混合式教學對大學計算機基礎課的作用

趙 宏，王 愷，高裴裴，王 剛

（南開大學 公共計算機基礎教學部，天津 300071）

0 引 言

國內外大學大批優(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，許多大學已將MOOC和SPOC應用到日常的課堂教學中，并取得了較好的教學效果[1-10]。在此大背景下，南開大學公共計算機課程在教學方法和手段上進行改革實踐。自2015年開始，在大一新生的文科和理科中分別選擇一個實踐班，將MOOC/SPOC課程正式引入實驗班的公共計算機基礎課堂教學中；在整個教學活動中與傳統(tǒng)教學方法進行有機地融合，進行混合式教學。

采用新教學方法（學生主導學習）是否比傳統(tǒng)的教學方法（教師主導學習）更加有效，是否適合中國學生現(xiàn)階段對大學計算機基礎課的學習，需要進行跟蹤研究和評估。在科學地分析和評估的基礎上，需要不斷調整和完善新的教學方法，為未來大學計算機基礎課程教學改革提供參考。

1 基于MOOC/SPOC的混合式教學方法

新的教學方法引入了MOOC/SPOC課程，以學生自主學習為主；教師則采用在大班對重點和難點知識進行解析，在小班上采用討論和答疑的模式，幫助學生學習。在引入新的教學方法后，學生的職責轉變?yōu)椋孩賹W習的發(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習方法和學習經驗。教師的職責轉變?yōu)椋孩賹W習的指導者和推動者；②提供有效的學習資源；③指導學習；④監(jiān)控學生的學習進程；⑤激發(fā)學生探索并掌握適合自己的學習方法；⑥不斷明確教學需求。

南開大學的計算機基礎（理）課程是為全校理工科學生開設的公共必修課，教學內容包括C++程序設計語言、發(fā)現(xiàn)生活中的問題并用計算機相關技術求解的項目實踐。計算機基礎（文）為全校文科學生開設，教學內容包括計算機系統(tǒng)基本概念、信息檢索、Office案例實踐等內容。相較于理科生，文科生的學習內容相對簡單。

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

2 研究方法

在教學過程中，收集實踐班和對照班的相關數(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計算機基礎課。

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]到學生的高考成績存在差異，因此高考成績被用來評價學生個體提高情況。

（1）計算機基礎（文/理）課程相關數(shù)據(jù)。研究收集了2015—2016學年第一學期和2016—2017學年第一學期計算機基礎（文/理）課程的相關數(shù)據(jù)，其中理科課程實踐班和對照班各70人，文科課程實踐班和對照班各100人。

（2）后續(xù)課程相關數(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大學學習方式的轉變，是否能夠對后續(xù)課程的學習產生有利影響，還收集了相同學生在2015—2016學年第二學期的全校公共計算機基礎必修課的相關數(shù)據(jù)。理科為數(shù)據(jù)結構與算法，文科為ACCESS數(shù)據(jù)庫技術及應用，兩課程均采用傳統(tǒng)的教學方法。

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)和項目成績PS，即學生平時作業(yè)、案例實踐和項目實踐的成績。

（2）最終課程評定成績FS，即學生最終獲得的課程成績。

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

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

研究中將所收集的PS和FS數(shù)據(jù)進行歸一化處理，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 目標及其相關假設

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）學習效果，即研究哪種教學方法更容易取得好的學習效果。

（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從高中到大學的學習方式轉變，對大學后續(xù)課程的學習產生有利影響。

表2為研究中使用的數(shù)據(jù)與研究問題的相關性。

表2 數(shù)據(jù)與研究目標問題的相關性

2.4 分析方法

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

3 數(shù)據(jù)檢驗統(tǒng)計結果

3.1 作業(yè)和項目成績檢驗結果

2015—2016學年第一學期作業(yè)和項目成績的卡方檢驗結果為：理科x2（2,N= 140） = 4.387，p=0.112＞＞ 0.05，表明理科實踐班與對照班在提交作業(yè)和項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，實踐班的學生有更大可能會提交高質量的作業(yè)和項目。

2016—2017學年第一學期作業(yè)和項目成績的卡方檢驗結果為：理科x2（2,N= 140） = 8.109，p=0.017＜ 0.05，表明理科實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，實踐班的學生有更大可能會提交高質量的作業(yè)和項目；文科x2（2,N= 200） =17.766，p=0.02＜ 0.05。表明文科實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，實踐班的學生有更大可能會提交高質量的作業(yè)和項目。

3.2 期末統(tǒng)一考試成績檢驗結果

2015—2016第一學期期末統(tǒng)一考試成績卡方檢驗結果為：理科x2（2,N= 140） = 1.800，p=0.407 ＞＞0.05，表明理科實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，實踐班學生有更大可能取得好成績。

2016—2017第一學期期末統(tǒng)一考試成績卡方檢驗結果為：理科x2（2,N= 140） = 10.710，p=0.05，表明理科實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，實踐班學生有更大可能取得好成績。

3.3 學習成績趨勢統(tǒng)計結果

理科2015—2016學年兩個學期均呈現(xiàn)出實踐班的學習成績趨勢好于對照班，實踐班兩個學期的學習成績提高比例比對照班分別高50和12.67個百分點。

文科2015—2016學年第一學期實踐班的學習成績提高比例高于對照班14個百分點，2016—2017學年第一學期實踐班的學習成績提高比例高于對照班1個百分點。

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

因此，無論是理科還是文科學生，實踐班的學生都有更大的可能盡快適應大學的學習。

4 結論和建議

4.1 結 論

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

4.2 建 議

本教學實踐采用的結合MOOC/SPOC、大班授課小班研討、案例實踐的混合式教學方法，適合推廣應用于全校公共計算機基礎課程的教學。在進行混合式教學的過程中，要注意根據(jù)課程內容難易程度和授課對象的不同，調整學生自主獲取知識的比例和方式；對于學習內容較難、學生不容易理解的大學計算機課程，需要教師更多地參與和指導，增加與學生面對面的交流時間，才能達到預期的教學效果。