張　睿，王祖源，徐小鳳

(同濟(jì)大學(xué) 物理科學(xué)與工程學(xué)院，上?！?00092)

?

SPOC模式大學(xué)物理混合型教學(xué)的學(xué)習(xí)效果研究

張睿，王祖源，徐小鳳

(同濟(jì)大學(xué) 物理科學(xué)與工程學(xué)院，上海200092)

以大學(xué)物理的教學(xué)為例，通過(guò)聚類分析和比較分析的方法，研究SPOC模式下混合型學(xué)習(xí)效果提高的原因.結(jié)果表明導(dǎo)致混合型教學(xué)學(xué)習(xí)效果提高的主要原因是學(xué)生利用線上教學(xué)增加了有效學(xué)習(xí)時(shí)間.

SPOC；混合型教學(xué)；教育研究

近年來(lái)，隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展以及大規(guī)模在線開(kāi)放課程(MOOC)的出現(xiàn)，高等教育的教學(xué)理念和教學(xué)形式正接受著前所未有的挑戰(zhàn).傳統(tǒng)的教學(xué)以教師為中心，教學(xué)過(guò)程往往是單向式，傳遞的信息是同質(zhì)的，很難實(shí)現(xiàn)個(gè)性化；學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中缺乏實(shí)踐體驗(yàn)，學(xué)習(xí)過(guò)程以記憶理解為主，缺少對(duì)知識(shí)的應(yīng)用和評(píng)價(jià)以及基于所學(xué)知識(shí)的創(chuàng)新，這樣的教學(xué)模式難以適應(yīng)信息時(shí)代的需要.

MOOC的出現(xiàn)降低了課程的運(yùn)行成本，因而上線課程和受教育人數(shù)都在增加，這使得學(xué)習(xí)名校名師的課程不再成為奢望，教育變得更加平等.對(duì)于在線課程，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自身的偏好和能力，挑選適合自己的課程；在課程進(jìn)行中，學(xué)習(xí)者還可以和不同知識(shí)背景的同伴組成學(xué)習(xí)小組，通過(guò)交流學(xué)習(xí)知識(shí).在MOOC的實(shí)施過(guò)程中，教育者可以根據(jù)需要形成小規(guī)模限制型教學(xué)班級(jí)(SPOC)，結(jié)合班級(jí)特點(diǎn)，開(kāi)展線上教學(xué).但是MOOC課程也存在一些問(wèn)題，比較突出的是難以實(shí)現(xiàn)與學(xué)習(xí)者所處的學(xué)習(xí)環(huán)境的對(duì)接[1]，課程與課程之間也缺乏足夠的聯(lián)系[2]，學(xué)生難以通過(guò)在線平臺(tái)實(shí)現(xiàn)實(shí)踐性課程的學(xué)習(xí)；由于缺乏足夠的約束機(jī)制，能完成MOOC課程學(xué)習(xí)的學(xué)生比例偏低.

采取線上線下混合型教學(xué)和翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，可以實(shí)現(xiàn)在線課程和課堂教學(xué)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ).一方面相比于在線教育，教師的監(jiān)督作用得到了加強(qiáng)，學(xué)生完成課程的比例得到大幅度的提高[3]；另一方面，相比于課堂教學(xué)，教師可以通過(guò)選取適當(dāng)?shù)膬?nèi)容作為線上教學(xué)課程，降低了授課過(guò)程的成本；同時(shí)教師還可以根據(jù)學(xué)生線上學(xué)習(xí)的反饋信息，改進(jìn)課堂教學(xué)；此外在課堂教學(xué)中，教師還可以引入實(shí)踐環(huán)節(jié)，強(qiáng)化學(xué)生的體驗(yàn)，增進(jìn)教學(xué)效果.此外根據(jù)教育理論，學(xué)習(xí)過(guò)程包括程序性學(xué)習(xí)和啟發(fā)性學(xué)習(xí)兩種.對(duì)于以記憶為主的程序性學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)完全可以以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主；而對(duì)于啟發(fā)性學(xué)習(xí)過(guò)程，需要通過(guò)作為專家的教師與學(xué)生之間的互動(dòng)來(lái)完成.實(shí)踐表明，混合型教學(xué)模式的教學(xué)優(yōu)于單純的課堂教學(xué)[4].由此可見(jiàn)，將信息技術(shù)和課堂教學(xué)有機(jī)整合，有助于形成以學(xué)生為中心，充分發(fā)掘?qū)W生自主學(xué)習(xí)動(dòng)力和創(chuàng)新能力，形成互聯(lián)網(wǎng)+高等教育教學(xué)的特色教學(xué)模式，提高高等教育的競(jìng)爭(zhēng)力.

1　大學(xué)物理SPOC模式混合型教學(xué)的實(shí)施

自2013年秋季以來(lái)，基于對(duì)SPOC教學(xué)模式的研究，我們通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂將SPOC線上課程和課堂教學(xué)結(jié)合起來(lái)，在SPOC線上教學(xué)中，要求學(xué)生完成基本概念的學(xué)習(xí)和理解；在課堂討論中，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用和評(píng)價(jià).一方面，利用線上教學(xué)的泛在性，學(xué)生可以及時(shí)彌補(bǔ)在課堂上學(xué)習(xí)的不足；另一方面，通過(guò)課堂討論，教師和學(xué)生可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)解決問(wèn)題過(guò)程中出現(xiàn)的誤區(qū)，并加以糾正.線上課程在中國(guó)大學(xué)MOOC網(wǎng)站上提供的同濟(jì)大學(xué)大學(xué)物理SPOC專區(qū)進(jìn)行，整個(gè)教學(xué)的具體實(shí)施過(guò)程由圖1給出

在這個(gè)模式中，教師首先將準(zhǔn)備好的線上教學(xué)資料(課程教學(xué)視頻等)上線，供學(xué)生泛在學(xué)習(xí)；課堂上則是相關(guān)的討論活動(dòng)，包含線上學(xué)習(xí)過(guò)程中的自測(cè)題、討論的問(wèn)題以及能力拓展的問(wèn)題等.

圖1　混合型教學(xué)實(shí)施流程圖[5]

圖2給出混合型教學(xué)班和傳統(tǒng)型教學(xué)班在2013—2014學(xué)年4次測(cè)試中的成績(jī)比較，其中測(cè)試1和測(cè)試2對(duì)應(yīng)于大學(xué)物理(上)的期中考試和期末考試，測(cè)試3和測(cè)試4對(duì)應(yīng)于大學(xué)物理(下)的期中考試和期末考試.從考試成績(jī)上看，混合型教學(xué)班的成績(jī)相對(duì)于傳統(tǒng)型教學(xué)有所提高，與其他混合型教育研究的結(jié)果一致，符合我們的預(yù)期.

圖2　同濟(jì)大學(xué)SPOC教學(xué)班教學(xué)效果

2　傳統(tǒng)型教學(xué)效果分析

為了更好地了解混合型教學(xué)學(xué)習(xí)成績(jī)提高的原因，我們選取某傳統(tǒng)型教學(xué)班作為研究對(duì)象，在教學(xué)過(guò)程中單獨(dú)命題，以保證4次測(cè)試的難度不發(fā)生大的變化，在測(cè)試3、4中加大了課堂教學(xué)中強(qiáng)調(diào)的內(nèi)容和方法的考查比例.剔除少數(shù)長(zhǎng)期曠課的學(xué)生之后，對(duì)考試成績(jī)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)學(xué)生成績(jī)并不呈現(xiàn)正態(tài)分布，而是主要由兩個(gè)特征峰構(gòu)成，對(duì)學(xué)生成績(jī)作二聚類分析，結(jié)果如表1所示.從結(jié)果上看，對(duì)于高分段同學(xué)，4次測(cè)試的特征分?jǐn)?shù)沒(méi)有發(fā)生明顯變化；而對(duì)于低分段同學(xué)，在測(cè)試中加大課堂教學(xué)強(qiáng)調(diào)的內(nèi)容和方法的考察后，特征分?jǐn)?shù)發(fā)生較大幅度的下降.從這一結(jié)果上看，造成低分段學(xué)生考試不理想的主要原因是上課時(shí)沒(méi)有集中注意力聽(tīng)講，課堂學(xué)習(xí)的效果較差.

表1　傳統(tǒng)型教學(xué)班聚類分析結(jié)果

此外我們還對(duì)該班級(jí)的其他科目成績(jī)作了調(diào)查，并作了相關(guān)性分析，結(jié)果如表2所示.該結(jié)果表明：物理課程除與高等數(shù)學(xué)成績(jī)高度相關(guān)之外，與外語(yǔ)類課程和計(jì)算機(jī)課程的成績(jī)也中度相關(guān)，和政治類課程成績(jī)不相關(guān)，符合我們的預(yù)期.這說(shuō)明對(duì)于傳統(tǒng)型教學(xué)方式，學(xué)生在課堂上課的認(rèn)真程度是決定多數(shù)科目測(cè)試成績(jī)的重要因素.

表2　傳統(tǒng)型教學(xué)班各科成績(jī)相關(guān)性分析

3　混合型教學(xué)效果分析

對(duì)2014—2015學(xué)年混合型教學(xué)班的卷面成績(jī)作分析，發(fā)現(xiàn)存在3個(gè)特征峰，如圖3所示.由于該教學(xué)班單獨(dú)命題，故無(wú)法和傳統(tǒng)型教學(xué)班的成績(jī)作比較.將期中成績(jī)作聚類分析，同樣可以得到高分區(qū)，中間區(qū)，低分區(qū)3個(gè)部分.對(duì)于低分區(qū)學(xué)生，根據(jù)傳統(tǒng)型教學(xué)班的分析結(jié)果，我們認(rèn)為同樣存在上課缺乏注意力是影響學(xué)習(xí)成績(jī)的主要原因.通過(guò)中國(guó)大學(xué)MOOC網(wǎng)站，我們獲得了該教學(xué)班3個(gè)分?jǐn)?shù)段同學(xué)在線學(xué)習(xí)時(shí)間的數(shù)據(jù)，圖4—圖6給出了3個(gè)分?jǐn)?shù)段學(xué)生觀看視頻時(shí)間與學(xué)習(xí)成績(jī)之間的關(guān)系.

圖3　混合型模式試點(diǎn)班測(cè)試成績(jī)分布圖

圖4　　　　混合型教學(xué)班低分區(qū)學(xué)生觀看視頻時(shí)間與考試成績(jī)的關(guān)系

圖5　　　　混合型教學(xué)班中間區(qū)學(xué)生觀看視頻時(shí)間與考試成績(jī)的關(guān)系

圖6　　　　混合型教學(xué)班高分區(qū)學(xué)生觀看視頻時(shí)間與考試成績(jī)的關(guān)系

從圖4可知，對(duì)于低分區(qū)學(xué)生，觀看時(shí)間與考試成績(jī)的關(guān)系和學(xué)習(xí)曲線十分類似，所不同的是，隨著觀看時(shí)間的增長(zhǎng)，成績(jī)達(dá)到最大值后逐漸下降而不是趨于飽和，成績(jī)與觀看視頻時(shí)間呈負(fù)相關(guān).出現(xiàn)這一現(xiàn)象可能和學(xué)生的注意力有關(guān)，對(duì)于在線學(xué)習(xí)，由于缺乏有效的監(jiān)督，自控能力較差的學(xué)生的線上學(xué)習(xí)效率更加低.由于線上學(xué)習(xí)占用了線下學(xué)習(xí)時(shí)間，有效學(xué)習(xí)時(shí)間反而會(huì)變得更小.

圖5給出的是對(duì)應(yīng)中間區(qū)的情況，相對(duì)于低分區(qū)，中間區(qū)學(xué)生成績(jī)和觀看視頻時(shí)間呈正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.62，屬于中度相關(guān).說(shuō)明中間區(qū)學(xué)生對(duì)在線視頻的利用效率高于低分區(qū)學(xué)生，線上學(xué)習(xí)增加了有效學(xué)習(xí)時(shí)間.由此可見(jiàn)，混合型教學(xué)之所以取得比傳統(tǒng)型教學(xué)更好的教學(xué)效果，主要是中間區(qū)學(xué)生通過(guò)增加有效學(xué)習(xí)時(shí)間，提高了學(xué)習(xí)成績(jī).

對(duì)于高分區(qū)學(xué)生，學(xué)習(xí)成績(jī)與觀看視頻時(shí)間沒(méi)有相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.03.學(xué)生通過(guò)課堂學(xué)習(xí)和線下學(xué)習(xí)已經(jīng)能較好地完成學(xué)習(xí)任務(wù)，線上學(xué)習(xí)無(wú)助于增加有效學(xué)習(xí)時(shí)間，學(xué)習(xí)成績(jī)不因觀看視頻發(fā)生變化.

4　結(jié)論與討論

在混合型教學(xué)模式中，不同類型的學(xué)生線上學(xué)習(xí)的效果并不相同.對(duì)于自制能力較低的學(xué)生，線上學(xué)習(xí)時(shí)更容易出現(xiàn)注意力不集中的現(xiàn)象，通過(guò)在線學(xué)習(xí)無(wú)助于增加他們的有效學(xué)習(xí)時(shí)間.對(duì)于低分區(qū)學(xué)生，也存在數(shù)理基礎(chǔ)較差的問(wèn)題，在在線學(xué)習(xí)模式下，仍然有不少疑問(wèn)難以及時(shí)解決，這也影響了他們的學(xué)習(xí)效果.對(duì)于高分區(qū)的學(xué)生，通過(guò)課堂教學(xué)已經(jīng)能夠較好地掌握所學(xué)知識(shí)，通過(guò)在線學(xué)習(xí)也不能再明顯增加有效學(xué)習(xí)時(shí)間.只有對(duì)于中間區(qū)的學(xué)生，在線學(xué)習(xí)能夠彌補(bǔ)課堂學(xué)習(xí)的不足，對(duì)學(xué)習(xí)起到促進(jìn)作用，使得這些學(xué)生學(xué)習(xí)效率超過(guò)低分區(qū)學(xué)生.混合型教學(xué)效果的改善主要來(lái)自于中間區(qū)學(xué)生的進(jìn)步.

此外，學(xué)生線上學(xué)習(xí)的效果還與線上資源的質(zhì)量有關(guān)，提高線上資源的質(zhì)量，增加針對(duì)低分區(qū)學(xué)生的視頻材料，將有可能改善混合型教學(xué)的教學(xué)效果.一方面增強(qiáng)學(xué)生之間的互動(dòng)以及師生之間的互動(dòng)，都是改進(jìn)混合型教學(xué)教學(xué)效果的重要措施，也是我們下一步工作的重點(diǎn)之一；另一方面，不同分?jǐn)?shù)段學(xué)生的線上學(xué)習(xí)效率以及不同聚類學(xué)生占學(xué)生總數(shù)的

相對(duì)比例也是評(píng)價(jià)在線課程質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，在大數(shù)據(jù)時(shí)代的今天，這些數(shù)據(jù)將為管理者制定評(píng)價(jià)體系提供有參考價(jià)值的依據(jù).

我們這里的工作主要考察的是學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況.學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，批判性思維，創(chuàng)新性思維等形成性因素的培養(yǎng)，也是混合型教學(xué)希望實(shí)現(xiàn)的另一個(gè)重要目標(biāo).我們將在后續(xù)工作中進(jìn)一步考察和研究.

[1]Kortemeyer G.Ten years later:why open educational resources have not noticeably affected higher education,and why we should care[J].EDUCAUSE Review,Online,2013:02-26.

[2]Zemsky R.With a MOOC MOOC here and a MOOC MOOC there,here a MOOC,there a MOOC,everywhere a MOOC MOOC[J].The Journal of General Education,2014,63(4):237-243.

[3]Xu D,Jaggars S S.Performance gaps between online and face-to-face courses:Differences across types of students and academic subject areas[J].The Journal of Higher Education,2014,85(5):633-659.

[4]Means B,Toyama Y,Murphy R,et al.Evaluation of Evidence-Based Practices in Online Learning:A Meta-Analysis and Review of Online Learning Studies[J].US Department of Education,2009.

[5]門(mén)路,王祖源,何博.大學(xué)物理MOOC教學(xué)研究與實(shí)踐[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué),2015(1):49-52.

Research on effectiveness of blended learning with SPOC model in university physics

ZHANG Rui，WANG Zu-yuan，XU Xiao-feng

(School of Physics Science and Engineering，Tongji University,Shanghai 200092,China)

Teaching of university physics in the SPOC model is studied through cluster analysis and comparative analysis.The results show that the improvement in blended learning is mostly due to the increase in effective learning time.

SPOC; blended learning; education research

2015-11-18；

2015-12-06

張睿(1974—)，男，江西德安人，同濟(jì)大學(xué)物理科學(xué)與工程學(xué)院副教授，博士，主要從事大學(xué)物理雙語(yǔ)教學(xué)與教育技術(shù)、物理教育研究工作.

教學(xué)改革

G 642

A

1000- 0712(2016)08- 0052- 03