不同教学模式下教学效果对比研究

[摘 要]为了研究高等教育模式的大变革是否提升了高校教师的教学效果，是否对学生的学习效果有巨大成效，本文以西安财经大学行知学院的《非参数统计》课程为例，选取15级、17级和18级统计类学生为研究对象，分析不同教学模式下的教学效果。通过研究发现，不同教学模式下的教学效果有显著差异。结果显示：传统线下教学的教学效果最好，线上线下混合教学的教学效果次之，纯线上教学的教学效果最差。随后针对结果剖析原因、找出问题，以期为进一步提高教学质量、提升学生的学习效果提供参考。

[关键词]非参数统计 传统线下教学 纯线上教学 线上线下混合教学

序  言

随着新一轮科技革命的来临和产业变革的突飞猛进，信息技术对高等教育产生了深远影响，知识传授和获取的方式、教育理念与教育模式等都发生了巨大变化。2020年突如其来的新冠疫情更是加速了高等教育变革：教学平台由讲台到云端，教学模式由以“教师讲，学生听”为主的“教师独白式”传统模式，转变为线上教学和传统教学相结合的混合式教学模式；教学资源由单一的课本，变为国家高等教育智慧教育平台、中国大学MOOC慕课、智慧树、雨课堂、超星等平台的在线优质课程。我国上线慕课数量截至2022年2月底已超过5万门，选课人次近8亿，在校生获得慕课学分人次超过3亿。在首批上线的2万门课程中，覆盖了13个学科92个专业类。

而高等教育模式的大变革是否提升了高校教师的教学效果，是否对学生的学习效果有巨大成效，不同区域不同高校不同的课程会有多少差异。本文以西安财经大学行知学院的《非参数统计》课程为例，对不同教学模式下的教学效果进行对比研究，分析其差异与原因，为同类课程实施线上线下教学的教学效果评价提供参考。

《非参数统计》课程简介

非参数统计是统计学的一个重要分支，它在社会学、医学、生物学、心理学、教育学等领域都有着广泛的应用，通常被认为是总体分布不要求遵从正态分布或总体分布未知条件下的统计检验方法，是在对所研究的总体知之不多的情况下，探讨如何利用样本的顺序量等信息对总体做出推断。主要包括单样本、两样本和多样本的非参数检验，两样本和多样本的尺度检验、非参数相关和回归、非参数的分布检验和拟合优度检验等。

在进行单样本非参数检验时可采用卡方检验、符号检验、Wilcoxon符号秩检验等，趋势问题可用Cox-Stuart趋势检验，随机性问题可用游程检验。在两样本非参数检验中：可采用符号检验和Wilcoxon符号秩检验分析两个相关样本的非参数检验问题，McNemar检验可用来分析两相关样本的二分问题，而两独立样本问题可用Brown-Mood中位数检验、Wilcoxon-Mann-Whitney秩和检验和Wald-Wolfowitz检验解决。在多样本非参数检验中，Cochran检验和Friedman秩和检验解决k个相关样本问题，Kruskal-Wallis秩和检验、Jonckheere-Terpstra检验和Page检验可解决k个独立样本问题，可用Durbin检验解决部分区组设计中的数据缺失问题；尺度检验可用Siegel-Tukey方差检验、Mood检验、Ansari-Bradley检验和Fligner-Killeen检验；相关分析可用Spearman秩相关检验和Kendall相关检验。

《非参数统计》是统计专业的必修课程，先修课程为高等数学、线性代数、概率论和数理统计。由于同时期统计类专业开设有R语言和SPSS等实践操作课程，因此大部分学校的该课程教学都是以理论教学为主，由于培养目标和培养方案的差异，不同高校的课时分配有所区别。比如河南师范大学、郑州师范学院、青海师范大学开设的是54课时的理论课；塔库木大学、福建农业大学、南通大学、西南大学、许昌学院开设的是48课时的理论课；河北地质大学开设的是40课时的理论课；西安财经大学行知学院开设的是48课时和32课时的理论课。当然也有部分高校是理论课与实践课相结合：比如成都信息工程大学开设课时为48课时，其中理论40课时、上机实践8课时；西京学院开设课程为48課时，其中理论36课时、实践12课时。

《非参数统计》课程教学效果评价

1.研究对象

由于开设《非参数统计》课程的高校比较多且其课时分布有差异，本次研究选择西安财经大学行知学院学习《非参数统计》课程的15级、17级和18级统计与经济统计学专业学生为研究对象。其中15级学生总数为37人，上课时间为2017年到2018年第2学期，采用的是传统线下教学；17级学生数为48人，上课时间为2019年到2020年第2学期，由于受当年新冠疫情影响，采用的是纯线上教学；18级学生数为67人，上课时间为2020年到2021年第2学期，采用的是线上线下混合教学。

2.教学实施

（1）传统线下教学

15级统计类专业实行的是纯板书的传统线下教学，以教材为教学主要内容，采用的是课堂讲授、课堂讨论和布置作业的形式。通常是先回顾参数统计中相关问题的解决方式，从中发现不足，引出非参数统计方法，然后再进一步讲解该方法的原理并举例说明。课程内容结束以后进行课堂测试，检查本次课的课堂效果。以k个相关样本的Friedman检验为例，首先启发学生回顾参数统计中检验几个样本时是否为完全相同的、总体采用的方法——方差分析或F检验，再进一步回顾采用这些方法的前提假定条件是否满足，如果数据不符合这些假定条件，那么必须采用非参数统计方法来解决，从而引出Friedman检验。教师介绍Friedman检验的原理过程并通过实例来说明，最后通过练习了解学生对该方法的掌握情况，及时发现大部分学生易犯错的部分并当堂予以纠正。

（2）纯线上教学

17级统计类专业进行的是纯线上教学。由于《非参数统计》课程的网课数量非常少，因此采用的是直播与翻转课堂形式，直播平台是腾讯课堂。每个班级平均直播时长48分钟，最长时间104分钟，最短21分钟。课前通过QQ群发布教学计划，安排学生查找相对应的资料；课堂当中以PPT加语音的模式直播上课内容。直播过程中采用举手、课堂随机点名、抢答等形式吸引学生参与教学。直播结束后，教师发布任务，学生以小组或团体为单位进行讨论并形成结论。以Friedman检验为例：课前发布教学计划为线上直播+线上讨论+线上练习，要求学生复习参数统计中的方差分析和F检验的假定条件、检验原理并进行梳理，完成一项数据采集工作。每位学生在QQ群中对VIVO、OPPO、苹果和华为四个品牌手机按照偏好打分（分值在1～4分之中）。课中重点直播Friedman检验统计量的由来及构成，通过随机点名等方式由学生回答组间平方和、总平方和以及卡方分布等相关问题。直播结束后要求学生利用Friedman检验方法对课前采集的数据进行检验，即检验本级统计类专业学生使用的手机品牌是否有显著差异。课后，教师查验观看时长及学生的作业完成情况，并发布下次课堂的学生任务。

（3）线上线下混合教学

国内最早正式倡导混合式教学模式的是北京师范大学的何克抗教授。他认为，混合式教学模式把传统教学方式的优势和网络化教学的优势结合起来，既能发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又能充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性。18级统计类专业进行的是线上线下混合教学，课前阶段教师将在各个平台筛选的相关在线资源依次提供给学生，让学生带着问题观看学习资源，以调动学生自主学习的积极性；课中阶段还是采用传统线下教学模式，由教师讲授知识点，期间再辅以思考与研讨类内容；对学生进行分组，结合本次课程内容和课前在线资源学习情况组织学生开展讨论；课后进行线上资源扩展。以Friedman检验为例：课前将方差分析、Friedman检验的在线资源发布到QQ班级群；课中对Friedman检验的重点和难点进行详解；课后进行知识点拓展，在学生QQ群发布Friedman检验在市场调查中应用的视频和文章，供学生进行学习和讨论。

3.教学效果评价

统计类专业的培养目标是培养具有从事统计数据采集与分析、经济预测、经济信息分析和其他管理能力，服务于经济、管理、金融、保险、商务咨询、大数据分析等相关领域的高素质应用型人才。课程期末考试成绩是评价专业教学目标是否实现的重要指标之一。因此在此次的教學效果评价中，对三组学生的《非参数统计》线下期末考试成绩进行分析。

15级统计类专业《非参数统计》线下期末卷面平均考试成绩为76.41分，期末综合平均成绩为80.57分；17级统计类专业《非参数统计》线下期末卷面平均考试成绩为65.07分，期末综合平均成绩为74.58分；18级统计类专业《非参数统计》线下期末卷面平均考试成绩为74.49分，期末综合平均成绩为79.15分。参考国外学者Cureton E E的研究结论，他认为Kelley.T.L的27-73rule是正确的。但如果数据分布不是正态分布，而有一些偏峰，那么分位点需要调整到30～70左右。本文通过直方图发现，除18级统计类专业期末卷面考试成绩分布呈现正态分布、17统计类专业期末卷面考试成绩分布直方图呈现折齿形之外，其他的都呈现右偏趋势。因此文章选择分位点为30～70，即成绩排名的前30%定义为高分段，排名在后的30%为低分段，介于二者之间的为中分段。

从表1可以看出，不管是卷面平均成绩还是综合平均成绩，结果基本一致。采用纯线下教学的15级学生平均成绩最高，采用线上线下混合教学的18级学生平均成绩次之，采用纯线上教学的17级学生平均成绩最低。从分数段来考虑，纯线下教学和线下线上混合教学在高分段和低分段的平均成绩非常接近，几乎相等。而采用纯线上教学的高分段和低分段平均成绩则与纯线下教学和线下线上混合教学相比差距比较大。中分段学生的平均成绩在不同的教学模式下差异比较大。

为了进一步说明不同教学模式下教学效果的差异，先采用Kruskal Wallis检验三种不同教学模式的教学效果是否有显著差异。原假设设定三种不同教学模式的教学效果无显著差异；备择假设设定三种不同教学模式的教学效果有显著差异。如果通过了该检验，则进一步利用Jonckheere-Terpstra检验三种不同教学模式的趋势。原假设设定三种不同教学模式的教学效果无显著差异；备择假设设定为纯线下教学效果>线下线上混合教学效果>纯线上教学教学效果。结果见表2：

从分析结果可以看出，若将显著性水平定义为0.05，综合成绩高分段的Kruskal Wallis检验统计量结果为3.991，其检验概率为0.136大于显著性水平0.05，因此说明三种不同教学模式在综合成绩的高分段没有显著差异。但是除此情况之外，不管是从总分来看，还是从分段成绩来看，三种不同教学模式的教学效果差异显著。从Jonckheere-Terpstra检验结果来看，对于统计类专业，纯线下教学的教学效果最好，纯线上教学的教学效果最差，线上线下混合教学的教学效果居中。

4.学生自我评价分析

现代高等教育质量评估标准要求“以学生发展为本”。学生的自我评价是反映教学效果好坏的有效方式之一。在此项研究中，从学校18级、19级统计类专业学生中随机抽取了64名学生。根据学生的学习行为和学习效果，对传统线下教学、纯线上教学和线上线下混合教学进行打分。认为对自己的学习有帮助、自己喜欢、学习效果好的教学模式，打分打1；认为对自己的学习没有帮助，自己不喜欢，学习效果差的教学模式，打分打0。

在此次调查中，只选择了1种教学模式的学生有25人，其中选择传统线下教学有10人，纯线上教学5人，线上线下混合教学10人。选择了2种教学模式的学生有35人，其中同时选择传统线下教学和纯线上教学的仅有3人，同时选择传统线下教学和线上线下混合教学有23人，同时选择纯线上教学和线上线下混合教学有9人。3种教学模式全部选择的仅有4人。

在非参数统计中，Cochran Q是用以检验匹配了三组及三组以上的频数或比例之间有无显著差异的方法，其所涉及的数据为二分类类型：“是”与“不是”；“成功”或“失败”。因此学生打分情况可采用Cochran Q检验处理。原假设设定为三种不同教学模式对学生学习效果无显著差异；备择假设设定为三种不同教学模式对学生学习效果有显著差异。从表3可以看出，Cochran Q检验统计量的值为17.033，其对应的检验概率为0.000远远小于显著性水平0.05，因此拒绝原假设，认为三种不同教学模式对学生学习效果有显著差异。

不同教学模式差异分析

传统线下教学是师生的面对面交流，在课堂上可以实时互动，互动效果能直观地体现出来，教师可根据上课学生的课堂反应及时调整教学策略，改进上课方法，有效引导和激励学生进行思考。但是由于课堂时间的限制，所讲的内容有限，每个学生的学习程度也参差不齐，因此限制了学生的自学能力。

纯线上教学是在疫情特殊形式下形成的一种新教学形式，打破了地域的限制，网络教学资源丰富，且具备直播《非参数统计》课程中的回放功能，可供直播时间内无法参与学习或学习过后仍旧有疑问的学生进行自主学习，学习途径更加广泛。缺点：由于不是面对面教学，教师无法及时了解学生的学习状态，难以及时做出课堂教学调整。有的学生反映，上课容易走神、学习效率低，教学效果得不到有效保证。

线上线下混合教学在保留了传统线下教学优点的基础上又综合了线上教学的优点，为什么其教学效果反而不如传统线下教学。第一，是由于《非参数统计》作为统计类专业课，内容较生涩难懂，且涉及大量的概率论与数理统计、线性代数等内容，部分学生的学习兴趣不高，不看课前和课后的网络资源，或者看的过程中未進行思考，因此课中也没有积极参与讨论；第二，是由于学习平台、学习资源增多导致学生无所适从、无从下手；第三，是学生的学习兴趣点有所偏颇，偏重于四六级、各种等级证书，反而忽略掉了专业课的学习。

总结与建议

在前面分析中，《非参数统计》课程的纯线上教学效果最差，而传统线下教学的教学效果要好于线上线下混合教学的教学效果。但是在加强现代信息技术与教育教学深度融合的目标指引下，线上线下混合式教学将成为未来高校教学的常态。

首先，对于专业性课程，应当是以线下教学为主、线上教学为辅，以学生为主、教师为辅的模式进行。在课堂当中注重把教材理论知识、视频教学知识与学生思想实际有机结合；课后，学生进行自我探究式、小组协作式的学习活动，同时提升自身查找资料、总结提炼的能力，要充分发挥学习主动性。

其次，教师在推送网络在线资源时，要有计划、分批次、分等级地提供给学生，防止学生由于资源过多而无从下手，并且要引导和督促学生提高自主学习能力。选择网络资源时要避免过度使用。教师可尝试通过非同步工具让学生感受更主动的学习体验，先通过异步工具进行自主学习，再进行同步教学，效果会更好。

第三，积极推动高等教育机构共享教育资源、新模式理念以及先进的信息技术，实现更加普惠的高质量教育。教师可建立某一专门课程的大学专业教师群，用以相互学习和资源共享。在条件允许的情况下可设置“大课堂直播互动”环节，邀请各大高校的知名学者为学生上专题课，使本校学生在线上线下都有机会与名师“零距离”接触。

参考文献：

[1]新华网.“国家高等教育智慧教育平台”上线 我国上线慕课数量超过5万门[EB/OL].（2022-3-29）.http：//education.news.cn/20220329/c6c3726e54de4a4ea50d614a8e686a2d/c.html.

[2]何克抗.信息技术与学科教学“深度融合”的路径与实现方法[J].中小学数字化教学，2018（2）：17-20.

[3]Cureton E E. The upper and lower twenty-seven per cent rule[J].Psychometrika，1957，22（3）：293-296.

[4]刘徽，滕梅芳，张朋.什么是混合式教学设计的难点？——基于Rasch模型的线上线下混合式教学设计方案分析[J].中国高教研究，2020（10）：82-87，108.

（李苏慧：西安财经大学行知学院）