线上线下混合式教学效果分析
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摘要：基于一门高校实验课程的成绩数据以及调查问卷，分析了单纯线上教学与线上线下混合式教学的效果差异。课堂实践证明，学生线上线下混合式学习的各项成绩显著高于单纯线上学习的成绩，学生在实验操作、理解与记忆实验细节、掌握实验室基础与规范、分析数据以及深入思考几个方面的表现，均优于单纯线上学习的学生。单纯线上教学应当在实验操作细节、引导学生深入思考、丰富学习资料等方面着力，以提升教学效果。
关键词：单纯线上教学；线上线下混合式教学；实验课程；教学效果
在教育现代化目标的指引下，在线教育和网络课程已然成为现代教育发展的热点与必然趋势[1-2]。中国在线教育用户2017年就已达到1.4亿，2020年上半年更是突破4.4亿。线上教学具有受众广、教学时间与地点自由等诸多优势，众学者也对线上教学模式的构建和授课经验等方面进行了诸多探讨[3-5]。但是对于线上教学能否真正与线下课堂教学等质等效，却鲜有文献研究。尤其对实验实践类的课程，能否完全依赖线上学习、线上学习有哪些短板等问题，仍需进一步研究探讨。2020年春季学期受新型冠状病毒肺炎疫情(简称疫情)影响，各高校延迟开学。开学后，学生自愿返校，学校对返校的学生开展正常的课堂教学，而未返校的学生采用同步线上学习方式。这为对比单纯线上教学与线上线下混合式教学的效果差异提供了契机。本文即根据Q校一门综合实验类课程两种学习模式同步进行的成绩数据与调查问卷，分析了两种教学效果的差异及原因，为评价线上线下教学模式的实效，明确改进方向提供了有益参考。
1研究方法
1.1数据收集
Q校海洋化学综合实验课程是一门专业必修类课程，包括10个不同的实验项目。调查对象为学习该课程的三个专业4个班级共138名学生，其中99人在校进行线上线下混合式教学；39人未返校，进行线上学习。线上教学平台主要为学习通，学习资料主要包括任课教师团队录制的实验视频资料，以及实验教材文本资料。学生在每个实验结束后提交手写实验报告，由任课教师根据报告篇幅、报告书写工整程度、数据处理与分析和思考题四项标准进行打分，最终成绩为四项成绩的平均值。课程结束后同时对在校和居家的学生进行理论测试与问卷调查，在学习通平台以闭卷考试的方式完成。测试知识点分为四种类型的题目：一是实验原理型；二是实验现象及操作细节型；三是应用与综合型；四是实验室基础与规范型，各类总分分别为26分、18分、26分和30分。某题型得分率=某题型总得分×100分/某题型总分数。采用线上线下混合式教学的学生结课后进行操作考试，采用线上教学的学生在下学期正常返校时，熟悉实验室后完成操作考试。课程总成绩=40%×实验报告成绩+30%×理论考试成绩+30%×操作考试成绩。视频观看时长比数据由学习通平台统计得出。
1.2数据分析
数据用SPSS22.0软件进行分析，用Shapiro-Wilk法检验数据是否符合正态分布，用独立样本t检验进行数据间差异的显著性分析，置信水平取95%。
2学习成绩评价
2.1总成绩分析
两种教学模式下学生的各项成绩符合正态分布。线上线下混合式教学下的学生总成绩为79.4±8.5(SD)分，显著高于单纯线上教学下学生的总成绩，后者为73±8.4分(p<0.01)。课程总成绩由三部分组成，分别是实验报告、理论测试和操作考试。图1显示，线上线下混合式教学下学生的实验报告、理论测试与操作考试成绩均显著高于单纯线上教学下的相应成绩。表明线上线下混合式学习的学生，无论在理论水平还是实践操作方面的表现均优于单纯线上学习的学生。
2.2分项成绩分析
经过对实验报告四项评分标准的统计分析(见图2)，发现线上线下混合式教学与单纯线上教学两种模式下学生的实验报告的书写工整程度没有显著性差异，表明两种学习模式下的学生在对待课程及实验报告的认真程度上没有差异。但线上线下混合式学习学生的报告篇幅、数据处理与分析和思考题三项中得分均显著高于单纯线上学习的学生。实验报告的篇幅较长，通常表明报告内容更加丰富、细致，反映出学生收获较多，有内容可写。数据处理与分析是实验报告的核心部分，能够正确分析数据，表明学生真正掌握了实验原理并学会了如何应用。而思考题考验的是学生深入思考、反思实验过程的能力，学生在思考与反思中往往能有更多的收获。线上线下混合式学习的学生在以上几项中的表现均优于单纯线上学习的学生，验证了实践在学习中的重要作用。通过实践，学生对于实验原理的理解、实现现象的观察、实验的应用有了更加深刻的认识与把握，并且能够深入思考和反思实验。理论测试分别统计了各类型题目的得分率，图3显示，两种学习模式下类型1(实验原理型)和类型3(应用与综合型)题目的得分率没有显著性差异，说明学生对两类题目的掌握程度相似，表明通过线上观看视频演示与讲解的方式，学生基本可以掌握实验的基本原理及计算过程。但线上线下混合式学习的学生在类型2(实验现象及操作细节型)与类型4(实验室基础与规范型)题目的得分率要显著性高于单纯线上学习。这可能是由于线上学习缺少实践操作，学生缺少对实验流程的直观印象，因而对于实验操作与细节的理解与记忆程度较差。对于实验室的基础与规范的掌握是学生养成优良实验习惯与综合素质的体现[6-7]。与线上学习相比，线下课堂学生不仅仅要完成视频中演示的实验过程和步骤，还需要亲自准备实验试剂、材料；实验中需要互相合作、协调；实验结束后还需整理实验室等。在诸多实践环节的锻炼下，线上线下混合式学习的学生对于实验室的基础与规范的掌握程度要优于单纯线上学习的学生。
2.3视频观看时长分析
学生单纯线上学习的视频观看时长比平均为1.85±0.86(见图4)，显著高于线上线下混合式学习的时长比1.08±0.48(p<0.01)。单纯线上学习在观看视频上所用的时间是线上线下混合式学习所用时间的1.7倍。对线上学习行为和学习绩效的研究通常认为学习时间对学习绩效有正面影响[8]。但同时也有研究表明，视频学习时长对成绩的影响系数很低，并不是观看时长越长学习效果越好[9]。本文大体上支持后者的结论，视频观看时长与学习成绩并不总是成正比。对于实验课程来说，线上观看视频的学习方式不如课堂实践操作直观，前者在理解与记忆上均比较困难，学生需要多次反复观看视频才能理解与掌握实验，因而3学生自我评价学生自我评价是反映学习效果及教学质量的有效方式，反映了“以学生发展为本位”的中国高等教育质量评估理念与标准[10-11]。针对本次课程的调查问卷中让学生对自己的学习过程进行打分，并写下对本次实验课程学习的感受与评价。通过统计学生自我评价分数(见图4)，发现线上线下混合式学习的自我评分显著高于单纯线下学习的自我评分(p<0.05)。可见线上线下混合式学习的学生对于自己学习过程满意程度较高，表明他们在学习中感觉良好，充实有收获。而单纯线上学习的学生的自我满意程度相对较低。线上线下混合式学习的学生对于本次学习的感受也更多，正面的评价多于负面评价，例如提高了自己做实验的能力，在实验中观察到有趣的实验现象，也在慢慢培养自己的耐心、细致、严谨，在实验中能更好地和小组成员团结合作，大家一起学习、进步等。同时，学生对于学习过程也有更积极的反思，例如在实验过程中参与度较高，但是对于实验的本质思考较少，在处理数据上不够熟练，对实验的分析不到位，看到的问题太浅显等。相比而言，单纯线上学习的学生对于实验的感受较少，大多表示没有直接接触实验过程，实验流程模糊，自控能力差等。
4讨论与总结
在加强现代信息技术与教育教学深度融合的目标指引下，混合式教学将成为未来高校教学的常态[12]。本文比较了一门大学综合性实验课程中，线上线下混合式教学与单纯线上教学的学习效果的差异。线上线下混合式学习的各项成绩均显著高于单纯线上学习，表明线上线下混合式学习的学生在理论与操作各方面的表现都要优于线上学习的学生。学习效果的差异体现在实验报告的丰富程度、对实验数据的处理与分析、对实验深入思考与反思的能力、对实验操作与细节的理解与记忆以及对实验室基础与规范的掌握方面，线上线下混合式学习均优于单纯线上学习，且学生对课程和自我学习过程的满意度更高。在本次的综合实验课程中，单纯线上学习的学生通过观看视频的方式，同样完成了课程的学习任务与目标。虽然单纯线上学习的学生多项成绩均要低于线上线下混合式学习，但前者在实验原理类和应用与综合类题目的理论测试中，得分率与线上线下混合式学习没有显著差异，表明在实验原理及综合应用的理论学习中，前者可以达到与线上线下混合式学习同样的效果，但是学生通常要花费更长的时间来观看视频，通过反复观看达成学习目标。两者之间的差距也为如何改进实验课程线上教学提供了重要启示。首先，单纯线上教学下学生缺乏操作实践，可采用虚拟仿真等教学方式模拟实际操作。对于不具备虚拟仿真条件的课程，应当加强学生对实验操作与细节的理解与记忆，例如视频中采用放大、突出、重复等手段来强调实验细节和现象等。其次，单纯线上教学侧重实验过程讲解而使学生缺乏对实验结果的分析与思考，教师的演示很少出现错误。但是在线下课堂中，学生的错误操作不可避免，而这些实验失败的案例正是引导学生反思与深入思考的绝佳机会[13-14]。而单纯线上教学中，学生缺少这样的反思，因此要突出引导学生深入思考实验，如可以提供失败的实验案例供学生分析思考。最后，线上学习资料的设计也非常重要。很多学生反馈“网上课程应该更加丰富”“可以增加一些其他课外阅读资料”，可见学有余力的学生有进一步拓展学习的需求。因此，在线上学习资料的设计上，可适当增加课外学习内容，以适合不同学习程度的学生学习，这将有助于学生的自主学习与差异化教学[2]，为有兴趣、有能力的学生提供深入研究的空间。
作者:于宇 王金叶 单位:青岛农业大学海洋科学与工程学院