鐘志強(qiáng)
(鞍山師范學(xué)院 物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,遼寧 鞍山 114007)
微課作為信息技術(shù)發(fā)展與教育改革相結(jié)合的產(chǎn)物,尚處在技術(shù)與教學(xué)應(yīng)用融合的新階段,是當(dāng)前教育信息化資源建設(shè)研究熱點(diǎn).國內(nèi)學(xué)者大多認(rèn)為微課能夠切實(shí)解決的教學(xué)問題有:教學(xué)者同行借鑒或加強(qiáng)備課方式以提高教學(xué)水平;繼續(xù)或開放教學(xué)中,學(xué)習(xí)者異地、異時(shí)泛在學(xué)習(xí)[1];在校學(xué)生假期和缺課期間自學(xué)、小范圍的課前預(yù)習(xí)、少量的課中差異化教學(xué)和課后學(xué)生復(fù)習(xí);中小學(xué)生家長(zhǎng)輔導(dǎo)[2].微課可以幫助學(xué)生在課外通過自學(xué)來掌握一定的知識(shí)基礎(chǔ),以便在課堂上開展更為深入的對(duì)話,實(shí)現(xiàn)以自主、合作、探究為核心的教學(xué)重構(gòu),進(jìn)而影響到網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)也將從還原真實(shí)課堂轉(zhuǎn)為重建學(xué)習(xí)規(guī)則[3].未來將出現(xiàn)的“專業(yè)化建設(shè)機(jī)制的形成”“系統(tǒng)性課程模塊的全面構(gòu)建”“與大數(shù)據(jù)技術(shù)的有機(jī)集成”“終身教育的常態(tài)化”[4]等將是時(shí)代發(fā)展必然趨勢(shì).
C語言課程是絕大多數(shù)大學(xué)理工類的必修課,是培養(yǎng)計(jì)算思維的關(guān)鍵課程.鞍山師范學(xué)院物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院電子專業(yè)中,C語言課程是后期專業(yè)課程(如:算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、Java程序設(shè)計(jì)、單片機(jī)原理與應(yīng)用、嵌入式開發(fā)等)教學(xué)的前導(dǎo)內(nèi)容,是重要的專業(yè)核心能力培養(yǎng)內(nèi)容.C語言教學(xué)要求多元化,其課程內(nèi)容既有基本理論、原理的解釋和推演,又有實(shí)驗(yàn)要求,還要考慮學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通能力的培養(yǎng).為提高C語言教學(xué)質(zhì)量,我們采用微課作為實(shí)驗(yàn)課程復(fù)習(xí)資源,改革教學(xué)方法,希望加強(qiáng)教學(xué)效果.為了對(duì)比教學(xué)改革的效果,根據(jù)公認(rèn)的教改實(shí)驗(yàn)方法,把未進(jìn)行微課教改的電子專業(yè)14級(jí)2個(gè)班作為基礎(chǔ)參照組;把建議學(xué)生使用微課的15級(jí)3班(M老師教學(xué))和沒有使用微課的15級(jí)4班(Z老師教學(xué))作為縱向參考組;把要求學(xué)生必須學(xué)習(xí)利用微課學(xué)習(xí)的16級(jí)3班(M老師教學(xué))作為實(shí)驗(yàn)組,未使用微課16級(jí)4班(Z老師教學(xué))教學(xué)班級(jí)作為橫向?qū)φ战M.參與實(shí)驗(yàn)教改的兩位任課教師已有十多年的高校教齡,是成熟的教學(xué)工作者.微課的教學(xué)使用方式和制作水平經(jīng)得起信任:2015年,C語言教學(xué)微課獲批鞍山師范學(xué)院教改立項(xiàng)課題;2017年C語言教學(xué)微課獲遼寧省第二十一屆教育教學(xué)信息化大賽高等教育組微課二等獎(jiǎng).現(xiàn)用他們的學(xué)生成績(jī)和問卷調(diào)查數(shù)據(jù),實(shí)證C語言微課的教學(xué)效果.
為了直觀表現(xiàn)學(xué)生成績(jī)整體分布,我們把電子專業(yè)14~16級(jí)3年內(nèi)學(xué)生試卷成績(jī)轉(zhuǎn)換為5個(gè)等級(jí):優(yōu)、良、中、及格和不及格,統(tǒng)計(jì)出各個(gè)級(jí)別的數(shù)量,再分別按教師的教學(xué)班級(jí)分類做出成績(jī)縱橫比較圖1、2.
圖1 兩位教師C語言試卷等級(jí)成績(jī)3年縱向?qū)Ρ?/p>
圖2 兩位教師C語言試卷等級(jí)成績(jī)3年橫向?qū)Ρ?/p>
從二位教師的縱向?qū)Ρ葓D1中可知:3年內(nèi),Z老師的學(xué)生成績(jī)基本接近正態(tài)分布,M老師的學(xué)生成績(jī)?yōu)閁型分布;14級(jí)學(xué)生成績(jī)分布偏左,不及格學(xué)生數(shù)相對(duì)較高,15級(jí)與16級(jí)學(xué)生成績(jī)微有提高,后二年的教學(xué)水平趨于穩(wěn)定.進(jìn)一步從橫向?qū)Ρ葓D2中可知:3年內(nèi),M老師的優(yōu)與不及格學(xué)生人數(shù)微高于Z老師(后期分析將說明此原因),Z老師的及格和中的學(xué)生人數(shù)微高于M老師.16級(jí)的并行橫向?qū)φ战MZ老師學(xué)生成績(jī)正態(tài)分布漸好,而實(shí)驗(yàn)組M老師的學(xué)生成績(jī)U型左側(cè)不及格人數(shù)卻漸起,說明實(shí)驗(yàn)組學(xué)生成績(jī)沒有顯著提高,考試成績(jī)與微課作為復(fù)習(xí)資源的沒有明顯相關(guān),兩位老師學(xué)生成績(jī)分布的差別,可能要從批卷評(píng)閱人的主觀評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)等方面找原因.
方差分析(Analysis of Variance,ANOVA),又稱“變異數(shù)分析”,用于對(duì)照兩個(gè)及兩個(gè)以上樣本均數(shù)差別的顯著性檢驗(yàn).為了加強(qiáng)分析學(xué)生成績(jī)是否與微課使用相關(guān),我們使用SPSS22(Statistical Product and Service Solutions)對(duì)M老師未全面使用微課的15級(jí)3班和使用微課的16級(jí)3班進(jìn)行方差分析,其方差分析基本描述統(tǒng)計(jì)量和因素方差分析表見表1、2.從表1中的描述統(tǒng)計(jì)量看,未使用微課成績(jī)平均分高于使用微課成績(jī)平均分,且方差較小.更主要的是從表2單因素方差分析中,可以看出F統(tǒng)計(jì)量5.290,p=0.026,小于顯著性水平(0.05),推翻原來認(rèn)為兩組實(shí)驗(yàn)有顯著差別的假設(shè).實(shí)證發(fā)現(xiàn),未使用微課數(shù)據(jù)好于使用微課,微課沒有改善學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)成績(jī).
表1 方差分析基本描述統(tǒng)計(jì)量
表2 單因素方差分析表
對(duì)比14級(jí)基礎(chǔ)參照組,15、16級(jí)使用微課的M老師組教學(xué)成績(jī)和未使用微課的Z老師組教學(xué)成績(jī)都有所提高;M老師16級(jí)實(shí)驗(yàn)組與15級(jí)對(duì)照組的教學(xué)成績(jī)變化未體現(xiàn)教改目的,盡管利用微課加大了教學(xué)投入,但微課的使用效果不能從學(xué)生卷面成績(jī)中體現(xiàn),因而我們需要從其它教學(xué)因素中進(jìn)一步探尋C語言微課教學(xué)使用效果.
結(jié)構(gòu)方程模型(SEM,Structural Equation Modeling)是廣泛使用的、優(yōu)秀的效度或滿意度調(diào)查統(tǒng)計(jì)模型.SEM是基于變量的協(xié)方差矩陣來分析變量之間關(guān)系的一種統(tǒng)計(jì)方法,更能夠根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)提出特定的因子結(jié)構(gòu),同時(shí)估計(jì)因子結(jié)構(gòu)和因子關(guān)系并檢驗(yàn)它是否吻合數(shù)據(jù);并能同時(shí)處理多個(gè)因變量,并可比較及評(píng)價(jià)不同的理論模型[5].結(jié)構(gòu)方程建模法是一種綜合運(yùn)用多元回歸、路徑分析和驗(yàn)證型因子分析方法而形成的一種對(duì)復(fù)雜現(xiàn)象的理論模式進(jìn)行處理的統(tǒng)計(jì)分析工具[6].可用來解釋一個(gè)或多個(gè)自變量與一個(gè)或多個(gè)因變量之間的關(guān)系,也能夠同時(shí)處理多個(gè)因變量的相互關(guān)系[7].出于以上SEM應(yīng)用特點(diǎn),同時(shí)我們借鑒國內(nèi)有關(guān)研究[8,9],結(jié)合我校C語言教學(xué)實(shí)際情況,設(shè)計(jì)了教學(xué)效果問卷調(diào)查表3,共 12個(gè)問題.
表3 C語言微課教學(xué)滿意度調(diào)查評(píng)價(jià)量規(guī)表
結(jié)構(gòu)方程模型包括測(cè)量模型(measurement model)和結(jié)構(gòu)模型(structural model)[9].測(cè)量模型描述的是潛變量ξ、η與觀測(cè)變量X、Y的關(guān)系,即潛在變量如何對(duì)應(yīng)顯性指標(biāo)測(cè)量.測(cè)量模型如式(1),(2).
X=Λxξ+δ,
(1)
Y=Λy+ε.
(2)
結(jié)構(gòu)模型是指潛在變量之間的關(guān)系,以及模型中其它變量無法解釋的變異量部分,
η=Bη+Γξ+ζ.
結(jié)合表3,根據(jù)測(cè)量變量的數(shù)量確定觀測(cè)變量X(9*1),其是潛在外生變量ξ,η的觀測(cè)變量組成的向量,Λx(9*3)為外生觀測(cè)變量在外生潛變量上的因子負(fù)荷矩陣,它表示外生潛變量ξ和其觀測(cè)變量之間的關(guān)系;δ(9*1)為外生可測(cè)變量X的測(cè)量誤差.Y(3*1)是潛在內(nèi)生變量η的觀測(cè)變量組成的向量,Λy(9*3)為內(nèi)生觀測(cè)變量在內(nèi)生潛變量上的因子負(fù)荷矩陣,它表示內(nèi)生潛變量η和其觀測(cè)變量Y之間的關(guān)系,ε(3*1)為對(duì)應(yīng)的測(cè)量誤差向量.
η表示潛在內(nèi)生變量構(gòu)成的向量;B(3*1)潛在內(nèi)生變量的系數(shù)參數(shù)矩陣,揭示內(nèi)生潛變量間的關(guān)系;Γ(3*3)是潛在外生變量矩陣,揭示外源潛變量對(duì)內(nèi)生潛變量的影響系數(shù)參數(shù);
ξ3×1表示潛在外生變量構(gòu)成的向量;ζ(3*4)是結(jié)構(gòu)方程的殘差項(xiàng)構(gòu)成的向量,反映了η在方程中沒能被解釋的部分.在前文潛變量和可測(cè)變量設(shè)定的基礎(chǔ)上,結(jié)合研究假設(shè),利用AMOS22(Analysis of Moment Structures)軟件構(gòu)建微課教學(xué)效果影響因素理論模型,見圖 3.
圖3 教學(xué)效果影響因素假設(shè)模型
根據(jù)t規(guī)則識(shí)別法[10]:內(nèi)生變量Y共3個(gè),外生變量X共9個(gè),則p=3,q=9,則
(q+p)×(p+q+1)/2=78;
而t=30自由度為48,因而結(jié)構(gòu)方程能夠識(shí)別.
根據(jù)表3內(nèi)容,參照C語言教學(xué)大綱的第3章數(shù)值計(jì)算的5個(gè)實(shí)例(①小球下落反彈求路程,②求π的近似值,③求 e的近似值,④二分迭代解方程,⑤弦切迭代解方程),讓學(xué)生觀看微課,然后分別評(píng)價(jià).其中,“U33學(xué)習(xí)考試成績(jī)”由期末考試成績(jī)?nèi)?duì)應(yīng)的優(yōu)為5分,良為4分,中為3分,及為2分,不及為1分轉(zhuǎn)換得到.其余11個(gè)問題項(xiàng)采用李克特(Likert)五級(jí)量表(5分代表“非常好”,4分代表“好”,3分代表“一般”,2分代表“ 差”,1分代表“非常差”),要求學(xué)生根據(jù)個(gè)人感受對(duì)應(yīng)微課實(shí)例分別實(shí)名回答,并告知調(diào)查僅用于教學(xué)研究不影響學(xué)生成績(jī)等方面評(píng)定,用于打消學(xué)生因差評(píng)會(huì)有不良影響的心理因素.以此向參與C語言教學(xué)學(xué)生進(jìn)行調(diào)查,共發(fā)放調(diào)查問卷320份,收回320份,剔除5份無效問卷,有效樣本315個(gè),其中,使用微課作為教學(xué)資源M老師教學(xué)班級(jí)的157份問卷,未使用微課作為教學(xué)資源的Z老師教學(xué)班級(jí)158份問卷.