线上线下混合式教学效果评价与学习预警方法技术

本发明专利技术提出线上线下混合式教学效果评价与学习预警方法，解决现有技术在评价教学效果时仅采用基于结果的传统评价方法。本发明专利技术的实现步骤为：(1)建立线上线下混合教学环境下学生学习投入评价指标与评价方法；(2)建立知识单元的学习效果评价指标与评价方法；(3)建立学习预警方法；(4)建立多维度教学效果评价指标体系和评价模型。本发明专利技术以积极学习理论为指导，从知识单元教学目标监测、教学活动参与、学习行为分析等维度，实现基于教学全过程的教学效果监测与评价。同时进行阶段性预警，通过跟踪和分析学生在学习过程中的表现，及时发现教学和学习过程中存在的问题并进行针对性指导和完善。和完善。和完善。

【技术实现步骤摘要】
线上线下混合式教学效果评价与学习预警方法


[0001]本申请涉及教育数据挖掘领域，尤其涉及线上线下混合式教学的学习效果分析与学习预警。

技术介绍

[0002]线上线下混合式一流课程是“双万计划”中的重要组成部分，通过线上与线下教学活动的有效衔接，实现从以“教”为中心的教学向以“学”为中心的教学转变。在传统线下教学过程中，教师和学生分别作为主客体，以教师知识输出为主，即教师用一套教案面向所有学生授课，忽略了不同学生的差异性，无法很好的挖掘学生的学习兴趣，培养学生自主学习能力。而线上教学提供多样化学习形式：电子教材、视频讲解、交流讨论区、在线章节测试等。最重要的是，线上教学打破了传统的以教师输出为主导的教学模式，能够更好的挖掘学生的学习兴趣偏好，调动学生的学习主动性，培养学生独立思考的能力。但是线上教学存在互动障碍，教师无法及时了解学情。因此，传统课堂教学模式与线上教学模式实现优势互补，“线上”(网络教学)+“线下”(面授教学)混合式教学模式应运而生。
[0003]线上线下混合式一流课程的建设质量最终需要通过课程教学效果来体现，做好混合式教学的学习分析与预警是保证课程教学质量的重要手段。现有的线上线下混合教学的研究成果主要集中在单纯的学习效果评价和学习行为分析等方面，即以一次或者多次作业以及测验成绩为评价标准，与一流课程的建设要求目标存在较大差距。一流课程建设强调知识、能力和素质的有机融合，教学效果评价不仅要考查学生对课程知识的记忆和理解，更要关注学生在课程学习中获得的能力。因此，本专利技术拟以积极学习理论为指导，从知识单元教学目标监测、教学活动参与、学习行为分析等维度，实现基于教学全过程的教学效果监测与评价，进行阶段性学习预警。通过跟踪和分析学生在学习过程中的表现，及时发现教学和学习过程中存在的问题并进行针对性指导和完善，可以更好的提升各项教学指标。

技术实现思路

[0004]本专利技术鉴于传统学习效果评价技术不足，提出了融合学习行为分析的全过程教学效果评价体系和学习预警方法，用于动态反映学生在课程学习过程中的学习表现，并通过跟踪和分析学生在学习过程中的表现进行阶段性预警，及时发现教学和学习过程中存在的问题，为个性化学习指导提供参考依据，具体包括步骤：
[0005]建立线上线下混合教学环境下学生学习投入评价指标与评价方法；
[0006]建立知识单元的学习效果评价指标与评价方法；
[0007]建立学习预警方法；
[0008]建立多维度教学效果评价指标体系和评价模型。
[0009]根据本专利技术步骤一建立线上线下混合教学环境下学生学习投入评价指标与评价方法，包括内容：
[0010]将教学效果评价中的学习投入评价分为：行为投入、情感投入以及认知投入三个
维度；
[0011]行为投入分析主要考察学生在课程学习中的学习行为表现，包括在线视频学习时长、在线测试提交成绩的次数、课程作业提交次数、提及基础实验次数、提交能力提升实验次数、参与课堂讨论次数、参与生生评价次数、在线上平台讨论区发起讨论贴的次数、在线上平台回答老师或教师提出的问题的回帖次数、主持翻转课堂的次数这10个指标；
[0012]情感投入分析主要考察学生在课程学习中与同学、教师等主体的情感反应，包括与教师交流课程学习中遇到的问题、与教师交流职业规划和想法、与同学教学交流探讨课程学习中遇到的问题、课程学习中与同学讨论合作、课后与同学讨论作业和实验、课程学习中帮助和辅导其他同学、参与教师的科研项目情况这7个指标；
[0013]认知投入分析主要评估学生使用的学习策略和学习方式，包括根据导学任务要求确立自己的课程学习目标、根据导学任务指定学习计划、利用导学资源预习、将学习与其他学科知识联系、利用教师推送的资源辅助课程学习、主动解决课程难题、举一反三完成课后作业、将课后作业做到最好、课堂上主动沟通交流情况这9个指标；
[0014]上述三个维度中，行为投入是可以量化的分析指标，可以由教师或线上平台统计各个指标的完成情况。认知投入和情感投入都是非量化指标，课程结课时通过问卷调查的形式对相关指标进行数据采集。
[0015]对三个维度进行数据预处理之后，得到每个学生在学习投入上的得分，并根据得分按照高、中、低进行离散化处理，分别用标签1、2、3表示，标签化处理后根据添加的标签将学生分成不同的学习投入程度的群体，以便能为在学习投入上有不同表现的学生群体提供更好的学习服务。
[0016]根据本专利技术步骤二建立知识单元的学习效果评价指标与评价方法，包括内容：
[0017]在规避传统教学效果评价方式不足的基础上，充分考虑线上线下混合式教学方法的特点，以及以学生为中心的教学理念，构建了面向教学全过程的教学效果评价指标。评价指标包含知识水平、能力水平和素质水平三个维度；
[0018]知识层次教学目标以布鲁姆(Benjamin Bloom)教育目标分类法为指导，主要关注学生对课程重要知识的理解和领会，评价学生对课程涵盖的基本概念、基本思想的理解和掌握水平。具体包含知识单元在线测试成绩、知识单元雨课堂测试成绩、知识单元作业评价得分这3个指标；
[0019]能力层次对应于布鲁姆(Benjamin Bloom)教育目标分类法的知识整合和应用、评价反思和探究创新，主要评价学生对已学习知识的整合和应用能力，主要评价学生在课程实验和实践中的表现。具体包含知识单元基本实践评价、已学习知识的整合应用能力评价、独立解决实际问题的应用创新能力评价这3个指标；
[0020]素质层次主要评价学生在知识单元上的主动学习投入，包括课堂和在线讨论的表现、自主探究精神等。具体包含学习态度评价、学习表现评价、反思与提升能力评价这3个指标；
[0021]根据上述设计的三个维度的指标，在每个知识单元教学活动完成后，通过线上教学平台、教学辅助软件和手工方式及时获得学生在知识、能力和素质上的学习效果表现数据，然后对这些数据进行整合和归一化处理，得到每个学生的学习效果评价数据。面向知识单元的学习效果评价目标是能够及时发现学习表现落后的学生以及当前存在的主要问题，
以便能及时针对这些问题进行动态教学调整，旨在实现面向不同学生群体的个性化教学。
[0022]基于知识单元学习数据的学习效果评价方法，具体计算方法如下：
[0023]SE
i
＝w
K
S
iK
+w
A
S
iA
+w
Q
S
iQ
[0024]w
K
、w
A
和w
Q
分别代表知识、能力和素质在知识单元评价中的权重，S
iK
、S
iA
和S
iQ
分别表示第i个学生在知识、能力和素质评价上的得分；
[0025]为了获得在当前知识单元上学习效果的分布情况，在学习效果评价数据上应用K
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.线上线下混合式教学效果评价与学习预警方法，其特征在于，包括步骤：建立线上线下混合教学环境下学生学习投入评价指标与评价方法；建立知识单元的学习效果评价指标与评价方法；建立学习预警方法；建立多维度教学效果评价指标体系和评价模型。2.根据权利要求1所述的线上线下混合式教学效果评价与学习预警方法，其特征在于，所述建立线上线下混合教学环境下学生学习投入评价指标与评价方法的步骤，包括：将教学效果评价中的学习投入评价分为：行为投入、情感投入以及认知投入三个维度；针对学生在课程学习中的学习行为表现，为行为投入设计10个指标；针对学生在课程学习中与同学、教师等主体的情感反应，为情感投入设计7个指标；针对学生使用的学习策略和学习方式，为认知投入设计9个指标；计算每个学生在学习投入上的得分，进行离散化处理并标签化。3.根据权利要求1所述的线上线下混合式教学效果评价与学习预警方法，其特征在于，所述建立知识单元的学习效果评价指标与评价方法的步骤，包括：将知识单元学习效果评价分为：知识水平、能力水平和素质水平三个维度；针对学生对课程重要知识的理解和领会，为知识水平设计3个指标；针对学生在课程实验和实践中的表现，为能力水平设计3个指标；针对学生在知识单元上的主动学习投入，为素质水平设计3个指标；计算基于知识单元学习数据的学习效果；获取在当前知识单元上学习效果的分布情况；获取在当前知识单元上学习上的强关联规则。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述计算基于知识单元学习数据的学习效果SE
i
通过知识、能力和素质在知识单元评价中的权重w
K
、w
A
和w
Q
以及第i个学生在知识、能力和素质评价上的得分S
iK
、S
iA
和S
iQ
获得。SE
i
＝w
K
S<...

【专利技术属性】
技术研发人员：何丽，王文静，王悦，
申请(专利权)人：天津财经大学，
类型：发明
国别省市：