基于結構方程模型的混合式教學實效

摘"" 要：隨著互聯網技術的持續進步及教育改革的不斷深入，混合式教學已然成為高等教育領域的一種常見模式。以本科生必修課程“Python程序設計與問題求解”為具體案例，通過問卷調查，利用結構方程模型，構建了涵蓋教師、學生、教學平臺及教學環境等變量的理論模型，進而深入探討了這些因素對混合式教學效果的影響及它們之間的相互作用關系。研究結果表明，教師的教學能力與引導作用、學生的學習態度與參與度及教學平臺的功能與資源對混合式教學的效果具有顯著的正向影響。研究為混合式教學的優化提供了有力的實證支撐和具有針對性的策略建議。

關 鍵 詞：混合式教學； 結構方程模型； 翻轉課堂； 自主學習習慣

中圖分類號：O343.1;O341""" 文獻標志碼：A

Effectiveness of blended teaching based on structural equation model

Abstract： With the continuous progress of Internet technology and the continuous deepening of educational reform， blended teaching has become a common mode in the field of higher education. Taking the compulsory course “Python Programming and Problem Solving” for undergraduates as a specific case， through questionnaire survey and structural equation model， a theoretical model covering variables such as teachers， students， teaching platforms and teaching environments was constructed， and the influence of these factors on the blended teaching effect and their interaction relationship were deeply discussed. The research results show that teachers teaching ability and guiding role， students learning attitude and participation， and the functions and resources of teaching platforms have a significant positive impact on the blended teaching effect. This research provides strong empirical support and targeted strategic suggestions for the optimization of blended teaching.

Key words： blended teaching; structural equation model; flipped classroom; autonomy learning habit

隨著信息技術的飛速發展和教育理念的不斷更新，當前的教學模式正經歷著深刻的變革。混合式教學作為一種融合了傳統面授教學與在線學習優勢的新型教學模式，逐漸成為教育研究與實踐的熱點［12］。它打破了時間和空間的限制，為學生提供了更加靈活多樣的學習方式，同時也為教師的教學活動帶來了新的機遇和挑戰［3］。

然而，盡管混合式教學模式具有諸多潛在優勢，其在實際應用中的效果卻呈現出復雜多樣的情況。不同的學科、課程及學生群體在采用混合式教學時，所取得的教學效果存在顯著差異［46］，這促使教育研究者們深入探究影響混合式教學效果的各種因素，以便更好地理解和優化這一教學模式。

結構方程模型（structural equation modeling，SEM）作為一種強大的統計分析工具，在處理多變量之間的復雜關系及對測量誤差進行有效控制方面具有獨特優勢［7］。在對混合式教學的研究中，它能夠深入挖掘學生對混合式教學接受程度的潛在影響因素。它通過整合學生的學習態度、學習習慣、對教師教學方式的適應性，以及對教學平臺的功能性評價等多維度變量，并結合問卷調查所獲取的數據，構建起一個綜合的分析框架。問卷調查作為一種重要的數據收集方式，能夠全面、系統地了解學生的各種相關信息［810］。結構方程模型利用這些數據，可以同時考慮多個變量之間的相互作用，準確地估計和控制測量誤差，從而清晰地揭示這些潛在因素如何影響學生對混合式教學的接受程度。結構方程模型的這種能力也使其在社會科學、心理學、教育學等多個領域都得到了廣泛應用，為研究復雜問題提供了有力的方法支持［1113］。

鑒于此，本文以“Python程序設計與問題求解”課程為例，運用結構方程模型深入剖析影響混合式教學效果的關鍵因素及其相互關系，進而為混合式教學的優化提供實證依據和理論指導。期望能夠通過該研究進一步揭示混合式教學的內在規律，提高混合式教學的質量和效果，推動教育教學不斷進步。

1 方" 法

1.1 問卷設計

本研究的問卷設計參考了美國科羅拉多州立大學的“科學學習態度”問卷。該問卷是一種被廣泛認可的評估學生科學學習態度和看法的工具。問卷包含14個項目，包括學生的職業規劃、課堂參與及對不同教學方法的態度。問卷的問題設計包括基礎性問題、量表類問題和甄別類問題。量表類問題的每個項目都采用5點李克特量表進行評分，其中，1代表最消極的反應，5代表最積極的反應。問卷的具體設置見表1。此外，在問卷設計中還設置了3個甄別問題以排除無效問卷。問卷以線上形式向東北林業大學10個學院（1～10分別為土木與交通學院、機電工程學院、計算機與控制工程學院、家居與藝術設計學院、化學化工與資源利用學院、奧林學院、材料科學與工程學院、理學院、林學院、生命科學學院）的2000余名學生發放。

1.2 結構方程模型

本文的結構方程模型設置了5個具有重要意義的潛變量，這些潛變量從不同維度對學生在編程學習相關方面進行測量與評估，旨在深入剖析各變量之間的關系及其對混合式教學的影響。

1）混合學習參與度（blended learning engagement，BLE）。混合學習參與度由Q14，Q15和Q16這3個觀測變量構成。在從單一教學模式向混合教學模式轉變的背景下，此潛變量聚焦于學生對新教學模式的態度及其在行為上的映射。具體來說，Q14從行為維度展現了學生課外主動學習及課堂積極參與的意愿；Q15側重學生對翻轉課堂這種新型教學模式在認知層面的理解；Q16則體現了學生對翻轉課堂模式的接受意愿及參與其中的積極程度。這一潛變量由于直接關聯學生的學習行為與態度轉變，具有啟發教學實踐改進的重要價值，并且因其與學習行為緊密相連，對研究中的其他因素也有著顯著的影響。

2）對教師指導的依賴（reliance on teacher instruction，RTI）。本研究以Q9為觀測變量衡量學生“對教師指導的依賴”這一潛變量。在編程學習過程中，該變量主要反映了學生對教師教學質量在自身學習效果方面影響程度的認知。通過測量此變量，能夠清晰地把握學生依賴教師指導完成學習任務的程度，進而探究教師教學質量與學生學習成效之間的關系。由于學生對教師指導的依賴程度受個人主觀感受影響較大，因而此潛變量具有較強的主觀性。但也正因為如此，它在整個研究中對其他因素具有不可忽視的影響力。

3）問題解決與應用（problem-solving and application，PSA）。“問題解決與應用”這一潛變量通過Q7和Q10這2個觀測變量進行測量。Q7著眼于學生將編程知識與現實生活問題相聯系的能力，考察學生是否能夠敏銳地察覺編程在實際生活中的應用價值；Q10聚焦于學生面對具體編程問題時所采取的解決策略，衡量學生是否具備積極嘗試多種方法解決問題的思維習慣。此部分相較于“混合學習參與度”和“對教師指導的依賴”，在主觀思考的基礎上融入了客觀的問題解決行為要素，層次更為深入。基于此，本研究推測該潛變量可能受到前面因素的影響。

4）教學偏好與明確性（instructional preferences and clarity，IPC）。該潛變量通過Q8和Q11這2個觀測變量進行綜合評估。Q8主要反映學生對編程學習內容相關性的看法，即學生對學習內容中是否存在不相關知識點的認知；Q11則體現學生對教學方法的期望。通過這2個變量的協同測量，能夠全面且深入地了解學生在編程學習過程中的教學偏好及對教學內容明確性的需求，其涵蓋了對教學內容相關性的主觀判斷及對教學方法的期望等重要信息。

5）自主學習習慣（self-regulated learning habits，SRLH）。本研究運用Q12和Q17這2個變量表征學生的自主學習意愿這一潛變量。課程預習和復習作為緊密相關且均為主動學習行為的環節，能夠很好地展現學生對課程學習的主動性。在整個研究體系中，將這一潛變量設置為最終的目標變量，因其在學習過程中處于較為核心的地位，會受到其他潛變量的影響。

基于上述分析，本文做出如下假設：

L1：混合學習參與度對問題解決與應用存在影響；

L2：混合學習參與度對教學偏好與明確性存在影響；

L3：混合學習參與度對自主學習習慣存在影響；

L4：對教師指導的依賴對問題解決與應用存在影響；

L5：對教師指導的依賴對自主學習習慣存在影響；

L6：對教師指導的依賴對教學偏好與明確性存在影響；

L7：問題解決與應用對自主學習習慣存在影響；

L8：問題解決與應用對教學偏好與明確性存在影響；

L9：教學偏好與明確性對自主學習習慣存在影響。

本文構建了具有5個架構與9個假設的雙層意愿模型（two-level willingness model，TLWM），如圖1所示。

2 結果與討論

2.1 問卷結果分析

為了確保所使用的數據具有可靠性和有效性，在分析前，對得到的數據進行了信度檢驗和效度檢驗，信度公式如式（1）所示。

式中：k為問卷項目數；s2表示每個項目的方差；s2t表示所有項目的總方差。

經檢測，本文問卷數據的信度系數為0.807，這表明數據具備良好的可靠性。同時，效度檢驗結果為0.816，說明數據具有有效性。

從調查樣本的背景信息來看，在學院分布方面，來自學院1的學生在樣本中占比最高，而來自學院9的學生占比最少，具體分布情況如圖2所示。在性別構成上，男生在參與調查的學生中占多數，圖3清晰地展示了這一性別的分布差異。對于職業規劃問題，有73.03%的學生表示有意向繼續深造，選擇就業的學生僅占17.25%，另有9.72%的學生尚未做出決定，圖4直觀地呈現了這一結果。

在針對學生態度和認知的研究中，數據呈現出多維度且豐富的特征。調查結果顯示，在編程學習認知維度，有33.21%的學生持有編程學習內容包含諸多不相關知識這一觀點，這反映出部分學生對編程知識體系構建合理性存在一定疑慮。然而，在教學模式接納方面，有33.17%的學生對參與翻轉課堂學習展現出積極的態度，表明新的教學模式在一定程度上獲得了學生的認可。從學習行為主動性角度來看，復習功課環節中有39.55%的學生呈現積極主動態勢，這體現了學生在自我學習管理方面的積極表現。在問題解決策略傾向及學術活動拓展意愿方面，有37.90%的學生對嘗試用不同方法解決編程問題持有積極態度，有37.36%的學生愿意利用課余時間進行額外學術活動，凸顯了學生在探索知識和拓展學習邊界方面的主觀能動性。

進一步探究學生對教學過程要素的看法可知，學生對教學方法有著多元的見解。其中，39.90%的學生期望教師能夠聚焦講解他們所認為的難點知識，反映出學生對教學內容針對性的需求。同時，34.06%" 的學生表達了愿意積極參與學習的意向，體現了學生的學習積極性。

2.2 結構方程模型結果分析

本文構建的結構方程模型的測量項目結果見表2。

本文使用SmartPLS3.0對結構方程模型進行了測試。采用P值和平均方差提取來檢驗模型的效度和信度，對于目標潛變量，其平均方差都大于0.5，且P值都小于0.05的臨界值。方差膨脹因子的數值表明變量間的多重共線性在合理限度內，這確保了在模型估計過程中，不會因多重共線性過高而導致參數估計不準確、模型穩定性下降等問題。綜合這些表現，該結構方程模型在均值分布、標準差控制、因子載荷強度及方差膨脹因子的管理等方面都呈現出良好的狀態，證明了模型具有較好的擬合效果，能夠準確地反映各變量之間的關系及潛在的結構。模型數據結果如圖5所示。

依據所得結果，在構建的結構方程模型中，作為基礎因素的“混合學習參與度”與“對教師指導的依賴”對體現主動學習意愿的“自主學習習慣”均產生了一定影響。其中，“混合學習參與度”對“自主學習習慣”呈現出較為顯著的直接正面影響。從數據層面來看，表現出正向意愿（選項值為4和5）的占比大于負向意愿（選項值為1和2）的占比，這表明學生對混合學習的教學模式具有較高的嘗試意愿，進而促使其展現出良好的主動學習意愿。而“對教師指導的依賴”則對“自主學習習慣”施加了相對輕微的負面影響。其原因主要在于，在將自身編程知識的吸收情況與教師傳授情況相掛鉤這一環節中，大部分人未反對（選項值為3～5）該設定，從而總體上表現出對學習情況的擔憂，進而對自主學習意愿起到了反向作用。

作為“混合學習參與度”和“對教師指導的依賴”的直接影響對象，“問題解決與應用”受到了前者的顯著正向影響和后者的輕微負向影響。在“問題解決與應用”這一環節中，非負向選項（選項值為3～5）占比遠大于負向選項（選項值為1～2）占比，體現出學生對本研究載體——“Python程序設計與問題求解”課程的高度期望，從而對自主學習意愿產生了較為明顯的影響。因此，“混合學習參與度”產生的正向影響與“對教師指導的依賴”產生的負向影響具有一定的合理性。新的教學模式與所期望的課程之間產生了正向效益，而對教學質量的擔憂依舊成為阻礙因素。

然而，“對教師指導的依賴”對“教學偏好與明確性”呈現出較為明顯的正向影響。這二者作為個體主觀個性的鮮明體現，具有正向聯系。由于存在對教學質量的擔憂，大部分學生不希望教師采用流水式的PPT教學，并且認為課程如果涉及許多不相關的知識也會影響教學質量。不過，新的教學模式在一定程度上能夠打消學生對多知識類別融合課程和教學模式的擔憂，正如“混合學習參與度”對“教學偏好與明確性”所發揮的正向影響一樣。同時，“問題解決與應用”中學生所表現出的期待會在很大程度上緩解他們的擔憂，該環節對“教學偏好與明確性”產生了較為顯著的正向影響。因此，在這樣的條件下，“教學偏好與明確性”環節也為自主學習意愿提供了一定的正向效益。

3 結" 語

本文以“Python程序設計與問題求解”課程作為研究載體，從混合式教學的視角深入探索影響學生自主學習意愿的主要因素。研究結果顯示，與傳統陳舊教學模式不同的新型混合式教學能夠在很大程度上促使學生愿意接受課程教學，進而顯著提升學生的自主學習積極性。同時，教學模式自身的優勢為學生帶來的期望也在很大程度上影響著學生的自主學習意愿。此外，本研究發現學生對教學質量的擔憂會對自主學習意愿產生負向影響。針對此問題，結合實際教學情況，教師可以在課前加入授課者的自我經歷與成果介紹，以提升學生對教學質量的期望，從而緩解甚至解決這一問題。

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