基于网络化的工科学生在线学习与测试行为分析

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【摘 要】培养大学生的实践与创新能力是高等教育发展趋势，本文以工科学生的网络化教育教学及在线测试为基础，研究工科学生的在线学习与测试行为特点，分析网络环境下的工科学生学习习惯、学习方法等行为模式，促进信息化、网络化教育教学技术发展。

【关键词】在线学习；网络测试；创新实践；仿真

0 前言

随着科技发展和知识经济对高素质人才的需求，21世纪的高级工程技术人才，应该是具有良好实践能力的创造性人才，而实践能力和创新思维是高素质人才的核心和灵魂。积极培养大学生的实践和创新能力是世界高等教育发展的趋势，当前世界经济、科技和综合国力等方面的竞争日趋激烈，各国都把培养优秀的、创造型的、实践能力强的高素质人才作为教育改革的方向和突破口，提出了各自的教育改革和发展计划，如何将学生培养成一名优秀的工程应用型、具有良好创新意识和实践能力的高素质人才，是我国高等院校面临的一个亟待研究和解决的重要课题，而探索大学生的学习习惯、学习方法、思维方式与行动能力正成为关注的焦点。

通常，工科专业课程实验方法多采用物理仿真的实验内容和实验方法[1]，通过模拟方式实现特性分析，容易造成理论知识与实践环节相脱节，不利于提高学生的学习兴趣。而随着网络课程与学习技术系统的发展，为深入探索新型的实验方法和实验内容提供了新的机遇，将课堂授课内容网络化、虚拟实验与测试的网络化，可以充分利用网络的便利性，还可以通过网络实现学生的测试成绩、测试时间等数据，探索学生的学习习惯、主要关注点等信息，有利于分析工科学生的学习行为，改善教学过程。目前，利用互联网技术对学生的在线学习行为分析正逐渐成为关注的焦点。胡艺龄等[2]对学生在线学习行为进行分析，并在此基础上从网络挖掘的角度对学习数据进行模式分类与解析。袁文翠等[3]基于学生行为分析，构建基于学生行为分析的兴趣课程推荐系统，李贺华[4]提出的基于云计算机系统的实训平台等，都将用于的行为分析用于改善学生与教师教学互动，提高学生的学习兴趣及学习主动性。因此，本文将工科部分专业课程如《控制工程基础》、《计算机算法语言》、《机电工程》、《计算机辅助电路设计》等构建网络平台，采用虚拟仿真实验与在线测试方法，提高学生分析问题、解决问题的能力，并利用济南大学课程中心网站构建在线测试系统，通过采集学生的测试成绩、测试时间、测试频次等技术数据，分析工科学生的学习方式、学习习惯以及知识掌握的熟练程度，更好实现学生与教师间的教学互动，促进学生的健康发展。

以济南大学机械工程学院《计算机算法语言》课程为例，基于网络化的工科学生在线学习与测试行为分析分为以下几个方面：课程的学习兴趣、不同知识点的掌握程度、在线学习与测试时间、测试频次及测试效果等。

1 网络课程的学习兴趣

图1 学生选课及评教情况

济南大学机械工程学院《计算机算法语言》课程是一门专业选修课，主要讲授Matlab软件使用，以课堂讲授、网络化在线学习与测试方法相结合模式进行教育教学改革，该课程近几年的选课及评教情况如图1所示。

从图1可知，自2012年实行课程教改以来，学生选择该课程的人数由原来的40多人增加到2014年的近180人，约占机械工程学院选课学生的1/3，由于采用网络化在线学习与测试技术，学生学习兴趣浓厚，评教成绩也逐步上升，这样，教师与学生产生良性互动，促进《计算机算法语言》课程教学及相关专业的发展。

2 不同知识点的掌握程度

针对学生知识结构情况，网络化测试分为M文本编辑器、数据可视化、字符串、数值计算等四大知识点，与济南大学教务处课程中心网站相结合，通过不同知识点构建在线学习与测试平台，学生对于不同知识点的掌握程度如图2所示。绝大部分学生对于不同知识点掌握情况较好，优良率能够达到80%以上。

图2 知识点掌握程度

3 在线学习与测试时间

为满足不同学生在线学习与测试需要，将在线测试时间设定为1小时，在线测试周期长度为12个小时，学生将根据自己的学习计划进行在线学习和测试，学生可以根据知识点的掌握情况申请延长测试时间，不同学生在线学习与测试时间如图3所示。

图3 在线学习与测试时间（下转第42页）

（上接第36页）由图3可知，大部分学生都能在规定测试周期内完成在线学习与测试，由于测试题目难易程度不同，在规定时间内完成测试的同学分布为：M文本编辑器知识点约占5%，数据可视化知识点约占23%，字符串知识点约占51%，数值计算知识点约占43%，而其他同学将根据知识点掌握情况在线学习，通过申请延长测试时间来完成，而时间跨度多数同学在130分钟内完成，并且测试效果较好。

4 不同测试时间对学习成绩的影响

表1为某次在线测试中，不同测试完成时间对测试成绩的影响。从表1可知，在1～1.5小时内完成的同学最多，但平均成绩相对较低，而随着在线学习与测试时间的延长，平均成绩有所增加，在1.5～2.5小时，测试效果最好，而测试时间大于3小时的同学，平均成绩有所下降。

表1

5 结论

以工科大学生的专业选修课的在线测试系统数据为基础，对学生的在线学习能力、学习习惯、学习兴趣等进行分析，得出如下结论：

（1）以知识点模块化构建在线测试数据库，与课程中心网站相结合，有利于学生充分利用网上资源，实现边学习、边测试，能够很好提高学生对于知识点的掌握程度。

（2）采用在线测试时间与测试周期相结合方式，有助于学生首先利用网络进行相关知识点学习，然后根据知识点掌握程度在测试周期内，自行安排在线测试，提高了学生在线学习与测试的自主性。

（3）从目前在线测试情况来看，学生通过网络在线学习与测试的时长大多在2.5小时以内，说明知识点设置与题目难易程度设置适中。

（4）不同测试时间对学习效果产生不同影响。通过在线测试表明，在线学习与测试时间小于1小时和大于3小时的同学，学习效果较差，平均成绩约为83分，而时间安排在1.5～2.5小时的同学，学习效果较好，平均成绩约为95分，因此，合理安排测试时间有利于提高学生的学习效果。

【参考文献】

[1]陈乃建，王娜，门秀花，赵珅，丁良，王栋梁.基于MATLAB/GUI的《控制工程基础》课程数字仿真系统研究[J].科技信息，2013，15：170-171.

[2]胡艺龄，顾小清，赵春.在线学习行为分析建模及挖掘[J].开放教育研究，2014，02：102-110.

[3]袁文翠，于文娟，赵建民.基于学生行为分析的兴趣课程推荐系统的研究[J].微型电脑应用，2014，09：20-22.

[4]李贺华.基于云计算机系统的实训平台研究与实现[J].实验技术与管理，2015，03：157-160+202.

[责任编辑：汤静]