線上教學(xué)模式下的試卷分析及學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)分析①
——以中醫(yī)學(xué)“5+3”專業(yè)為例

王建光 雷萍 徐銘 關(guān)洪全 韓曉偉（遼寧中醫(yī)藥大學(xué)中西醫(yī)結(jié)合學(xué)院，沈陽110847）

醫(yī)學(xué)免疫學(xué)與病原生物學(xué)為高等醫(yī)藥院校中 醫(yī)類各專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程。面對突如其來的新型冠狀病毒肺炎疫情，為了更好地做好本課程的線上教學(xué)，授課教師選用了超星在線教學(xué)平臺對中醫(yī)學(xué)“5+3”一體化兒科學(xué)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行了為期一個學(xué)期的線上教學(xué)。本研究采用教育測量學(xué)的方法對線上教學(xué)課程醫(yī)學(xué)免疫學(xué)與病原生物學(xué)期末考試的試卷進(jìn)行分析和評價(jià)，旨在總結(jié)在線教學(xué)中存在的問題，評價(jià)試卷設(shè)計(jì)中存在的不足［1］。此外，本研究在試卷整體分析、評價(jià)完成的基礎(chǔ)上，還對在線教學(xué)平臺記錄的學(xué)生學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。以學(xué)生考試成績?yōu)橐蜃兞浚ㄟ^分析學(xué)生在線學(xué)習(xí)時長、參與討論次數(shù)及章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)等為自變量，了解學(xué)生學(xué)習(xí)投入和認(rèn)知過程的重要信息，篩選出學(xué)習(xí)行為投入的關(guān)鍵因素。同時也為授課教師優(yōu)化學(xué)習(xí)過程、提高本課程的在線教學(xué)質(zhì)量提供一定的參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 資料本研究選取2019至2020學(xué)年第2學(xué)期中醫(yī)藥高校中醫(yī)學(xué)“5+3”一體化兒科學(xué)專業(yè)醫(yī)學(xué)免疫學(xué)與病原生物學(xué)期末考試試卷59份，以及線上教學(xué)平臺統(tǒng)計(jì)的學(xué)生學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，包括學(xué)生的在線學(xué)習(xí)時長、參與討論次數(shù)及章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)，見表1。

表1 學(xué)生期末考試成績與在線學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表Tab.1 Statistical table of students′final examination results and online learning behavior

1.2 方法

1.2.1 試卷評分方法所有試題均采用線上加密后批閱，試卷的評判按照制定的評卷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，為減少主觀性閱卷差異，名詞解釋、簡答題和論述題等主觀題閱卷按照制定的得分點(diǎn)各由一人評分，流水作業(yè)，評卷后交叉復(fù)查，避免錯漏。

1.2.2 試卷分析方法本研究采用的試卷質(zhì)量測評指標(biāo)為信度、難度系數(shù)、區(qū)分度。信度分析采用克倫巴赫系數(shù)（Cronbach's alpha）信度法處理數(shù)據(jù)［1］；難度系數(shù)（P）用來評價(jià)試卷的難易程度，試題難度分析用公式P=Mean/Score計(jì)算，其中P為難度系數(shù)，0.7≤P＜0.8，表明試卷難易度適中；P＜0.7，則較難；P≥0.8，則容易。Mean為該題得分均值，Score為該題的滿分［2］。區(qū)分度（D）是指考卷區(qū)分不同成績學(xué)生的一種指標(biāo)，計(jì)算公式為（高分組平均分-低分組平均分）/滿分值，取期末考試分?jǐn)?shù)前27%的學(xué)生作為高分組，后27%的學(xué)生作為低分組，D≥0.4的試題級別為優(yōu)秀，0.3≤D＜0.4表明此題的區(qū)分度較好，0.2≤D＜0.3表明此題的區(qū)分度尚可，D＜0.2則表明此題的區(qū)分度較差［1］。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS25.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析，對試卷的信度、難度和區(qū)分度進(jìn)行分析；對學(xué)生期末考試成績分布及線上學(xué)習(xí)行為的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，同時對線上學(xué)習(xí)行為各項(xiàng)數(shù)據(jù)與期末考試成績數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析及回歸分析。

2 結(jié)果

2.1 試卷分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析試卷得出平均成績?yōu)?9.17分，最高分100分，最低分為17分，標(biāo)準(zhǔn)差為18.57，各分?jǐn)?shù)段頻數(shù)分布見圖1。采用Shapiro-Wilk方法檢驗(yàn)分?jǐn)?shù)分布的正態(tài)性，結(jié)果P=0.111，偏度系數(shù)為-0.481，呈正態(tài)分布。

圖1 期末考試成績直方圖Fig.1 Histogram of final exam scores

試卷統(tǒng)計(jì)分析得出信度α系數(shù)為0.788，試卷各題型難度系數(shù)（P）、區(qū)分度（D）見表2。

表2 各題型難度系數(shù)及區(qū)分度Tab.2 Difficulty coefficient and differentiation of each type of question

2.2 線上學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)與期末考試成績相關(guān)性的分析結(jié)果學(xué)生個人學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)和成績均為連續(xù)變量，為分析其是否存在相關(guān)性，首先檢驗(yàn)各組數(shù)據(jù)的正態(tài)性。由于樣本數(shù)量為59個，主要參考Shapiro-Wilk檢驗(yàn)值，從表3中可見期末考試分?jǐn)?shù)、參與討論次數(shù)章節(jié)和學(xué)習(xí)次數(shù)符合正態(tài)性假設(shè)，在線學(xué)習(xí)時長不符合正態(tài)性假設(shè)。

表3 正態(tài)性檢驗(yàn)Tab.3 Normality test

由于樣本分布不全具備正態(tài)性，采用spearman進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn)，分析期末考試分?jǐn)?shù)與在線學(xué)習(xí)時長、參與討論次數(shù)和章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)之間的相關(guān)性，結(jié)果見表4。由表4可知，期末考試分?jǐn)?shù)與參與討論次數(shù)呈現(xiàn)相關(guān)性，且占學(xué)生人數(shù)39%的中分段（60～80分）學(xué)生的成績與在線學(xué)習(xí)時長有一定的相關(guān)性。

表4 相關(guān)性檢驗(yàn)Tab.4 Correlation test

進(jìn)一步通過以章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)、在線學(xué)習(xí)時長為自變量，以期末考試成績?yōu)橐蜃兞?，進(jìn)行回歸分析，經(jīng)分析各變量不具備線性分析的條件，因此通過擬合曲線進(jìn)行變量替換，以期末考試成績?yōu)橐蜃兞?，繪制散點(diǎn)圖，進(jìn)行曲線估算的非線性分析，通過曲線估算篩選比較接近的曲線，見圖2、3。在曲線估算中，三次曲線擬合程度最高，并符合統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，方差檢查見表5。

圖2 在線學(xué)習(xí)時長與期末考試分?jǐn)?shù)回歸分析Fig.2 Regression analysis of length of online learning and final examination scores

表5 方差檢查Tab.5 Variance check

3 討論

3.1 試卷分析討論本研究通過對試卷考查內(nèi)容分析發(fā)現(xiàn)，試卷考查內(nèi)容緊緊圍繞教學(xué)大綱，以免疫學(xué)基礎(chǔ)理論、病原微生物主要生物學(xué)性狀和致病性及免疫性等為基本理論考查點(diǎn)，分析顯示本次考試試卷信度0.788，說明此次考試信度較好?？荚嚦煽冋龖B(tài)性檢驗(yàn)結(jié)果偏度系數(shù)為-0.481，成績呈負(fù)偏態(tài)分布，表明中高分?jǐn)?shù)段的人數(shù)相對較多，由于“5+3”專業(yè)學(xué)生基礎(chǔ)較好、學(xué)習(xí)熱情高，因此成績呈負(fù)偏態(tài)分布是正常的。分析結(jié)果提示本次試卷總體偏難，回顧試卷分析發(fā)現(xiàn)學(xué)生在免疫學(xué)知識點(diǎn)考查部分失分較多，究其原因可能為免疫學(xué)主要研究生物體免疫系統(tǒng)的組成、功能及相關(guān)疾病的基本免疫機(jī)制，其知識結(jié)構(gòu)系統(tǒng)龐大而復(fù)雜，學(xué)生難以理解，這就要求教師在將來的授課過程中注重構(gòu)建免疫學(xué)的整體觀導(dǎo)學(xué)框架，因?yàn)槊庖邔W(xué)各部分不是相互獨(dú)立的，要避免學(xué)生碎片化學(xué)習(xí)。本次考試除名詞解釋題型外，其他各題型區(qū)分度均＞0.4，說明試卷總體區(qū)分度較好，能夠較為真實(shí)地反映學(xué)生的真實(shí)水平。回顧試卷分析發(fā)現(xiàn)名詞解釋部分主要考查內(nèi)容為課程中的基本概念性知識，學(xué)生掌握較好，提示教師在以后的考試中對該類考察基本概念的題型要不斷優(yōu)化，如設(shè)計(jì)組合型試題，同時考察多個知識點(diǎn)的掌握情況。通過試卷分析發(fā)現(xiàn)，一些學(xué)生對基本概念、基本理論等需要單純記憶和簡單應(yīng)用的知識點(diǎn)掌握較好，但在簡答題、論述題等考察綜合分析和解決問題的題型上丟分較多。提示教師在今后的教學(xué)工作中不僅要強(qiáng)調(diào)基本理論、知識，還應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生綜合分析的能力。另外，通過分析試卷常用定量指標(biāo)信度、難度系數(shù)和區(qū)分度等發(fā)現(xiàn)該試卷整體處于合理水平，也只有在試卷設(shè)計(jì)合理的基礎(chǔ)上，才能確保在分析線上學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)與期末考試成績相關(guān)性時得出的結(jié)論具有準(zhǔn)確性，且具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3.2 線上學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)與期末考試成績相關(guān)性分析的討論本研究經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)線上授課過程中學(xué)生參與討論次數(shù)與期末考試分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)正相關(guān)性，因此在今后的在線教學(xué)中可適當(dāng)提高討論話題的發(fā)布量，在保證教學(xué)質(zhì)量的前提下多開展討論活動［2］，討論式教學(xué)更容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情；將來在線上教學(xué)或者線上線下混合式教學(xué)時可嘗試采用PBL討論式教學(xué)模式，從而有側(cè)重的進(jìn)行教學(xué)［3］。本研究相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)占總?cè)藬?shù)39%的中分段（60～80分）學(xué)生的期末考試成績與在線學(xué)習(xí)時長呈正相關(guān)，結(jié)合回歸分析中三次曲線的分布位置，可發(fā)現(xiàn)在線學(xué)習(xí)時長在達(dá)到一定時間量時與期末考試成績也呈現(xiàn)正向關(guān)系。這些數(shù)據(jù)表明投入的學(xué)習(xí)時長是保證學(xué)生掌握知識的根本。另外，有個別學(xué)生為降級生，在上一學(xué)年已經(jīng)學(xué)習(xí)過該課程，因此在圖2中表現(xiàn)為學(xué)習(xí)時間較少卻取得較好成績的反?，F(xiàn)象。也有部分學(xué)生是由于客觀環(huán)境所致，無法保證足量的在線學(xué)習(xí)時間，只能依靠線下參照復(fù)習(xí)資料自學(xué)，這部分同學(xué)中自學(xué)能力較強(qiáng)的學(xué)生，同樣也會出現(xiàn)在線學(xué)習(xí)時長較低但成績較為理想的現(xiàn)象，但對于大部分正常參與教學(xué)活動的學(xué)生而言，學(xué)習(xí)時長是保證學(xué)習(xí)效果的根本［4］。

參考圖3回歸分析中三次曲線分布位置，在排除降級生和受客觀條件影響無法保證線上學(xué)習(xí)的學(xué)生的情況下，可以發(fā)現(xiàn)章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)與期末考試成績間更加類似拋物線關(guān)系，而不是正向關(guān)系。這可能與部分學(xué)生線上學(xué)習(xí)時效率較低或不適應(yīng)線上教學(xué)這種新穎的授課模式有關(guān)，以致學(xué)生課后頻繁登錄線上平臺學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí)各章節(jié)知識，因此導(dǎo)致回歸分析中章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)與成績這兩個變量呈現(xiàn)近似拋物線的關(guān)系。因此要求教師在線授課時要保證課堂效率，及時跟進(jìn)、了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況以及對知識的理解程度，讓學(xué)生扎實(shí)、系統(tǒng)性地學(xué)習(xí)［5］。

圖3 章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)與期末考試分?jǐn)?shù)回歸分析Fig.3 Regression analysis of number of chapters studied and final examination scores

4 結(jié)語

本研究評估了線上教學(xué)模式下的期末考試試卷的難度、區(qū)分度及信度，在試卷總體規(guī)范的基礎(chǔ)上，分析了學(xué)生期末考試成績與在線學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)的相關(guān)性。在數(shù)據(jù)支撐的條件下分析討論了線上學(xué)習(xí)行為，篩選出學(xué)習(xí)行為投入的關(guān)鍵因素，為更好地指導(dǎo)學(xué)生在線學(xué)習(xí)及針對性地制定個性化教學(xué)策略提供了參考依據(jù)。本研究真實(shí)反映了使用在線教學(xué)平臺開展信息化教學(xué)的情況，為后續(xù)教學(xué)平臺的推廣應(yīng)用和信息化教學(xué)的組織開展提供借鑒。