)學(xué)成績高度相關(guān)之外，與外語類課程和計算機課程的成績也中度相關(guān)，和政治類課程成績不相關(guān)，符合我們的預(yù)期．這說明對于傳統(tǒng)型教學(xué)方式，學(xué)生在課堂上課的認(rèn)真程度是決定多數(shù)科目測試成績的重要因素．
3混合型教學(xué)效果分析
對2014—2015學(xué)年混合型教學(xué)班的卷面成績作分析，發(fā)現(xiàn)存在3個特征峰，如圖3所示．由于該教學(xué)班單獨命題，故無法和傳統(tǒng)型教學(xué)班的成績作比較．將期中成績作聚類分析，同樣可以得到高分區(qū)，中間區(qū)，低分區(qū)3個部分．對于低分區(qū)學(xué)生，根據(jù)傳統(tǒng)型教學(xué)班的分析結(jié)果，我們認(rèn)為同樣存在上課缺乏注意力是影響學(xué)習(xí)成績的主要原因．通過中國大學(xué)MOOC網(wǎng)站，我們獲得了該教學(xué)班3個分?jǐn)?shù)段同學(xué)在線學(xué)習(xí)時間的數(shù)據(jù)，圖4—圖6給出了3個分?jǐn)?shù)段學(xué)生觀看視頻時間與學(xué)習(xí)成績之間的關(guān)系從圖4可知，對于低分區(qū)學(xué)生，觀看時間與考試成績的關(guān)系和學(xué)習(xí)曲線十分類似，所不同的是，隨著觀看時間的增長，成績達(dá)到最大值后逐漸下降而不是趨于飽和，成績與觀看視頻時間呈負(fù)相關(guān)．出現(xiàn)這一現(xiàn)象可能和學(xué)生的注意力有關(guān)，對于在線學(xué)習(xí)，由于缺乏有效的監(jiān)督，自控能力較差的學(xué)生的線上學(xué)習(xí)效率更加低．由于線上學(xué)習(xí)占用了線下學(xué)習(xí)時間，有效學(xué)習(xí)時間反而會變得更�。畧D5給出的是對應(yīng)中間區(qū)的情況，相對于低分區(qū)，中間區(qū)學(xué)生成績和觀看視頻時間呈正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0．62，屬于中度相關(guān)．說明中間區(qū)學(xué)生對在線視頻的利用效率高于低分區(qū)學(xué)生，線上學(xué)習(xí)增加了有效學(xué)習(xí)時間．由此可見，混合型教學(xué)之所以取得比傳統(tǒng)型教學(xué)更好的教學(xué)效果，主要是中間區(qū)學(xué)生通過增加有效學(xué)習(xí)時間，提高了學(xué)習(xí)成績．對于高分區(qū)學(xué)生，學(xué)習(xí)成績與觀看視頻時間沒有相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0．03．學(xué)生通過課堂學(xué)習(xí)和線下學(xué)習(xí)已經(jīng)能較好地完成學(xué)習(xí)任務(wù)，線上學(xué)習(xí)無助于增加有效學(xué)習(xí)時間，學(xué)習(xí)成績不因觀看視頻發(fā)生變化．
4結(jié)論與討論
在混合型教學(xué)模式中，不同類型的學(xué)生線上學(xué)習(xí)的效果并不相同．對于自制能力較低的學(xué)生，線上學(xué)習(xí)時更容易出現(xiàn)注意力不集中的現(xiàn)象，通過在線學(xué)習(xí)無助于增加他們的有效學(xué)習(xí)時間．對于低分區(qū)學(xué)生，也存在數(shù)理基礎(chǔ)較差的問題，在在線學(xué)習(xí)模式下，仍然有不少疑問難以及時解決，這也影響了他們的學(xué)習(xí)效果．對于高分區(qū)的學(xué)生，通過課堂教學(xué)已經(jīng)能夠較好地掌握所學(xué)知識，通過在線學(xué)習(xí)也不能再明顯增加有效學(xué)習(xí)時間．只有對于中間區(qū)的學(xué)生，在線學(xué)習(xí)能夠彌補課堂學(xué)習(xí)的不足，對學(xué)習(xí)起到促進(jìn)作用，使得這些學(xué)生學(xué)習(xí)效率超過低分區(qū)學(xué)生．混合型教學(xué)效果的改善主要來自于中間區(qū)學(xué)生的進(jìn)步．此外，學(xué)生線上學(xué)習(xí)的效果還與線上資源的質(zhì)量有關(guān)，提高線上資源的質(zhì)量，增加針對低分區(qū)學(xué)生的視頻材料，將有可能改善混合型教學(xué)的教學(xué)效果．一方面增強學(xué)生之間的互動以及師生之間的互動，都是改進(jìn)混合型教學(xué)教學(xué)效果的重要措施，也是我們下一步工作的重點之一;另一方面，不同分?jǐn)?shù)段學(xué)生的線上學(xué)習(xí)效率以及不同聚類學(xué)生占學(xué)生總數(shù)的相對比例也是評價在線課程質(zhì)量的一個重要指標(biāo)，在大數(shù)據(jù)時代的今天，這些數(shù)據(jù)將為管理者制定評價體系提供有參考價值的依據(jù)．我們這里的工作主要考察的是學(xué)生對知識的掌握情況．學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，批判性思維，創(chuàng)新性思維等形成性因素的培養(yǎng)，也是混合型教學(xué)希望實現(xiàn)的另一個重要目標(biāo)．我們將在后續(xù)工作中進(jìn)一步考察和研究。
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