基于SPSS的“新能源汽車技術”教學改革效果分析

張德生 ,趙青青,王春風,朱榮福

(1.黑龍江工程學院 汽車與交通工程學院，黑龍江 哈爾濱 150050；2.黑龍江東方學院 機電工程學部，黑龍江 哈爾濱 150066)

十三五期間汽車工業發生巨大轉型，由傳統的內燃機汽車制造轉為低碳化的綠色制造，發展新能源汽車成為促進未來可再生能源應用和電氣化交通運輸技術發展的重要途徑[1-2]。截至2019年底，全國新能源汽車保有量達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兩年超過100萬輛，呈快速增長趨勢[3]。由于教育行業承擔著培養高科技產業和戰略型新型產業人才的重任，在新工科背景以及十三五規劃的指導下，汽車產業的轉型升級也帶動了各大高校汽車專業人才培養方案以及課程體系的轉型調整[4-6]。

1 “新能源汽車技術”課程改革背景

為了適應新能源汽車產業對相關技術領域人才培養的需求，以學科專業的能力目標為導向[7]，黑龍江工程學院與黑龍江東方學院的汽車專業在2016版和2020版人才培養方案中增加了新能源汽車技術領域的人才培養目標、培養能力、課程體系、實習實訓等內容，同時兩所高校不同程度增加了多門新能源汽車相關的課程，如新能源汽車技術、電動汽車技術、混合動力汽車技術、動力電池管理技術、智能網聯汽車等。其中，新能源汽車技術這門課程的專業內容較廣泛，多學科交叉性強，涉及機械、電化學、材料科學、電氣工程學、控制學等知識，而且內容更新較快，幾乎每學期都需要更換新的教材，這不僅使學生學習難度增加，也對教師提出了更高的要求。

新的教學理念要求以學生為中心，把學生的學習和發展作為教育教學改革的重點，讓學生成為教育改革的主要受益人和參與者[8]。教師要創新教學模式，借助翻轉課堂，探索新的教學方法[9-10]，尤其對于培養具有理論與實踐相結合的專業型應用型人才，傳統的教學模式已經不能更好地適應新的要求，所以“新能源汽車技術”課程的改革迫在眉睫。

2 “新能源汽車技術”課程的傳統教學模式與混合教學模式

2.1 傳統教學模式

“新能源汽車技術”是汽車專業學生必修的一門專業課程，主要學習新能源汽車現狀與發展、新能源汽車電池、新能源汽車電機、純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池電動汽車等。傳統教學過程中教師采用課堂教學，按照教學要求課時完成講授，學生在整個過程中以聽講為主。由于該課程屬于概述類課程，所以院校設立的理論課時較少，一般在32學時左右，要在規定的時間內完成教學任務，教師在課堂上會忙于完成課程內容知識講解，導致教學方式方法單一，學生學習興趣不高[11]，課堂互動較少，學生更多是接受知識，而來不及思考，個別學生自主學習能力差，課外幾乎不預習復習，導致學習質量較差。對于成績考評，傳統教學模式采用期末成績+平時成績，期末成績采用單一的筆試答題，占總成績的60%～70%，平時成績如課堂表現、實驗及作業等占30%～40%，但實際教學中教師對學生的平時成績管理較模糊，達不到真正的考評。由此看來，傳統的教學模式依舊是以教師為主，并沒有以學生為中心，無法達到新的教學要求。

2.2 混合教學模式

隨著信息和網絡技術的快速發展，教育理念和教學方式也受到了深刻的影響，尤其是在線學習+傳統教學的混合式教學模式得到了推廣[12]?；旌鲜浇虒W是一種“線上”+“線下”的教學模式，將傳統面對面教學與在線學習相融合，通過兩種教學組織形式的有機結合，把學生的學習由淺到深地引向深度學習，使學生有效學習。為了使學生更好地學習知識，建立“以學生為中心”的教學，黑龍江工程學院和黑龍江東方學院兩所院校針對“新能源汽車技術”這門課程進行了教學模式改革。教師團體合作制作了該課程使用教材所配套的多媒體課件、教學視頻，針對重點和難點制作了討論題目、答疑、作業及測試試題，豐富了課程的教學方法與手段，并調整了課程考核評價方式，積累并形成了一系列完整的課程教學資源。

混合教學模式在實施過程中，選用智慧樹作為線上教學工具，利用其大數據記錄優勢構建了全新的混合教學模式，教學手段更靈活便捷，教師可以根據學生的狀態隨時調整學習內容與學習時間。針對混合式教學的特點，課件制作成PDF格式減少學生存貯空間；課件采用更多立體彩色圖片和模擬工作原理仿真動畫，減少了傳統的文字，內容結構更形象；增加了問答與選擇測試題目，并在每一章后根據最新課程內容增加了討論題。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，進行教師與學生的互動，增加了學習的趣味性，也充分調動了學生的積極性；針對每節課的教學內容在平臺提前發放教學資源，如PPT、視頻等，使學生可以提前預習；發布課題討論，以小組為單位進行探討，并在線提交結論，充分調動了學生的學習興趣；隨機進行在線測試，系統可以自動統計答題結果，教師能及時掌握學生的學習效果；進行作業布置，教師可以利用空閑時間進行批閱，并能夠掌握學生的學習動態。在“線下”教師根據教學內容的重點難點進行深入講解，通過對線上教學數據的分析，有針對性地對個別學生進行指導，確保實現以學生為中心的教學活動；指導學生參加新能源汽車的大學生創新創業大賽，增強動手能力的同時達到學以致用；參與教師科研項目，使學生在科研活動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，采用多元評價方式，利用智慧樹的大數據準確地獲取學生在“新能源汽車技術”課程中的線上、線下參與度、課前預習完成情況、作業完成進度、作業完成準確率、課堂互動參與度、課堂答題準確率、課后作業完成情況、網上測評結果等數據，對學生的學習成績進行綜合考量，得出最全面的評價。

綜上所述，混合教學模式在教學應用和管理方面更有優勢，混合式教學與傳統教學模式區別如表1所示。

表1 混合式教學模式與傳統教學模式不同點

3 混合教學模式的教學改革效果分析

3.1 混合教學模式效果的評價因素設計

針對“新能源汽車技術”課程的混合教學模式是否得到好的教學效果，本文運用統計學工具SPSS25.0對問卷調查結果做相應的分析。統計產品與服務解決方案(Statistical Product and Service Solutions，SPSS)是1種對信息采集、處理和分析的應用性軟件，集數據管理、統計分析、圖表分析和編程擴展于一體，具有實用、簡單、可操作性強等特點。

遵循以學生為中心的教學要求，驗證教學改革效果是否良好，要看學生的學習質量是否得到提高，經過學生調研并結合教師的意見，統計篩選出學習態度、學習方法、學習效果作為學習質量的主要評價指標，各自評價因素分為四項。學習態度包括學生是否自愿進行課外的復習預習，學生是否熱愛學習這門課程，學生的求知欲有沒有加強，在學習中是否有遲到缺課；學習方法包括是否覺得形式多樣化，是否進行過群體討論，完成作業時是否進行討論，線上學習時有無做筆記；學習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容，課程成績是否得到提高，實踐能力是否提高。本文通過問卷調查采集以上數據，問卷采用李克特式五點量表方式作答。李克特量表是屬評分加總式量表最常用的一種，用加總方式來計分，該五點量表由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，分數越小，表示關聯性越低。每個被調查者采用打勾方式選擇，總分即被測者對各道題回答的分數加總，可說明他的態度強弱或在這五點量表上的不同狀態。該量表容易設計，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雜概念或態度，5種答案形式使回答者能夠方便標出自己的位置。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”課程調查問卷內容的設計遵循李克特量表的設計原則，學生被要求指出其對該題目所陳述的認同程度，并使用5個等級回應，問卷調查具體內容如表2所示。隨機選取黑龍江工程學院與黑龍江東方學院兩所學校16級(傳統教學模式，共120人)、17級(混合教學模式，共104人)的學生各100人進行問卷調查，讓學生針對“新能源汽車技術”這門課程對自身的學習質量進行打分。每個樣本最高分為60分，最低分為12分。問卷調查發放200份，回收200份，有效回收率100%。問卷調查結果如圖1所示。

表2 學習質量的評價因素

圖1 問卷調查結果

3.2 問卷調查的信度檢驗

信度檢驗就是檢驗調查問卷的可靠性程度，也是衡量這種測試方法所得到的數據的一致性水平，并以這種一致性程度為指標來評定量表與測量方法的可靠性。本文采用內部一致性信度檢驗方法，檢驗在同一個量表中調查對象對所有選項回答的一致性程度，用Cronbach’s Alpha系數的大小來檢驗。如果此系數大于0.70，則表示量表具有較好的內部一致性，如果此系數小于0.70，則表示調查表有一定的問題。通過軟件分析得出信度分析結果，如表3所示，Cronbach’s Alpha系數均大于0.7，內部一致性高，信度較高，說明本次調查問卷所設置的問題合理。

3.3 描述性統計分析

描述性統計分析可以使數據更明確、更直觀地表現出研究對象的特征，從而更深刻地理解統計結果。

本文將200份問卷數據分為兩組，采用傳統教學模式的100名學生為第一組，采用混合教學模式的100名學生為第二組。針對兩組數據進行統計分析，如表4所示，兩組的有效樣本數量都是100個，第二組的均值為49.74，比第一組的均值40.46要大；標準偏差反映數值相對于平均值的離散程度，第二組的標準偏差也比第一組的數據要小。綜上，得知采用混合式教學模式的學生得分整體更高，且得分也相對比較穩定。

3.4 獨立樣本T檢驗結果

獨立樣本T檢驗是用t分布理論來推論差異發生的概率，從而比較兩個平均數的差異是否顯著。針對兩個樣本的T檢驗結果如表5所示，方差齊性檢驗的顯著性檢驗系數為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，說明混合式教學模式與傳統教學模式下學生的學習質量差異較大。

表3 信度分析結果

表4 描述性統計

表5 獨立樣本T檢驗

4 結束語

本文通過SPSS25.0對學生學習質量自我評價進行定量分析，得知“新能源汽車技術”課程混合式教學模式對學生學習質量的提高效果顯著，學生的學習態度、學習方法和學習效果都有明顯提升，同時也增加了學生的學習興趣，提高了學生的學習能力，為培養面向新能源汽車產業發展的專業型應用型人才奠定良好的基礎，也為教學改革推廣提供一定依據。