大數(shù)據(jù)背景下計(jì)算機(jī)教育混合式教學(xué)應(yīng)用研究

張佳銳

摘 要：當(dāng)前國家正逐步推進(jìn)信息技術(shù)和教育教學(xué)的深度融合，大數(shù)據(jù)技術(shù)為我國教育事業(yè)的改革和創(chuàng)新提供新的動(dòng)力。國內(nèi)外大數(shù)據(jù)應(yīng)用于教育教學(xué)處于初步階段。本文從教學(xué)資源、教學(xué)模式和考核方式三個(gè)方面闡述大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于計(jì)算機(jī)教育的應(yīng)用實(shí)踐，實(shí)踐效果表明大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠有效地改進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)的弊端，改善教學(xué)效果，提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);混合式教學(xué);計(jì)算機(jī)教育;教學(xué)模式

隨著信息技術(shù)和教育教學(xué)的不斷深入融合，信息技術(shù)為我國教育事業(yè)的改革和創(chuàng)新提供了新的動(dòng)力。數(shù)字化、信息化在教育領(lǐng)域的研究和應(yīng)用成為我國教育信息化的重要組成部分，積極推進(jìn)大數(shù)據(jù)和教育領(lǐng)域的深度融合，這是新時(shí)代教育事業(yè)發(fā)展的必然趨勢[1]。在國內(nèi)外的研究中，大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛，然而在教育領(lǐng)域的研究處于初步階段[2]，還需要進(jìn)一步加強(qiáng)大數(shù)據(jù)技術(shù)在教育教學(xué)過程中實(shí)踐應(yīng)用的研究，用大數(shù)據(jù)技術(shù)解決現(xiàn)有教學(xué)過程中的難題，提升學(xué)校人才培養(yǎng)質(zhì)量。

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)教育多采用先由任課教師選定上課教材，然后根據(jù)人才培養(yǎng)方案組織相應(yīng)的課堂教學(xué)及必要的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，最后任課教師根據(jù)教學(xué)大綱的要求編寫出相應(yīng)的課程試卷進(jìn)行該門課程的考核，完成此門課程的教學(xué)。教師主導(dǎo)教學(xué)過程，是影響計(jì)算機(jī)教學(xué)效果的重要因素[3]。以《C語言程序設(shè)計(jì)》課程為例，在教學(xué)中存在著“重理論，輕實(shí)踐; 重語法，輕算法”的現(xiàn)象，學(xué)生被抽象的理論和繁雜的語法規(guī)則重重束縛，課堂不能重復(fù)吸收，課后沒有及時(shí)練習(xí)，逐漸喪失了學(xué)習(xí)興趣;學(xué)生的期末筆試成績是考查學(xué)生掌握程度和教學(xué)效果的關(guān)鍵因素，并且作為終結(jié)性評(píng)價(jià)，缺少貫穿于整個(gè)教學(xué)過程中的客觀形成性評(píng)價(jià)。

融合大數(shù)據(jù)技術(shù)的計(jì)算機(jī)教育混合式教學(xué)模式，能夠有效改進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)模式中的“以教學(xué)為中心”的弊端，調(diào)動(dòng)學(xué)生全方位參與，最終提高學(xué)習(xí)效果。

一、利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)資源優(yōu)化教學(xué)資源

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)教學(xué)課程內(nèi)容更新慢，不能適應(yīng)新時(shí)代學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的需求。隨著網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的發(fā)展，注重學(xué)生自主參與的在線教學(xué)MOOC平臺(tái)受到重視。MOOC推出名校計(jì)算機(jī)精品課程，并且擁有一套完善的學(xué)習(xí)和管理系統(tǒng)，含有豐富的課程資源，包括短視頻、習(xí)題、討論、補(bǔ)充材料、測試等[4]，這為混合式教學(xué)提供了平臺(tái)支撐。

二、大數(shù)據(jù)背景下教學(xué)模式優(yōu)化分析

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)教學(xué)模式以教師為主體，主要包括備課、上課、期末測試等。大數(shù)據(jù)背景下混合式教學(xué)模式如圖1所示，學(xué)生和教師都是必不可少的參與者。

新模式中學(xué)生參與完成“在線平臺(tái)學(xué)習(xí)”這一環(huán)節(jié)，在課前通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)資源學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，自我消化，提交課前測試，并參與話題討論。這一步驟將傳統(tǒng)教學(xué)過程中學(xué)生課前預(yù)習(xí)，轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化的關(guān)鍵指標(biāo)，具體包括網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)視頻觀看時(shí)長、在線測試完成情況參與內(nèi)容討論情況等等。

新模式中教師參與備課、發(fā)布教學(xué)任務(wù)、上課、測試、數(shù)據(jù)分析、改進(jìn)。與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比，教師需承擔(dān)參與發(fā)布教學(xué)任務(wù)、數(shù)據(jù)分析和改進(jìn)這三步，而這三步是大數(shù)據(jù)背景下教學(xué)模式的突出特點(diǎn)。在這一模式的指引下，教師需要重新構(gòu)建了課程體系，將知識(shí)內(nèi)容拆分為一個(gè)個(gè)小的項(xiàng)目，上課前在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)發(fā)布教學(xué)任務(wù)，為學(xué)生設(shè)定學(xué)習(xí)目標(biāo)。數(shù)據(jù)分析是新模式中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)課程中視頻的學(xué)習(xí)率、作業(yè)的正確率、參與話題討論等具體數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)可以從中挖掘出知識(shí)點(diǎn)的難易點(diǎn)、學(xué)生掌握情況等相關(guān)的信息，調(diào)整課堂教學(xué)內(nèi)容。例如，通過對(duì)學(xué)生預(yù)習(xí)作業(yè)完成率的分析得出班級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，從而改善教學(xué)方法，并加以合理引導(dǎo)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性;通過對(duì)作業(yè)正確率的分析可以得出該知識(shí)點(diǎn)學(xué)生的掌握情況，從而明確對(duì)該知識(shí)點(diǎn)重復(fù)講解的次數(shù)以及重難點(diǎn)的分析。在課堂上，教師的主要職能由原來的講授者，轉(zhuǎn)變?yōu)橹笇?dǎo)者、協(xié)作者，學(xué)生和教師對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行充分討論。測試環(huán)節(jié)依托于“openjudge開放的在線程序測試平臺(tái)”，教師在平臺(tái)發(fā)布測試題目，學(xué)生在規(guī)定的實(shí)際完成，并在平臺(tái)提交任務(wù)。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析學(xué)生用時(shí)時(shí)長、正確率、提交次數(shù)、錯(cuò)誤原因，能夠及時(shí)了解學(xué)生掌握情況，進(jìn)而改進(jìn)課堂教學(xué)方法和策略。

三、課程考核方式優(yōu)化

傳統(tǒng)教學(xué)過程中，學(xué)生的期末考試成績作為考查知識(shí)掌握程度的關(guān)鍵內(nèi)容，但是基于大數(shù)據(jù)的教學(xué)模式應(yīng)該改變這種單一的評(píng)價(jià)和考核方法，教學(xué)評(píng)估應(yīng)該貫穿教學(xué)活動(dòng)的所有過程。過程性的數(shù)據(jù)對(duì)于評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，進(jìn)而提高學(xué)習(xí)效果，有更深層次的意義。教師通過學(xué)生課前在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，可以掌握學(xué)生預(yù)習(xí)情況。C語言課程不同于一般的理科課程，對(duì)于學(xué)生的理解能力、動(dòng)手能力提出更高要求，因此采用階段性上機(jī)測試+答辯的方式，通過階段性測試可以對(duì)教學(xué)單元進(jìn)行總結(jié)，評(píng)價(jià)并考核學(xué)生學(xué)習(xí)能力。這樣解決了期末考試考查片面性的問題，更能及時(shí)將教學(xué)效果反饋給教師和學(xué)生，學(xué)生不斷調(diào)整學(xué)習(xí)狀態(tài)，教師不斷調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，改進(jìn)教學(xué)方法。

四、教學(xué)實(shí)踐效果和遇到的問題

以2018級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)8個(gè)班級(jí)的學(xué)生學(xué)習(xí)《C語言程序設(shè)計(jì)》課程作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，其中4個(gè)班級(jí)作為研究組，采用混合式教學(xué);另外4個(gè)班級(jí)作為參照組，采用傳統(tǒng)教學(xué)[5]。兩組學(xué)生均是第一次學(xué)習(xí)該課程，教師具有相似的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，采用不同的教學(xué)模式授課，并保持相同的教學(xué)進(jìn)度，每周均進(jìn)行階段性實(shí)驗(yàn)測試，作為過程性數(shù)據(jù)。教師根據(jù)本周教學(xué)內(nèi)容出上機(jī)試題。相對(duì)于參照組，研究組學(xué)生無論是及格率還是優(yōu)秀率均有明顯提高。

在實(shí)踐過程中也遇到一些問題，用網(wǎng)絡(luò)爬蟲提取課前和課后學(xué)生提交的總結(jié)性評(píng)價(jià)信息，存在著大量噪音數(shù)據(jù)，需進(jìn)一步優(yōu)化提煉，才能獲取學(xué)生的掌握情況。大數(shù)據(jù)教學(xué)對(duì)學(xué)生參與學(xué)習(xí)的自覺性和主動(dòng)性，提出較高要求，87%的學(xué)生能夠花費(fèi)一定的時(shí)間和精力完成課前和課后相應(yīng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容和測試。

大數(shù)據(jù)背景下計(jì)算機(jī)教育混合式教學(xué)模式，利用豐富的網(wǎng)絡(luò)在線資源，提升課堂面對(duì)面教學(xué)的針對(duì)性和豐富性，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)生階段性學(xué)習(xí)效果數(shù)據(jù)為教師制定教育策略提供數(shù)據(jù)支持，進(jìn)而不斷改進(jìn)教學(xué)活動(dòng)，提升教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1][1]邢丘丹，焦晶，？杜占河.？基于云計(jì)算和大數(shù)據(jù)的在線教育交互應(yīng)用研究[J].？現(xiàn)代教育技術(shù)，？2014，？24（4）：88-95.

[2]劉鳳娟.大數(shù)據(jù)的教育應(yīng)用研究綜述[J].現(xiàn)代教育技術(shù)， 2014，24（8）：13-19.

[3]胡燏.云計(jì)算和大數(shù)據(jù)分析在《C語言程序設(shè)計(jì)》教學(xué)領(lǐng)域的深度應(yīng)用[J].信息與電腦（理論版），2016（9）：215-216.

[4] 宋雪亞，賈丙靜.混合教學(xué)模式在VFP程序設(shè)計(jì)課中的應(yīng)用——基于慕課背景[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版）， 2016（4）：106-108.

[5] 奎曉燕，郭克華，劉衛(wèi)國，等.面向教育現(xiàn)代化的未來課堂探索[J].中國教育信息化，2018（4）：56-58.