基于SPSS的雨课堂教学效果分析
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—以物联网组网技术与应用课程为例*
范小娇，邢卓，马亚红，师韵，尼涛，王薇
（西京学院信息工程学院，陕西西安710123）
一、概述
（一）雨课堂
雨课堂是学堂在线与清华大学在线教育办公室共同研发的智慧教学工具，将教学工具巧妙地融入PowerPoint与，全景式采集教学数据，驱动教学微探，目的是推动混合式教学，形成性评价，多通道互动，其灵活的课前学习，快捷的课上测验，创新的师生互动如弹幕、投稿等功能受到了学习者的广泛好评。截至目前，全球已经有超过10000所学校的师生都在采用雨课堂授课。相关研究成果表明，应用雨课堂能有效激发学生学习兴趣，提高师生互动性[1]，教学效果良好，提高了学生的学习满意度[2]。在电子信息和物联网工程专业教学领域，学者研究了雨课堂在物联网工程导论、实验教学、信号与系统
等课程中的使用情况，发现雨课堂的使用有助于激发学生的学习兴趣和学习主动性[3]，能帮助学生加深对知识点的理解[4]，提高学生的实际动手与应用能力、知识综合能力，学生的工程意识和创新型思维得到了明显的提高[5]。
目前各个学科都对雨课堂智慧化教学有了初步设计和实践，并且取得了一定的效果。物联网组网技术与应用是物联网工程专业的主干课程，所涉及的前沿技术知识多，学习难度大，难以记忆和掌握。2019年，本专业
摘要：文章探讨雨课堂在物联网组网技术与应用课程教学中的应用效果。以2016级物联网工程专业的学生作为对照组，采用传统方式教学，2017级的学生作为实验组，采用雨课堂教学模式。对照组和实验组由师完成课程教学、试卷命题和批阅，基于SPSS完成了对学生期末成绩的定量和定性分析。分析结果表明，采用雨课堂教学和传统方式教学，学生成绩的总体均值无显著性差异，但学生在70-80分段的成绩占比相比较传统教学模式有较大的提高，且及格率为100%，可以看出，雨课堂教学模式，确实提高了部分学生的学习积极性和考试成绩。
关键词：雨课堂；SPSS；新工科；教学效果评价
中图分类号:G642文献标志码:A文章编号:2096-000X(2021)16-0116-04
Abstract:The application effect of Rain Classroom in networking technologies in IOT course is discussed in this paper. Students of Grade2016majoring in Internet of things engineering were used as the control group and the traditional teaching method was used.Students majoring in Internet of things engineering,Grade2017,were as experimental group,adopting Rain Classroom teaching mode.In the control group and the experimental group,the same teacher completed the course teaching, test paper proposition and marking,and completed the quantitative and qualitative analysis of students'final score based on SPSS.The analysis results show no significant difference in the overall average score between rain classroom teaching and traditional teaching.Whereas,compared with the traditional teaching mode,the score of the experimental group students in the 70-80section have been greatly improved,and the pass rate is100%.It can be seen that Rain Classroom teaching model has indeed improved some students'learning enthusiasm and examination results.
Keywords:Rain Classroom;SPSS;new engineering;teaching effect evaluation
*基金项目：陕西省教育厅专项科研计划项目“引入高k栅介质材料的纳米级FinFET器件性能研究和优化”(编号:7JK1162)；陕西省教育厅专项科研计划项目“基于介电特性的农作物生长状态的无损检测研究”(编号:17JK1155)；陕西省科技厅重点研发项目“网络化农业精准管理模式与生产示范”(编号:2017ZDXM-NY-088)；西京学院教育教学改革研究重点项目“民办高校工程硕士研究生课堂教学质量
评价体系与提升策略研究”(编号:XJYJ1702)
作者简介：范小娇（1978-），女，汉族，河南博爱人，博士，讲师，研究方向：物联网应用技术；邢卓（1985-），男，汉族，陕西西安人，讲师，博士，研究方向：现代教育教学方法；马亚红（1982-），女，汉族，陕西富平人，博士，讲师，研究方向：物联网技术及教学方法；师韵（1968-），女，汉族，陕西西安人，学士，副教授，研究方向：物联网技术及教学方法；尼涛（1980-），男，汉族，陕西西安人，博士，讲师，研究方向：物联网技术应用；王薇（1986-），女，汉族，陕西西安人，博士，讲师，研究方向：物联网技术及教学方法。
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教师在物联网组网技术与应用课程中，开始使用雨课堂教学，取得了一定的成果。
（二）教学效果评价
教学效果评价是对教学过程及结果进行价值判断并为教学决策服务的活动，评价主要是针对学生的学习效果和教师教学工作过程的评价。其中对学生的学习效果即考试和测验结果的评价是教学效果评价的主要部分。统计方法是对学生成绩进行评价的常用方法，在多个学科、多种类型的课程教学效果评价中已经得到了广泛的使用[6-10]，其分析结果具有较高的实践和统计意义。因此，本文采用SPSS软件，对采用雨课堂和传统教学模式下的学生成绩进行分析，用来评估雨课堂的教学效果。
二、研究对象与方法
（一）研究对象
选取物联网工程专业2016级的46名学生作为观察组，采用雨课堂教学模式；选取物联网工程专业2015级的42名学生做为对照组，采用传统教学方法。两组学生均由师授课，同时两组学生的性别、年龄、高考分数均无统计性差异，具有可比性。
（二）对照组教学方法
采用传统的教学方法，课前布置预习相关内容，课上采用多媒体教学，课后布置作业。
（三）实验组教学方法
教师和学生通过和扫一扫功能，建立和进入班级课程。课前，教师根据教学目标和进度，将预习内容、相关视频和网页链接以公告的形式发送到班级，学生在规定时间内完成对预习资源的自主学习。课堂教学中，利用雨课堂，实现课堂签到、课堂测试、自由讨论等功能，针对课程的重点难点进行讲解。课后在班级雨课堂发布作业，要求学生在规定时间内完成。同时，沿用传统教学模式，要求学生完成书面作业，教师进行批阅。
（四）评价方法
白浩两组学生的期末考试均为闭卷纸质考试，题目由选择、填空、判断、简答以及综合设计五部分构成，其中综合设计题目为主观题，涉及多个知识点的综合运用，占20分，其余题型为客观题，考察学生基本知识点的掌握情况，占80分。两组试卷难度相当，并且试卷由师批阅，评分标准相同。
三、两种教学模式下的学生成绩统计分析
两种教学模式下，学生的卷面成绩如表1所示，采用SPSS20.0软件进行统计学分析。
表1两种教学模式下的学生卷面成绩（分）
T检验：T检验分三种类型，单样本T检验、配对样本T检验和独立样本T检验。针对学生学习成绩计量数据，若服从正态分布，主要比较两种教学模式下学生成绩差异显著性，因此适用于独立样本T检验。
1.正态性检验
确定学生成绩是否满足正态分布，是进行单独样本T检验的前提。采用非参数检验中的单样本K-S检验，对传统教学模式和雨课堂教学模式的成绩分别进行统计分析，操作步骤为：分析→非参数检验→旧对话框→1-样本K-S，传统教学模式，雨课堂教学模式→检验变量列表，检验分布选常规。其结果如表2所示。
表2单样本Kolmogorov-Smirnov检验
正态性检验结果表明，P传统教学模式=0.236>0.05，P雨课堂教学模式=0.901>0.05，即两种教学模式下，学生的卷面成绩均服从正态分布。
2.单独样本T检验
确定两组学生成绩均服从正态分布，因此，采用单教学模式学生成绩
传统教学模式
70 80 89 74 92 85 78 77 77 91
61 79 76 86 78 87 75 85 66 79
71 84 76 72 83 88 48 76 86 83
81 75 67 86 86 80 77 35 72 79
77 72
雨课堂教学模式
90 87 71 80 76 90 71 80 77 79
71 84 84 72 80 78 70 88 71 82
78 72 67 76 70 84 84 76 61.5 71
77 78 75 80 78 76 70 75 74 69
80 74 82 86 73 80
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独样本T 检验来比较两种教学模式下学生成绩差异显著性。部分数据文件如表3所示。操作步骤：分析→比较均值→单独样本t 检验，组别→分组变量，点击组别激活定义组，点击定义组，→输入1和2，继续
→确定。分析输出结果见表4和表5。
表3部分数据文件
从表4可以看出，两种教学模式下，学生成绩的均
值一样，都为77.12，进一步研究，对于传统教学模式对应的组别1而言，学生成绩的标准差为10.671，而采用雨课堂模块教学对应的组别2的学生成绩的标准差为6.280，这说明第2组成绩相比较第1组成绩更集中在均值附近，第1组成绩则更为离散。
从表5可以看出，第二列F 统计量的观察值为2.448，第三列为对应的概率P=0.118>0.05，可以认为两组教学模式下，学生成绩两组总体的方差无显著性差
异，即通过了Levene 方差齐性检验。
由于两组总体的方差无显著性差异，所以T 检验结果应在方差相等的条件下做出，也就是推断结果应从“假设方差相等”行中得到，该行的第六列给出了双侧概率P=1>0.05，在显著性水平为0.05的条件下，认为两种教学模式下成绩的总体均值无显著性差异。可以从表4
看出，两组教学模式下，成绩均值都为77左右，无明显差别。
进一步研究，图1和图2给出了传统模式下和雨课堂教学模式下学生成绩的分布图。其中A 代表大于等于90分，B 为80-90分段，C 为70-80分段，D 为60-70分段，E 为小于60分段。图中，各分数段的第一个数表示学生人数，第二个数代表所占百分比。可以看出，两种教学模式下，A 段和D 段的学生成绩占比分别为5%和4%，7%和7%，无显著性差别。但是在C 段，也就是70-
80分段，雨课堂教学模式下学生成绩占比达到56%，比传统教学模式下的47%提高了近10%，同时注意到，雨课堂教学模式下，学生及格率达到了100%。
图1传统教学模式下学生成绩分布图
图2雨课堂教学模式下学生成绩分布图
序号 组别 成绩 1
1 70 ... ... (40)
1
76 41    1 86 42    1 83 43    2 90 44    2 87 45    2 71 46
2 80 …
…
…
88    2
80
表5独立样本检验
表4组统计量
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以积极饱满的热情投入到合作探究学习当中，鼓励学生勇于表达自己的想法，畅所欲言。学生在教学活动中处于主体的地位，充分发挥自身的主动性与创造性，与老师和同学交流互动，通过主动探究和合作学习的方式来实现知识的内化和迁移。
3.课后知识巩固阶段
在课后知识巩固阶段，学生在SPOC平台上完成课后练习和章节测试，将课堂上所学知识和技能与具体问题和实际情境相结合，经过自己个性化的思考和分析，用以解决实际问题。而教师在SPOC平台上进行在线答疑，并收集学生反馈的信息，为下一单元的教学做准备。
总之，“三位一体”混合式教学模式在教育学课程教学中的应用，符合信息化时代的要求，有助于推动教学方式的变革，有利于教师因材施教和学生个性化学习。需要明确的是，“三位一体”混合式教学模式是以提高教学质量、进而提高人才培养质量为最终目标的，而激发学生的学习积极性、提高教师教育教学能力是其中的关键。
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四、结束语
根据以上表格分析得出的结论可以看出，采用雨课堂教学和传统教学，学生成绩的总体均值无显著性差异，均值接近。进一步分析可以看出，雨课堂教学模式下，学生70-80分段的成绩占比相比较传统教学模式有较大的提高，且及格率为100%。可以看出，雨课堂教学模式确实提高了部分学生的学习积极性和考试成绩。
雨课堂的教学模式在物联网组网技术与应用、专业实验等课程中的应用，还存在很多的问题，如何把学习内容通过雨课堂的方式进行更好的展现，如何化简为繁，都需要在后续的实践中不断的学习和完善。以学生作为评价主体，采用SPSS统计方式评价教学效果，其具有相当的信度。但是，又存在一定的局限性。从科学性上分析，课程教学效果评估的内容，不仅仅是学生的卷面成绩，也包括授课内容，教与学的方法、态度等。学生对教与学的态度，教学效果更有体会。因此，需要设置怎样的调查问卷，选用何种统计方法，从而能够实事求是地选出更加客观、公允、理性的指标进行教学效果的评估，还有待于进一步的深入研究。
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