基于SPSS的“新能源汽車技術(shù)”教學(xué)改革效果分析

張德生 ,趙青青,王春風(fēng),朱榮福

(1.黑龍江工程學(xué)院 汽車與交通工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150050；2.黑龍江東方學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)部，黑龍江 哈爾濱 150066)

十三五期間汽車工業(yè)發(fā)生巨大轉(zhuǎn)型，由傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車制造轉(zhuǎn)為低碳化的綠色制造，發(fā)展新能源汽車成為促進(jìn)未來可再生能源應(yīng)用和電氣化交通運(yùn)輸技術(shù)發(fā)展的重要途徑[1-2]。截至2019年底，全國新能源汽車保有量達(dá)381萬輛，占汽車總量的1.46%，與2018年底相比，增加120萬輛，增長46.05%，新能源汽車增量連續(xù)兩年超過100萬輛，呈快速增長趨勢[3]。由于教育行業(yè)承擔(dān)著培養(yǎng)高科技產(chǎn)業(yè)和戰(zhàn)略型新型產(chǎn)業(yè)人才的重任，在新工科背景以及十三五規(guī)劃的指導(dǎo)下，汽車產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級也帶動(dòng)了各大高校汽車專業(yè)人才培養(yǎng)方案以及課程體系的轉(zhuǎn)型調(diào)整[4-6]。

1 “新能源汽車技術(shù)”課程改革背景

為了適應(yīng)新能源汽車產(chǎn)業(yè)對相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域人才培養(yǎng)的需求，以學(xué)科專業(yè)的能力目標(biāo)為導(dǎo)向[7]，黑龍江工程學(xué)院與黑龍江東方學(xué)院的汽車專業(yè)在2016版和2020版人才培養(yǎng)方案中增加了新能源汽車技術(shù)領(lǐng)域的人才培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)能力、課程體系、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)等內(nèi)容，同時(shí)兩所高校不同程度增加了多門新能源汽車相關(guān)的課程，如新能源汽車技術(shù)、電動(dòng)汽車技術(shù)、混合動(dòng)力汽車技術(shù)、動(dòng)力電池管理技術(shù)、智能網(wǎng)聯(lián)汽車等。其中，新能源汽車技術(shù)這門課程的專業(yè)內(nèi)容較廣泛，多學(xué)科交叉性強(qiáng)，涉及機(jī)械、電化學(xué)、材料科學(xué)、電氣工程學(xué)、控制學(xué)等知識，而且內(nèi)容更新較快，幾乎每學(xué)期都需要更換新的教材，這不僅使學(xué)生學(xué)習(xí)難度增加，也對教師提出了更高的要求。

新的教學(xué)理念要求以學(xué)生為中心，把學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展作為教育教學(xué)改革的重點(diǎn)，讓學(xué)生成為教育改革的主要受益人和參與者[8]。教師要?jiǎng)?chuàng)新教學(xué)模式，借助翻轉(zhuǎn)課堂，探索新的教學(xué)方法[9-10]，尤其對于培養(yǎng)具有理論與實(shí)踐相結(jié)合的專業(yè)型應(yīng)用型人才，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)不能更好地適應(yīng)新的要求，所以“新能源汽車技術(shù)”課程的改革迫在眉睫。

2 “新能源汽車技術(shù)”課程的傳統(tǒng)教學(xué)模式與混合教學(xué)模式

2.1 傳統(tǒng)教學(xué)模式

“新能源汽車技術(shù)”是汽車專業(yè)學(xué)生必修的一門專業(yè)課程，主要學(xué)習(xí)新能源汽車現(xiàn)狀與發(fā)展、新能源汽車電池、新能源汽車電機(jī)、純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車、燃料電池電動(dòng)汽車等。傳統(tǒng)教學(xué)過程中教師采用課堂教學(xué)，按照教學(xué)要求課時(shí)完成講授，學(xué)生在整個(gè)過程中以聽講為主。由于該課程屬于概述類課程，所以院校設(shè)立的理論課時(shí)較少，一般在32學(xué)時(shí)左右，要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)，教師在課堂上會(huì)忙于完成課程內(nèi)容知識講解，導(dǎo)致教學(xué)方式方法單一，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高[11]，課堂互動(dòng)較少，學(xué)生更多是接受知識，而來不及思考，個(gè)別學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力差，課外幾乎不預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)，導(dǎo)致學(xué)習(xí)質(zhì)量較差。對于成績考評，傳統(tǒng)教學(xué)模式采用期末成績+平時(shí)成績，期末成績采用單一的筆試答題，占總成績的60%～70%，平時(shí)成績?nèi)缯n堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)及作業(yè)等占30%～40%，但實(shí)際教學(xué)中教師對學(xué)生的平時(shí)成績管理較模糊，達(dá)不到真正的考評。由此看來，傳統(tǒng)的教學(xué)模式依舊是以教師為主，并沒有以學(xué)生為中心，無法達(dá)到新的教學(xué)要求。

2.2 混合教學(xué)模式

隨著信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，教育理念和教學(xué)方式也受到了深刻的影響，尤其是在線學(xué)習(xí)+傳統(tǒng)教學(xué)的混合式教學(xué)模式得到了推廣[12]。混合式教學(xué)是一種“線上”+“線下”的教學(xué)模式，將傳統(tǒng)面對面教學(xué)與在線學(xué)習(xí)相融合，通過兩種教學(xué)組織形式的有機(jī)結(jié)合，把學(xué)生的學(xué)習(xí)由淺到深地引向深度學(xué)習(xí)，使學(xué)生有效學(xué)習(xí)。為了使學(xué)生更好地學(xué)習(xí)知識，建立“以學(xué)生為中心”的教學(xué)，黑龍江工程學(xué)院和黑龍江東方學(xué)院兩所院校針對“新能源汽車技術(shù)”這門課程進(jìn)行了教學(xué)模式改革。教師團(tuán)體合作制作了該課程使用教材所配套的多媒體課件、教學(xué)視頻，針對重點(diǎn)和難點(diǎn)制作了討論題目、答疑、作業(yè)及測試試題，豐富了課程的教學(xué)方法與手段，并調(diào)整了課程考核評價(jià)方式，積累并形成了一系列完整的課程教學(xué)資源。

混合教學(xué)模式在實(shí)施過程中，選用智慧樹作為線上教學(xué)工具，利用其大數(shù)據(jù)記錄優(yōu)勢構(gòu)建了全新的混合教學(xué)模式，教學(xué)手段更靈活便捷，教師可以根據(jù)學(xué)生的狀態(tài)隨時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)時(shí)間。針對混合式教學(xué)的特點(diǎn)，課件制作成PDF格式減少學(xué)生存貯空間；課件采用更多立體彩色圖片和模擬工作原理仿真動(dòng)畫，減少了傳統(tǒng)的文字，內(nèi)容結(jié)構(gòu)更形象；增加了問答與選擇測試題目，并在每一章后根據(jù)最新課程內(nèi)容增加了討論題。在授課過程中，通過“線上”借助智慧樹的彈幕、投票、答疑、搶答等手段，進(jìn)行教師與學(xué)生的互動(dòng)，增加了學(xué)習(xí)的趣味性，也充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性；針對每節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容在平臺提前發(fā)放教學(xué)資源，如PPT、視頻等，使學(xué)生可以提前預(yù)習(xí)；發(fā)布課題討論，以小組為單位進(jìn)行探討，并在線提交結(jié)論，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；隨機(jī)進(jìn)行在線測試，系統(tǒng)可以自動(dòng)統(tǒng)計(jì)答題結(jié)果，教師能及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果；進(jìn)行作業(yè)布置，教師可以利用空閑時(shí)間進(jìn)行批閱，并能夠掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)。在“線下”教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)難點(diǎn)進(jìn)行深入講解，通過對線上教學(xué)數(shù)據(jù)的分析，有針對性地對個(gè)別學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，確保實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)活動(dòng)；指導(dǎo)學(xué)生參加新能源汽車的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，增強(qiáng)動(dòng)手能力的同時(shí)達(dá)到學(xué)以致用；參與教師科研項(xiàng)目，使學(xué)生在科研活動(dòng)中加深對新能源汽車的理解，并提高理論知識水平。對于成績考評，采用多元評價(jià)方式，利用智慧樹的大數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地獲取學(xué)生在“新能源汽車技術(shù)”課程中的線上、線下參與度、課前預(yù)習(xí)完成情況、作業(yè)完成進(jìn)度、作業(yè)完成準(zhǔn)確率、課堂互動(dòng)參與度、課堂答題準(zhǔn)確率、課后作業(yè)完成情況、網(wǎng)上測評結(jié)果等數(shù)據(jù)，對學(xué)生的學(xué)習(xí)成績進(jìn)行綜合考量，得出最全面的評價(jià)。

綜上所述，混合教學(xué)模式在教學(xué)應(yīng)用和管理方面更有優(yōu)勢，混合式教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)模式區(qū)別如表1所示。

表1 混合式教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式不同點(diǎn)

3 混合教學(xué)模式的教學(xué)改革效果分析

3.1 混合教學(xué)模式效果的評價(jià)因素設(shè)計(jì)

針對“新能源汽車技術(shù)”課程的混合教學(xué)模式是否得到好的教學(xué)效果，本文運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)工具SPSS25.0對問卷調(diào)查結(jié)果做相應(yīng)的分析。統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品與服務(wù)解決方案(Statistical Product and Service Solutions，SPSS)是1種對信息采集、處理和分析的應(yīng)用性軟件，集數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)計(jì)分析、圖表分析和編程擴(kuò)展于一體，具有實(shí)用、簡單、可操作性強(qiáng)等特點(diǎn)。

遵循以學(xué)生為中心的教學(xué)要求，驗(yàn)證教學(xué)改革效果是否良好，要看學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量是否得到提高，經(jīng)過學(xué)生調(diào)研并結(jié)合教師的意見，統(tǒng)計(jì)篩選出學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)效果作為學(xué)習(xí)質(zhì)量的主要評價(jià)指標(biāo)，各自評價(jià)因素分為四項(xiàng)。學(xué)習(xí)態(tài)度包括學(xué)生是否自愿進(jìn)行課外的復(fù)習(xí)預(yù)習(xí)，學(xué)生是否熱愛學(xué)習(xí)這門課程，學(xué)生的求知欲有沒有加強(qiáng)，在學(xué)習(xí)中是否有遲到缺課；學(xué)習(xí)方法包括是否覺得形式多樣化，是否進(jìn)行過群體討論，完成作業(yè)時(shí)是否進(jìn)行討論，線上學(xué)習(xí)時(shí)有無做筆記；學(xué)習(xí)效果包括是否感覺聽課效率提高，是否能正確掌握教師所講的內(nèi)容，課程成績是否得到提高，實(shí)踐能力是否提高。本文通過問卷調(diào)查采集以上數(shù)據(jù)，問卷采用李克特式五點(diǎn)量表方式作答。李克特量表是屬評分加總式量表最常用的一種，用加總方式來計(jì)分，該五點(diǎn)量表由1組陳述組成，每一陳述有“非常同意”“同意”“不一定”“不同意”“非常不同意”5種回答，分別記為5、4、3、2、1分，分?jǐn)?shù)越小，表示關(guān)聯(lián)性越低。每個(gè)被調(diào)查者采用打勾方式選擇，總分即被測者對各道題回答的分?jǐn)?shù)加總，可說明他的態(tài)度強(qiáng)弱或在這五點(diǎn)量表上的不同狀態(tài)。該量表容易設(shè)計(jì)，使用范圍比其他量表廣，可以用來測量其他一些量表所不能測量的某些多維度的復(fù)雜概念或態(tài)度，5種答案形式使回答者能夠方便標(biāo)出自己的位置。通常情況下，李克特量表比同樣長度的量表具有更高的信度。

“新能源汽車技術(shù)”課程調(diào)查問卷內(nèi)容的設(shè)計(jì)遵循李克特量表的設(shè)計(jì)原則，學(xué)生被要求指出其對該題目所陳述的認(rèn)同程度，并使用5個(gè)等級回應(yīng)，問卷調(diào)查具體內(nèi)容如表2所示。隨機(jī)選取黑龍江工程學(xué)院與黑龍江東方學(xué)院兩所學(xué)校16級(傳統(tǒng)教學(xué)模式，共120人)、17級(混合教學(xué)模式，共104人)的學(xué)生各100人進(jìn)行問卷調(diào)查，讓學(xué)生針對“新能源汽車技術(shù)”這門課程對自身的學(xué)習(xí)質(zhì)量進(jìn)行打分。每個(gè)樣本最高分為60分，最低分為12分。問卷調(diào)查發(fā)放200份，回收200份，有效回收率100%。問卷調(diào)查結(jié)果如圖1所示。

表2 學(xué)習(xí)質(zhì)量的評價(jià)因素

圖1 問卷調(diào)查結(jié)果

3.2 問卷調(diào)查的信度檢驗(yàn)

信度檢驗(yàn)就是檢驗(yàn)調(diào)查問卷的可靠性程度，也是衡量這種測試方法所得到的數(shù)據(jù)的一致性水平，并以這種一致性程度為指標(biāo)來評定量表與測量方法的可靠性。本文采用內(nèi)部一致性信度檢驗(yàn)方法，檢驗(yàn)在同一個(gè)量表中調(diào)查對象對所有選項(xiàng)回答的一致性程度，用Cronbach’s Alpha系數(shù)的大小來檢驗(yàn)。如果此系數(shù)大于0.70，則表示量表具有較好的內(nèi)部一致性，如果此系數(shù)小于0.70，則表示調(diào)查表有一定的問題。通過軟件分析得出信度分析結(jié)果，如表3所示，Cronbach’s Alpha系數(shù)均大于0.7，內(nèi)部一致性高，信度較高，說明本次調(diào)查問卷所設(shè)置的問題合理。

3.3 描述性統(tǒng)計(jì)分析

描述性統(tǒng)計(jì)分析可以使數(shù)據(jù)更明確、更直觀地表現(xiàn)出研究對象的特征，從而更深刻地理解統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

本文將200份問卷數(shù)據(jù)分為兩組，采用傳統(tǒng)教學(xué)模式的100名學(xué)生為第一組，采用混合教學(xué)模式的100名學(xué)生為第二組。針對兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，如表4所示，兩組的有效樣本數(shù)量都是100個(gè)，第二組的均值為49.74，比第一組的均值40.46要大；標(biāo)準(zhǔn)偏差反映數(shù)值相對于平均值的離散程度，第二組的標(biāo)準(zhǔn)偏差也比第一組的數(shù)據(jù)要小。綜上，得知采用混合式教學(xué)模式的學(xué)生得分整體更高，且得分也相對比較穩(wěn)定。

3.4 獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)結(jié)果

獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)是用t分布理論來推論差異發(fā)生的概率，從而比較兩個(gè)平均數(shù)的差異是否顯著。針對兩個(gè)樣本的T檢驗(yàn)結(jié)果如表5所示，方差齊性檢驗(yàn)的顯著性檢驗(yàn)系數(shù)為0.025，小于0.05的顯著性水平，表明方差不齊；第二行的sig(雙尾)系數(shù)為0.001，小于0.05的顯著性水平，表明兩組樣本在得分之間的差異顯著，說明混合式教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式下學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量差異較大。

表3 信度分析結(jié)果

表4 描述性統(tǒng)計(jì)

表5 獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)

4 結(jié)束語

本文通過SPSS25.0對學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量自我評價(jià)進(jìn)行定量分析，得知“新能源汽車技術(shù)”課程混合式教學(xué)模式對學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量的提高效果顯著，學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)效果都有明顯提升，同時(shí)也增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，為培養(yǎng)面向新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的專業(yè)型應(yīng)用型人才奠定良好的基礎(chǔ)，也為教學(xué)改革推廣提供一定依據(jù)。