基于二元Logistic回归的云班课混合式教学对大学生学习成绩的影响

连颖颖，魏 超，陈 越，杨友静

(安阳师范学院 数学与统计学院 河南 安阳 455000)

0 引言

随着时代的发展，多媒体、计算机等技术在教育教学中被广泛应用，教育教学信息化已经成为现代教育的重点。近年来蓝墨、超星、智慧课堂教学云平台的诞生，将信息化教学运用到课堂，在实践中取得了很好的成果。云班课教学在课堂中运用现代化教学工具与学生进行实时互动，达到了很好的教学效果。大学生的手机普及率已达到100%，为我们云班课混合式教学在课堂中的应用提供了条件。同时考虑到大学生在课堂上对手机的自控能力不强，管制效果不佳的现状，需要转变方式将手机变为学习的工具，让学生能更好的参与课堂学习[1]。基于此原因，本文将探究云班课在大学教学中的作用与效果，将信息化教学更好的运用到教学中。

目前云班课教学模式已经有很多人开始进行探索与应用，文献[2]将微生物教学与云班课相结合，实行线上线下混合式教学。线下讲授基础知识，线上实行推送资源，将学生零碎时间充分利用。通过学生每次完成任务所获得的经验值进行小组比拼，激发学生学习兴趣。文献[3]就云班课混合式教学与传统教学的特点进行了讨论。根据实践验证应用云班课混合式教学模式比传统教学存在更大的优势。打破了时间、空间与地域的限制；改变了教学方式，增加了学生学习的主动性，增强了学生学习的兴趣；减少了学习难度；教师更容易掌握学生的学习情况，随时调整教学进度。文献[4]中给出了利用云班课进行翻转式教学时的具体功能及应用这些功能带来的优点，并且已经在现实中取得了不错的教学成果。云班课可以通过一键签到、手势签到或位置签到来完成课堂签到, 并且要求学生打开手机位置信息, 实时掌握学生签到位置。相比较传统的点名方式要快捷方便许多, 提高了课堂教学效率。课堂提问环节，教师可以通过随机摇一摇来选人, 或者是学生通过电子设备举手、抢答等来选人, 这种教学模式趣味性和随机性更强, 使学生能集中注意力, 提高学生学习的积极性。课上通过头脑风暴、问卷调查、讨论答疑等形式让学生对某一问题发表自己的见解, 大家也可以相互学习, 充分发挥学生的创造力和想象力。对于一道有难度的数学题，头脑风暴模式可以让学生充分发挥想象力，同时也给那些内向的学生多一些回答的机会。课程结束之后，可以随时随地进行课堂测试，检验学习效果, 快捷方便, 及时掌握学生对知识的掌握情况。

已有的实践探索了云班课混合式教学在课前、课中、课后阶段的使用情况，及在教学中所取得的效果。然而，对于云班课的后台数据与学生成绩之间联系的研究却很少。本文基于多元线性回归分析与二元Logistic回归分析，以在校大学生为研究对象，结合云班课在数学教学中的实践成果，分析了云班课后台数据与学生成绩之间的关系。

1 云班课后台数据与现实中学生成绩的联系

1.1 云班课应用中的实践效果

在实践中教师可以向学生随时分享资源，即使不在上课时间，也可通过蓝墨云班课平台推送一些数学资源，供学生观看。并且学生和教师之间可以在讨论答疑区进行互动，可以让学生学到更多的东西。同时教师可以根据内容点击率和问答讨论区情况，了解学生的掌握情况，为下次上课做好准备。在课堂互动环节, 学生通过头脑风暴、问卷调查、讨论答疑等形式对某一问题发表自己的见解,激发了学生的学习兴趣，上课睡觉现象明显减少。其次，之前学生上课出现用手机观看与学习无关的内容，在此学期实践过程中，这种现象得到明显的改善。因为蓝墨云班课的这种形式，让更多的学生参与了课堂，也使数学学习不在那么无聊，玩手机现象自然而然就减少了。蓝墨云班课平台使教师可以随时监控学生的学习动态，对那些表现积极的学生给予经验值奖励，对那些参与度不够的学生加以引导。整个学期下来，整班的学习成绩较上一学期有明显的提高，特别是那些原本不爱学习数学，上课总是不听讲的学生，进步更大，他们的学习态度和情绪也都变得十分高涨。

1.2 云班课后台数据的应用

本文以大学生为研究对象探究云班课的教学效果。考虑到大学生对期末挂科情况关注很高，所以本文利用数学系280名学生使用云班课的后台数据，对学生的期末挂科情况应用二元Logistic回归分析进行预测，并与真实情况进行比较，得出预测结果的准确率，从而提前预测出大学生是否存在挂科风险。对存在挂科风险的学生提前给予指导和关注，从而减少挂科率。

为了探究云班课后台数据与学生挂科率之间的关系，选用测试成绩、发帖数、访问量、访问天数、上课签到五个变量来探讨各个因素对学生的期末成绩的影响，进而推断学生期末挂科情况。访问量、上课签到、访问天数可以反应学生学习的积极性及对这门课程的关注程度。发帖数与测试成绩则客观反映了学生对这门课程的掌握程度。因此，选用这五个因素用来研究使用云班课的学习效果与现实中学生成绩之间的联系是比较客观和准确的。

本文首先建立回归方程研究学生期末成绩与测试成绩、发帖数、访问量、访问天数、上课签到五个变量之间的关系。因为学生的期末成绩直接反应期末挂科事件是否发生，因此将因变量改为学生期末挂科事件发生的概率。将测试成绩、发帖数、访问量、访问天数、上课签到作为自变量，并且分别将5个变量设为x1、x2、x3、x4、x5。应用回归分析可以得到多元线性回归方程变量的系数，进而可得到各因素之间的相关性，如表1所示。

从表1可知，影响学生通过考试最大的因素是测试成绩，相关性高达0.840。而影响学生通过考试最小的因素是上课签到，因为当下对大学生考勤要求较严，大多数学生都能做到按时签到，因此学生是否通过考试与上课签到相关性较低。由此可知，与学生成绩合格关系最密切的是测试成绩。通过多元线性回归可以得到变量系数，如表2所示。

表1 皮尔逊相关系数表

表2 多元线性回归方程变量系数

从上表可知，部分变量系数的显著性值没有通过检验，因此不会对学生期末成绩挂科率造成显著性影响。根据上表，各变量的VIF取值均接近于1。因此，不是由于变量之间的多重共线性较大导致系数显著性未通过检验。所以选择去掉其中显著性值最大的变量，将上课签到进行移除，再次进行求解回归方程系数操作，此时可得到变量系数如表3所示。

表3 多元线性回归方程变量系数(改进)

从上表可知，全部变量系数的显著性值均小于0.05，因此表中变量会对学生期末成绩挂科率造成显著性影响。因此根据上表可得多元线性回归方程为：

y=-0.489+0.014x1+0.004x2+0.0035x3+0.003x4

由多元线性回归方程知，所选自变量系数均为正数，因此每个变量对学生期末挂科概率都成正向影响。并且自变量系数越大，对因变量y的影响程度就越大。测试成绩相对于其他三个变量来说，对学生期末挂科影响较大。由于测试成绩更能直接反应学生的学习效果，因此它对学生期末挂科的影响高于其他三个变量。

通过以上多元线性回归方程可知，最后影响学生挂科的因素只有测试成绩、发帖数、访问量和访问天数四个变量，用这四个变量应用二元Logistic回归对学生期末挂科进行预测。通过预测准确率来检验测试成绩、发帖数、访问量和访问天数四个变量是否可以预测学生的期末挂科情况。

本文将Y=1定义为学生不挂科，Y=0定义为学生挂科，即

Y={1,学生不挂科

0，学生挂科

通过p=p(y-1)的Logit变换建立回归公式：

其中，p为Y=1时的概率，当p的取值在0到0.5表示为此事件不发生；0.5到1表示为此事件发生。通过运用二元Logistic回归进行求解可得：

经预测280名学生中有30名学生会出现期末挂科的情况，结合本学期的期末成绩发现此班级挂科人数为32人，预测正确率为93.75%，预测准确率很高。因此通过云班课中任务完成情况可反应此学生的期末挂科事件是否可能发生。

结合云班课实施混合式教学，应用云班课App记录了学生的线上学习情况，通过云班课后台记录的这些数据，运用二元Logistic回归分析进行预测，可以提前了解学生本学期的学习情况，预测学生期末挂科的概率。由于线上课程结束时间比线下期末考试时间提前。因此，对存在挂科风险的学生发出警告，引起他们的注意，进而督促他们好好学习，减少了期末挂科率。

2 结论

首先，通过应用280名大学生云班课后台数据，建立学生期末挂科率与测试成绩、发帖数、访问量、访问天数、上课签到五个变量之间的回归方程。其次，对学生的期末挂科情况应用二元Logistic回归分析进行预测，预测结果准确率高达93.75%。最后，得出云班课后台数据可以对学生挂科情况做出较准确的预测，这一结论也证明云班课能很好地运用于教学中。

通过整个学期的实践和使用数据比对，发现云班课混合式教学模式较传统的教学模式存在很大的优点。它为传统的课堂教学注入了活力, 改变了传统教学中对于课前预习和课后复习无法监控的局面, 不仅让手机成为学习的工具, 还通过实时文字、图片、视频吸引了学生的注意力, 激发学生学习的兴趣, 让学生更有参与感与成就感。同时用学习“挤占”了游戏和娱乐的空间, 也使教学效果更易评估和检测[5]。与传统教学模式相比, 云班课下新型教学模式具有科学性和实践性，让学生可以随时随地学习, 实现了师生间的实时互动，达到学习效果的最优化。移动混合式教学教师以启发式教学为主, 学生是课堂的主体，教师通过引导，培养学生独立思考、自主发现问题的能力，让学生获得成就感, 从而激发学生学习的自主性与积极性，这为枯燥的大学数学学习，提供了无限的生机。综上所述，云班课在本次的数学教学实践中取得了良好的效果，适用于大学教学。

最后，以一学期应用云班课的经验，提出对云班课的4条建议。

1.教师推送的视频资源中可增加弹幕功能，让学生畅所欲言，使严谨的数学教学视频活泼起来，增加趣味性，这样更有利于激发学生学习数学的兴趣，培养学生学习的主动性。

2.实践中发现云班课使用对网络要求很严格，在网络不好的教室定时签到很容易无法正常操作，在加载视频时也会出现卡顿现象，因此需要学校加强校园网建设。

3.学生可查阅的云教材较少，开放性不强。因此可增加其他高校的云教材，实施免费共享，学生不仅可以学习本校课程，而且还可以学习其他高校的课程，为喜欢学习的学生提供更广阔的平台。

4.实践中发现课程建设环节过于繁琐，对教师操作要求较高。这对于那些没有经验的新教师来说很麻烦，需要花时间进行培训。