大学物理混合式学习效果及其影响因素研究

摘 要

混合式学习在教育界逐渐受到广泛关注。本文以大学物理课程为例，构建了线上、线下相结合的大学物理混合式学习模型。又基于扩展技术模型（TAM2），建立了大学物理混合式学习效果和影响因素模型，通过问卷调查研究了学习者特点、课程特点、技术特点、认知有用性以及认知易用性对混合式学习效果产生的影响。研究结果表明：学习者特点、课程特点、技术特点、认知易用性对认知有用性有正向影响，认知有用性对混合式学习效果有正向影响。

关键词 大学物理；混合式学习；学习效果；影响因素

Abstract Blended learning has received increasing attention in the educational field. Taking college physics courses as an example, this paper constructs a hybrid learning model of college physics that combines online and offline. Based on the Extended Technology Model (TAM2), establishes a model of the effects of college physics blended learning and its influencing factors, through the questionnaire survey, the effects of learner characteristics, curriculum characteristics, technical characteristics, cognitive usefulness and cognitive ease of use on the effect of blended learning are studied. The research results show that: learner characteristics, curriculum characteristics, technical characteristics, and cognitive ease of use have a positive effect on cognitive usefulness, cognitive usefulness has a positive impact on the effect of blended learning..

大学物理是理工科类的一门基础课程，该课程的教学目的是使学生为后继专业课程的学习奠定必要的物理基础。传统的大学物理课程缺乏趣味、形式单一，从而影响学习效果。混合式学习打破了传统教学时间、空间和资源上的限制，使课堂更加高效，有效培养了学生的科学思维和解决实际问题的能力。同时，线上学习加强了学生的移动学习效果，而线下成果考核又反向促进了教师对线上课程的优化，帮助学生从被动学习向主动学习过渡，满足学生个性化学习与创新实践能力培养的需求，突出学生是课堂中心，同时提升了教学质量。因此，构建大学物理混合式学习模型，具有重要的应用价值。 

1 混合式学习模型建构

建构主义学习理论认为知识是由学习者在一定的情景下借助于他人帮助、利用必要的信息资源主动建构的^[1]。传统的大学物理学习过程中，学生课堂参与感不强，缺乏对知识结论的思考，常常发呆走神。再者，课程的考核评价方式单一，成绩评定主要由学生的期末考试成绩为主，课后作业成绩为辅，会出现作业雷同、抄袭标准答案等现象，无法正确反映学生实际掌握知识的情况。线上学习则缺乏教师指导、难以理解课程内容、没有充足的学习时间以及无法克服自身惰性等问题。

综上，在新教育技术发展条件下，为了进一步提高教学质量，本文在长江大学展开实践，选择部分开展“大学物理”课程的班级，主要利用 MOOC、雨课堂等多种线上教学资源平台，与传统教学方式融合、丰富教学环节，构建出线上、线下相结合的混合式学习模型，如图 1 所示^[2]。

该模型主要以课前预习、课堂教学、课后反馈三个环节为指引，实现师生互动、生生互动，为学生个性化、多样化学习提供便利，符合新时代对高校教学转型和教学改革新要求。三个环节均有着重要作用^[3]，如表1所示。

2 混合式学习效果及影响因素的测定方法

2.1 问题假设

理性行为理论认为学习者的学习态度影响学习者行为^[4]。即学习行为直接取决于个人行为意向，而学习态度又影响了学习意向和行为，同时态度受到外部变量对它的作用。外部变量主要指学习者的基础和背景，包括知识基础、认知水平、创新能力等，从而影响最终的学习效果。本文根据技术接受模型（TAM）和扩展技术接受模型（TAM2），同时参考已有的文献和理论，确定了混合式学习中影响学习者学习效果的 5 大因素：学习者特点、课程特点、技术特点、认知有用性和认知易用性^[5]，并做出假设。

1） 混合式学习中学习者特点正向影响学习者认知有用性

学习者特点包括学习者的学习经历、学习背景等，是自身能力的体现，可以对混合式学习效果产生影响。不同的学习者特点意味着认知水平、学习能力、心理素质、自我激励能力和操作经验等方面的差异，从而影响认知有用性。通过以上分析，可以假设：学习者特点正向影响认知有用性。

2） 混合式学习中技术特点正向影响学习者认知有用性

皮恰诺（Picciano A）认为，使用新技术的混合式学习课堂比传统课堂具有更高要求^[6]。通过选用优质的线上教学资源，提高教师的教学技术、使用基本软硬件能力的方式，能够最大限度地激发学生的潜能。因此做出假设：技术特点正向影响认知有用性。

3） 混合式学习中课程特点正向影响学习者认知有用性 

课程一般可分为社会科学类课程与自然科学类课程、理论类课程与实践类课程，不同类型的课程有不同的特点。大学物理是基础的自然科学理论类课程。课程特点直接影响学习者的学习兴趣，学习兴趣对学习效果存在正向影响^[7]。综上做出假设：课程特点正向影响认知有用性。

4） 认知易用性正向影响学习者认知有用性

认知易用性指学习者在学习和使用技术过程中感受到的简单和容易程度。坦尼森（Tennyson）指出易用性是指混合式学习中，数字化学习平台具有友好的界面和易懂的步骤指引，自主性和可操作性强。苏奇（Shuchih）等研究显示，学习者在使用新技术过程中，认知易用性正向影响认知有用性^[8]；秉乌（Bingwu）等人对持续使用慕课的意愿研究显示，用户的认知易用性对认知有用性有显著正向影响^[9]。基于上述研究成果，本文做出如下假设：认知易用性正向影响学习者的认知有用性。

5） 认知有用性正向影响学习者学习效果

认知有用性指学习者在体验混合式学习后，对自身学习效果和工作效率的提升程度做出主观判断，是学习者在接触混合式学习后形成的正面感知^[10]。埃特默（Ertmer P）等研究发现认知有用性对提升学习者的积极性有促进作用^[11]。当学习者意识到混合式学习使自己在学习上有所提高时，便体现出认知有用性对学习效果的影响。则可以假设：认知有用性正向影响学习效果。

综上所述，在对 TAM2 模型修改的基础上，构建了大学物理混合式学习效果及影响因素的研究框架模型，如图2所示。

2.2 问卷设计

为保证调查问卷的信效度，采用 Likert 5 级评分法进行测量，按照非常同意、同意、不确定、基本不同意、非常不同意，依序从 5、4、3、2、1 计分。测试问卷在已有文献和量表基础上，根据混合式学习的特点进行调整，并针对前文设定的学习者特点、课程特点、技术特点、认知有用性以及认知易用性五个方面，设计了 36 个题项。通过第一轮研究和专家评测，删除部分题项，重新整理剩余 23 个题项，使专家效度达到 0.8，克隆巴赫系数达到 0.911，最终问卷如表 2 所示。

2.3 研究对象与数据收集

研究对象选取湖北省荆州市长江大学 2016—2018 学年学生，包括土木工程专业 4 个班级，光电专业 2 个班级，机械专业1个班级和光源专业 1 个班级，共计 301 人。采用混合式学习模式教授大学物理课程，每个班级的教学实践持续两个学期。一共发放问卷 301 份，为保证真实性要求匿名作答，剔除无效问卷后，最终获得有效问卷 291 份，有效率 96.6%，符合测试要求。

3 混合式学习效果及影响因素的测定与分析

3.1 测量评估

本文采用 AMOS 24.0 中提供的极大似然法进行验证性因素分析（CFA），能够检测模型拟合度，判断假设模型与已有数据是否匹配，对数据完成初步统计和信度检测。数据中所有组合信度值（CR）和 Cronbach's Alpha 均大于 0.79，表明信度较好，且具有较高的内部一致性。同时，因素负荷量值应达到 0.60 以上，AVE 值超过 0.50，信度标准超过 0.50，具体结果如表 3 所示。

区分效度表示变量与其他变量间是否存在明显差异。若 AVE 值均高于构念间相关系数的平方，表明该模型具有良好的区分效度。如表 4 所示，各变量的相关系数在 0.0140~0.7675 之间，每一个相关系数 ±2 标准差后均不等于 1，则区分效度得到验证^[12]。

3.2 主效应检验

通过 AMOS 24.0 绘制结构方程模型图，对模型进行修正，再对修正后的模型进行关系路径分析，结果如表 5 所示。

由表 5 得到学习特点、技术特点、课程特点、认知易用性四个方面对认知有用性均有显著的正向影响(*、**、***分别表示 p≤0.05、p≤0.01、p≤0.001 )。认知有用性对学习效果也存在显著的正向影响，因此1号至5号假设均得到支持。根据假设检验结果，得出最终路径关系图，如图 3 所示。图中实线表示假设成立，虚线代表影响不显著。

4 结论与建议

本文通过对大学物理混合式学习模型的实践，验证了混合式学习效果的影响因素对其具有调节作用，并得出以下结论：第一，混合式学习中学习者特点、技术特点以及课程特点影响学习者的认知有用性，进而对学习效果产生较为显著的正向影响。由于混合式学习平台资源丰富、操作便捷、内容质量高，师生之间、生生之间互动增多等，均对混合式学习效果产生正向影响；第二，混合式学习中认知易用性会影响认知有用性，进而对学习效果产生正向影响；第三，认知有用性对学习效果有正向影响。混合式学习运用新技术，提高了学习者的积极度与参与感，使学习者处于主动位置^[13]。

混合式学习效果需要不断提升，是一个循序渐进的过程，针对上述结论提出以下建议：（1）根据学生特点设计混合式学习过程。混合式学习不仅依赖新教育技术，也取决于学习者自身特点，教师需把握学习者个性、知识基础、学习兴趣和自控能力的差异。研究表明，仅 14%的学习者觉得自己自控能力和自我约束能力强，59%的学习认为自己自控能力弱或很弱^[14]。所以根据不同学生特点，有效控制教学过程和学习进度，进行督促与指导，从而达到更好的学习效果。（2）选用优质的教学资源。在互联网时代，教育技术平台与线上教学资源多如牛毛，质量却参差不齐。精心选择教学资源和教育技术手段，既减轻了教师的压力，把时间投入到更重要的教学环节中，同时学生获得优质的信息来源，从而提高学习效率和成绩，达到事半功倍的学习效果^[15]。（3）注重跨学科知识融合。大学物理的课程特点决定了它不如实践类课程有趣，也不同于社科类课程紧跟时事。因此要求教师在混合式学习过程中，设计更多样的环节，例如：小组合作、学生互评等；并融入其他学科内容与特点，例如：物理学史、动手实验等，调动学生的积极性与参与度，体现混合式学习的价值和重要意义。

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基金项目:  教育部高等学校教学研究项目“信息技术背景下的大学物理全课程教学模式的研究与实践”（DWJZW201702zn）；湖北省高等学校省级教学研究项目“融合创新，打造地方高校大学物理混合式‘金课’”（2020424）。

通讯作者:  张静，女，长江大学教授，长江大学物理教育研究所所长，主要从事物理教育教学科研工作，研究方向为物理课程与教学论，[e-mail]。

引文格式:  张文悦，徐大海，段炼，等. 大学物理混合式学习效果及其影响因素研究[J]. 物理与工程, 2021, 31(6): 163-168.

Cite this article: ZHANG W Y, XU D H, DUAN L, et al. Research on the effect and influencing factors of blended learning of college physics[J]. Physics and Engineering, 2021, 31(6): 163-168. (in Chinese)

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