高校在線開放課程學(xué)習(xí)與課堂學(xué)習(xí)認(rèn)知效率比較研究

邊婷婷 呂明 鄭晨陽

［摘 要］ 在疫情防控常態(tài)化背景下，運(yùn)用在線開放課程學(xué)習(xí)成了未來一段時(shí)間重要的學(xué)習(xí)方式。高校承擔(dān)著為地方企業(yè)輸送應(yīng)用型人才的任務(wù)，要把握在線開放課程建設(shè)契機(jī)，不斷推進(jìn)課程建設(shè)，而科學(xué)、客觀評(píng)價(jià)學(xué)生在線開放課程的學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)水平成了當(dāng)前重要、緊迫的問題。本研究創(chuàng)新點(diǎn)在于構(gòu)建了學(xué)生主體地位的認(rèn)知效率評(píng)價(jià)模型，通過認(rèn)知實(shí)驗(yàn)比較在線開放課程學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)認(rèn)知效率，定量分析確定在線開放課程學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)效果。研究表明，在線開放課程學(xué)習(xí)對(duì)于學(xué)習(xí)水平中、低學(xué)生更有利，對(duì)于高階段的認(rèn)知效率提升效果更為顯著，有利于提升學(xué)生的應(yīng)用與創(chuàng)造能力。本研究可解決當(dāng)前在線開放課程研究關(guān)注表層特征、數(shù)據(jù)與學(xué)習(xí)本質(zhì)之間聯(lián)系不緊密的問題，進(jìn)一步明確在線開放學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)習(xí)效果起決定性作用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和因素，為高校打造在線開放“金課”提供指導(dǎo)。

［關(guān)鍵詞］ 在線開放課程學(xué)習(xí)；認(rèn)知效率；傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)

［中圖分類號(hào)］ G642.3? ［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］A?? ［文章編號(hào)］ 1672-4917（2023）04-0115-10

在疫情防控常態(tài)化背景下，教育部提出利用慕課平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)資源平臺(tái)，積極開展線上授課和線上學(xué)習(xí)等在線教學(xué)活動(dòng)，保證疫情防控期間教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)質(zhì)量，此次疫情推動(dòng)了高等教育領(lǐng)域中在線開放課程的建設(shè)變革。高校要把握在線開放課程建設(shè)契機(jī)，明確學(xué)生在教與學(xué)中的主體地位，以學(xué)生實(shí)踐能力培育為特色，以在線開放課程作為重要抓手，綜合應(yīng)用虛擬仿真等教育信息技術(shù)，深挖在線開放課程學(xué)習(xí)在人才培養(yǎng)過程中的巨大潛力。在線開放課程如何才能提高學(xué)生實(shí)踐與應(yīng)用能力，在課程設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)等方面有待深入研究。

一、問題的提出

傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式是由信奉18世紀(jì)末19世紀(jì)初的德國著名教育家、心理學(xué)家赫爾巴特的理論的教育學(xué)派所創(chuàng)立的，它以教師、課本、課程為中心，強(qiáng)調(diào)教學(xué)過程是有特定目的和有意識(shí)的。傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式首先要預(yù)設(shè)課堂學(xué)習(xí)目標(biāo)，進(jìn)而以目標(biāo)為導(dǎo)向優(yōu)選知識(shí)點(diǎn)作為教學(xué)內(nèi)容，最后以一一對(duì)應(yīng)的教學(xué)方式與手段組織教學(xué)活動(dòng)。傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)是建立在赫爾巴特教育學(xué)派教育學(xué)基本理論上的，也是我國教育實(shí)踐的主要方式［1］。

2009年，全球逐步進(jìn)入3G時(shí)代；2014年，4G網(wǎng)絡(luò)全面推廣；2020年，5G逐步走入生活。移動(dòng)通訊技術(shù)的發(fā)展為教育方式變革打下了良好的基礎(chǔ)。蘋果3G手機(jī)、第一代iPad等移動(dòng)設(shè)備的發(fā)展為教育與學(xué)習(xí)方式創(chuàng)新帶來了新的契機(jī)。以Facebook為代表的社交媒介全面應(yīng)用到了學(xué)習(xí)中來，推動(dòng)協(xié)作學(xué)習(xí)方式變革。計(jì)算機(jī)支持的協(xié)作學(xué)習(xí)、游戲化學(xué)習(xí)、社交網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、在線開放課程學(xué)習(xí)、AI全科教師學(xué)習(xí)等不斷涌現(xiàn)，特別是在疫情防控常態(tài)化背景下，上述學(xué)習(xí)方式發(fā)揮了越來越重要的作用。其中在線開放課程學(xué)習(xí)是2008年由加拿大愛德華王子島大學(xué)網(wǎng)絡(luò)傳播與創(chuàng)新主任與國家人文教育技術(shù)應(yīng)用研究院高級(jí)研究員聯(lián)合提出來的［2］。近年來，其發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：2009年到2013年，研究構(gòu)建新教學(xué)策略，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)內(nèi)容，探索教學(xué)模式改革，并開始關(guān)注混合教學(xué)模式；2014到2016年，研究微課學(xué)習(xí)的組織與設(shè)計(jì)問題，進(jìn)一步構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+”教育研究理論與方法；2017年到2019年，由于人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈技術(shù)的興起，交互式學(xué)習(xí)環(huán)境與人機(jī)界面設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)媒介溝通等成為研究熱點(diǎn)，以更好推動(dòng)新一代信息技術(shù)在在線開放學(xué)習(xí)過程中的應(yīng)用。

通過對(duì)國內(nèi)外在線開放課程研究文獻(xiàn)進(jìn)行總結(jié)分析，發(fā)現(xiàn)在線開放課程學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)區(qū)別主要包括：第一，課程時(shí)長與內(nèi)容飽滿度不同。傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)每節(jié)課45分鐘，一般兩節(jié)課連排；在線開放課程學(xué)習(xí)課程內(nèi)容充實(shí)簡短，每節(jié)課時(shí)長在20分鐘左右［3］。第二，學(xué)習(xí)環(huán)境不同。在線開放課程可以做到隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)，不必約束在課堂環(huán)境，學(xué)習(xí)環(huán)境狀況對(duì)學(xué)習(xí)效果有一定影響［4］。第三，學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性要求不同。在線開放課程學(xué)習(xí)需要學(xué)生具有良好的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性，相對(duì)傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)，教師監(jiān)督和指導(dǎo)的力度較低［5］。第四，師生互動(dòng)方式不同。傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)通過提問、討論、小組活動(dòng)等方式進(jìn)行課堂互動(dòng)，在線開放課程學(xué)習(xí)師生互動(dòng)方式多利用網(wǎng)絡(luò)媒體等手段，容易進(jìn)行記錄和重復(fù)學(xué)習(xí)［6］。第五，共享性不同。在線開放課程學(xué)習(xí)具有很強(qiáng)的共享性，優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源可以突破學(xué)校、地區(qū)的限制，進(jìn)行學(xué)習(xí)共享，有利于定制不同學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)方案。

綜上所述，當(dāng)前，理論研究聚焦在線開放學(xué)習(xí)交互關(guān)系、學(xué)習(xí)環(huán)境、影響因素等基本問題，結(jié)合認(rèn)知學(xué)習(xí)理論分析學(xué)習(xí)者認(rèn)知過程；應(yīng)用研究上側(cè)重搭建學(xué)習(xí)環(huán)境、教學(xué)設(shè)計(jì)、腳本及工具應(yīng)用、學(xué)習(xí)效果定性評(píng)價(jià)等。從微觀層面，促進(jìn)學(xué)習(xí)的作用機(jī)理研究、比較傳統(tǒng)學(xué)習(xí)模式定量客觀評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)效果的研究較少。而當(dāng)前高校在線開放課程建設(shè)任務(wù)重要、時(shí)間緊迫。推進(jìn)在線開放課程建設(shè)要理清其促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的規(guī)律、過程和作用機(jī)理，與傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)比較，要科學(xué)、客觀地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和水平［7］，發(fā)揮教育評(píng)價(jià)對(duì)于教育實(shí)踐的顯著導(dǎo)向作用，推動(dòng)教育評(píng)價(jià)方法創(chuàng)新［8］。本文構(gòu)建基于認(rèn)知心理學(xué)的高校學(xué)習(xí)認(rèn)知效率評(píng)價(jià)模型，通過認(rèn)知實(shí)驗(yàn)定量分析確定在線開放課程與傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)效果，明確在線開放學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)習(xí)效果起決定性作用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和因素。

二、認(rèn)知效率評(píng)價(jià)模型構(gòu)建

（一）學(xué)習(xí)認(rèn)知過程

在分析和總結(jié)認(rèn)知心理學(xué)學(xué)習(xí)過程后發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的認(rèn)知過程要以知覺與記憶為基礎(chǔ)，進(jìn)而進(jìn)行思考和加工，最終實(shí)現(xiàn)實(shí)踐和應(yīng)用的目標(biāo)。其中學(xué)習(xí)知覺是人腦對(duì)直接作用于視覺、聽覺的客觀事物整體屬性的反應(yīng)，學(xué)習(xí)記憶是由識(shí)記、保持和重現(xiàn)三個(gè)環(huán)節(jié)組成的復(fù)雜的心理過程，學(xué)習(xí)思維過程是對(duì)記憶的信息進(jìn)行間接、概況地加工和處理的過程［9］，學(xué)習(xí)應(yīng)用過程是對(duì)思維處理的知識(shí)在實(shí)踐中運(yùn)用、并不斷加以總結(jié)和反饋的過程［10］。通過總結(jié)上述過程，對(duì)于實(shí)踐性較強(qiáng)的知識(shí)學(xué)習(xí)，高校學(xué)生的學(xué)習(xí)認(rèn)知過程如圖1所示。

（二）認(rèn)知效率評(píng)價(jià)模型

在理清實(shí)踐性較強(qiáng)知識(shí)學(xué)習(xí)過程的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步結(jié)合認(rèn)知學(xué)習(xí)理論和認(rèn)知實(shí)驗(yàn)方法，構(gòu)建基于認(rèn)知心理學(xué)的高校學(xué)習(xí)認(rèn)知效率評(píng)價(jià)模型。

在學(xué)習(xí)理論上，以加涅（Gagne）的認(rèn)知心理學(xué)學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)信息加工，關(guān)注人的大腦學(xué)習(xí)的過程。加涅（Gagne）的學(xué)習(xí)理論從低到高、從簡單到復(fù)雜，強(qiáng)調(diào)復(fù)雜學(xué)習(xí)必須建立在簡單學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上［11］。根據(jù)認(rèn)知心理學(xué)人的認(rèn)知過程模型及加涅（Gagne）的學(xué)習(xí)理論，構(gòu)建認(rèn)知效率評(píng)價(jià)模型［12］。

在研究方法上，借鑒Markus社會(huì)認(rèn)知自我圖式、Lloyd Peterson與Margaret Intons-Peterson短時(shí)記憶等研究方法，從信息處理、加工、回憶等過程設(shè)計(jì)認(rèn)知實(shí)驗(yàn)［13］，通過計(jì)量信息處理和加工時(shí)間（單位為秒）、正確回憶的百分率（單位為%）、回憶間隔（單位為秒）等來反映認(rèn)知效率［14］，以上研究為本文認(rèn)知實(shí)驗(yàn)研究方法提供了重要借鑒。

通過對(duì)以上認(rèn)知學(xué)習(xí)理論和研究方法的總結(jié)和進(jìn)一步分析，明確認(rèn)知效率評(píng)價(jià)要先明確學(xué)生在教與學(xué)中的主體地位［15］，教師從知識(shí)傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)檎n程組織建構(gòu)者［16］，從學(xué)生學(xué)習(xí)認(rèn)知過程的深層次機(jī)理出發(fā)［17］，可以將學(xué)生的認(rèn)知過程分為學(xué)習(xí)獲取與記憶—理解與分析—應(yīng)用與創(chuàng)造三個(gè)階段。本研究基于以學(xué)習(xí)主體——學(xué)生為中心的理念［18］，分析學(xué)生通過學(xué)習(xí)得到的實(shí)踐應(yīng)用能力，將認(rèn)知實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與學(xué)習(xí)本質(zhì)過程緊密結(jié)合，定量分析學(xué)生認(rèn)知效率［19］。基于以上分析，本文將高校學(xué)生認(rèn)知效率（用P表示）評(píng)價(jià)模型定義如下：

P=ni=1widliexp（tiδi）。（公式1）

其中，t表示認(rèn)知時(shí)間（在實(shí)際計(jì)算中要?dú)w一化處理），此模型中t參考社會(huì)認(rèn)知中自我圖式的實(shí)驗(yàn)思路，認(rèn)知時(shí)間與認(rèn)知效率成反比。δ表示認(rèn)知準(zhǔn)確度，δ參考短時(shí)記憶實(shí)驗(yàn)中的正確回憶百分率，表示對(duì)課程知識(shí)的回答正確程度，認(rèn)知準(zhǔn)確度與認(rèn)知效率成正比。l表示難度系數(shù)調(diào)整值，反映對(duì)于不同難度問題的認(rèn)知效率，由于學(xué)習(xí)效率為絕對(duì)值，對(duì)于難度大的問題其認(rèn)知時(shí)間t較長，認(rèn)知準(zhǔn)確度δ較小，所以造成難度大的問題的學(xué)習(xí)效率整體偏低。而通過l進(jìn)行調(diào)整，l為無量綱，根據(jù)問題的難易程度其取值范圍為0.5～1.5，問題越難l值越大。d表示學(xué)習(xí)環(huán)境調(diào)整值，學(xué)習(xí)環(huán)境不同影響學(xué)生認(rèn)知效率，根據(jù)環(huán)境噪聲分貝值對(duì)其取值進(jìn)行調(diào)整，取值范圍為0～1，對(duì)于傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)取值為1。w表示問題權(quán)重，w表示不同課程問題在整個(gè)課程認(rèn)知效率的權(quán)重，w為無量綱，其取值范圍介于0～1之間。對(duì)于知識(shí)獲取與記憶—理解與分析—應(yīng)用與創(chuàng)造三個(gè)階段，代表各個(gè)認(rèn)知過程的題目權(quán)重不同，各個(gè)過程題目按照公式1運(yùn)算得到的結(jié)果乘以相應(yīng)的權(quán)重，相加即得到課程整體學(xué)習(xí)效率。在進(jìn)行認(rèn)知效率測(cè)量時(shí)，學(xué)生回答代表不同認(rèn)知階段的問題，i表示認(rèn)知階段（取值為=1，2，3），n表示總問題數(shù)。

本研究將利用上述學(xué)習(xí)效率評(píng)價(jià)模型，通過認(rèn)知實(shí)驗(yàn)比較在線開放課程學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)，定量分析在線開放課程學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)效果，得出學(xué)生兩種學(xué)習(xí)方式的學(xué)習(xí)效率值，解決當(dāng)前在線開放課程研究關(guān)注表層特征、論述說服力不夠、數(shù)據(jù)與學(xué)習(xí)本質(zhì)之間聯(lián)系不緊密的問題，并在認(rèn)知實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論中，進(jìn)一步明確在線開放學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)習(xí)效果起決定性作用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和因素，為高校打造在線開放“金課”提供指導(dǎo)。

三、研究設(shè)計(jì)

為了比較高校傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)與在線開放課程學(xué)習(xí)的效果，選取了北京某高校某專業(yè)學(xué)生進(jìn)行認(rèn)知實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)分為學(xué)習(xí)與答題兩個(gè)階段，通過測(cè)量被試者回答問題的認(rèn)知時(shí)間和認(rèn)知準(zhǔn)確度，利用學(xué)習(xí)效率評(píng)價(jià)模型，計(jì)算兩種學(xué)習(xí)方式的認(rèn)知效率，分析在線開放課程學(xué)習(xí)在提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率中的作用與影響。

（一）被試者選取

本實(shí)驗(yàn)設(shè)置實(shí)驗(yàn)組（A組）、對(duì)照組（B組），共36名大學(xué)三年級(jí)學(xué)生參加實(shí)驗(yàn)。首先對(duì)36名學(xué)生按照其績點(diǎn)排名，將來自前1/3的12名學(xué)生隨機(jī)平均分到A、B兩組，同理分配中間1/3和后1/3的各12名學(xué)生，保證A、B兩組學(xué)生在以往專業(yè)課學(xué)習(xí)成績上水平基本一致。

（二）實(shí)驗(yàn)素材選取

1.第一階段：學(xué)習(xí)階段。A組選取22寸顯示器作為在線開放課程播放器，在線學(xué)習(xí)中國大學(xué)MOOC平臺(tái)《項(xiàng)目管理》第一、二單元課程；B組利用多媒體設(shè)備講解PPT進(jìn)行傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)，選取教材為《項(xiàng)目管理導(dǎo)論》第一、二章，授課教師講授內(nèi)容與MOOC在線學(xué)習(xí)內(nèi)容一致，采用相同教案，引用相同案例組織教學(xué)。

2.第二階段：回答問題階段。A組學(xué)生通過手機(jī)藍(lán)墨云班課APP進(jìn)行答題，B組學(xué)生通過機(jī)房計(jì)算機(jī)進(jìn)行答題。6道題目隨機(jī)排序，第1、4題主要測(cè)試學(xué)生對(duì)知識(shí)獲取與記憶情況，第2、5題主要測(cè)試學(xué)生知識(shí)理解與分析情況，第3、6題主要測(cè)試學(xué)生知識(shí)應(yīng)用與創(chuàng)造情況。

（三）實(shí)驗(yàn)過程

第一階段持續(xù)90分鐘，要求被試者通過兩種不同的方式集中精力認(rèn)真學(xué)習(xí)并記憶；第二階段持續(xù)10分鐘，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行問題展示和計(jì)時(shí)，要求被試者回答6個(gè)選擇題。

1.前3個(gè)問題要求被試者可多次作答，直至選擇出正確答案，計(jì)算機(jī)記錄被試者做出正確回答的認(rèn)知時(shí)間，并進(jìn)行收集記錄。

2.后3個(gè)問題要求被試者在規(guī)定的15秒內(nèi)必須作答，計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)被試者回答問題的認(rèn)知準(zhǔn)確度。在計(jì)算結(jié)果時(shí)，多選題如果學(xué)生少選（沒選錯(cuò)誤項(xiàng)），本題回答是部分正確。后3題的認(rèn)知準(zhǔn)確度當(dāng)其回答完全正確時(shí)取 1，部分正確取0.5，不正確取0。

四、統(tǒng)計(jì)結(jié)果

（一）數(shù)據(jù)處理過程

1.為認(rèn)知階段獲取與記憶—理解與分析—應(yīng)用與創(chuàng)造的問題進(jìn)行賦權(quán)，根據(jù)認(rèn)知學(xué)習(xí)理論和認(rèn)知過程分析模型，對(duì)高級(jí)認(rèn)知階段的階段賦予權(quán)重增大，經(jīng)過與心理學(xué)、教育學(xué)相關(guān)學(xué)科專家訪談，確定：獲取與記憶階段w1=0.2，理解與分析階段w2=0.35，應(yīng)用與創(chuàng)造階段w3=0.45。由于在某個(gè)認(rèn)知階段各組題目難度相同，認(rèn)知難度系數(shù)調(diào)整值l=1。

2.利用公式2計(jì)算A、B組各認(rèn)知難度的平均時(shí)間。

t_ij=nm=1tmn。（公式2）

3.對(duì)tij進(jìn)行歸一化處理，得到tij′，并將認(rèn)知準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)得到的δi，帶入認(rèn)知效率評(píng)價(jià)模型，可以計(jì)算得到在不同的認(rèn)知階段A、B組的認(rèn)知效率值Pi，公式如下：

Pi=wi1exp（t_ij′δi）。（公式3）

（二）認(rèn)知時(shí)間

A、B兩組學(xué)生回答前3道題目，記錄其認(rèn)知時(shí)間，數(shù)據(jù)分析使用一維組間組內(nèi)方差分析法，組內(nèi)因素是認(rèn)知水平不斷提高的3個(gè)階段，組間因素為在線開放課程學(xué)習(xí)和傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)，因變量為學(xué)生認(rèn)知時(shí)間。基于以上定義，本研究采用假設(shè)檢驗(yàn)法，主效應(yīng)檢驗(yàn)首先為自變量是在線開放課程學(xué)習(xí)還是傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)，其次是認(rèn)知階段，交互效應(yīng)檢驗(yàn)針對(duì)兩個(gè)自變量之間關(guān)系。三個(gè)假設(shè)為：

假設(shè)1：學(xué)生的認(rèn)知時(shí)間是否一致。

H0：μ在線開放課程學(xué)習(xí)=μ傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí) H１： μ在線開放課程學(xué)習(xí)≠μ傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)

假設(shè)2：不同難度的問題總體認(rèn)知時(shí)間是否一致。

H0：μ問題１=μ問題２=μ問題３ H1： 至少有一個(gè)總體均值與其他均值不同

假設(shè)3：兩種學(xué)習(xí)方式與認(rèn)知難度是否存在交互效應(yīng)。

H0：在線開放課程學(xué)習(xí)×認(rèn)知階段的交互效應(yīng)? H1：傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)×認(rèn)知階段的交互效應(yīng)

利用SPSS Statistics Version20中文版對(duì)認(rèn)知時(shí)間數(shù)據(jù)進(jìn)行一維組內(nèi)組間方差分析，通過計(jì)算得出P值，當(dāng)P值大于0.05時(shí)接受原假設(shè)，當(dāng)P值小于0.05時(shí)拒絕原假設(shè)。而通過計(jì)算本次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用多變量檢驗(yàn)、Mauchly球形度檢驗(yàn)、主體內(nèi)效應(yīng)檢驗(yàn)、主體間效應(yīng)檢驗(yàn)，其sig值均小于0.05。因此，組內(nèi)效應(yīng)、組間與組內(nèi)的交互效應(yīng)均對(duì)造成認(rèn)知時(shí)間的差異有顯著意義。

經(jīng)過對(duì)實(shí)驗(yàn)認(rèn)知時(shí)間的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算得到的結(jié)果如表1所示，對(duì)各組不同學(xué)習(xí)水平的學(xué)生進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，A組學(xué)生比B組學(xué)生整體認(rèn)知時(shí)間有所提高。總體來說，3個(gè)認(rèn)知階段的認(rèn)知時(shí)間，A組比B組提升值分別為1.41秒、1.92秒、2.20秒。

（三）認(rèn)知準(zhǔn)確度

經(jīng)過對(duì)實(shí)驗(yàn)認(rèn)知準(zhǔn)確度的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算得到的結(jié)果如表2所示，對(duì)各組不同學(xué)習(xí)水平的學(xué)生進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，A組學(xué)生比B組學(xué)生整體認(rèn)知準(zhǔn)確度有所提高，總體來說，3個(gè)認(rèn)知階段的認(rèn)知準(zhǔn)確度，A組比B組提升值分別為13.89%、16.67%、19.44%。

（四）認(rèn)知效率

將表1中認(rèn)知時(shí)間平均值進(jìn)行歸一化處理，同時(shí)將表2中認(rèn)知準(zhǔn)確度一并代入高校學(xué)生認(rèn)知效率評(píng)價(jià)模型（公式1），得出不同認(rèn)知階段A組、B組學(xué)生認(rèn)知效率結(jié)果，如表3所示。在知識(shí)獲取與記憶階段，不同學(xué)習(xí)水平的學(xué)生，A組比B組提升值分別為20.86%、22.80%、174.00%，利用測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算其總體認(rèn)知效率提升45.14%；在知識(shí)理解與分析階段，不同學(xué)習(xí)水平的學(xué)生，A組比B組提升值分別為10.23%、64.44%、125.81%，利用測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算其總體認(rèn)知效率提升48.66%；在知識(shí)應(yīng)用與創(chuàng)造階段，不同學(xué)習(xí)水平的學(xué)生，A組比B組提升值分別為10.83%、193.94%、199.86%，利用測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算其總體認(rèn)知效率提升57.59%。總體來說，3個(gè)認(rèn)知階段的認(rèn)知效率提升加權(quán)平均提升值為51.97%。

五、分析與討論

為了更好地進(jìn)行討論與數(shù)據(jù)分析，將表3數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，繪制比較分析圖，如圖2所示。

（一）組內(nèi)比較

1.對(duì)于傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)（圖2三條虛線）：在知識(shí)獲取與記憶階段，學(xué)習(xí)水平高、中的學(xué)生認(rèn)知效率差別

不大，明顯高于學(xué)習(xí)水平低的學(xué)生；在知識(shí)理解與記憶階段，學(xué)習(xí)水平高、中、低的三類學(xué)生認(rèn)知效率呈現(xiàn)階梯式遞減的趨勢(shì)；在應(yīng)用與創(chuàng)造階段，學(xué)習(xí)水平高的學(xué)生明顯優(yōu)于學(xué)習(xí)水平中、低的學(xué)生。

2.對(duì)于在線開放課程學(xué)習(xí)（圖2三條實(shí)線）：在知識(shí)獲取與記憶階段，學(xué)習(xí)水平高、中、低的三類學(xué)生認(rèn)知效率遞減，但是總體差別不大；在知識(shí)理解與記憶階段、應(yīng)用與創(chuàng)造階段，學(xué)習(xí)水平高、中的學(xué)生認(rèn)知效率差別不大，明顯高于學(xué)習(xí)水平低的學(xué)生。

（二）組間對(duì)比

對(duì)3個(gè)認(rèn)知階段做對(duì)比分析，可以進(jìn)行如下討論：

1.在知識(shí)獲取與記憶階段，采用在線開放課程學(xué)習(xí)比傳統(tǒng)課程學(xué)習(xí)認(rèn)知效率有所提高，特別是對(duì)于學(xué)習(xí)水平低的學(xué)生認(rèn)知效率提升明顯，與學(xué)習(xí)水平中的學(xué)生差距比傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)明顯縮小，差距很小。

2.在知識(shí)理解與分析階段，對(duì)于學(xué)習(xí)水平高的學(xué)生，采用在線開放課程學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)課程學(xué)習(xí)認(rèn)知效率提升不明顯；而對(duì)于學(xué)習(xí)水平中、低的學(xué)生，其理解與分析能力通過在線開放課程學(xué)習(xí)提升非常明顯。學(xué)習(xí)水平中的學(xué)生此階段與學(xué)習(xí)水平高的學(xué)生認(rèn)知效率差距明顯縮小，差距不大。

3.在知識(shí)應(yīng)用與創(chuàng)造階段，學(xué)習(xí)水平高的學(xué)生認(rèn)知效率提升不明顯，而對(duì)于學(xué)習(xí)水平中、低的學(xué)生，其理解與分析能力通過在線開放課程學(xué)習(xí)均得到顯著提升。學(xué)習(xí)水平中的學(xué)生此階段與學(xué)習(xí)水平高的學(xué)生認(rèn)知效率差距明顯縮小，差距不大。

從學(xué)習(xí)水平高、中、低的三類學(xué)生角度進(jìn)行對(duì)比分析，可以得出如下結(jié)論：

1.對(duì)于學(xué)習(xí)水平高的學(xué)生，兩種學(xué)習(xí)方式在3個(gè)認(rèn)知階段，認(rèn)知效率基本一致，提升幅度有限。

2.對(duì)于學(xué)習(xí)水平中的學(xué)生，采用在線開放課程學(xué)習(xí)在其理解與分析階段、應(yīng)用與創(chuàng)造階段，認(rèn)知效率得到了顯著提升，明顯縮小了與學(xué)習(xí)水平高的學(xué)生的差距。

3.對(duì)于學(xué)習(xí)水平低的學(xué)生，通過在線開放課程學(xué)習(xí)，在知識(shí)獲取與記憶階段，認(rèn)知效率與采用在線開放學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)水平中的學(xué)生差距很小，并已經(jīng)超過了采用傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式學(xué)習(xí)水平中的學(xué)生。這表明在線開放課程學(xué)習(xí)對(duì)于提高學(xué)習(xí)水平低的學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和認(rèn)知水平作用顯著，尤其有利于提高其記憶能力。

（三）討論總結(jié)

1.從不同學(xué)習(xí)水平的學(xué)生角度分析，在線開放課程學(xué)習(xí)對(duì)于學(xué)習(xí)水平中、低的學(xué)生更有利。學(xué)習(xí)水平高的學(xué)生在3個(gè)認(rèn)知階段認(rèn)知效率基本不受學(xué)習(xí)方式影響，保持較高水平；對(duì)于學(xué)習(xí)水平中的學(xué)生來說，采用在線開放課程學(xué)習(xí)，其理解與分析、應(yīng)用與創(chuàng)造能力提升最高；對(duì)于學(xué)習(xí)水平低的學(xué)生來說，在線開放課程學(xué)習(xí)充分調(diào)動(dòng)了其學(xué)習(xí)積極性，在3個(gè)認(rèn)知階段認(rèn)知效率均出現(xiàn)了明顯提升，其獲取與記憶能力提升最高。

2.從認(rèn)知階段角度分析，在認(rèn)知水平不斷提高的3個(gè)階段，在線開放課程學(xué)習(xí)對(duì)于高階段的認(rèn)知效率提升效果更為顯著。由于在線開放課程學(xué)習(xí)較為靈活，對(duì)于不清楚明確的知識(shí)點(diǎn)，可以在規(guī)定時(shí)間內(nèi)多次學(xué)習(xí)，對(duì)于學(xué)生獲取與記憶知識(shí)具有較為明顯的提升作用；而傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)，教師更加注重學(xué)習(xí)水平高的學(xué)生，對(duì)于學(xué)習(xí)水平中、低的學(xué)生關(guān)注不夠，因此，通過在線開放課程學(xué)習(xí)，能夠激發(fā)學(xué)習(xí)水平中、低的學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)行知識(shí)的理解分析與應(yīng)用創(chuàng)造，其認(rèn)知效率提升非常明顯。

3.總體來說，如圖3所示，認(rèn)知的高級(jí)階段認(rèn)知效率提升效果略微明顯（斜率更大），在線開放課程對(duì)提高學(xué)生應(yīng)用與創(chuàng)造能力效果更為顯著，這對(duì)于高校提高學(xué)生實(shí)踐能力具有重要意義。

（四）認(rèn)知效率評(píng)價(jià)模型適用性分析

為了說明本模型的適用性，進(jìn)一步設(shè)計(jì)并組織了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)選擇不同學(xué)校、不同專業(yè)、不同課程，在北京市另一所高校——北京某高校某專業(yè)選取20名同學(xué)分成C、D兩組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每組10名學(xué)生。C組、D組分別對(duì)應(yīng)主實(shí)驗(yàn)中的A組、B組。C組學(xué)習(xí)內(nèi)容選取《土木工程施工組織與管理》第二章第一節(jié)、第二節(jié)，在中國大學(xué)MOOC平臺(tái)上進(jìn)行在線開放課程學(xué)習(xí)，D組學(xué)習(xí)內(nèi)容選取相同內(nèi)容，進(jìn)行傳統(tǒng)課堂PPT講授學(xué)習(xí)。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)相關(guān)組織與流程均與主實(shí)驗(yàn)保持一致。

對(duì)C組、D組認(rèn)知實(shí)驗(yàn)問題和實(shí)驗(yàn)回答問題時(shí)間和準(zhǔn)確度進(jìn)行整理統(tǒng)計(jì)，可以得出：C組比D組學(xué)生的認(rèn)知效率總體提升146.56%，如表4所示；進(jìn)一步對(duì)C、D組認(rèn)知效率進(jìn)行比較，得出圖4。

根據(jù)圖4可得，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)與主實(shí)驗(yàn)的結(jié)論基本一致，主要包括在線開放課程對(duì)學(xué)習(xí)水平中的學(xué)生認(rèn)知效率提升最有利，其次是學(xué)習(xí)水平低的學(xué)生；對(duì)于認(rèn)知三個(gè)階段，高級(jí)階段認(rèn)知效率提升更顯著。由于驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容選取偏向應(yīng)用型知識(shí)的章節(jié)，主實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容選取偏向概念型知識(shí)的章節(jié)，因此，將驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與主實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，可以得出以下結(jié)論：

1.從三個(gè)認(rèn)知階段來分析，采用在線開放課程學(xué)習(xí)應(yīng)用型知識(shí)，比采用在線開放課程學(xué)習(xí)概念型知識(shí)，認(rèn)知效率提升更加明顯；對(duì)于在線開放課程學(xué)習(xí)，學(xué)生隨著認(rèn)知階段不斷提高，對(duì)應(yīng)用型知識(shí)學(xué)習(xí)的認(rèn)知效率提升幅度大大超過了對(duì)概念型知識(shí)學(xué)習(xí)的認(rèn)知效率，即應(yīng)用型知識(shí)學(xué)習(xí)認(rèn)知效率在高級(jí)認(rèn)知階段提升最為明顯。

2.從學(xué)習(xí)內(nèi)容來分析，對(duì)于概念型知識(shí)，采用在線開放課程學(xué)習(xí)對(duì)于學(xué)習(xí)水平低的學(xué)生，認(rèn)知效率提升最為明顯；對(duì)于應(yīng)用型知識(shí)，采用在線開放課程學(xué)習(xí)對(duì)于學(xué)習(xí)水平中的學(xué)生，認(rèn)知效率提升最為明顯。

六、結(jié)論與建議

本文創(chuàng)新性地提出了學(xué)生主體地位的認(rèn)知效率評(píng)價(jià)模型，基于模型和認(rèn)知實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了在線開放課程學(xué)習(xí)在學(xué)生三個(gè)認(rèn)知階段的認(rèn)知效率，比傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)加權(quán)平均提升值為51.97%，對(duì)于學(xué)習(xí)水平中、低的學(xué)生更有利；對(duì)于高階段的認(rèn)知效率提升效果更為顯著，特別有利于提升學(xué)生的應(yīng)用與創(chuàng)造能力，適用于高校課程建設(shè)。本文通過建模和實(shí)驗(yàn)分析，對(duì)高校課程建設(shè)提出以下建議：

（一）創(chuàng)新評(píng)價(jià)方法，明確學(xué)生主體地位，構(gòu)建在線開放課程學(xué)習(xí)綜合評(píng)價(jià)體系

當(dāng)前高校學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)建立在課堂學(xué)習(xí)和教師講授基礎(chǔ)上，側(cè)重于根據(jù)課程設(shè)計(jì)建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，同時(shí)學(xué)生課后填寫調(diào)查問卷，評(píng)價(jià)以教師講授和學(xué)習(xí)內(nèi)容為主，指標(biāo)體系和問卷調(diào)查存在一定的主觀性、滯后性，不適用于在線開放課程學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)。在線開放課程學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)要基于課程特點(diǎn)，把握當(dāng)代大學(xué)生的認(rèn)知過程和規(guī)律，將學(xué)生作為教與學(xué)的主體，建立基于認(rèn)知學(xué)習(xí)理論的高校學(xué)生認(rèn)知效率評(píng)價(jià)模型，科學(xué)、客觀、準(zhǔn)確地收集學(xué)生學(xué)習(xí)中相關(guān)數(shù)據(jù)，綜合進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，確定學(xué)生認(rèn)知效率。針對(duì)不同高校的各門課程學(xué)習(xí)，可以進(jìn)一步對(duì)認(rèn)知效率評(píng)價(jià)模型進(jìn)行深化，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的獲得感和滿意度為目標(biāo)，從獲取與記憶、理解與分析、應(yīng)用與創(chuàng)造三個(gè)認(rèn)知階段，構(gòu)建定性與定量相結(jié)合的學(xué)習(xí)綜合評(píng)價(jià)體系，發(fā)揮教育評(píng)價(jià)對(duì)教育實(shí)踐的顯著導(dǎo)向作用。

（二）推進(jìn)資源共享，建立定制化課程平臺(tái)，形成個(gè)性化學(xué)習(xí)方案

本研究基于布魯姆教育目標(biāo)分類法，運(yùn)用認(rèn)知效率評(píng)價(jià)模型，明確高校在線開放課程學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)相比，在知識(shí)獲取與記憶、理解與分析、應(yīng)用與創(chuàng)造階段，認(rèn)知效率的提升情況，特別是在認(rèn)知高級(jí)階段更有利于認(rèn)知效率提升，而對(duì)于不同學(xué)習(xí)水平的學(xué)生，在不同階段認(rèn)知效率提升情況不同。因此，高校不僅要優(yōu)化在線開放課程教學(xué)內(nèi)容、完善教學(xué)方法，還要加強(qiáng)校際交流合作，充分發(fā)揮在線開放課程共享性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，建立在線課程庫資源共享機(jī)制；不斷推進(jìn)校際、地區(qū)之間知識(shí)全要素的流動(dòng)，進(jìn)而針對(duì)不同學(xué)習(xí)水平的學(xué)生、不同類型學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行課程個(gè)性化特色定制，形成針對(duì)不同學(xué)習(xí)水平、不同學(xué)習(xí)習(xí)慣學(xué)生的個(gè)性化課程學(xué)習(xí)方案，調(diào)動(dòng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣，科學(xué)精準(zhǔn)提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和水平。

（三）加強(qiáng)應(yīng)用與創(chuàng)造認(rèn)知階段師生在線討論和人機(jī)交互，提高學(xué)生參與度和實(shí)踐能力

本研究通過對(duì)比主實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，明確面對(duì)不同學(xué)習(xí)水平的學(xué)生，針對(duì)概念型知識(shí)和應(yīng)用型知識(shí)學(xué)習(xí)的在線開放課程的建設(shè)思路。高校教學(xué)過程要以行業(yè)發(fā)展前沿為導(dǎo)向，運(yùn)用實(shí)用性新技術(shù)，注重實(shí)踐能力培育。明確理論授課目標(biāo)是對(duì)專業(yè)知識(shí)的初步理解和認(rèn)識(shí)，實(shí)踐授課目標(biāo)是提升學(xué)生應(yīng)用與創(chuàng)造能力，特別要針對(duì)應(yīng)用型學(xué)習(xí)內(nèi)容，根據(jù)Lloyd Peterson與Margaret Intons-Peterson短時(shí)記憶相關(guān)理論，在應(yīng)用與創(chuàng)造認(rèn)知階段不斷強(qiáng)化虛擬仿真、人工智能等信息技術(shù)應(yīng)用，加強(qiáng)教師與學(xué)生間討論交流、學(xué)生與計(jì)算機(jī)間交互操作，建立應(yīng)用型知識(shí)交互式學(xué)習(xí)模式，進(jìn)一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，培養(yǎng)行業(yè)和地方需要的人才。

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Research on Cognitive Efficiency Between Online Open Courses

and Classroom Learning in Universities

BIAN Tingting1，LYU? Ming1，ZHENG? Chenyang2

（1. Beijing Union University，Beijing 100023，China；2. Clemson University， South Carolina 29634，US）

Abstract： In the context of the normalization of epidemic prevention and control， open online courses have become an important learning method for some time in the future. The universities， which undertake the task of transporting top-quality talents for the society， should grasp the opportunity of the online open courses construction and continuously promote the construction of courses. Meanwhile， scientific and objective evaluation of students learning effectiveness has become an important and urgent issue at present. The innovation of this study lies in the construction of a student-centered learning cognitive efficiency evaluation model. Through cognitive experiments， the cognitive efficiency of online open course learning and traditional classroom learning is compared， and quantitative analysis is conducted to determine the effectiveness of online open course learning and traditional classroom learning. This research shows that online open courselearning is more beneficial for students with medium to low learning levels and has a more significant effect on improving the cognitive efficiency in higher stages， which is beneficial for improving students application and creative abilities.

This research addresses the problem of the current online opencourses research， such as the focus on surface features and the insufficient connection between data and the essence of learning.

They further clarify the key links and factors that determine the learning effectiveness in online open courseand provideguidance for universities to build online open “golden courses”.

Key words：online open courses; cognitive efficiency; traditional classroom learning

（責(zé)任編輯 編輯劉永俊；責(zé)任校對(duì) 朱香敏）