不同教学模式下学生线上学习行为分析

左冬红

(华中科技大学 电子信息与通信学院,武汉 430074)

新冠疫情的全球性爆发促成了线上教学的全面快速流行[1],也促使线上教学资源得到快速增长[2]。如何有效利用线上教学资源组织教学、提升教学质量,是教育工作者必须考虑的一个问题[3-4]。

随着信息技术的发展,线上教学平台记录了学习者大量详尽的线上学习行为。不少研究针对学生线上学习行为数据挖掘学习者线上学习行为特征,构建学习行为模型[5],以改善线上教学资源在高校中的应用现状;或对学生学习行为数据进行聚类,并与学习成效进行关联分析,找出在线教学中存在的问题并提出可行性建议,为提高在线教学质量提供参考[6]。

华中科技大学电信学院“微机原理”课程组在2020年疫情期间发布了线上教学课程,从2020年春季开始已实施两期教学。对这两期课程教学的组织方式、教学效果以及学生线上教学资源学习行为进行对比分析,以期为教学改革提供参考。

1 教学组织方式

2020年春季学期学生没有返校,教学组织方式为翻转式教学[7]:学生按照教学计划在指定时间完成指定线上教学资源的学习(视频)和考核(章节测验);教师在指定时间段通过QQ群视频或腾讯会议回答来自线上教学平台论坛、QQ群信或私信、线上作业或随堂测验的难点问题以及学生实时提出的问题,若有仿真类实验任务,则随机选取学生讲解并演示仿真实验完成效果;学生线下完成作业以及仿真实验,线上提交。平时成绩包括线上视频资源学习完成度、章节测验成绩、作业及仿真评分、线上讨论情况等,占总成绩50%。期末考试采用线上开卷考试。整个学期没有配套课内线下实验。

2021年春季学期学生全部返校,教学组织方式为线上线下混合式教学[8]:学生线上完成基本概念、较易知识点的自学以及每个教学学时对应的章节测验;课内绝大部分时间由教师讲解教学重点、难点;学生课后完成作业及小组学习任务,教师平时通过QQ或线上论坛回答学生课后提出的问题。平时成绩包括:线上章节测验成绩、作业及小组任务评分、课堂参与度等,占总成绩30%。期末考试采用线下闭卷考试。学期内配套专门实验课,理论课无仿真实验任务。

2 教学效果对比

期末考试成绩是衡量学生学习效果的一个重要手段。将同一学期各类型班级卷面成绩采用同样的分类标准分为A、B、C、D四个等级,分别对应优、良、中、差。各类学生在所在班级中的占比如表1所示。从表1可知2021年采取的教学组织方式取得的效果为:①显著提升了优秀学生占比——提高、信卓实验班由46.94%提升到60%,通信专业4个班由10.6%提升到44.9%;②降低了差生占比——通信专业差生占比由14.9%降低到3.7%。

表1 卷面成绩各级别学生占比(%)

不同学期不同班级在期末考试中各类题的得分率情况如图1所示,2021年(19级)绝大部分题型班级平均得分率远高于2020年(18级)。

图1 期末考试不同班级不同题型平均得分率

3 线上教学过程数据分析

下面分析线上教学资源学生学习行为和效果,试图找出学习行为、学习方法与学习效果之间的关系。

3.1 线上视频学习数据

分析方法为:首先统计各个学生各章教学视频观看反刍比最大值、最小值、平均值,然后再将同一班级学生数据求均值。如图2所示,图2显示了分析结果,从图2可知:

(a)各专业班级各章视频反刍比最大值的均值

(1)翻转教学模式下,各章视频反刍比无论是最大值、最小值还是平均值都较高;

(2)传统授课模式下,学生主动学习线上教学视频的积极性非常低——通信18级线上视频学习反刍比均值基本在0.25以下;

(3)实验班和平行班在翻转式教学和混合式教学模式下线上教学视频学习情况明显不同:翻转式教学时平行班学生在视频学习反刍比的最大值、最小值和均值都高于实验班;混合式教学时则相反——这说明:①平行班大部分学生需通过平时成绩提升综合成绩,利用成绩这个风向标,可以引导中等偏上学生投入更多学习时间;②平行班学生翻转教学时,独立学习教学视频需花费更多的时间,反刍比均值基本在1.5左右,部分章节甚至接近1.75;③在视频学习不做硬性要求的情况下,实验班学生学习主动性更高,更能为达成学习目标自觉学习。

(4)混合式教学时线上教学视频学习反刍比均值远低于翻转式教学,基本都在1以下,部分难点章节甚至在0.75以下。这说明课堂教学对促成教学目标的达成非常重要。

2020年和2021年卷面成绩处于不同级别学生线上视频资源的学习情况对比如图3所示。若将视频资源学习完成情况作为平时成绩,所有级别同学基本上都完成了学习,但是若以小时为单位统计一小时内学习的视频个数(单次最大数)以及学习视频的次数,则存在一定的差别:D级别学生学习视频的次数最多(达到70次),A、B和C级别学生学习视频的次数逐级降低,这说明若需获取较好的学习效果,需一次连续学习多个关联的视频。若不将视频资源学习完成情况作为平时成绩,那么视频资源的学习情况更能反映各个级别学生的特点:

(a)2020年卷面成绩不同等级学生视频学习统计量

(1)A级别学生没有学习的视频最少,D级别学生没有学习的视频最多;

(2)A级别学生学习视频的次数最多(40多次),D级别学生学习视频的次数最少;

(3)B、C级别学生虽然没有学习的视频数一致,但是C级别学生单次学习视频数远大于B级别学生,且大于20,由于单个视频时长一般超过5分钟,这说明C级别学生采用快进或者跳跃式观看视频,学习效果较差;

(4)从A级别学生单次学习的视频数可以看出,较好的学习效果是单位时间内学习的视频数小于10个。

从图3可以看出,当采用翻转式教学且将视频学习情况作为平时成绩时,4个级别学生视频学习习惯基本一致,绝大部分学生都是在上午或者下午学习视频。而采用线上线下混合式教学且视频学习不作为平时成绩时,不同级别学生视频学习习惯差别较大,D级别学生主要在上午学习视频,而A、B级别学生主要在晚上学习视频。

3.2 线上章节测验数据分析

线上章节测验在两个年度的完成情况如图4所示。线上章节测验在两个学期都作为平时成绩,统计信息差别不大:A级别学生完成情况最好,D级别学生完成情况最差;所有级别学生单次完成的章节测验数基本一致;2020年学生完成测验最多的时间是下午,而2021年学生完成测验最多的时间是上午和晚上。

(a)2020年卷面成绩不同等级学生章节测验统计量

两个学期卷面成绩不同级别学生的线上章节测验平均成绩如表2所示。从表2可知,线上章节测验成绩等级与卷面成绩所处等级基本一致,C级别学生的章节测验成绩两年都在85分左右,但是A、B级别学生章节测验在混合式教学方式下高于翻转式教学方式,而D级别学生却相反。这说明线下课堂教学更有助于提高优、良学生的学习效果,但是对学习欲望差的学生,没有太大帮助。

表2 不同级别学生线上章节测验平均成绩

3.3 线上讨论

两个年度不同级别学生参与讨论的情况如图5所示。2020年线上讨论记入平时成绩,而2021年不计入平时成绩,因此2020年总体讨论热度远高于2021年,而且2020年不同学生参与讨论的热度与卷面成绩所处级别呈现一致性。无论是2020年还是2021年,卷面成绩处于级别D的学生参与讨论的获赞数都是最低的。从统计数据可以看出所有学生总体表现为:愿意在讨论论坛中回答问题,而不愿提出自己的疑问。

(a)2020年卷面成绩不同等级学生讨论统计量

3.4 作业成绩

卷面成绩不同级别学生的作业平均成绩、平均缺交比例、平均提交延时如表3所示。从表中可以看出,作业成绩、缺交比例以及提交延时基本与卷面成绩所处级别表现一致,2021年尤为明显。2021年平时成绩由章节测验以及作业构成,但是仅占综合成绩的30%,D级别学生对综合成绩的预期为及格即可,因此对平时成绩不太重视——缺交严重;2020年平时成绩占比较高,B、C级别学生期望通过平时成绩拉升综合成绩,因此提交率以及提交延时比A级别学生表现更好。

表3 卷面成绩不同等级学生作业完成情况

4 结语

本文通过对2020年以及2021年华中科技大学电信学院“微机原理”课程班级学生学习成绩以及线上教学资源的学习行为进行分析,得出以下结论:

(1)线上线下混合式教学模式更有利于提升教学效果;

(2)线上教学资源在培养学生自主学习能力的同时,能缓解课内学时不足的问题;

(3)不同类型学生线上教学资源学习行为存在差异——学习效果越好的学生,线上学习频次越高,同一时段内学习量越少,课余时间学习概率越大。

(4)线上教学视频、章节测验、讨论、作业完成度越高,学习效果越好。由此可知,通过学生线上教学资源学习行为可以预测学生的学习效果。若教师在教学过程中,利用线上平台记录的学生学习行为数据,可以在早期发现可能掉队的学生从而及时干预。