《基于主成分分析法对线上教学平台及教学方式的评价》-教育论文，中小学教育教学-论文范文参考-科学狗论文网

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基于主成分分析法对线上教学平台及教学方式的评价

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◆摘? 要：2020年春季学期延期开学，各大高校纷纷响应教育部号召开展在线教学实践。相较于线下授课，如何突破时空离散的现代化困境，切实做到“停课不停学”成为了各高校探索新型教学模式的关键。基于此，本文以某高校2018级本科生为调查对象，通过构建主成分分析模型对线上教学平台及教学方式的选择进行探讨，希望能为实施稳定、高效、有序的线上教学模式提供借鉴。

◆关键词：线上教学平台;线上教学模式;主成分分析法

1引言

近些年，互联网技术迎来了高速发展。据《第44次中国互联网络发展状况统计报告》显示，截至2019年6月，我国网民规模达8.54亿，互联网的普及率接近61.2%。越来越多的高校正由以“师生直面”的传统教学方式向“020混合教育模式”过渡。将线上教学作为辅助手段来弥补传统形式的枯燥、信息获取慢等缺陷。但大规模、长周期的在线教学活动还尚处萌芽状态。本次春季延期开学，具有一定突发性和应急性。这场史无前例的在线教学活动成功考验了我国教育信息化建设成果，首次将现代信息技术与课堂教学全方位融合。然而，卢丽华、孙新洋等学者研究表明真正掌握并熟练运用信息技术的教师，尚不到总数的10%。绝大多数人仍习惯沿袭传统的线下授课。不少老师仅经过短暂的技术和方法培训后就奔赴前线，导致无论从课程资源、平台技术、组织管理还是师生心理状态，各方面准备皆处于被动。特别是在线教学平台如雨后春笋，仅在华为手机市场上线的应用程序就多达68种。即使是同一个平台，授课方式的差异也使教学效果迥然不同。对此，本文将主成分分析法分别引入到线上教学平台及教学方式的选择中，根据综合评价值，帮助各高校探索出特殊情况下“互联网+教育”的优化模式。

2模型准备

由于“线上教学平台”和“线上教学方式”的影响因素是多方面的，选取多指标大样本虽为评价提供丰富的信息，但也在一定程度上增加了问题的复杂性，同时各指标之间反映的信息可能存在重叠。因此，笔者选择了主层次分析法建立模型。首先做出模型假设：

2.1假设每位教师教学水平无差别，并可以量化

2.2假设每位学生对知识接受和反馈程度一致

2.3假设被调查每位学生家中都具备线上学习条件

针对市面上流行的“线上教学平台”设计了6项评价指标：①软件流畅度;②画面清晰度;③功能多元化;④师生交互性;⑤页面设计生动程度;⑥操作简便性。便于数据处理，将其定义为主成分分析模型中的可观测的随机变量[X1…X6];

并为“线上教学方法”设计5项评价指标：①学生的知识接受度;②学生花费的时间成本;③学生的学习兴趣;④学生与教师间互动性;⑤授课内容丰富性，将其定义为随机变量X1…X6。

进一步，面向某高校2018级本科生发放“线上教学平台”和“线上教学方式”调查问卷进行评价打分（分值为1—5分，效果越好赋分越高）。共计发放问卷110份，剔除无效问卷13份后，问卷信度系数α=0.87>0.8，可认为该调研结果有效。

3模型建立

3.1“线上教学平台”评价模型

经过初步调查，选择6种具有代表性的线上教学平台：①超星学习通;②雨课堂;③腾讯课堂;④腾讯会议;⑤QQ直播;⑥钉钉。每种平台观测6项评价指标（变量）：[X1…X6]，得到原始数据资料矩阵：

“线上教学平台”模型的具体实现步骤，可用流程图表示为：

3.2“线上教学方式”评价模型

设有3种不同的线上教学方式：①PPT播放为主;②提前录制视频资料;线上板书。每种教学方式观测5项指标（变量）：[X1…X6]得到原始数据资料矩阵：

综合指标[F1，…，F5]分别称为第一、第二、[…]、第五主成分。根据贡献率的大小，取前2个互不相关的主成分，以此代替原始指标来评价不同“线上教学方式”的教学效果。进一步根据各主成分的方差贡献率为权重，构建面向“线上教学方式”的综合评价函数：[F=β1F1+β2F2]

由于“线上教学方式”模型的实现步骤与“线上教学平台”模型的实现步骤一致，在此不做过多赘述。

4模型求解

4.1“线上教学平台”模型求解

我们选用SPSS23.0软件对6种不同的线上教学平台的6项指标得分进行主成分分析，经过标准化数据处理后，结果如下：

参照表2，按照特征根大于1的原则，选入两个主成分。其方差累计贡献率为84.403%，能够较好的反映原始信息。

我们将这两个主成分作为评價6种不同线上教学平台的综合变量。根据表3中每个主成分与对应变量的相关系数可知：第一主成分在指标1、指标4、指标6上有较高的载荷，体现出“线上教学平台”的自身功能。第二主成分在指标2、指标3、指标5上有较高的载荷，体现出“线上教学平台”的用户体验设计。

主成分表达式：

根据每个主成分所对应的特征值占所提取主成分总的特征值之和的比例作为权重，可计算出6种不同“线上教学平台”的质量综合评价值F，并按综合得分的大小进行排序（见表5），综合评价值越大，该平台的使用效果就越好。

4.2“线上教学方式”模型求解

我们同样选用SPSS23.0软件对3种不同的线上教学方式的5项指标得分进行主成分分析，经过标准化数据处理后，结果如下：

参照表7，按照特征根大于1的原则，选入两个主成分。其方差累计贡献率为100%，能够很好的反映原始信息。

我们将这两个主成分作为评价3种不同线上教学方式的综合变量。根据表2-3中每个主成分与对应变量的相关系数可知：第一主成分在指标3、指标5上有较高的载荷，体现出“线上教学方式”对于学生学习兴趣的外在引导。第二主成分在指标1、指标2、指标4上有较高的载荷，体现出“线上教学方式”对于学生掌握知识的程度。

主成分表达式：

[F1=0.223X1-0.281X2+0.330X3+0.174X4+0.250X5]

[F2=0.374X1+0.268X2-0.01X3+0.430X4-0.332X5]

根据每个主成分所对应的特征值占所提取主成分总的特征值之和的比例作为权重，可计算出3种不同“线上教学方式”的质量综合评价值F，并按综合得分的大小进行排序（见表10），综合评价值越大，该教学方式的接受效果就越好。

5结论分析

通过最终生成的综合排名来看，对于“线上教学平台”的选择，学生更倾向于腾讯会议、超星学习通和钉钉，可见这三种平台无论从功能性还是内容设计性都受到了学生的喜爱。当然也不能排除学生在填写问卷时存在个人心理偏好和受不同课程特点的影响。通过“线上教学方式”的选择来看，学生更适应以PPT为主的直播播放。进一步访问可知，PPT文档有助于课堂上知识点归纳和课后复习，但老师在授课过程中容易出现“照本宣科”的问题，需要引起足够重视。疫情的阴霾终会散去，线上教学模式的成功经验也会为推进我国教育现代化奠定基础。伴随着5G时代的来临，“互联网+”技术日臻成熟，必将带来线下传统教育与在线教育的融合，形成全新的教育模式。

参考文献

[1]杨金勇，裴文云，刘胜峰，等.疫情期间在线教学实践与经验[J].中国电化教育，2020（04）：29-41.

[2]卢丽华，孙新洋.教育信息化背景下高校教师教学能力的提升[J].教育现代化，2019，6（44）：78-80.

[3]周飞，韩红煊，陈余平，等.主成分分析法在耕地地力评价中的应用[J].浙江农业科学，2020，61（01）：170-172.

[4]黄荣怀，张慕华，沈阳，等.超大规模互联网教育组织的核心要素研究——在线教育有效支撑“停课不停学”案例分析[J].电化教育研究，2020，41（03）：10-19.

作者简介

李明乾（1999—），男，北京人，陕西省西安市，西安电子科技大学，人力资源管理专业，本科生。

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