[摘  要]當前的小組合作學習模式存在合理性缺失等問題。因此研究利用OED方法對其進行改進，并引入灰色理論校正模型對改進的小組合作學習模式有效性進行了驗證。驗證結果表明，應用改進的小組合作學習模式后學生的成績呈現逐年上升的趨勢，而此時灰色理論修正模型的預測相對誤差僅為1.1%，精度達到1級。此時利用該模型進行預測并將改進的小組合作學習模式與引入的模式進行對比后發現，第一次測驗時研究提出的模式90～100分的人數占比34.1%，第二次測驗時占比51.1%，第三次測驗占比68.2%，均高于對比模式。綜合來看，改進的小組合作學習模式對“數字合成與特效”課程學生整體成績的提升具備有效性，對后續其他高職院校動漫專業課程教學質量提升具有重要意義。

[關鍵詞]小組合作學習模式  高職院校  動漫專業課程  預測模型

引  言

高職院校實際的培養目標是為學生提供更多的就業機會，提高學生的實踐能力。高技術人才既要有高的綜合素質，又要有扎實的專業技術基礎，這是現代教育的重要目的。然而當前的高職院校動漫專業實際的教學過程中因受到諸多因素的影響，逐漸出現學生綜合素養不高，專業知識薄弱等問題。此時為改善該狀況而出現的小組合作學習模式依然存在教學模式形式化、小組實際的分組機制合理性缺失、分配方法科學性較低的問題。Han X等人針對大學英語教學中小組合作學習模式的相關問題，通過對大學英語課程充分研究之后引入了加強了教師的干預作用，以此優化了小組合作學習模式。沈靜等人針對傳統解剖學課程教學中的問題，在案例驅動式方法的基礎上提出了加強局部解剖學實踐能力的小組合作學習模式。楊金玉等人針對傳統的小組合作學習模式情意值缺失等的問題，通過利用人工智能的方式引入了該功能，以此提出了整合情意功能的小組合作學習模式。在此背景下，研究利用正交試驗設計（Orthogonal Experimental，Design，OED）對其進行改進，旨在篩選出學生的全部顯著性的影響因素，以此優化小組分配方式，降低人為干擾因素的影響，并有效提升學生整體成績與動漫專業課程教學質量。

基于正交試驗設計改進的小組合作學習模式

1.正交試驗設計優化理論及測評成績預測模型研究

為了有效提升高職院校動漫專業課程的教學質量，研究將某高職院校動漫專業中的“數字合成與特效”課程的教學作為研究背景，采用改進的小組合作學習模式來實施課堂教學干預與實際教學成績評價。其中，研究采用OED來篩選出學生的全部顯著性的影響因素，以此優化小組分配方式，降低人為干擾因素的影響。OED是一種用于多層次多因子分析的方法，其以局部實驗替代整體實驗，通過對實驗結果的分析，尋找最優的層次組合，從而實現對整體實驗的理解。其中，正交試驗分析的相關設計如圖1所示。

圖1為OED中常用的水平組合的正交表，其能有效減少實際實驗的工作量。以圖1為例，在進行3種水平和三種因子的實驗時，全面性實驗的要求下需要進行27種組合的實驗。但是如果利用OED的正交表進行實驗時，則不需要如此煩瑣，僅需要進行9次實驗。另外，在OED中，選擇合適的測試因子是最重要的工作。一般而言，當不考慮相互作用因子時，只要保證兩個因子同時存在于同一表內，就可以隨意指定一個因子分配在表中。將OED引入到小組學習中，不但可使學生的分組得到最優，還可降低主觀性影響因素，提高小組的公平度。同時，針對改進小組合作模式在“數字合成與特效”課程教學中干預有效性的問題，研究首要選擇了灰色理論作為成績預測評定的方法。其中，研究以單變量灰理論為基礎，運用小組合作學習模式對“數字合成與特效”課程班內學生的學習結果進行預測與分析。

針對灰色理論基礎上構建的預測模型對成績預測合理性的問題，研究選擇了后驗差檢驗法。后驗差檢驗法的精度表中，后驗差比處于0～0.35以及P值處于0.95～1.00時，則表示模型的精度處于1級，表現優秀；而后驗差比處于0.35～0.50以及P值處于0.80～0.95時，則表示模型的精度處于2級，表現合格。另外，使用傳統的灰色模型來擬合預測該課程的平均成績時的殘差列是正時負交替，并且具有不太規律的周期性。因此，研究考慮到模式預測的準確性，將周期序列函數與諧波變化產生的正弦函數聯合起來，來校正預測結果的殘差。殘差組合校正模型建模步驟如圖2所示。

從圖2中可以看出，殘差組合校正模型建模首先生成殘差序列，其次利用周期序列的相關函數來對該殘差序列進行對應的修正；接著利用正弦函數對其進行修正；然后經由周期序列函數與正弦函數的計算表達來進行相應的權重組合；最后計算出最終的預測值。

另外，依據對當前高職院校教育的調查發現，小組合作學習模式具有分組科學性低、小組的實際效率低、小組成員合作意識缺乏、教師自身的角色定位不達標以及全面有效的評估方法缺乏等問題。分組科學性低主要體現在學生依據成績或者固定的組合進行分組；效率低體現在小組成員的分工不明確導致其特長未得到最大化發揮；合作意識低體現在多數同學在遇到問題時不會尋求組員的幫助；教師角色定位出現偏差體現在教師在新知識的相關項目中無法讓學生了解實際的學習內容；全面有效的評估方法缺乏體現在當前的評價方法及時性低、對評估環節的重視度低、評估方式合理性低、評估方法過于理想化以及教師評估關注整體結果而忽視個體表現等。

2.正交試驗設計下的改進小組合作學習模式

在OED理論優化的基礎上，研究利用OED對小組中所有成員的動漫專業知識的相關技能以及綜合素質的影響因素進行了相應的優化，以此提出了改進的小組合作學習模式。其中，OED的優化流程如圖3所示。

圖3中可以看出，OED優化流程首先選擇適當的因子并排列正交表格中的每行每列，并以此計算出正交表格中每列不同水平相對于的數據之和其平方值；其次計算每列的實際偏差平方，并計算極差值。接著設定每個因素的實際自由度值，以此計算出相應的方差，并在此方差基礎上構建F檢驗的統計量；最后進行顯著性檢驗。其中，方差計算公式表達如式（1）所示。

式（1）中，[Ej]表示方差值；[C]表示列數；[G2ij]表示第i列因子第j水平的實驗指標；CT表示每行的實驗數據。而極差公式計算表達如式（2）所示。

式（2）中，[Fj]表示極差值；[Di]表示第i列因子數據之和。自由度的等式表達如式（3）所示。

式（3）中，[df（·）]表示每個因素的自由度值。而方差和構建的F檢驗統計量計算表達如式（4）和式（5）所示。

式（4）中，[MEi]表示每個因素自由度下的方差值。

式（5）中，FA表示構建的F檢驗統計量值。在進行OED選取時，研究利用三因素三水平的實驗來構建樣本，并分別對每組成員的動漫專業知識能力和綜合素質能力進行相應的正交實驗。同時研究設定的動漫專業學生知識技能影響因素為基礎的知識、學習的能力以及操作的能力；綜合素質的影響因素為溝通與合作的能力、語言表達的能力以及組織與協調的能力。因此，以動漫專業學生成績為例，利用OED分析出的動漫專業學生知識技能顯著性檢驗如圖4所示。

從圖4中可以看出，該學生動漫專業知識技能的三個影響因子中，基礎知識的極差值為31，學習能力的極差值3，操作能力的極差值為9。依據極差值缺陷進行的方差分析同極差值分析的實際結果差距較大。基于此，可以依據這兩個結果判定出該學生動漫專業知識技能中最大的影響因子。后續的綜合素質能力顯著性檢驗同該過程類似。在最終進行分組前，采用正交實驗方法對被試進行方差分析，以此實現對被試者進行初步的分類。其次，根據分析的結果對每個學生進行了科學合理的排序；接著根據學員的排名，對小組進行了合理的安排。采用正交實驗的方法，將每個同學的優勢進行排序可以消除人為因素的影響，使老師可以更合理、更科學地安排小組。另外，該方法只需少量的資料即可完成，操作簡便，易于實施。

在實際的應用中，首先需要對分組的方案進行確定，即對OED優化結果進行確定和按照最優化的目標功能將學生分成若干組。其次對組員進行科學分工，即組長需要具備組長具備協調指揮，控制全局的才能，組員依據特長擔任不同的職務。接著教師需要時刻掌控學情；最后教師開始備課。

改進小組合作學習模式干預高職院校動漫專業課程有效性分析

為了驗證改進小組合作學習模式干預提升高職院校動漫專業課程學生成績的有效性，研究在正交實驗優化下引入灰色理論來對小組平均成績進行相應的預測，從而對其教學評價成績進行評估。其中，灰色理論應用預測可行性評估結果如圖5所示。

綜合圖5可以看出，研究總計選取了該校動漫專業《數字合成與特效》課程的6個小組進行了5次成績評價，依據前四次的評價成績來對第5次評價成績進行預測，依據第五次評價成績對第6次進行預測。實驗結果顯示第5次評價成績的實際數值和預測的數值之間存在的相對誤差較小，數值維持在0～8.7%之間，表明灰色理論模型的準確率較高。在此基礎上外推預測的第6次預測結果中第二組成績為30分，為6組中最低成績，因此此時可以利用改進后的小組合作學習模式來對其進行干預。研究以2022年為基點向前推進，選取了該校動漫專業“數字合成與特效”課程2017—2022年的成績進行預測對比。其中，前兩年未采取改進后的小組合作學習模式，從2019年開始使用該模式。其結果如表1所示。

從表1中可以看出，2021—2022年預測與實際值之間的相對誤差處于10%左右，因此需要利用殘差組合模型進行校正，修正后預測值結果為91.1分和92.6分，與實際值差距較小。同樣依據校正模型預測2023年的成績高達94.4分。綜合來看，從2019年實施改進小組合作學習模式開始，該課程的平均成績逐年提升，表明了該模式的有效性。同時，模型精度對比結果中，灰色理論的校正模型的相對誤差僅為1.1%，同時后驗誤差比為0.04，表現出了更高的模型有效性和預測精確性。在模型準確性較高的基礎上，為了進一步驗證改進的小組合作學習模式的有效性，研究引入利用導學案的小組合作學習模式進行對比，通過灰色理論的校正模型對《數字合成與特效》課程某個班級88人2023年下半年某兩個的三次測試成績進行預測對比，其結果如圖6所示。

綜合圖6可以看出，第一次測驗時研究提出的模式90～100分之間的人數達到30人，占比34.1%，對比模式為21人，占比23.9%。第二次測驗時研究提出的模式90～100分之間的人數達到45人，占比51.1%，對比模式為32人，占比36.4%。第三次測驗時研究提出的模式90～100分之間的人數達到60人，占比68.2%，對比模式為42人，占比47.7%。綜合來看，兩個模式隨著運用的時間的增加，均對學生成績的提升具備有效性，而研究提出的模式表現更為優秀，在第二次測試時90～100分的人數就超過了50%。實驗結果表明了改進的小組合作學習模式對提高學生整體的“數字合成與特效”課程成績具備明顯的促進作用，可以為后續在動漫專業其他課程應用提供借鑒。

結  論

為了有效提升高職院校動漫專業課程的教學質量，研究利用OED方法對當前的小組合作學習模式進行了改進，并引入灰色理論修正模型驗證該模式的有效性。實驗結果表明，第5次評價成績的實際數值和預測的數值之間存在的相對誤差較小，數值維持在0～8.7%之間，具備較高準確率，以此進行了第6次評價中2組成績最低。因此可以利用改進的小組合作學習模式進行干預，實施干預后學生成績逐年上升，并在2022年達到了92.7分，而灰色理論修正模型預測結果相對誤差僅為1.1%，同時后驗誤差比為0.04，具備較高準確性。此時利用該模型預測2023年學生《數字合成與特效》課程成績，并引入對比模式后顯示，研究提出的模式在第二次測試時90～100分的人數就超過了50%，可以有效性提升學生整體的“數字合成與特效”課程成績，具備較高有效性。綜合來看，研究提出的改進的小組合作學習模式對改善“數字合成與特效”課程教學質量具備實用性，可以為后續動漫專業其他課程模式學習改進提供借鑒。但是，研究提出的灰色理論模式在進行預測時并沒有考慮小組間相互關系，因此存在一定的缺陷，后續可以引入算法對其進行改進。

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（李欣馨：陜西交通職業技術學院）