專業(yè)導(dǎo)論課教學(xué)模式及學(xué)習(xí)效果評估與分析

杜海清，朱新寧，汪弈

(北京郵電大學(xué) 信息與通信工程學(xué)院，北京 100876)

一、引 言

北京市為進(jìn)一步深化高等學(xué)校教育教學(xué)改革和提高高等學(xué)校人才培養(yǎng)質(zhì)量，自2015年起，制訂了《北京高等學(xué)校高水平人才交叉培養(yǎng)計(jì)劃》，組織實(shí)施了“雙培計(jì)劃”“外培計(jì)劃”和“實(shí)培計(jì)劃”。其中，“雙培計(jì)劃”是由北京市屬高校與在京中央部屬高校共同培養(yǎng)高等學(xué)校人才的教育教學(xué)改革舉措，即市屬高校每年將輸送2 000名左右優(yōu)秀學(xué)生到20余所中央高校的110個(gè)優(yōu)勢專業(yè)中，按照“3+1”“1+2+1”式等培養(yǎng)機(jī)制，進(jìn)行為期2—3年的中長期訪學(xué)。

2015以來，北京郵電大學(xué)(以下簡稱北郵)每年接收來自北京信息科技大學(xué)、北京工商大學(xué)、北京物資學(xué)院和北京聯(lián)合大學(xué)等院校近200名市屬高校學(xué)生，在多媒體通信、5G通信技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)商務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)物流、電信工程及管理、電子商務(wù)及法律8個(gè)專業(yè)方向協(xié)同開展“雙培計(jì)劃”人才培養(yǎng)。該項(xiàng)目為市屬高校優(yōu)秀學(xué)生提供進(jìn)一步深造機(jī)會(huì)的同時(shí)，也給北郵特色專業(yè)培養(yǎng)工作帶來了機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

多媒體通信導(dǎo)論是“雙培計(jì)劃”通信工程專業(yè)多媒體通信方向的核心課程之一。該課程旨在幫助學(xué)生認(rèn)識就讀的學(xué)科與專業(yè)，加深對所學(xué)專業(yè)的感情，激發(fā)學(xué)習(xí)本專業(yè)的興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力，掌握正確的學(xué)習(xí)方法，為后續(xù)課程做鋪墊。同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生做好學(xué)業(yè)規(guī)劃，選擇適合自己的發(fā)展方向，真正實(shí)現(xiàn)多媒體通信導(dǎo)論作為專業(yè)啟蒙課程的目標(biāo)。

北郵信息與通信工程學(xué)院(以下簡稱信通院)自2016年開始面向大一新生進(jìn)行了專業(yè)導(dǎo)論課的改革[1-3]，“雙培計(jì)劃”學(xué)生的多媒體通信導(dǎo)論作為其中的一部分也實(shí)施了相應(yīng)的教學(xué)改革。本文以北郵2015級和2016級“雙培計(jì)劃”通信工程專業(yè)多媒體通信方向?qū)I(yè)導(dǎo)論課具身學(xué)習(xí)教學(xué)法和反思教學(xué)法兩種教學(xué)模式的實(shí)施和學(xué)習(xí)效果評價(jià)為基礎(chǔ)，分析了兩級大一學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，對兩級大二大三學(xué)生其他課程的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行跟蹤了研究。通過對比總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，以期為專業(yè)導(dǎo)論課教學(xué)質(zhì)量學(xué)生的提高提供借鑒。

二、創(chuàng)新教學(xué)法在專業(yè)導(dǎo)論課中應(yīng)用的研究現(xiàn)狀

當(dāng)今世界，如何利用技術(shù)來促進(jìn)教學(xué)創(chuàng)新已成為各國關(guān)注的焦點(diǎn)。2012—2017年英國開放大學(xué)《創(chuàng)新教學(xué)法報(bào)告》涉及56種創(chuàng)新教學(xué)法，涵蓋了教學(xué)方法、教學(xué)媒介、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)評價(jià)等多個(gè)方面，并分類對每一種創(chuàng)新教學(xué)法的潛在影響程度和影響時(shí)間跨度進(jìn)行了預(yù)測[4]。鑒于本文僅針對專業(yè)導(dǎo)論課的教學(xué)模式和學(xué)習(xí)效果進(jìn)行研究，因此本文探討對未來教學(xué)產(chǎn)生影響的具身學(xué)習(xí)(Embodied Learning，EL)教學(xué)法[4]65和促進(jìn)學(xué)習(xí)的反思(Reflection)教學(xué)法[5]在北郵“雙培計(jì)劃”專業(yè)導(dǎo)論課中的應(yīng)用。

(一)具身學(xué)習(xí)教學(xué)法

傳統(tǒng)在校學(xué)習(xí)和在線學(xué)習(xí)都強(qiáng)調(diào)抽象理論知識的首要地位。然而，具身學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)參與和體驗(yàn)，可以通過具體的實(shí)踐活動(dòng)(如探索、創(chuàng)造)來進(jìn)行學(xué)習(xí)[6]。目前對該類教學(xué)法研究較熱的有創(chuàng)客文化[5]103。創(chuàng)客教育所倡導(dǎo)的提出問題并利用自己的創(chuàng)造力解決問題的過程，對學(xué)生能力的培養(yǎng)至關(guān)重要[7]，這與通信工程類、電子信息類專業(yè)導(dǎo)論課應(yīng)注重學(xué)生工程能力培養(yǎng)的需求[8]完全吻合。

在創(chuàng)客空間創(chuàng)始人Mitch Altman的推動(dòng)下，美國斯坦福大學(xué)等60多所高校已經(jīng)陸續(xù)在校園里開設(shè)了創(chuàng)客空間[9]。麻省理工等美國著名高校電氣工程(Electronic Engineering，EE)專業(yè)導(dǎo)論課都是以一個(gè)具體的實(shí)際項(xiàng)目為背景進(jìn)行相關(guān)知識學(xué)習(xí)，使學(xué)生在一年后就能對本專業(yè)基本知識構(gòu)成和應(yīng)用有較深刻的認(rèn)識，較早參與并體驗(yàn)實(shí)際工程的項(xiàng)目設(shè)計(jì)、開發(fā)和實(shí)現(xiàn)的全過程[10]。在國內(nèi)，清華大學(xué)的i.Center、北京大學(xué)的科技創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)課程、杭州師范大學(xué)的阿里巴巴學(xué)院及北郵信通院自2016年開始的基于創(chuàng)客教育的專業(yè)導(dǎo)論課改革均是對創(chuàng)客教育的踐行[1-3,11]。

在專業(yè)導(dǎo)論課中引入創(chuàng)客教育，不僅能夠引導(dǎo)學(xué)生的興趣培養(yǎng)、能力養(yǎng)成、知識體系和學(xué)習(xí)方法，而且可以在一定程度上培養(yǎng)學(xué)生的工程能力，從而改變傳統(tǒng)導(dǎo)論課分專題以科普的方式講解讓學(xué)生很難對理論知識有深刻理解的問題。

(二)反思教學(xué)法

反思是對自己的思維過程、思維結(jié)果進(jìn)行再認(rèn)識的檢驗(yàn)過程，是學(xué)習(xí)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)[5]102。反思教學(xué)既是一種教學(xué)理論，也是教學(xué)主體借助行動(dòng)研究不斷探究與解決自身和教學(xué)目的以及教學(xué)工具等問題，通過將“學(xué)會(huì)教學(xué)”與“學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)”統(tǒng)一起來，促進(jìn)師生共同發(fā)展的教學(xué)方法。在探索中提升教學(xué)實(shí)踐合理性是其主要特征[12]。此觀點(diǎn)最早由西方國家提出，隨后引入我國，其實(shí)施途徑包括教學(xué)理念的應(yīng)用、教學(xué)過程的實(shí)施和教學(xué)完成后的回顧與反思[13]?！秳?chuàng)新教學(xué)法報(bào)告》中提及的反思教學(xué)法范疇較廣，強(qiáng)調(diào)持續(xù)地參與和反思，是以數(shù)據(jù)分析和挖掘技術(shù)為基礎(chǔ)的創(chuàng)新教學(xué)法[14]。例如，基于分析的學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)和學(xué)生主導(dǎo)的分析是面向?qū)W生的反思，要求學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)過程進(jìn)行主動(dòng)反思和調(diào)整[4]66。形成性評價(jià)則是在教學(xué)過程中通過各種大小測驗(yàn)，分享學(xué)習(xí)期望、提問、討論、反饋、自我評價(jià)、同伴評價(jià)等策略，即時(shí)、動(dòng)態(tài)、多次對學(xué)生實(shí)施的評價(jià)，其注重及時(shí)反饋，用以強(qiáng)化和改進(jìn)教學(xué)[4]70,[15]。美國專門發(fā)布了《通過教育數(shù)據(jù)挖掘和學(xué)習(xí)分析促進(jìn)教與學(xué)》報(bào)告，介紹美國國內(nèi)大數(shù)據(jù)教育應(yīng)用領(lǐng)域和案例，以及應(yīng)用實(shí)施所面臨的挑戰(zhàn)[16]。我國亦有學(xué)者分析了教育數(shù)據(jù)挖掘2013年以來的研究成果[17]。目前已有將形成性評價(jià)應(yīng)用于大學(xué)英語[18]、通信電子電路[19]和護(hù)理學(xué)導(dǎo)論[20]等課程的案例，部分學(xué)者還開展了基于改進(jìn)的聚類和關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘方法對高校一個(gè)專業(yè)所有學(xué)生成績進(jìn)行分析的研究[21]，但尚未有應(yīng)用于通信及電子信息類專業(yè)導(dǎo)論課的研究?？紤]到傳統(tǒng)授課模式和考核方式不利于自主性學(xué)習(xí)和合作性能力培養(yǎng)，且北郵“雙培計(jì)劃”的專業(yè)導(dǎo)論課從2015年才開設(shè)，多是單獨(dú)開班授課，沒有充足的教學(xué)反饋可以借鑒，因此為了及時(shí)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)效果并改進(jìn)教學(xué)，本研究不僅通過分析和評估上一級學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，從中獲取經(jīng)驗(yàn)回饋改善下一級教學(xué)，還將形成性評價(jià)貫穿于教學(xué)全過程，以期提升授課效果。

三、北郵“雙培計(jì)劃”專業(yè)導(dǎo)論課兩種教學(xué)模式的實(shí)施

本研究是北郵2016年高水平人才交叉培養(yǎng)計(jì)劃教育教學(xué)研究與改革專項(xiàng)的一部分，主要針對2016級多媒體通信導(dǎo)論課進(jìn)行創(chuàng)新改革。為了分析該課程的教改效果，以2015級和2016級多媒體方向雙培班的學(xué)生為研究對象。假設(shè)這兩級學(xué)生能力無明顯差異，將15名2016級學(xué)生作為實(shí)驗(yàn)組，33名2015級作為對照組，采用分組對比法進(jìn)行研究。

(一)2015級傳統(tǒng)教學(xué)模式的反思

“雙培計(jì)劃”通信工程專業(yè)多媒體通信方向的首批招生學(xué)生為2015級學(xué)生?？紤]到他們的高考成績比較低，可能會(huì)跟不上北郵通信工程專業(yè)其他學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，因此單獨(dú)為他們開班講授多媒體通信導(dǎo)論課。采用以課堂講授為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式，共16學(xué)時(shí)，分專業(yè)入學(xué)教育、通信的起源、從度量衡到信息熵、光通信與無線通信、互聯(lián)網(wǎng)及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、初識多媒體、多媒體通信相關(guān)技術(shù)和多媒體通信系統(tǒng)8個(gè)專題，以學(xué)生期末提交的1份報(bào)告作為考評成績。在結(jié)課報(bào)告中，學(xué)生闡述了對所學(xué)專業(yè)的認(rèn)識和收獲，個(gè)別學(xué)生還大膽創(chuàng)想了未來多媒體通信技術(shù)應(yīng)用于生活的情境，反映出雙培生對本專業(yè)具有很強(qiáng)的求知欲。但2015級學(xué)生在第一學(xué)年結(jié)束后，除多媒體通信導(dǎo)論外，與專業(yè)學(xué)習(xí)關(guān)系較為密切的其他主干課成績分布卻不甚理想(如表1所示)，特別是電路分析基礎(chǔ)和大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)這兩門課的不及格比例過高，暴露了雙培生基礎(chǔ)較弱，對新知識的接受和實(shí)踐能力較差的潛在問題。同時(shí)也表明，采用報(bào)告這種終結(jié)性評價(jià)作為多媒體通信導(dǎo)論的結(jié)課方式，無法及時(shí)準(zhǔn)確地反映學(xué)生在專業(yè)導(dǎo)論課學(xué)習(xí)過程中存在的問題。

表1 2015級學(xué)生2015-2016學(xué)年主干課成績統(tǒng)計(jì)表

因此，解決下一級雙培生對新知識的接受和實(shí)踐能力較差的問題是多媒體通信導(dǎo)論課教改的主要方向，應(yīng)該盡可能讓他們提前接觸程序設(shè)計(jì)、電子電路基礎(chǔ)等專業(yè)知識，并以他們有興趣參與的方式培養(yǎng)和提高自學(xué)能力。此外，應(yīng)該避免終結(jié)性評價(jià)，盡可能通過形成性評價(jià)調(diào)動(dòng)學(xué)生的熱情和積極性，以便及時(shí)反饋教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)中的不足。

(二)2016級采用基于反思和創(chuàng)客教學(xué)模式

針對大一新生所面臨的從高中到大學(xué)教學(xué)模式和學(xué)習(xí)方式的全新轉(zhuǎn)變，以及對所學(xué)專業(yè)知識體系的認(rèn)知需求，特別是在反思上一級雙培班學(xué)生所暴露的薄弱之處的基礎(chǔ)上，2016級多媒體方向雙培生的專業(yè)導(dǎo)論課作為北郵信通院推行的專業(yè)導(dǎo)論課教學(xué)改革的一部分[3]92，采用了以開源智能硬件為基礎(chǔ)，以創(chuàng)新創(chuàng)客教育實(shí)踐為導(dǎo)向，“做中學(xué)”為手段，結(jié)合部分專業(yè)知識講授，輔以形成性評價(jià)的全新的教學(xué)模式。

創(chuàng)新導(dǎo)論課共16學(xué)時(shí)，包含8學(xué)時(shí)的專業(yè)知識講授部分和8學(xué)時(shí)基于Arduino開源硬件的實(shí)踐部分。前者分初識通信工程、光通信與無線通信、大數(shù)據(jù)時(shí)代的互聯(lián)網(wǎng)和多媒體通信4個(gè)專題，采用傳統(tǒng)導(dǎo)論課授課模式進(jìn)行小班教學(xué)，以學(xué)生提交報(bào)告的方式進(jìn)行考核。在課前、課中和課后，教師會(huì)通過提問、課堂討論、答疑、作業(yè)等形式了解學(xué)生對每次教學(xué)內(nèi)容的掌握程度，從而根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。后者分開源硬件及程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、電子電路基礎(chǔ)、微機(jī)原理基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)4個(gè)專題，按照講授、實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)收三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行。

講授環(huán)節(jié)主要講解本專題所涉及的技術(shù)及軟硬件模塊的基礎(chǔ)知識和實(shí)驗(yàn)中涉及的關(guān)鍵技術(shù)問題。

實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)以學(xué)生宿舍為單位發(fā)放基于Arduino的課程學(xué)習(xí)套件。以學(xué)生自學(xué)為主，為保證學(xué)生自學(xué)順利進(jìn)行，北郵信通院專門為導(dǎo)論課設(shè)計(jì)了火花空間[3]92學(xué)習(xí)平臺，以Wiki方式組織學(xué)習(xí)詞條，為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)相關(guān)的知識介紹、實(shí)驗(yàn)要求、實(shí)驗(yàn)步驟及軟硬件配置要求和實(shí)驗(yàn)程序代碼?；赪iki的平臺也便于引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中做知識的輸出者，將學(xué)到的知識添加到平臺中，從而使火花空間平臺成為一個(gè)本專業(yè)知識的協(xié)作學(xué)習(xí)平臺。

驗(yàn)收環(huán)節(jié)是學(xué)生在指定時(shí)間集中完成實(shí)驗(yàn)，老師隨機(jī)檢驗(yàn)學(xué)生對該專業(yè)所有實(shí)驗(yàn)的掌握情況，并將此成績作為期末成績的一部分。學(xué)生保證驗(yàn)收成績的前提就是要完成所有要實(shí)驗(yàn)，并盡可能了解實(shí)驗(yàn)中各步驟的含義。這一手段有效地促進(jìn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)。

為了進(jìn)一步提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和軟硬件基礎(chǔ)開發(fā)能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和能力，創(chuàng)新導(dǎo)論課還在四個(gè)專題實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開展創(chuàng)客馬拉松活動(dòng)和創(chuàng)新成果展。該班學(xué)生踴躍參加，以2～4人為一個(gè)項(xiàng)目組，通過Arduino智能硬件完成創(chuàng)意。他們分別開發(fā)了光控小風(fēng)扇、“Boom”小車和“貼心溫度計(jì)”等作品，在火花空間平臺上進(jìn)行線上展示及創(chuàng)新成果展進(jìn)行現(xiàn)場展示。其中，“貼心溫度計(jì)”獲得了北郵信通院第一屆專業(yè)導(dǎo)論創(chuàng)新成果展三等獎(jiǎng)，與北郵信通學(xué)院學(xué)生同等競爭并取得了這樣的成績，對于雙培生實(shí)屬不易。

(三)兩種教學(xué)模式的對比

表2從教與學(xué)兩個(gè)維度多個(gè)方面比較了上述兩種教學(xué)模式本質(zhì)上的差異。反思和創(chuàng)客教學(xué)模式注重學(xué)生對知識的應(yīng)用和升華，并有過程性的反饋激勵(lì)，更符合學(xué)生接受能力和認(rèn)知規(guī)律，更適合作為長期性的引導(dǎo)課程。

表2 兩種教學(xué)模式的比較

四、學(xué)生主觀評價(jià)與分析

為了獲取最直接的教學(xué)效果反饋，課題組于2018年底以微信小程序的方式對2015級和2016級學(xué)生進(jìn)行了問卷調(diào)查。問卷回收比例分別為59%和80%，前者因?yàn)橐呀?jīng)離開北郵且有4名學(xué)生提前退出雙培計(jì)劃，導(dǎo)致問卷回收比例較低，但仍然超過半數(shù)，視為有效。

問卷主要從《多媒體通信導(dǎo)論》相關(guān)課程對學(xué)生的學(xué)習(xí)、能力和專業(yè)興趣的提升是否有幫助，以及教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和期望的考核方式等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，以期跟蹤收集專業(yè)導(dǎo)論課對既定教學(xué)目標(biāo)達(dá)成程度的第一手資料。問卷調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計(jì)如表3所示。其中前三個(gè)問題是考量本課程對后續(xù)專業(yè)學(xué)習(xí)的支撐作用，后三個(gè)問題則是對課程本身教學(xué)效果的反饋。

表3 問卷調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計(jì)

續(xù) 表

從表3可以看出,首先，相較于2015級，2016級雙培生認(rèn)為創(chuàng)新導(dǎo)論課對計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課和學(xué)科基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)幫助更大，占比分別從2015級的12%和18%，提升到2016級的42%和33%。這首先是因?yàn)閯?chuàng)客教育設(shè)置了開源硬件及程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、電子電路基礎(chǔ)和微機(jī)原理基礎(chǔ)三個(gè)專業(yè)，為大一下學(xué)期和大二開設(shè)的C++程序設(shè)計(jì)、電子電路等相關(guān)課程提前做了鋪墊，提升了學(xué)生對專業(yè)的理解和認(rèn)知。其次，2016級的實(shí)踐動(dòng)手、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和解決問題能力也得到了提升，占比分別從2015級的24%、35%和35%，提升到2016級的58%、42%和42%?！白鲋袑W(xué)”對學(xué)生的自學(xué)能力和動(dòng)手能力提出了與高中階段完全不同的要求，促使他們盡快適應(yīng)大學(xué)階段的學(xué)習(xí)方式。且在小組合作的學(xué)習(xí)中，學(xué)生們能通過組內(nèi)的分工協(xié)作了解到不同崗位的職責(zé)與能力要求，增強(qiáng)未來對職業(yè)的適應(yīng)能力。再次，2015級有6%的學(xué)生認(rèn)為導(dǎo)論課對專業(yè)興趣沒有幫助，而2016級所有學(xué)生均認(rèn)為導(dǎo)論課對專業(yè)興趣有不同程度的幫助，這說明面對一個(gè)新的專業(yè)領(lǐng)域，老師直接講授固然可以為學(xué)生建立一些專業(yè)知識的基本概念，但實(shí)際操作和實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生了解電氣元件及它們在系統(tǒng)中的應(yīng)用。這樣的教學(xué)方式既能通過分析和設(shè)計(jì)提高學(xué)生解決問題的技能，又能激發(fā)學(xué)生對專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣，使學(xué)生對專業(yè)抱有持續(xù)的好奇心。另外，2015級絕大多數(shù)學(xué)生都對專業(yè)相關(guān)科普知識感興趣，且期待實(shí)地參觀考察，但關(guān)注該專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃的人數(shù)只占到35%。而2016級學(xué)生感興趣的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式相對均衡，有75%的學(xué)生關(guān)注該專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃，表明2016級學(xué)生對學(xué)業(yè)規(guī)劃更為重視，對專業(yè)的總體認(rèn)知程度也比2015級高。從考核方式的問卷調(diào)查結(jié)果也可以看出，2016級學(xué)生更傾向于結(jié)合平時(shí)表現(xiàn)進(jìn)行綜合評價(jià)，即學(xué)習(xí)的過程評價(jià)，而非采用學(xué)習(xí)感想或?qū)W業(yè)規(guī)劃這種終結(jié)性評價(jià)。

綜上所述，由于專業(yè)導(dǎo)論課的教改更符合工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求，其不僅得到了學(xué)生認(rèn)可，達(dá)到了提升實(shí)踐動(dòng)手能力和專業(yè)興趣目的，而且?guī)椭鷮W(xué)生構(gòu)建了對專業(yè)的認(rèn)知地圖，激發(fā)學(xué)生對專業(yè)學(xué)習(xí)的熱情。

五、專業(yè)導(dǎo)論課對后續(xù)課程學(xué)習(xí)的相關(guān)性分析

學(xué)生成績是評估教學(xué)質(zhì)量的重要依據(jù)，也是學(xué)生是否掌握所學(xué)知識的重要標(biāo)志。為了解讀上述問卷調(diào)查的反饋結(jié)果，并分析學(xué)生取得這些成績的真正原因，本研究首先利用盒圖直觀呈現(xiàn)2016級和2015級學(xué)生近三年所學(xué)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程、學(xué)科基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課的成績分布。再采用皮爾森相關(guān)系數(shù)從成績的角度分析專業(yè)導(dǎo)論課與其他課程之間的關(guān)聯(lián)程度。最后應(yīng)用基于關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘的方法，分析創(chuàng)新導(dǎo)論課成績優(yōu)異的學(xué)生在后續(xù)學(xué)業(yè)中的表現(xiàn)。之所以選創(chuàng)新導(dǎo)論課成績優(yōu)異的學(xué)生進(jìn)行分析，主要因?yàn)榇祟悓W(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)明確，且這種方法嚴(yán)格執(zhí)行了創(chuàng)新導(dǎo)論課的培養(yǎng)計(jì)劃安排的前提假設(shè)。

(一)學(xué)生成績的統(tǒng)計(jì)分析

首先對北郵2015級和2016級學(xué)生在校期間的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程、學(xué)科基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課成績進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理。部分學(xué)生由于缺考、退學(xué)等特殊情況導(dǎo)致課程成績?nèi)笔?，需要將其成績?shù)據(jù)置為0占位，在圖中以異常值的方式體現(xiàn)。

圖1為2015級和2016 級學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程成績盒圖。

圖1 2015級和2016級學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程成績盒圖

由圖1可以看出，2016級學(xué)生的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和微處理器與接口技術(shù)成績明顯高于2015級學(xué)生，這兩級學(xué)生的C++程序設(shè)計(jì)成績相當(dāng)。由于這四門課程均為他們首次接觸的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程，且對動(dòng)手實(shí)踐的要求較高，上述統(tǒng)計(jì)結(jié)果在一定程度上說明開展創(chuàng)新導(dǎo)論課能夠幫助學(xué)生理解新知識，且有助于提升學(xué)生的實(shí)踐能力。

圖2為2015級和2016 級學(xué)生學(xué)科基礎(chǔ)課程成績盒圖。

圖2 2015級和2016 級學(xué)生學(xué)科基礎(chǔ)課程成績盒圖

由圖2可以看出，2016級學(xué)生的電路分析基礎(chǔ)、信號與系統(tǒng)、電子電路實(shí)驗(yàn)和數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)成績明顯高于2015級學(xué)生，進(jìn)一步說明開展創(chuàng)新導(dǎo)論課能夠幫助學(xué)生理解新知識，提升學(xué)生的實(shí)踐能力。兩級學(xué)生的數(shù)字電路和隨機(jī)信號分析成績中位值相當(dāng)，但離散程度不同，說明開展創(chuàng)新導(dǎo)論課對部分學(xué)生有效。需要關(guān)注的是，電子電路實(shí)驗(yàn)成績較高，但電子電路基礎(chǔ)成績并不理想，原因可能是創(chuàng)新導(dǎo)論課中包含了電子電路基礎(chǔ)專業(yè)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，但他們的理論基礎(chǔ)仍有待加強(qiáng)。

圖3為2015級和2016 級學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)課程成績盒圖。

圖3 2015級和2016 級學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)課程成績盒圖

由圖3可以看出，2016級學(xué)生除多媒體通信導(dǎo)論和數(shù)字音視頻原理成績整體高于2015級學(xué)生且更為集中外，通信電子電路、數(shù)字信號處理、信息論基礎(chǔ)、通信原理和電磁場與電磁波的成績并沒有明顯改善。究其原因，可能由于這些課程開設(shè)較晚，離導(dǎo)論課時(shí)間較長，導(dǎo)致對這些課程成績的直接作用不明顯。也可能是導(dǎo)論課中對這幾部分的內(nèi)容涉及較少，對計(jì)算機(jī)相關(guān)內(nèi)容涉及較多。從表3調(diào)查結(jié)果看，2016級學(xué)生普遍認(rèn)為多媒體通信導(dǎo)論對專業(yè)基礎(chǔ)課的作用要弱于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課。

圖4為2015級和2016 級學(xué)生專業(yè)課成績盒圖。

圖4 2015級和2016 級學(xué)生專業(yè)課成績盒圖

由圖4可以看出，2016級學(xué)生的腳本語言設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字媒體制作技術(shù)的成績明顯高于2015級學(xué)生，且數(shù)據(jù)庫技術(shù)成績相當(dāng)，并相對集中，再一次證明開展創(chuàng)新導(dǎo)論課有助于提升學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力。表3結(jié)果顯示，學(xué)生普遍認(rèn)為多媒體通信導(dǎo)論對專業(yè)課有作用，這與調(diào)查結(jié)果相吻合。

(二)導(dǎo)論課與其他課程的相關(guān)性分析

目前，北郵2015級“雙培計(jì)劃”通信工程專業(yè)多媒體通信方向的學(xué)生已經(jīng)完成了3年的學(xué)習(xí)任務(wù)，按計(jì)劃返回北京信息科技大學(xué)。2016級學(xué)生正在進(jìn)行最后半年專業(yè)課的學(xué)習(xí)。本文采用皮爾森相關(guān)系數(shù)對2015級和2016級多媒體通信導(dǎo)論課程成績與其他課程(2016級不包括最后半年的專業(yè)課)成績的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行了研究，結(jié)果如表4所示。

表4 2015級和2016級學(xué)生多媒體通信導(dǎo)論成績與其他課程成績的相關(guān)系數(shù)

注：“—”表示本門課目前還沒有開或已開但還未結(jié)課，無數(shù)據(jù)。

由表4可以看出，2015級與多媒體通信導(dǎo)論成績相關(guān)系數(shù)普遍不高。相關(guān)系數(shù)大于0.2的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，學(xué)科基礎(chǔ)課程有電子電路基礎(chǔ)、信號與系統(tǒng)和數(shù)字電路，專業(yè)基礎(chǔ)課有數(shù)字音視頻原理，專業(yè)課有數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應(yīng)用、計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)、通信網(wǎng)理論基礎(chǔ)、多媒體通信和模式識別及應(yīng)用，說明這些課程與多媒體通信導(dǎo)論有一定的相關(guān)性，表明多媒體通信導(dǎo)論對這些課程有一定的促進(jìn)作用。但到了2016級，引入新的教學(xué)法后，除個(gè)別課程相關(guān)系數(shù)有所下降外，絕大部分課程的相關(guān)系數(shù)都得到了大幅提升，表明教改后多媒體通信導(dǎo)論教學(xué)效果的提升不僅提高了這些課程的成績(這與前文盒圖分析結(jié)果基本一致)，而且也激發(fā)了與多媒體通信相關(guān)的專業(yè)課程的學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，多媒體通信專業(yè)導(dǎo)論課的定位得到了真正體現(xiàn)。專業(yè)導(dǎo)論課一方面起到承上啟下的作用，是從公共基礎(chǔ)課和大類平臺課到專業(yè)課程學(xué)習(xí)的過渡，另一方面起到統(tǒng)領(lǐng)所有信息與通信工程專業(yè)課程的作用，所有課程的設(shè)計(jì)思路和教學(xué)安排等都體現(xiàn)在本課程之中。若導(dǎo)論課為后續(xù)開設(shè)的所有專業(yè)課程做了充分導(dǎo)入和鋪墊，會(huì)加深學(xué)生對專業(yè)的理解和認(rèn)同。同時(shí)，創(chuàng)客教育模式也明顯促進(jìn)了學(xué)生計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)能力的提升，其后續(xù)課程學(xué)習(xí)能力也不斷提高。

但個(gè)別課程如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、通信電子電路、電磁場與電磁波、信號與系統(tǒng)、腳本語言設(shè)計(jì)等，其相關(guān)系數(shù)不高或有所下降，說明這幾門課程可能還受其他因素影響。由于這些課程多偏重于理論或過多依賴個(gè)人邏輯思維模式，這些課程成績可能還與學(xué)生自身資質(zhì)稟賦有關(guān)，而非單純的教學(xué)等外加因素。

(三)基于關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘的成績分析

利用關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘算法[21]92研究創(chuàng)新導(dǎo)論課成績優(yōu)異的學(xué)生在后續(xù)學(xué)業(yè)中的表現(xiàn)。由于各科考核的方式、試卷和評分標(biāo)準(zhǔn)不同，將2015級和2016級學(xué)生三年所學(xué)的各科成績分別劃分為 A、B、C三個(gè)分?jǐn)?shù)等級，即成績排名在前1/3的學(xué)生為 A 等，依此類推，排名在最后 1/3的學(xué)生為C等。表5顯示的是以多媒體通信導(dǎo)論課為前項(xiàng)的A等學(xué)生的關(guān)聯(lián)規(guī)則。

表5 以多媒體通信導(dǎo)論課為前項(xiàng)的A等學(xué)生的關(guān)聯(lián)規(guī)則

續(xù) 表

注：“—”表示本門課目前還沒有開或已開但還未結(jié)課，無數(shù)據(jù)。

強(qiáng)關(guān)聯(lián)規(guī)則中的前項(xiàng)和后項(xiàng)之間具有指向性關(guān)系，即前項(xiàng)的發(fā)生有一定概率能夠?qū)е潞箜?xiàng)的發(fā)生[21]92。由表5可以看出，多媒體通信導(dǎo)論的A等成績與絕大多數(shù)課程的A等成績呈現(xiàn)出較強(qiáng)的一致性，且2016級比2015級的關(guān)聯(lián)規(guī)則更強(qiáng)，說明導(dǎo)論課成績好的學(xué)生在其他課程的學(xué)習(xí)中也表現(xiàn)不錯(cuò)，這在一定程度上反映了專業(yè)導(dǎo)論課對后續(xù)課程具有較好的支撐作用。多媒體通信導(dǎo)論是學(xué)生入學(xué)以來最先接觸的專業(yè)基礎(chǔ)課程，課程中的知識脈絡(luò)與后續(xù)許多專業(yè)課相關(guān)，其成績有很大可能會(huì)影響后續(xù)專業(yè)課成績。而且，多方面的教學(xué)反饋為2016級學(xué)生提供了學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)的直接引導(dǎo)，從而使成績好的學(xué)生以更加積極的心態(tài)去面對后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，這一良性循環(huán)機(jī)制使這部分學(xué)生的其他課程成績也較為理想。

六、總結(jié)與展望

多媒體通信導(dǎo)論是北郵“雙培計(jì)劃”通信工程專業(yè)多媒體通信方向的核心課程之一。本文分析了反思教學(xué)法和具身學(xué)習(xí)教學(xué)法的創(chuàng)客教學(xué)模式應(yīng)用于北郵2016級“雙培計(jì)劃”專業(yè)導(dǎo)論課的學(xué)習(xí)效果，并通過與未采用該模式的2015級大一至大三學(xué)生的學(xué)業(yè)成績進(jìn)行了對比。結(jié)果表明，相比于2015級學(xué)生，應(yīng)用了反思和創(chuàng)客教學(xué)模式的2016級學(xué)生主觀反饋結(jié)果更好，不僅多媒體通信導(dǎo)論成績整體高于2015級學(xué)生，且后續(xù)相關(guān)課程成績也整體有所提高，驗(yàn)證了本文所采用教學(xué)方法的有效性。然而，由于沒有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，多媒體通信創(chuàng)新導(dǎo)論課在授課方式把握、理論深度以及系統(tǒng)性設(shè)計(jì)方面仍存在不足，部分課程成績與多媒體導(dǎo)論課關(guān)聯(lián)程度不高，后續(xù)還需結(jié)合雙培生特點(diǎn)改進(jìn)教學(xué)方式，通過加強(qiáng)與其他相關(guān)高校的學(xué)習(xí)交流等形式，促進(jìn)多媒體通信導(dǎo)論課程教學(xué)效果的持續(xù)提升。