线上线下混合式课堂教学的学生成绩影响因素分析

王华丰 张维朋

摘要：以工科实践为主的采用线上线下结合教学的课程为研究对象，统计2018级和2019级电气控制与PLC课程的成绩，分析课程的课程内平时分值与成绩之间的关系以及2018级与2019级成绩之间的关系，可以看出在线微视频对学生期末成绩的虽然没有直接影响，但是与其他的平时成绩有耦合作用，间接影响期末成绩。

关键词：混合式教学；相关性分析；非参数校验

中图分类号：G642.0   文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）30-0149-04

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

1 引言

混合式教学是以学生为中心，以知识的输出为导向的一种教学模式，一般具有线下和线上同步学习[1]，能够为学生的自主学习提供资源支持，也对学生做到有效监督[2]。线上线下混合教学模式也能够实现课堂的优势互补，减少教师课程的基础性工作，有利于教师分析学生线上完成资料的学习，并能在线下针对学生的学习反馈进行重点和难点分析，实现教学的良好互动。在教学中有许多因素影响学生课程成绩，而在课堂教学中教学方式，课堂互动是影响成绩的重要因素[3]，在成绩评定中，平时成绩，作业分数，实验室工作都对学生的期末成绩有较大影响[4]。

信息化技术的出现，课程改革思路、手段繁多，对课堂和学生成绩的影响也各不相同，因此分析各种因素对成绩的影响有助于厘清主要矛盾和次要矛盾，也可以为教师为课堂存在问题提供关键分析，本文以电气控制与PLC应用课程为例，研究在线上线下教学过程中，探索不同教学过程对学生期末成绩的影响[5]。

2 课程改革及现状

《电气控制与PLC应用》课程，往往造成教师容易教但不容易教会，学生有兴趣学但不容易学得与工程实际接轨的现象，在当今环境中，课程日益凸显其重要性，当务之急是如何借助新型技术方法和手段，提高教学效率和效果，培养产业发展和转型急需的应用型人才，其次，目前教学方法中偏重在教室的理论讲解，学生在学习中很容易失去兴趣，同时，理论讲解与实践的脱节使得学生学习效率大大降低，该课程既注重理论基础又强调实践应用，更为后续的毕业设计和工作就业提供了理论与实践保障。通过课程学习从而使学生构建完整控制系统的能力，具备高级技术人才所必需的程序控制器基本理论知识和编程技术，面向问题，面向现场设计程序、调试程序，提高学生的应用和实际解决问题的能力[6]。

《电气控制与PLC应用》课程改革中，在授课时，将48课时的中36课时左右在实验室内完成，将组织学生完成13-15个项目的实践，以项目的形式推进教学进程。将课程的成绩分成作业、出勤、项目几部分，同时在期末时组织学生进行实验考试和闭卷笔试。

线上线下教学设计如图1所示。

2.1 课前环节

教师在学期初将学习内容的相关电子资源发布在网上学习平台，并在每次上课之前三天给出下一次课程的基本内容、要点及需要完成的实验。学生根据线上资料完成课程知识点的自我学习，根据自身学习过程提出问题，与教师在线上实现部分交流，同时对需要完成的实验进行预设计，比如在定时器的学习中，学生预先完成定时器的知识学习，在学习平台上完成与老师的难点交流，同时设计下一次课程中定时器的实验-“定时器启动彩灯”作业的硬件设计与软件设计。

2.2 课堂知识学习

在课堂中教师针对主要内容进行提点，反馈前几次课程的作业情况，并检查和督促进度较差同学的设计和预习情况，学生方面则根据课程和实验内容进行小组讨论，修改设计，完成实验验证设计，教师在此过程中进行巡回指导。学生在课前和课堂学习过程中可以反复观看电子资源内容，并结合教师的指导，可以极大提高学生的学习效率。

2.3 项目实践环节

在电气控制与PLC应用课程的设计中，课内实验只是定位于学生验证知识的手段。为了让学生增加工程设计经验，课程中设计了大量接近工程实际要求的项目设计环节，在该环节中教师完成对项目原理、设计要点、工程经验的指导，学生在此基础上进行小组讨论、并完成软、硬件设计、完善并调试等工作，最后由教师验收。通过此类项目的设计与实践，增加学生对工程项目的经验，并熟练掌握课程知识应用。

2.4 课后环节

在课后环节设计中，主要包含相关知识的拓展与实验报告的撰写，加强在线上的师生交流，辅导学生对实验、实习等报告的写作能力。随着线上线下教学的开展，学生对教师的课堂讲解依赖逐渐减弱，教师将有更多的时间投入到学生的个性指导、督促进度落后学生上来，在课外的线上交流中重点突出学生的个性化学习交流。

3 相关性分析

为了验证课堂教学改革方法和手段的有效性，选择2018和2019级同学的成绩进行相关性分析。

3.1 样本的选取

为了了解改革措施对学生成绩的影响，选取了两组成绩数据，分别是2018级和2019级同专业学生的成绩，两个班同一个老师授课，相同的教学大纲、实验条件和相同的实验项目，由于处于大三年级，因此在样本选取中总体上可以忽略年级之间的成绩差距对课程成绩的影响因素。2018级的学生人数46人，2019级人数48人。

3.2 因子的选取

在两个年级的授课过程中，课程可量化的指标中，作业，出勤、项目成绩是平时成绩的主要组成部分，也包含了理实结合授课方式的主要内容。作为课程成绩的考核主要分成两部分，分别是实验考试和期末闭卷笔试。由于出勤考核一般在纪律要求下差别不大而舍去，因此选取作业，项目成绩，实验成绩（成绩一）和期末闭卷笔试成绩（成绩二）作为相关分析因子。对于两个年级唯一不同的是2019级中增加了在线成绩，2019级授课过程中，课程组在课程平台中准备了一系列微课视频，供学生在学习过程中作为预习与复习之用，而在线成績是平台根据学生学习轨迹记录自动形成的预习与复习行为的分数。

3.3 相关性分析

对两个样本进行相关性分析，具体结果如表1、表2所示。

从上表中可以看出，2018级学生的成绩中作业、项目、与成绩一，成绩二的变量之间不存在相关性，而2019级学生成绩中作业与项目、成绩一、成绩二之间，项目与成绩一、成绩二之间，成绩一与成绩二之间的相关系数都大于0.5，具体分析如下：

（1）由表1可以看出，2018级学生成绩中作业、项目、实验成绩与闭卷笔试之间的没有相关性，这些变量是具有相对独立性，也就是说在2018级的学生成绩中作业与项目训练与实验考试成绩和理论闭卷考试成绩没有一定的联系，或者说联系很微弱。

（2）从表2中可以看出，在线成绩的因素与其他因子之间的关系相对较弱以外，作业、项目、实验成绩、闭卷考试成绩之间大都具有强相关的联系，特别是项目对实验成绩和闭卷笔试成绩的相关系数分别达到了0.823和0.712，說明项目对实验成绩和闭卷笔试成绩具有较强的共线性关系，反映出项目为导向的教学手段对学生实验考试成绩和闭卷考试成绩具有相当大的促进作用。

（3）从相关性分析，在线成绩与其他因此没有相关性或者相关性弱，但是由于在线学习过程的存在使得作业、项目与实验成绩、闭卷笔试存在强相关。在线学习的教学手段能够促使学生在课前进行预习，引起学生在课堂中的兴趣，带着问题进课堂和动手实践验证，并能在课后有足够的资料进行回顾和查询，大大帮助学生提高学生的学习效率和学习成绩。

4 非参数校验

在课程成绩的比较分析中，为了避免个别成绩的极端情况影响数据的分布，因此采用非参数校验来比较2018级学生成绩与2019级学生成绩的关系，下表中分别对实验成绩（成绩一）和期末闭卷考试成绩（成绩二）进行校验分析：

从成绩一的校验统计量来看，显著性小于0.05，因此2018级和2019级学生成绩一显示出有显著的差异，而从表3中可以看出2019级的实验考试显然比2018级的实验考试成绩要好；从表5和表6上反映出2018级与2019级在期末闭卷笔试的成绩上没有差异。

在两个年级的成绩比较中可以看出，2018级的课程授课过程中理实结合的教学方式，虽然与往年相比在学生成绩和认知中有着较大的进步，但是反应在学生在课堂的学习过程中，学生个人的学习学习提高方式、动力或者积极性并没与得到良好的改善，也就是说学生在对待项目、作业，实验考试的时候是一个独立的学习过程，并非一个有机的整体，因此从相关性分析中可以看出2018级成绩的各项并不相关，是一个独立的变量。在2019年加入在线学习微视频环节以后，在数据层面上来说在线课程与其他因子的数据相关性不强，在线成绩的环节对实验成绩和闭卷笔试成绩也没有起到一个关键性的促进作用，但是由于在线课程的存在，2019级成绩中，各个因子对成绩的相关性与2018的数据相比大大提高，同时2019级实验成绩也比2019级成绩有着较好的表现，究其原因有以下几点;

（1）在线微视频在学生学习过程中起到一个实现预习的作用，而这种作用带有强制性实现的，因此在课堂中相对容易接受新的知识。

（2）由于在课堂中是以项目为主导的授课方式，为了完成课堂内的项目设计作业，迫使学生反复观看微视频课程去学习课堂知识的重点和难点。

（3）由于课程在教学总设置了电气控制与PLC的开放实验室，并布置了课程的课外作业，为学生在课外学习和实践提供了完整的平台，此时微课视频是其复习的主要工具。

由于课程的课堂设计主要针对的是课程的实践属性，因此在系统理论上的授课效果相对较差，因此在线微课视频的学习对闭卷笔试成绩的促进作用有限，这点在2018级和2019级学生成绩二上的比较上就可以看出。

5 教改的总结与启示

结合线上资源的应用，针对工科类实践学时较多的课程中推行边做边学的教学方法能够取得较好的教学效果。在此类教学改革中增加学生实践学习的机会，采用项目制推进教学进度可以加快学生对知识点的理解与掌握，实践教学环节也有助于打破课程中理论与实践教学的割裂状态，提高实践课程的纵向练习。在课程教学中，线上教学与线下教学的作用贯穿了平时教学全部过程。成绩分析结果显示，在具备线上教学的环节时，项目制的实践教学推进方法中对学生期末成绩的影响显著。

在教学实施过程中也存在部分需要深入思考的问题：

（1）项目教学方法虽然对学生掌握知识与实践相结合方式是一个良好的方法，但是对项目的设置具有较高的要求，一般在实际教学中，项目的设置来源最好是实际的工程，同时结合自身的实验设备进行改造，同时根据教学体系进行分解，将各个知识点进行串联，形成实践项目的体系化。

（2）线上资源应该足够丰富，最好包含课前、课中和课后三部分内容，同时从难度上来说应该包含基本知识和拓展知识部分。

（3）在线上线下混合式教学改革过程中，以笔者的经验来看，在教学班级中学生学习的进度和成绩差异会进一步拉大，这大大提高了教师对学生需要进行个性化教学的要求，甚至增加课内外教育难度。

参考文献

[1] 张子超，谢浩，李默怡，等.研究生分子生物学课程中学生主导的小组教学方法的应用与探索[J].生命的化学，2021，41（7）：1462-1468.

[2] （加）D.兰迪·加里森（D.Randy Garrison），（加）诺曼·D.沃恩（Norman D.Vaughan）.高校教学中的混合式学习：框架、原则和指导[M].上海：复旦大学出版社，2019.

[3] 高俊.影响大学生学习成绩的因素分析及对策研究[J].当代教育实践与教学研究，2017（3）：71，73.

[4] 刘云芬.基于多元回归模型的大学生期末数学成绩影响因素分析[J].湖北师范大学学报（自然科学版），2018，38（4）：103-106.

[5] 杨淑辉，张妍.在线作业平台对学生成绩影响的差异性分析[J].大学数学，2020，36（2）：66-69.

[6] 李华.对课程考试成绩有效性的定量分析[J].数学教育学报，2007（4）：88-89.

【通联编辑：朱宝贵】