趙 宏，王 愷，高裴裴，王 剛

（南開大學(xué) 公共計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)部，天津 300071）

0 引 言

國內(nèi)外大學(xué)大批優(yōu)秀的MOOC（Massive Open Online Courses）和 SPOC（Small Private Online Course）課程不斷出現(xiàn)，在線教育資源日益豐富；同時，許多大學(xué)已將MOOC和SPOC應(yīng)用到日常的課堂教學(xué)中，并取得了較好的教學(xué)效果[1-10]。在此大背景下，南開大學(xué)公共計(jì)算機(jī)課程在教學(xué)方法和手段上進(jìn)行改革實(shí)踐。自2015年開始，在大一新生的文科和理科中分別選擇一個實(shí)踐班，將MOOC/SPOC課程正式引入實(shí)驗(yàn)班的公共計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課堂教學(xué)中；在整個教學(xué)活動中與傳統(tǒng)教學(xué)方法進(jìn)行有機(jī)地融合，進(jìn)行混合式教學(xué)。

采用新教學(xué)方法（學(xué)生主導(dǎo)學(xué)習(xí)）是否比傳統(tǒng)的教學(xué)方法（教師主導(dǎo)學(xué)習(xí)）更加有效，是否適合中國學(xué)生現(xiàn)階段對大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)，需要進(jìn)行跟蹤研究和評估。在科學(xué)地分析和評估的基礎(chǔ)上，需要不斷調(diào)整和完善新的教學(xué)方法，為未來大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革提供參考。

1 基于MOOC/SPOC的混合式教學(xué)方法

新的教學(xué)方法引入了MOOC/SPOC課程，以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主；教師則采用在大班對重點(diǎn)和難點(diǎn)知識進(jìn)行解析，在小班上采用討論和答疑的模式，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)。在引入新的教學(xué)方法后，學(xué)生的職責(zé)轉(zhuǎn)變?yōu)椋孩賹W(xué)習(xí)的發(fā)起者；②有效利用各種資源獲取知識；③發(fā)現(xiàn)問題，主動尋求問題的解決辦法；④創(chuàng)建和得到適合自己的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。教師的職責(zé)轉(zhuǎn)變?yōu)椋孩賹W(xué)習(xí)的指導(dǎo)者和推動者；②提供有效的學(xué)習(xí)資源；③指導(dǎo)學(xué)習(xí)；④監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程；⑤激發(fā)學(xué)生探索并掌握適合自己的學(xué)習(xí)方法；⑥不斷明確教學(xué)需求。

南開大學(xué)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)（理）課程是為全校理工科學(xué)生開設(shè)的公共必修課，教學(xué)內(nèi)容包括C++程序設(shè)計(jì)語言、發(fā)現(xiàn)生活中的問題并用計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)求解的項(xiàng)目實(shí)踐。計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)（文）為全校文科學(xué)生開設(shè)，教學(xué)內(nèi)容包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基本概念、信息檢索、Office案例實(shí)踐等內(nèi)容。相較于理科生，文科生的學(xué)習(xí)內(nèi)容相對簡單。

表1是新的教學(xué)方法和傳統(tǒng)教學(xué)方法的對比，相關(guān)的教學(xué)班分別為實(shí)踐班和對照班。

2 研究方法

在教學(xué)過程中，收集實(shí)踐班和對照班的相關(guān)數(shù)據(jù)，客觀地分析這些數(shù)據(jù)，研究新方法是否適合大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課。

表1 新方法與傳統(tǒng)方法的對比

2.1 研究數(shù)據(jù)

研究收集的是2015年9月—2017年1月期間的數(shù)據(jù)?？紤]到學(xué)生的高考成績存在差異，因此高考成績被用來評價學(xué)生個體提高情況。

（1）計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)（文/理）課程相關(guān)數(shù)據(jù)。研究收集了2015—2016學(xué)年第一學(xué)期和2016—2017學(xué)年第一學(xué)期計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)（文/理）課程的相關(guān)數(shù)據(jù)，其中理科課程實(shí)踐班和對照班各70人，文科課程實(shí)踐班和對照班各100人。

（2）后續(xù)課程相關(guān)數(shù)據(jù)。為分析、評價新方法是否能夠幫助大一新生盡快適應(yīng)大學(xué)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，是否能夠?qū)罄m(xù)課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生有利影響，還收集了相同學(xué)生在2015—2016學(xué)年第二學(xué)期的全校公共計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)必修課的相關(guān)數(shù)據(jù)。理科為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法，文科為ACCESS數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用，兩課程均采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法。

2.2 樣本數(shù)據(jù)及處理方法

研究中收集的樣本數(shù)據(jù)包括以下幾方面。

（1）課程的作業(yè)和項(xiàng)目成績PS，即學(xué)生平時作業(yè)、案例實(shí)踐和項(xiàng)目實(shí)踐的成績。

（2）最終課程評定成績FS，即學(xué)生最終獲得的課程成績。

（3）高考入學(xué)成績QS。假設(shè)某同學(xué)的高考入學(xué)總成績qS，高考滿分為TQS，則高考入學(xué)成績?yōu)?/p>

（4）學(xué)習(xí)趨勢成績TS。根據(jù)課程最終評定成績FS與高考入學(xué)成績QS考查學(xué)生成績相對提高情況。TS的值為正，表示課程成績比入學(xué)成績有所提高，意味著較好地適應(yīng)大學(xué)的學(xué)習(xí)。TS的值為負(fù)，表示課程成績比入學(xué)成績有所下降，意味著沒有很好地適應(yīng)大學(xué)的學(xué)習(xí)。假設(shè)AFS是實(shí)踐班和對照班課程成績的平均值，AQS為實(shí)踐班和對照班高考入學(xué)成績的平均值，則學(xué)習(xí)趨勢成績?yōu)?/p>

研究中將所收集的PS和FS數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，采用的是線性歸一化方法。

為清楚地描述一名學(xué)生的成績在所有成績分布中的位置，每組歸一化后的數(shù)據(jù)都劃分為低成績、中等成績和高成績3類，具體方法為：

設(shè)y為歸一化后的數(shù)據(jù)，

If （y≤0.5）則為低成績，該類數(shù)據(jù)用符號C表示；

If （0.5＜y≤0.75）則為中等成績，該類數(shù)據(jù)用符號B表示；

If （0.75＜y≤1）則為高成績，該類數(shù)據(jù)用符號A表示。

2.3 目標(biāo)及其相關(guān)假設(shè)

本研究擬分析新方法和傳統(tǒng)方法在以下兩方面的優(yōu)劣。

（1）學(xué)習(xí)效果，即研究哪種教學(xué)方法更容易取得好的學(xué)習(xí)效果。

（2）對后續(xù)課程的影響，即研究哪種方法能夠幫助大一新生盡快適應(yīng)從高中到大學(xué)的學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變，對大學(xué)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生有利影響。

表2為研究中使用的數(shù)據(jù)與研究問題的相關(guān)性。

表2 數(shù)據(jù)與研究目標(biāo)問題的相關(guān)性

2.4 分析方法

本研究采用卡方檢驗(yàn)來比較實(shí)踐班和對照班成績分布的相同或不同。在進(jìn)行推斷檢驗(yàn)時，顯著性水平ɑ取值為0.05。

3 數(shù)據(jù)檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

3.1 作業(yè)和項(xiàng)目成績檢驗(yàn)結(jié)果

2015—2016學(xué)年第一學(xué)期作業(yè)和項(xiàng)目成績的卡方檢驗(yàn)結(jié)果為：理科x2（2,N= 140） = 4.387，p=0.112＞＞ 0.05，表明理科實(shí)踐班與對照班在提交作業(yè)和項(xiàng)目方面沒有明顯不同；文科x2（2,N= 200） =59.231 ，p=0.000＜ 0.01，表明文科實(shí)踐班與對照班明顯不同，從A、B和C 3類數(shù)據(jù)的比例可以看出，實(shí)踐班的學(xué)生有更大可能會提交高質(zhì)量的作業(yè)和項(xiàng)目。

2016—2017學(xué)年第一學(xué)期作業(yè)和項(xiàng)目成績的卡方檢驗(yàn)結(jié)果為：理科x2（2,N= 140） = 8.109，p=0.017＜ 0.05，表明理科實(shí)踐班與對照班明顯不同，從A、B和C 3類數(shù)據(jù)的比例可以看出，實(shí)踐班的學(xué)生有更大可能會提交高質(zhì)量的作業(yè)和項(xiàng)目；文科x2（2,N= 200） =17.766，p=0.02＜ 0.05。表明文科實(shí)踐班與對照班明顯不同，從A、B和C 3類數(shù)據(jù)的比例可以看出，實(shí)踐班的學(xué)生有更大可能會提交高質(zhì)量的作業(yè)和項(xiàng)目。

3.2 期末統(tǒng)一考試成績檢驗(yàn)結(jié)果

2015—2016第一學(xué)期期末統(tǒng)一考試成績卡方檢驗(yàn)結(jié)果為：理科x2（2,N= 140） = 1.800，p=0.407 ＞＞0.05，表明理科實(shí)踐班與對照班沒有明顯不同，考試成績分布近似；文科x2（2,N=200） = 35.926,p=0.00 ＜ 0.01，表明文科實(shí)踐班與對照班明顯不同，從A、B和C 3類數(shù)據(jù)的比例可以看出，實(shí)踐班學(xué)生有更大可能取得好成績。

2016—2017第一學(xué)期期末統(tǒng)一考試成績卡方檢驗(yàn)結(jié)果為：理科x2（2,N= 140） = 10.710，p=0.05，表明理科實(shí)踐班與對照班沒有明顯不同，考試成績分布近似；文科x2（2,N= 200）=30.928,p=0.00 ＜ 0.01，表明文科實(shí)踐班與對照班明顯不同，從A、B和C 3類數(shù)據(jù)的比例可以看出，實(shí)踐班學(xué)生有更大可能取得好成績。

3.3 學(xué)習(xí)成績趨勢統(tǒng)計(jì)結(jié)果

理科2015—2016學(xué)年兩個學(xué)期均呈現(xiàn)出實(shí)踐班的學(xué)習(xí)成績趨勢好于對照班，實(shí)踐班兩個學(xué)期的學(xué)習(xí)成績提高比例比對照班分別高50和12.67個百分點(diǎn)。

文科2015—2016學(xué)年第一學(xué)期實(shí)踐班的學(xué)習(xí)成績提高比例高于對照班14個百分點(diǎn)，2016—2017學(xué)年第一學(xué)期實(shí)踐班的學(xué)習(xí)成績提高比例高于對照班1個百分點(diǎn)。

理科和文科的后續(xù)課程均呈現(xiàn)出實(shí)踐班的學(xué)習(xí)成績趨勢好于對照班，實(shí)踐班比對照班成績提高比例分別高17.72和9.9的百分點(diǎn)。

因此，無論是理科還是文科學(xué)生，實(shí)踐班的學(xué)生都有更大的可能盡快適應(yīng)大學(xué)的學(xué)習(xí)。

4 結(jié)論和建議

4.1 結(jié) 論

南開大學(xué)自2015年9月—2017年1月，以實(shí)踐班的形式開展大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)方法改革的實(shí)踐工作，將MOOC/SPOC引入了大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課的日常課堂教學(xué)中。通過采用新教學(xué)方法的實(shí)踐班和采用傳統(tǒng)教學(xué)方法的對照班的對比研究發(fā)現(xiàn)，采用混合式教學(xué)的文科學(xué)生的課程成績高分比例偏高，該方法適合相對簡單的大學(xué)公共計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)，對于課程內(nèi)容相對較難的理科學(xué)生，混合式教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)在課程成績方面沒有表現(xiàn)出明顯不同。無論是對學(xué)習(xí)的課程內(nèi)容相對較難的理科生還是相對簡單的文科生，混合式教學(xué)方法都表現(xiàn)出能夠很好地訓(xùn)練和提高學(xué)生自主獲取知識的能力，對后續(xù)課程產(chǎn)生有利影響，用新方法學(xué)習(xí)的學(xué)生有更大的可能適應(yīng)大學(xué)課程的學(xué)習(xí)。

4.2 建 議

本教學(xué)實(shí)踐采用的結(jié)合MOOC/SPOC、大班授課小班研討、案例實(shí)踐的混合式教學(xué)方法，適合推廣應(yīng)用于全校公共計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)。在進(jìn)行混合式教學(xué)的過程中，要注意根據(jù)課程內(nèi)容難易程度和授課對象的不同，調(diào)整學(xué)生自主獲取知識的比例和方式；對于學(xué)習(xí)內(nèi)容較難、學(xué)生不容易理解的大學(xué)計(jì)算機(jī)課程，需要教師更多地參與和指導(dǎo)，增加與學(xué)生面對面的交流時間，才能達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。