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        多終端互動課堂模式的改革探索

        2015-04-09 12:10:14徐偉棟楊小丹陳致遠(yuǎn)
        新課程(下) 2015年9期
        關(guān)鍵詞:終端考試知識點(diǎn)

        徐偉棟 楊小丹 陳致遠(yuǎn)

        (杭州電子科技大學(xué))

        實(shí)驗(yàn)課程是大學(xué)課程體系的重要組成部分。通過對課程理論體系與實(shí)踐操作的學(xué)習(xí),學(xué)生能更好地了解該技術(shù)領(lǐng)域的知識架構(gòu)與基本工序,程度較好的學(xué)生更是能因此而一窺相關(guān)行業(yè)的門徑,因此課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)也一直深受高校學(xué)生的喜愛。

        一、傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程課堂模式

        1.課堂形式

        在目前的課程模式里,由于學(xué)校條件的限制與傳統(tǒng)形式的影響,實(shí)驗(yàn)部分通常與課堂講授分離。教師在課程前期講述理論知識與實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn),完成前期知識闡述后集中進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課程。

        2.課堂模式缺陷

        在高校課堂上,教師通常會遇到這樣一個困境:當(dāng)需要在知識闡述后插入實(shí)踐操作介紹時(shí),只能借助有限的演示文稿、板書甚至手勢,缺乏一種直觀、便于理解的表現(xiàn)形式。對于一些輕型的儀器(如微機(jī))的操作(如編程演示),也僅能供教師做演示。既不利于學(xué)生的觀察,動手操作所帶來的場景記憶的好處也無法在課堂上得到體現(xiàn)。而當(dāng)幾周后相關(guān)的實(shí)驗(yàn)正式開始時(shí),相當(dāng)一部分學(xué)生對于實(shí)驗(yàn)相關(guān)的理論知識與操作步驟等的記憶已經(jīng)模糊;而教師在理論課上布置的實(shí)踐作業(yè),也因缺少現(xiàn)場指導(dǎo),學(xué)生對實(shí)驗(yàn)環(huán)境、操作細(xì)節(jié)等缺乏基本了解等,效果不佳。

        因此,雖然相對于純理論性的課程,帶實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的課程能引起學(xué)生更大的投入度、更高的參與度,但仍因?yàn)槔碚撆c實(shí)踐之間的時(shí)間(要等課后或下次課)與空間(分別在教室與實(shí)驗(yàn)室)上的距離,導(dǎo)致事倍功半。

        這種模式屬于傳統(tǒng)的“教師講授型為主”的教學(xué)模式,也就是在課堂內(nèi)進(jìn)行知識的傳授,在課堂外進(jìn)行知識的內(nèi)化。其模式缺陷可以歸結(jié)為三個方面:(1)理論與實(shí)踐脫節(jié);(2)缺乏良好的實(shí)踐;(3)缺乏有效的互動。

        二、多終端互動課堂模式

        1.課堂模式

        為解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程課堂模式的缺陷,我們引入了一種全新的多終端互動課堂教學(xué)模式,嘗試?yán)镁钟蚓W(wǎng)與移動互聯(lián)網(wǎng)等信息手段,探索拉近理論與實(shí)踐的有效方法。這種模式課堂的核心是互動,這里的互動不僅是師生、生生之間,還包括人與技術(shù)、環(huán)境、資源等方面的互動。這種模式將在機(jī)房進(jìn)行,分為三個環(huán)節(jié):(1)教師的理論闡述與現(xiàn)場演示(利用機(jī)房的擴(kuò)音設(shè)備與投影儀);(2)學(xué)生的跟進(jìn)實(shí)驗(yàn)與當(dāng)堂作業(yè);(3)學(xué)生的課后作業(yè)與在線遞交。各環(huán)節(jié)具體過程如下:

        ①前兩個環(huán)節(jié)由教師按照教學(xué)安排對學(xué)生進(jìn)行理論部分的闡述,遇到需要引入實(shí)驗(yàn)時(shí),直接在教師機(jī)上操作,通過投影儀展現(xiàn)給學(xué)生,然后學(xué)生跟進(jìn)實(shí)驗(yàn),基本完成后教師進(jìn)入下一個知識點(diǎn)。

        ②對于重要的知識點(diǎn),教師會暫停講授,布置一個在十到十五分鐘左右的時(shí)間的當(dāng)堂作業(yè),由學(xué)生現(xiàn)場完成并在線遞交。

        ③第三個環(huán)節(jié)為課后作業(yè),由學(xué)生在課后任意時(shí)間在線遞交,教師也可以在課外隨時(shí)在線發(fā)起關(guān)于作業(yè)或知識點(diǎn)的點(diǎn)評與討論。

        前兩個環(huán)節(jié)可以讓理論知識充分聯(lián)系實(shí)踐操作,同時(shí)形成師生、生生間良好的互動,而第三個環(huán)節(jié)則能起到加深實(shí)踐的作用,從而構(gòu)成一個“2+1”的結(jié)構(gòu)。在本模式下,原有的實(shí)驗(yàn)課取消了,化整為零分散到了整個課程的每個知識點(diǎn)處,理論與實(shí)踐之間的時(shí)間與空間距離被盡可能地縮短,有助于學(xué)生更好地掌握相關(guān)知識點(diǎn)與技能。

        2.課程硬件環(huán)境

        在本模式開展的過程中,最重要的硬件保障條件就是局域網(wǎng)機(jī)房。局域網(wǎng)機(jī)房在目前高校的二級學(xué)院中廣泛建設(shè)。

        3.課程軟件環(huán)境

        在之前的醫(yī)學(xué)影像方面的長期科研中,我們建立了一套完整的“TEMCO 圖像實(shí)驗(yàn)室”系統(tǒng)。通過將其進(jìn)行簡化并輔以局域網(wǎng)通訊模塊,可以實(shí)現(xiàn)在學(xué)生跟進(jìn)演示后通過局域網(wǎng)通知到教師端的功能。

        同時(shí),考慮到對互聯(lián)網(wǎng)在線工具的應(yīng)用,比較理想的是結(jié)合到相應(yīng)的MOOCs 平臺中。但根據(jù)我們對國內(nèi)各大MOOCs 平臺的調(diào)研發(fā)現(xiàn),目前尚不能完全符合多終端互動課堂“2+1”模式的具體需求。

        而由于近年來移動互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展,移動OA(辦公自動化)工具層出不窮,這些工具幾乎都是同時(shí)支持Web、iOS、Android 等多個平臺,還支持企業(yè)級的在線討論、資源共享、時(shí)間軸/地址共享等。在經(jīng)過對各種移動OA 工具的比較后,我們選擇了Trello作為師生互動的在線平臺,它有以下幾個好處:(1)界面簡潔,初用者能迅速入門;(2)管理簡潔,板塊內(nèi)可由用戶自治;(3)功能完整。利用Trello,學(xué)生可以在線遞交作業(yè),查看他人的程序范本并評論,教師可以隨時(shí)了解學(xué)生的遞交與評論,刊登公告或通知。

        該技術(shù)平臺特點(diǎn)與我們實(shí)踐學(xué)科的特點(diǎn)是一致的,因此,創(chuàng)造一種能夠讓學(xué)生做中學(xué),能夠及時(shí)得到反饋和不斷地提煉個人理解的學(xué)習(xí)環(huán)境就變得較為容易。

        三、多終端互動課堂模式的探索

        2014 年春夏學(xué)期,我們將多終端互動課堂“2+1”模式應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)三年級本科生(一個行政班,共23 人)開設(shè)的《數(shù)字圖像處理》課程(2 課時(shí)*16 周,期末閉卷)中,進(jìn)行了一個學(xué)期的教學(xué)模式改革實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)開展過程中,我們記錄學(xué)生的出勤率、當(dāng)堂作業(yè)完成情況、課后作業(yè)遞交情況、期末考試情況等,尋找數(shù)據(jù)背后的規(guī)律性,這些數(shù)據(jù)的分析結(jié)果匯報(bào)如下:

        1.相關(guān)系數(shù)

        表 各記錄項(xiàng)與考試分之間的相關(guān)系數(shù)|R|和判定系數(shù)R2

        解釋分析:

        (1)|R|<0.3:不存在線性相關(guān)。實(shí)驗(yàn)分項(xiàng)6(形態(tài)學(xué)0)與考試分不存在線性相關(guān)關(guān)系。

        (2)0.3<|R|<0.5:低度線性相關(guān)。實(shí)驗(yàn)分項(xiàng)2(灰度處理1)、實(shí)驗(yàn)分項(xiàng)4(統(tǒng)計(jì)濾波0)與考試分存在低度線性相關(guān)關(guān)系。

        (3)0.5<|R|<0.8:顯著線性相關(guān)。平時(shí)分、大作業(yè)、實(shí)驗(yàn)分項(xiàng)1(灰度處理0)、實(shí)驗(yàn)分項(xiàng)3(卷積濾波0)、實(shí)驗(yàn)分項(xiàng)5(均值濾波0)、實(shí)驗(yàn)分項(xiàng)7(幾何處理0)、分實(shí)驗(yàn)總得分與考試分存在顯著線性相關(guān)關(guān)系。

        (4)|R|>0.8:高度線性相關(guān)。實(shí)驗(yàn)分與考試分存在高度線性相關(guān)關(guān)系。

        R2表示x的變化能夠解釋y變化的多少,例如實(shí)驗(yàn)分的變化能夠解釋考試分變化的64.2%。

        通過以上分析可以得出平時(shí)分、各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)得分對考試分有著一定影響,而實(shí)驗(yàn)總分對考試分有著較大影響。

        2.回歸分析

        考慮到實(shí)驗(yàn)分和實(shí)驗(yàn)總分是由其他幾項(xiàng)計(jì)算而來,回歸分析中自變量只用了平時(shí)分、大作業(yè)、實(shí)驗(yàn)分項(xiàng)1、實(shí)驗(yàn)分項(xiàng)2、實(shí)驗(yàn)分項(xiàng)3、實(shí)驗(yàn)分項(xiàng)4、實(shí)驗(yàn)分項(xiàng)5、實(shí)驗(yàn)分項(xiàng)6、實(shí)驗(yàn)分項(xiàng)7 得分,得到:

        考試分=-0.7421* 平時(shí)分+1.1263* 大作業(yè)+0.2423* 實(shí)驗(yàn)分項(xiàng)1 得分-0.1506*實(shí)驗(yàn)分項(xiàng)2 得分+0.0727*實(shí)驗(yàn)分項(xiàng)3 得分+0.0282* 實(shí)驗(yàn)分項(xiàng)4 得分+0.1671* 實(shí)驗(yàn)分項(xiàng)5 得分+0.0176* 實(shí)驗(yàn)分項(xiàng)6 得分+0.0395*實(shí)驗(yàn)分項(xiàng)7 得分+0.1476

        其中:

        解釋分析:

        本文試圖建立各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)分與考試分直接的關(guān)系模型。從模型分析結(jié)果可知,綜合相關(guān)系數(shù)為0.6,自變量(各項(xiàng)平時(shí)分?jǐn)?shù))與因變量(考試分)呈顯著線性相關(guān)。但是從線性方程可得到,平時(shí)分和實(shí)驗(yàn)分項(xiàng)2 得分與考試分呈負(fù)相關(guān),與預(yù)期結(jié)果不符。這是因?yàn)閿?shù)據(jù)樣本過少所致。

        通過分析教學(xué)實(shí)踐數(shù)據(jù),可以發(fā)現(xiàn),在多終端互動課堂模式下學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績對考試成績有較大的影響。但是由于處于教學(xué)探索階段,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較少,所以還無法得出實(shí)驗(yàn)成績與考試成績之間的具體關(guān)系,其關(guān)系還有待于通過教學(xué)實(shí)驗(yàn)繼續(xù)探索分析。

        因此可以得出,多終端互動課堂模式對學(xué)生最終知識水平有著不小的影響,其具體影響還有待于進(jìn)一步探索。

        [1]劉小晶,鐘琦,張劍平,等.翻轉(zhuǎn)課堂模式在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].中國電化教育,2014(08):105-110.

        [2]戴曉娥.智能反饋系統(tǒng)參與高互動課堂的形式和特點(diǎn)[J].中國電化教育,2012(05):109-112.

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