基于曲线式调查问卷的信息化教学的方式评价策略_推广策略调查问卷

基于曲线式调查问卷的信息化教学的方式评价策略

笔者认为，当前与教学整合的信息技术主要指计算机辅助教 学技术、网络教学平台技术和智能教育平台技术。计算机辅 助教学技术主要体现在课堂上使用的课件上，已经遍及国内 所有教育体系；
网络平台技术主要体现在课后，学生进行自 主学习或是师生互动的教学平台上。目前国内最有名的该类 平台是2011年上海交通大学打造的名为“智慧泛在课堂”的 学习平台；
智能教育平台技术主要体现在智能手机和智能平 板电脑关于学习的App应用上。国内最深入人心的案例是中 小学教育中出现的“点读机”，国外当属荷兰的“乔布斯学 校”， 学生和老师以iPad平板电脑作为其唯一的学习和教 学工具。这三类技术都是双刃剑，有利有弊，如何扬长避短 是实现有效整合的关键。

本文研究与高校教学整合的信息技术之弊端是为了更 清晰、更深刻地了解、把握它们，从而寻找更有效、更简捷 的培养大学生学习能力和创新能力的信息技术与教学整合 的途径。笔者下面将从技术、使用以及效果三个方面，对三类技术存在的弊端进行探讨。

二、计算机辅助教学技术的弊端分析 最常见的计算机辅助教学技术是制作教学课件，可用的 课件制作软件有PowerPoint、Authorware、Flash等，其中 PowerPoint因为简单易用而最常用。

下面笔者将对PowerPoint用于课件制作的弊端进行分 析：
1.技术上的最大弊端是缺乏互动性 如果不用触发器或是VBA编程，一切都是按既定的顺序 播放，这必然会影响师生的课堂互动，也束缚了学生的思维， 进而影响了创造力的培养。解决方法是提高互动性。触发器 是动画效果中的一种播放技术，专为互动性设计，简单易学， 是教师提高课件互动性的首选。要求非计算机专业的教师用 VBA编程制作课件是不现实的，所以如果要使用VBA编程提高 互动性，就必须请专业团队与教师商讨，共同制作课件，然 而这样时间和成本耗费较大，不过随着组件技术的发展和国 家教育政策对教育信息化发展的日益支持，此举在不久的将 来亦或可行。毕竟由专业团队制作的课件无论是美观、动画 还是互动性上都会有大幅提升，而课件的使用相对比较稳定， 几年之类不会有大的更改。

2.使用上的最大弊端是易导致一成不变性和依赖性 为了使教师能将信息技术融入课堂，成功地实现信息技 术与学科教学的整合，教师必须具备四个方面的素养与能力[2][3]：构建学习环境的能力、信息技术素养、知识深化能 力和知识创造能力。《教师信息与计算机技术能力标准》 （ICT Competency Standary for Teachers，简称ICT-CST）， 于2008 年1 月以联合国教科文组织的名义发布，在ICT-CST 文本的概述部分提到并强调了这四种素养与能力，并且明确 指出构建学习环境的能力——要求通过培训使教师达到这 样的目标：能以一种非传统的方式构建学习环境，将信息技 术与新型教学方式相融合， 从而形成既有利于学习者的自 主学习、主动探究，又便于学习群体开展协作交流、小组活 动的社会化互动课堂。[4]具备构建学习环境能力的教师肯 定不会在课件使用上产生一成不变性和依赖性。

3.效果上的最大弊端是与实物操作相比，缺乏真实性和 可触摸性 能用实物进行操作演示的为什么还要费时费力地制作 动画进行模拟演示？因为安全性（化学实验）、方便性（物 理实验）等等原因，但我们必须清楚地认识到两点：一是哪 种效果更好，二是教学的目的是什么。所以能用实物进行操 作的应该坚决用实物操作，有需要的再配以动画演示，让学 生在真实感中构建知识，触发创造力，这个“麻烦”教师应 该担当。

三、网络教学平台技术的弊端分析 网络教学平台主要是利用网站技术、多媒体技术和流媒 体技术搭建一个让教师上传电子教学参考资源、教学视频以供学生课后点播或下载的资源平台以及师生交流的互动平 台。互动平台主要两种：一种是贴吧和论坛形式的文字、图 片或视音频的非即时互动；
一种是视频、音频、文字即时互 动。

笔者曾为某高校搭建过此类网络平台并参与后期的维 护工作，对该类平台的制作和使用深有体会，下面是笔者对 该类平台的弊端分析：
1.技术上很难保证网络的畅通 通常好的多媒体课件富含图片、动画，2课时的课件平 均可达到5M，教学视频就更不用说了。在校园服务器上很难 保证多人在外网（校园网外）同时下载畅通，完全比不上百 度、google、优酷等大型网站。如果不能保证网络的畅通， 与其耗资打造资源平台，不如借助已有的大型专业平台实现 资源共享，例如百度文库、google学术、优酷视频等。非即 时互动平台也可以使用百度贴吧和各种专业的学术论坛。

2.使用上过度依赖网络 网络不通就会全面瘫痪；
网络上的娱乐资源容易让人分 心，缺乏好的学习环境。从这个角度来看，打造校园网内的 网络教学平台是有利的；
可能导致学生不重视课堂教学，因 为想看什么都可以从网上下载。

3.效果上缺乏即时和真实反馈 资源平台只能提供课件、习题等电子教学参考资源，无 法答疑。非即时互动平台不能即时答疑，而且也有表述不清的潜在阻碍。目前没有专门的网站提供即时互动平台，因为 它的应用涉及具体的时间和特定的人物，主要用于网络实时 教学。该方式虽然解决了地域问题，但教师看不到学生，无 法得到真实的课堂反馈，不适合普通教学。

四、智能教育平台技术的弊端分析 2011年上海交通大学打造了名为“智慧泛在课堂”的学 习平台，[5]将500门课程的近2000套教学参考资料放入“智 慧泛在课堂”中，并且学校图书馆针对每位学生所选修的课 程主动推送对应的电子教学参考资源，提供个性化定制的教 学参考资料。只需手持一台电子教学参考的移动阅读器，老 师便可随时随地查阅或是增删课程相关参考书籍，刷新学科 最新研究成果，学生则可阅读所选课程任课教师推荐的和自 己需要的书籍，如果碰到困惑的问题，也只需手指轻松一点， 便可以听到老师的讲解。这在很多方面可让学生和教师不再 受时间、空间以及网络环境的制约，其优势如同iphone、ipad 一样明显，智能平台在教育界的使用将是大势所趋。

五、总结 从与高校教学整合的三类信息技术的弊端研究中，笔者 深刻地认识到信息技术与教学整合不是单纯地在教学中使 用好信息技术。整合的实质是要变革传统的教学结构——改 变“以教师为中心”的教学结构，利用信息技术改变教师、 学生、教学媒体、教学内容，创建新型的、既能发挥教师主 导作用又能充分体现学生主体地位的“主导—主体相结合”的教学结构。

笔者在高校小班（40人左右）的教学实践中尝试使用“报 告式主题学习”的教学模式，具体如下：
首先，给学生一个主题任务，例如“介绍PowerPoint的 触发器”，让每位学生课后通过E-Learning（即数字化或网 络化学习）准备报告（PPT形式），以此激发学生的自主学 习能力和创新能力；

其次，要求学生课前通过网络将报告提交给教师，教师 查阅后，根据报告内容按照相异性分组原则对学生进行分 组；
然后在课堂上引导和鼓励学生小组合作，协作学习，上 台作报告；

最后，进行综合点评。该模式类似于欧美国家本科教学 中推崇的JiTT教学模式，[6]利用课外网络引导学生自主学 习，让学生用信息技术构建知识以及表达知识，然后与课堂 教学相结合，充分扬信息技术之长避其短。

当前，教育信息化已列入《教育信息化十年发展规划 （2011—2020年）》，成为一项国家战略，信息化教学已成 为教学改革的主要目标。[1]教育信息化的理念不仅仅指学 校的计算机与网络等硬件设施的完善，也绝非单纯以应用办 公自动化软件应对学校事务性的日常工作为目标，更重要的 是必须使用信息技术手段开发有针对性的应用软件以提高 教学与科研质量，并以教学过程人力投入产出比的最优化为 目标进行教改，以加速学生的能力培养过程。因此，在当前知识爆炸的背景下，教学的关键之重在于加速学生能力的培 养，而培养过程首先依靠信息技术分析课程的教学效果，以 更好地掌握学生能力培养与能力迁移过程的客观规律，最终 遵循此客观规律开发更合适的课程。

信息技术在教学活动中的应用大体分三类：事务层应用， 即使用办公自动化软件加速日常教学活动、收集反映教学效 果的基础数据；
分析层应用，其表现为事务层数据的归纳与 分析，最终提取为信息；
决策层应用，表现为智能专家系统 通过分析上述信息，并基于专家系统的知识经验来辅助决策 者确定进一步教改的具体措施。具体措施包括督导对教师的 指导、教师对教学方法与教学内容的调整以及学生对自己的 兴趣和课程的深入了解，这些具体措施能有效地提高教学质 量。目前，国内大多数高校仅实现了事务层的信息化，与应 用信息技术提高教学质量的目标相距较远。[2] 笔者于2012年底从某计算机工程研究所转入高校，开展 软件相关课程的信息化建设。以2012-2013学年春季学期的 《软件测试技术》课程为例，结合课程的特点开发了一个教 学效果评价软件，能够自动完成事务层和分析层的大部分工 作，将反映教学效果的数据加工为信息。该软件获得了很好 的实际效果，有助于决策者的知识归纳与总结。

一、课程简介 《软件测试技术》是一门实践性非常强的课程，然而目 前教学大纲却依然将其归为理论性课程，实训操作仅占总课时的20%。该课程传统授课方式的教学效果很差，学生普遍 难以掌握相关的核心技能，原因在于以下几个方面：该课程 概念很多而缺乏实训，学生难以生动地理解概念只能一味地 应付考试；
学生的编程能力普遍较弱，因而畏难心理抑制了 学习的主动性；
国内软件测试技术发展才刚刚起步，因而缺 乏测试经验丰富的教师，也缺乏适合学生接受能力的教材。

本课程以笔者八年的全职软件开发与测试经验为基础， 充分考虑该课程的学习规律，采用PBL教学模式开发实训题 目：将PBL的三要素即问题、学习、指导与教学过程充分融 合，保证了问题的多解性与真实性、面向问题的学生自主学 习以及教师有启发性的指导。PBL课程的成功实施能有效提 高学生的学习能力与解决实际问题的能力，国内外均有大量 的应用报道。[3] 本课程共50学时，分11次课讲授，实训操作约占85%， 课程以基于Linux脚本工具构建自动化测试工具及其在软件 各阶段测试工作中的应用为主线，以生动的问题和巧妙的解 决方法极大地激发了学生对软件测试的兴趣，学生通过实训 加深了对问题的理解，加强了能力的锻炼。

二、教学效果的量化 获取并量化教学效果是将信息技术应用于提高教学质 量的首要工作，常用的选项式或发散式调查问卷分别以客观 和主观题目的形式呈现，[4]，[5]这些问卷的数据量相对较 少，因此，若要获得大量数据则需设计很大容量的调查问卷，势必加重问卷设计、问卷完成与数据收集的工作量，亟需应 用信息手段改进。

笔者结合自己的经验提出了一种新颖的曲线式调查问 卷，以11条曲线表征教学效果，每条曲线的横坐标代表课程 的进度，纵坐标代表一种指标。

这11个指标分组为一个三层模型：第一层是兴趣指标， 含对问题、对学习以及对实际操作的兴趣；
第二层是PBL实 施过程相关的能力指标，包括提出问题、独立学习、解决问 题、表达以及团队合作的能力；
第三层是性格指标，包括创 造力、逻辑推理能力和耐久力。这种分层模型反映了学习过 程的客观规律，即兴趣导致能力的逐渐增强，进而又逐渐强 化为职业成功必需的性格品质。表1是为该课程编写的11个 实训题目，获得了较好的教学效果。

这种曲线式调查问卷的优点比较明显：
首先，数据是动态的且容量较大，反映了课程全过程的 教学效果，便于动态分析与回归分析；

此外，11条曲线分区域显示在一个位图文件中，利用宽 屏显示器能够很方便地综合对比，而传统的调查问卷缺乏整 体观，学生们也容易草率应付；

最后，这些曲线存储成Windows位图文件，便于问卷原 始数据的数字化。

三、教学效果的信息化评价 信息化方法包括调查问卷数字化程序以及图形绘制与数据分析脚本，尤其值得指出的是，上述程序和脚本在最后 一次课作为集成测试的实训题目，程序与若干脚本一键运行 的真实演练有效地调动了学生的学习兴趣。

1.调查问卷数字化程序的设计与实现 首先要设计一个数字化程序，将曲线式调查问卷中的数 据提取出来，程序的功能包括解析Windows位图文件的文件 头，确定图片的尺寸，然后找到合适的像素位置进行逐列扫 描，取出非白色像素的坐标位置，并将每个像素的坐标信息 与学生姓名和曲线名打包成一条记录导入Mysql数据库，数 据导入的关键技术是基于Mysql的命令行接口写的Linux脚 本：mysql -e “LOAD DATA local INFILE "z.txt" INTO TABLE poll LINES terminated by "＼n" ”。

2.数据绘图展示脚本 为便于同类学生的特征提取，将22名学生分成三组，第 一组到第三组依次代表优、良、中（n=8， 7， 7人），分 组的实现是通过在数据库中建立一张姓名/组别的数据表。

因为Mysql数据库本身欠缺绘图功能，所以我们选用Gnuplot 软件绘图。该软件也提供命令行接口，方便用Linux脚本进 行自动化集成。

3.数据分析脚本 R软件是数理统计专业的开源软件，也提供命令行接口， 因此方便用Linux脚本集成，以实现对数据库中数据的自动 抽取以及进行多元线性回归分析。数据分析的目的是找到每组学生的能力指标对兴趣指标以及性格指标对能力指标的 依赖关系，这些依赖关系能够反映各组学生学习过程的特性， 因此提供了数据背后隐藏的深层次信息。

4.教学效果的评价 最终，教师通过分析这11条曲线，并分析教学效果指标 之间的依赖关系信息，再结合自身对教学过程的理解与相关 知识的总结，以此为基础改进教学方法从而获得更好的教学 效果。

四、结果示例 1.学习过程曲线 此处仅展示四个有代表性的教学效果指标的曲线，如图 1所示。图1中的曲线是通过Gnuplot提供的“茎叶图”命令 画出的每组学生相应曲线的均值与方差数据，横、纵坐标的 数值是分别代表课程进度和指标高低的规一化的无量纲的 量值。

综上所述，笔者通过分析这些曲线，并结合自身的教学 实践提出了以下几个具体的教改措施：
（1）对于第一组学生，在课程的中后期增加他们的课 后实训任务量，让他们的自我学习能力得以进一步发挥；

（2）对于第二组学生，一方面要在课堂实训过程中加 紧对他们的督促，防止他们自我松懈而无法巩固已达到的教 学效果。另一方面，要设计更能激发学生兴趣的实训题目， 调动他们的积极性；
（3）对于第三组学生，再进一步放低实训题目的难度， 调动他们的积极性。

2.数据分析结果 为进一步挖掘学习效果曲线背后的信息，在R软件中进 行性格指标对能力指标的依赖关系的多元线性回归分析，结 果见表2：其中各系数显著性sig值均小于0.001。正系数表 示某性格指标对某能力指标的依赖关系是正向影响的，即随 着该能力指标的增加，该性格指标亦增加。负系数则相反， 依赖程度的高低由系数的绝对值确定。系数0表示依赖关系 不显著，即不相关。

由表2的第二列和第三列可见，学习能力是唯一一项对 三项性格指标均产生正向影响的能力指标，而解决问题的能 力竟然对三项性格指标均没有正向影响，这直观地反映了学 生们对考试的隐忧，即使对于学习效果最好的第一组学生也 不例外。尽管笔者在课程伊始便指出考试题目大多数来自平 时的实训题目，学生们内心对考试的焦虑仍无法彻底打消， 这也反映了学生自信心的严重缺失。诸如此类的信息是从曲 线上很难得出的，这也是数理统计应用于数据分析的价值所 在。深层次的信息挖掘能够帮助决策者找到问题深层次的根 源：例如只有考试制度的改革才能从根本上促使学生更看重 能力的锻炼与提升。

五、下一步工作 考虑将教学效果评价软件与电子教案生成软件、演示文稿生成软件、实训题目生成软件集成在一个软件包里，抽取 更多数据，更加自动化、系统化地分析教学数据，进而提升 教育信息化水平。

此外，数据分析过程还要深入结合知识，组织相关的研 究成果以挖掘出更多的信息。

本文提出的曲线式调查问卷及教学评价方法对其他课 程也一样适用，只要相关课程的专业教师设置其关心的问卷 指标，调查问卷数字化程序、绘图与数据分析脚本大部分均 可重用。

参考文献：
[1]徐莉.应将教育信息化上升为国家战略[J].中国教 育信息化， 2013（7）：
6-10. [2]罗念龙，佟秋利，马亮.聚焦“提高质量”，提升高 校信息系统应用层次[J].中国教育信息化， 2013（7）：
11-15. 参考文献：