基于二元Logistic回歸的云班課混合式教學對大學生學習成績的影響

連穎穎，魏 超，陳 越，楊友靜

(安陽師范學院 數學與統計學院 河南 安陽 455000)

0 引言

隨著時代的發展，多媒體、計算機等技術在教育教學中被廣泛應用，教育教學信息化已經成為現代教育的重點。近年來藍墨、超星、智慧課堂教學云平臺的誕生，將信息化教學運用到課堂，在實踐中取得了很好的成果。云班課教學在課堂中運用現代化教學工具與學生進行實時互動，達到了很好的教學效果。大學生的手機普及率已達到100%，為我們云班課混合式教學在課堂中的應用提供了條件。同時考慮到大學生在課堂上對手機的自控能力不強，管制效果不佳的現狀，需要轉變方式將手機變為學習的工具，讓學生能更好的參與課堂學習[1]。基于此原因，本文將探究云班課在大學教學中的作用與效果，將信息化教學更好的運用到教學中。

目前云班課教學模式已經有很多人開始進行探索與應用，文獻[2]將微生物教學與云班課相結合，實行線上線下混合式教學。線下講授基礎知識，線上實行推送資源，將學生零碎時間充分利用。通過學生每次完成任務所獲得的經驗值進行小組比拼，激發學生學習興趣。文獻[3]就云班課混合式教學與傳統教學的特點進行了討論。根據實踐驗證應用云班課混合式教學模式比傳統教學存在更大的優勢。打破了時間、空間與地域的限制；改變了教學方式，增加了學生學習的主動性，增強了學生學習的興趣；減少了學習難度；教師更容易掌握學生的學習情況，隨時調整教學進度。文獻[4]中給出了利用云班課進行翻轉式教學時的具體功能及應用這些功能帶來的優點，并且已經在現實中取得了不錯的教學成果。云班課可以通過一鍵簽到、手勢簽到或位置簽到來完成課堂簽到, 并且要求學生打開手機位置信息, 實時掌握學生簽到位置。相比較傳統的點名方式要快捷方便許多, 提高了課堂教學效率。課堂提問環節，教師可以通過隨機搖一搖來選人, 或者是學生通過電子設備舉手、搶答等來選人, 這種教學模式趣味性和隨機性更強, 使學生能集中注意力, 提高學生學習的積極性。課上通過頭腦風暴、問卷調查、討論答疑等形式讓學生對某一問題發表自己的見解, 大家也可以相互學習, 充分發揮學生的創造力和想象力。對于一道有難度的數學題，頭腦風暴模式可以讓學生充分發揮想象力，同時也給那些內向的學生多一些回答的機會。課程結束之后，可以隨時隨地進行課堂測試，檢驗學習效果, 快捷方便, 及時掌握學生對知識的掌握情況。

已有的實踐探索了云班課混合式教學在課前、課中、課后階段的使用情況，及在教學中所取得的效果。然而，對于云班課的后臺數據與學生成績之間聯系的研究卻很少。本文基于多元線性回歸分析與二元Logistic回歸分析，以在校大學生為研究對象，結合云班課在數學教學中的實踐成果，分析了云班課后臺數據與學生成績之間的關系。

1 云班課后臺數據與現實中學生成績的聯系

1.1 云班課應用中的實踐效果

在實踐中教師可以向學生隨時分享資源，即使不在上課時間，也可通過藍墨云班課平臺推送一些數學資源，供學生觀看。并且學生和教師之間可以在討論答疑區進行互動，可以讓學生學到更多的東西。同時教師可以根據內容點擊率和問答討論區情況，了解學生的掌握情況，為下次上課做好準備。在課堂互動環節, 學生通過頭腦風暴、問卷調查、討論答疑等形式對某一問題發表自己的見解,激發了學生的學習興趣，上課睡覺現象明顯減少。其次，之前學生上課出現用手機觀看與學習無關的內容，在此學期實踐過程中，這種現象得到明顯的改善。因為藍墨云班課的這種形式，讓更多的學生參與了課堂，也使數學學習不在那么無聊，玩手機現象自然而然就減少了。藍墨云班課平臺使教師可以隨時監控學生的學習動態，對那些表現積極的學生給予經驗值獎勵，對那些參與度不夠的學生加以引導。整個學期下來，整班的學習成績較上一學期有明顯的提高，特別是那些原本不愛學習數學，上課總是不聽講的學生，進步更大，他們的學習態度和情緒也都變得十分高漲。

1.2 云班課后臺數據的應用

本文以大學生為研究對象探究云班課的教學效果。考慮到大學生對期末掛科情況關注很高，所以本文利用數學系280名學生使用云班課的后臺數據，對學生的期末掛科情況應用二元Logistic回歸分析進行預測，并與真實情況進行比較，得出預測結果的準確率，從而提前預測出大學生是否存在掛科風險。對存在掛科風險的學生提前給予指導和關注，從而減少掛科率。

為了探究云班課后臺數據與學生掛科率之間的關系，選用測試成績、發帖數、訪問量、訪問天數、上課簽到五個變量來探討各個因素對學生的期末成績的影響，進而推斷學生期末掛科情況。訪問量、上課簽到、訪問天數可以反應學生學習的積極性及對這門課程的關注程度。發帖數與測試成績則客觀反映了學生對這門課程的掌握程度。因此，選用這五個因素用來研究使用云班課的學習效果與現實中學生成績之間的聯系是比較客觀和準確的。

本文首先建立回歸方程研究學生期末成績與測試成績、發帖數、訪問量、訪問天數、上課簽到五個變量之間的關系。因為學生的期末成績直接反應期末掛科事件是否發生，因此將因變量改為學生期末掛科事件發生的概率。將測試成績、發帖數、訪問量、訪問天數、上課簽到作為自變量，并且分別將5個變量設為x1、x2、x3、x4、x5。應用回歸分析可以得到多元線性回歸方程變量的系數，進而可得到各因素之間的相關性，如表1所示。

從表1可知，影響學生通過考試最大的因素是測試成績，相關性高達0.840。而影響學生通過考試最小的因素是上課簽到，因為當下對大學生考勤要求較嚴，大多數學生都能做到按時簽到，因此學生是否通過考試與上課簽到相關性較低。由此可知，與學生成績合格關系最密切的是測試成績。通過多元線性回歸可以得到變量系數，如表2所示。

表1 皮爾遜相關系數表

表2 多元線性回歸方程變量系數

從上表可知，部分變量系數的顯著性值沒有通過檢驗，因此不會對學生期末成績掛科率造成顯著性影響。根據上表，各變量的VIF取值均接近于1。因此，不是由于變量之間的多重共線性較大導致系數顯著性未通過檢驗。所以選擇去掉其中顯著性值最大的變量，將上課簽到進行移除，再次進行求解回歸方程系數操作，此時可得到變量系數如表3所示。

表3 多元線性回歸方程變量系數(改進)

從上表可知，全部變量系數的顯著性值均小于0.05，因此表中變量會對學生期末成績掛科率造成顯著性影響。因此根據上表可得多元線性回歸方程為：

y=-0.489+0.014x1+0.004x2+0.0035x3+0.003x4

由多元線性回歸方程知，所選自變量系數均為正數，因此每個變量對學生期末掛科概率都成正向影響。并且自變量系數越大，對因變量y的影響程度就越大。測試成績相對于其他三個變量來說，對學生期末掛科影響較大。由于測試成績更能直接反應學生的學習效果，因此它對學生期末掛科的影響高于其他三個變量。

通過以上多元線性回歸方程可知，最后影響學生掛科的因素只有測試成績、發帖數、訪問量和訪問天數四個變量，用這四個變量應用二元Logistic回歸對學生期末掛科進行預測。通過預測準確率來檢驗測試成績、發帖數、訪問量和訪問天數四個變量是否可以預測學生的期末掛科情況。

本文將Y=1定義為學生不掛科，Y=0定義為學生掛科，即

Y={1,學生不掛科

0，學生掛科

通過p=p(y-1)的Logit變換建立回歸公式：

其中，p為Y=1時的概率，當p的取值在0到0.5表示為此事件不發生；0.5到1表示為此事件發生。通過運用二元Logistic回歸進行求解可得：

經預測280名學生中有30名學生會出現期末掛科的情況，結合本學期的期末成績發現此班級掛科人數為32人，預測正確率為93.75%，預測準確率很高。因此通過云班課中任務完成情況可反應此學生的期末掛科事件是否可能發生。

結合云班課實施混合式教學，應用云班課App記錄了學生的線上學習情況，通過云班課后臺記錄的這些數據，運用二元Logistic回歸分析進行預測，可以提前了解學生本學期的學習情況，預測學生期末掛科的概率。由于線上課程結束時間比線下期末考試時間提前。因此，對存在掛科風險的學生發出警告，引起他們的注意，進而督促他們好好學習，減少了期末掛科率。

2 結論

首先，通過應用280名大學生云班課后臺數據，建立學生期末掛科率與測試成績、發帖數、訪問量、訪問天數、上課簽到五個變量之間的回歸方程。其次，對學生的期末掛科情況應用二元Logistic回歸分析進行預測，預測結果準確率高達93.75%。最后，得出云班課后臺數據可以對學生掛科情況做出較準確的預測，這一結論也證明云班課能很好地運用于教學中。

通過整個學期的實踐和使用數據比對，發現云班課混合式教學模式較傳統的教學模式存在很大的優點。它為傳統的課堂教學注入了活力, 改變了傳統教學中對于課前預習和課后復習無法監控的局面, 不僅讓手機成為學習的工具, 還通過實時文字、圖片、視頻吸引了學生的注意力, 激發學生學習的興趣, 讓學生更有參與感與成就感。同時用學習“擠占”了游戲和娛樂的空間, 也使教學效果更易評估和檢測[5]。與傳統教學模式相比, 云班課下新型教學模式具有科學性和實踐性，讓學生可以隨時隨地學習, 實現了師生間的實時互動，達到學習效果的最優化。移動混合式教學教師以啟發式教學為主, 學生是課堂的主體，教師通過引導，培養學生獨立思考、自主發現問題的能力，讓學生獲得成就感, 從而激發學生學習的自主性與積極性，這為枯燥的大學數學學習，提供了無限的生機。綜上所述，云班課在本次的數學教學實踐中取得了良好的效果，適用于大學教學。

最后，以一學期應用云班課的經驗，提出對云班課的4條建議。

1.教師推送的視頻資源中可增加彈幕功能，讓學生暢所欲言，使嚴謹的數學教學視頻活潑起來，增加趣味性，這樣更有利于激發學生學習數學的興趣，培養學生學習的主動性。

2.實踐中發現云班課使用對網絡要求很嚴格，在網絡不好的教室定時簽到很容易無法正常操作，在加載視頻時也會出現卡頓現象，因此需要學校加強校園網建設。

3.學生可查閱的云教材較少，開放性不強。因此可增加其他高校的云教材，實施免費共享，學生不僅可以學習本校課程，而且還可以學習其他高校的課程，為喜歡學習的學生提供更廣闊的平臺。

4.實踐中發現課程建設環節過于繁瑣，對教師操作要求較高。這對于那些沒有經驗的新教師來說很麻煩，需要花時間進行培訓。