線上線下混合式學習效果評估與分析

蔡厚道

摘要：基于智能工程學院《機械CAD/CAM》課程2019-2020學年第一學期的線上線下混合式教學實踐，本研究對線上線下混合式學習效果進行了深入探究，完成了線上信息化教學平臺和課程評估方式的設計，依據學習曲線原理，建立了課程學習效果評估零件模型，得到了課程學習效果的學習曲線。

關鍵詞：混合式;學習效果;學習曲線

中圖分類號：G434;TB301-4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2020）22-0214-02

0? 引言

隨著信息化時代的到來，信息化技術在教育改革中得到了廣泛應用。基于網絡在線的MOOC、微課、SPOC以及相應的線上線下混合式教學已成為高校教學改革發展的必然，為了驗證混合式教學效果，采用適當的方法對混合式學習效果進行評估是非常必要的。

1? 課程基本信息

《機械CAD/CAM》是一門實踐性很強的課程，作為智能工程學院機械類以及近機類本科專業的專業必修課[1]，該課程按照“教-學-做”一體化教學模式的思路，以項目為依托，要求掌握軟件操作、建模、分模及數控加工的方法，注重有效培養綜合應用CAD/CAM解決生產實際問題的能力。

2? 線上信息化教學平臺創建

本課程線上信息化教學平臺借助超星學習通在線教育平臺來進行構建。在平臺上創建《機械CAD/CAM》課程并上傳了豐富的課程線上教學電子資源，包括按照課程知識點對應教學目標設計的教學資料、精選項目一～項目九、作業及視頻學習區等11個欄目。線下線下混合需要用到的教學材料，比如課程大綱與教學日歷、課程命題計劃與電子教案、項目教學PPT等均設計在教學資料欄目里面;在每一個精選項目欄目下，為了培養應用型人才，提高學生就業力構建了以企業職性工作工程為主線的項目任務目標、任務分析、操作過程、相關知識點及案例訓練;為了加強實踐創新能力，提升學生學習效率構建了班級學習群聊、學習經驗交流、作業與試題、視頻學習區。

3? 教學環節設計

3.1 線上自主學習環節

基于課程項目重點與難點，制作精選項目一～項目九相關知識點教學視頻，依次為微課程項目任務分析，主要解決建模思路、建模知識鋪墊問題;微課程零件造型與模具設計將精選項目分解為若干個子任務演示視頻;微課程CAM模塊進行拓展數控加工編程知識，鞏固和提高綜合應用能力。每個視頻配套有項目課前任務學習單，并將其發布在學習通活動通知里，學生根據要求依次觀看視頻，動手演練。這一環節主要培養學生獨立思考、自主學習的能力。

3.2 線下上機實踐環節

線上自主學習缺乏師生互動，無法把控學生參與度，也將直接影響學生的深度學習，針對線上與線下脫節的現象，機械CAD/CAM采用融合線上MOOC與線下傳統課堂的混合式教學，課程線下上機實踐結合線上作業、討論與群聊區的反饋，對線上學習及上機實踐普遍存在的的難點和疑點進行現場演示講解，切實地提高學生的實際動手能力，避免了眼高手低現象的發生。這一環節主要培養學生團隊協作、溝通表達的能力。

4? 評估方式設計

《機械CAD/CAM》課程通過融合基于超星學習通構建的信息化線上教學平臺與線下課堂教學，考慮學生畢業后就業實際，體現未來發展需求設計精選的項目實施兩輪混合式教學。該課程采用“線上+線下”的形成性與終結性相結合的評估方式，課程評估分為線上自主學習、課堂活動評價、線下期末考試3個評估點，在線時間、觀看課程音視頻、章節學習次數、章節測驗、考勤簽到、課堂互動、課堂討論、作業反思共9個評估指標，見表1所示。

5? 學習效果評估與分析

教之效果在于學，為了評估線上線下混合式教學實踐對學生應用機械CAD/CAM技術解決實際問題能力的影響，本次實踐教學研究依據Wright學習曲線原理，構建課程學習效果評估模型，設計評估模型的測試參數及評分細則，收集測試數據進行深入分析，最終衡量評估模型學習效果的學習曲線。

本文構建的學習曲線函數關系是以美國T.P.wright博士提出的學習曲線模型為基礎，其數學表達式為：y（x）=y（1）x-a，式中，y（x）-第x次學習所花時間;y（1）-第一次學習所花時間;x是學習次數;a-學習系數[2]。

5.1 研究對象

實踐教學研究選擇本校機械設計制造及其自動化專業18本機械設計1班的45位同學進行，教學學期為2019-2020學年第一學期（16周），單1雙2排課、每次2學時（共48學時，3學分），上課軟件為UG10.0。

5.2 評估測試描述

課程學習重點是要求學生在完成學習項目任務和實踐操作內容后，能夠對CAD/CAM技術有深刻的理解，并能熟練掌握應用機械CAD/CAM技術解決實際問題的能力[3]，如表2所示，本研究評估學生建模技能采用的測試參數是建模速度（建模時間）和建模步驟（建模順序），學生分別在課程學習的不同時段參加建模技能評估測試，建模技能測試評估零件模型由課程組老師共同商定，同時，為了盡可能保證測試的準確性和可信度，建模速度采用學生完成提交評估零件建模時間，建模步驟采用由課程組老師集體討論擬定的執行命令順序確定。

課程測試安排學生在經過5周、10周和16周實踐教學學習后，通過建構表2中評估零件的2個不同建模步驟形式的實現來衡量。由于學生的學習能力存在個體差別，建模技能水平也存在差異，相同零件的建模速度與建模順序不盡相同，對每一位參加測試學生的建模過程進行記錄，測試記錄的原始數據符合正態分布，所有數據采用SPASS20.0進行統計處理[4]。

5.3 評估結果與分析

如表3所示，對于評估零件，第5周測試的平均建模時間和均方差分別是24.2min和4.59min，學生再經過5周和6周時間的實踐教學學習，在第10周和第16周測試評估中，數據指標表現較之前有了顯著提高，建模時間的平均值縮短了9.11和5.22min，均方差減少了1.79和1.20min，這意味著學生的建模技能有了顯著提高，在圖形分析、繪圖技巧等方面也取得了明顯進步，學生能在更短的時間內完成零件建模，不再像實踐教學學習初期那樣費時費力，而且建模思路更清晰，建模步驟更合理，這是關于學習效果的典型表現。

根據表3評估測試記錄的原始數據，繪制如圖1所示學習效果的學習曲線，橫軸表示實踐教學學習周數，縱軸表示評估建模時間。通過對比建模步驟1、建模步驟2和建模步驟3建模時間的學習曲線不難發現，學生在不同實踐教學學習時段采用不同建模步驟，會使學習曲線向下方移動，建模效率得到明顯提升，這正反映了隨著實踐教學學習時間的增加，學生對模型建模思路的分析和模型分解技巧的技術掌控更加熟練，應用軟件的建模技能更加嫻熟，執行操作命令的速度更加迅捷，大大地縮減了零件建模時間。

從圖1中評估課程學習效果的學習曲線可以看出，學習曲線包括三個階段，體現學習過程的熟能生巧[5]：初始學習階段（5周前），建模時間隨學習周數的增加迅速降低;穩定學習（5-20周），建模時間隨學習周數的增加趨于穩定;緩慢學習（20周后），建模時間隨學習周數的增加基本不變。

6? 結語

為了評估《機械CAD/CAM》課程線上線下混合式教學實踐對學生應用機械CAD/CAM技術解決實際問題的能力，本研究在大量課程學習效果評估模型建模實驗數據的基礎上，總結了課程學習效果的學習曲線，分析了不同建模步驟即建模技術轉移可使學習曲線向下方移動且把學習曲線分為初始學習、穩定學習和緩慢學習三個階段。

參考文獻：

[1]黃春蓮.基于項目化教學模式的機械CAD課堂實踐[J].電腦迷，2017（7）：155.

[2]束容與.淺論相關分析與回歸分析的聯系與區別[J].中國校外教育，2018（9）：108-109.

[3]郭利.融合工藝知識的機械CAD/CAM課程教學改革[J].高教學刊，2015（3）：175-177.

[4]韓曉玲，許娟.混合式學習課程資源評價指標體系的構建[J].現代教育技術，2018（12）：34-40.

[5]李細枚，張湘偉，張畢西，等.基于“學習曲線”理論的投產量決策模型研究[J].系統科學學報，2018（4）：53-57.