基于大數(shù)據(jù)分析的教學(xué)診改研究與實踐

孫翠改，敖建華

（蘇州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計算機科學(xué)與技術(shù)系，江蘇 蘇州 215200）

0 引 言

在大數(shù)據(jù)時代下，首先教師應(yīng)具有大數(shù)據(jù)意識，做好教學(xué)的引領(lǐng)者。基于大數(shù)據(jù)技術(shù)對傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式的變革，教師應(yīng)做好學(xué)生課前教學(xué)、課中教學(xué)和課后教學(xué)的引領(lǐng)，幫助、組織、設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)，促進自身向?qū)I(yè)化發(fā)展進程[1]。教學(xué)資源平臺突破了傳統(tǒng)“教、學(xué)、測”環(huán)節(jié)局限，擴展了“管、評”應(yīng)用環(huán)節(jié)，解決實際問題能力更強，教學(xué)資源平臺上不僅有類型豐富的教學(xué)資源，而且有便捷的師生即時交流區(qū)域[2]，同時教師可以非常方便快捷地采集教學(xué)信息，在最短的時間內(nèi)，利用最合理的處理方法進行數(shù)據(jù)分析，通過對比找到教學(xué)數(shù)據(jù)信息中的規(guī)律，優(yōu)化教學(xué)活動，達到教學(xué)工作細致化管理目標(biāo)，提高課堂教學(xué)的質(zhì)量和效率。

1 教學(xué)資源平臺分析

目前，高職院校的學(xué)生都是在信息化時代成長起來的“00 后”，傳統(tǒng)的講課模式和學(xué)習(xí)模式已不被認同，學(xué)校的教學(xué)理念、教學(xué)環(huán)境、教學(xué)資源和教學(xué)模式都發(fā)生了變革和創(chuàng)新，變革和創(chuàng)新主要致力于互聯(lián)網(wǎng)“共建共享、互聯(lián)互通”，優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源平臺的搭建并共享。以Android 網(wǎng)絡(luò)編程課程為例，教學(xué)大數(shù)據(jù)的來源平臺如下。

1.1 E-model 資源平臺

在這個平臺上，承載了Android 網(wǎng)絡(luò)編程課程的教學(xué)資料，如課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)大綱、教學(xué)設(shè)計、教學(xué)案例和教學(xué)課件等，但總體上講，該平臺上課程資料單一化，只能放靜態(tài)內(nèi)容，視頻類的由于占用內(nèi)存較大而無法存放；該平臺上教師與學(xué)生無法互動，平臺無法統(tǒng)計學(xué)生的訪問量，無法跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)進度，缺少移動端訪問，致使E-Moodel 資源平臺幾乎成為僵尸平臺。

1.2 藍墨云班課資源平臺

藍墨云班課，既是一款典型的移動學(xué)習(xí)平臺，又是一款時尚的智能教學(xué)助手，旨在把教學(xué)課堂打造的“輕松一點，有趣一點”。該平臺具有上課考勤統(tǒng)計，課堂隨機提問、課堂組織活動的開展、題目測試等活動。該平臺可上傳多樣化的教學(xué)資源：ppt、文檔、記事本、視頻、音頻、網(wǎng)址等類型，教學(xué)資源可按照一定的知識結(jié)構(gòu)分章節(jié)有組織地擺放，讓學(xué)生在循序漸進的知識學(xué)習(xí)中達到較好的學(xué)習(xí)效果。學(xué)生的每一次資源查看和訪問、每一項課堂活動的參與、每套測試題的完成情況等平臺都會自動跟蹤并記錄，教師可通過自動生成的平臺大數(shù)據(jù)分析，隨時掌握學(xué)生情況。美中不足的是，藍墨云班課在創(chuàng)建班級時會自動生成一個邀請碼，為了方便教師進行課堂管理，教師往往只在授課班級中公布此邀請碼，而其他同學(xué)因為不知道邀請碼而無法進行平臺相關(guān)資源的學(xué)習(xí)，所以該平臺上課程資料具有局部性，缺乏廣泛性。

1.3 超星泛雅資源共享平臺

超星泛雅是新一代網(wǎng)絡(luò)課程共享平臺。泛雅是以“平臺+資源+服務(wù)”為基本研發(fā)理念，以學(xué)習(xí)空間為平臺支撐，整合海量教學(xué)資源：超星資源庫+互聯(lián)網(wǎng)資源+學(xué)校資源+個人資源。泛雅為用戶提供全方位的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)服務(wù)，讓資源展示、教學(xué)支持、師生互動等都能協(xié)同發(fā)揮最大作用。其中，泛雅提供了一個深度立體化教學(xué)資源總庫。老師可以非常方便地在課程中引用這些視頻，實時推送給學(xué)生，學(xué)生可以同步自主學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)空間是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的信息化教學(xué)與學(xué)習(xí)環(huán)境，記錄學(xué)生學(xué)習(xí)歷程。教學(xué)資源眾多，提供全面的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)功能，包括作業(yè)、測驗、通知、答疑、討論、資料和評價等。泛雅通過統(tǒng)計教學(xué)過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，可以對老師的教學(xué)情況、學(xué)生的學(xué)習(xí)情況、課程的訪問情況等進行全面的、可視化的統(tǒng)計分析，以幫助學(xué)校和老師更好地進行教學(xué)管理評估。

1.4 智慧職教云平臺

智慧職教是一個面向大眾的資源共享、課程學(xué)習(xí)平臺，該平臺上囊括了海量碎片化資源和示范性在線課程，由資源庫建設(shè)團隊建設(shè)課程，面向全社會發(fā)布，提供無差別在線學(xué)習(xí)服務(wù)，該平臺支持翻轉(zhuǎn)課堂、混合式教學(xué)模式等，為學(xué)生提供更好的個性化在線教學(xué)支持服務(wù)。其系統(tǒng)角色包括院校管理員、教師和學(xué)生3 類，每類用戶擁有不同的權(quán)限。該平臺上擁有人性化的課堂與教學(xué)應(yīng)用，秉承“愉快地教，輕松地學(xué)”的宗旨，讓教師愉快地教，讓學(xué)生輕松地學(xué)。同時該平臺開通了移動端功能，支持測驗、討論、課堂表現(xiàn)、頭腦風(fēng)暴、提問、評價等多項課堂活動，讓學(xué)生隨時隨地，隨心所欲學(xué)習(xí)。該平臺提供優(yōu)質(zhì)數(shù)字資源和在線應(yīng)用服務(wù)，促進職業(yè)教育教學(xué)改革，擴展教與學(xué)的手段與范圍，提高教與學(xué)的效率與效益，推動學(xué)習(xí)型社會建設(shè)。

2 教學(xué)大數(shù)據(jù)分析

通過對以上資源共享平臺的分析，發(fā)現(xiàn)各種資源平臺靈活性、可控性、擴展性及資源復(fù)用性上都有很大的優(yōu)勢。學(xué)生可以在任何時間、任何地點，采用任何設(shè)備登錄到資源平臺并開展自主學(xué)習(xí)，帶來全新的學(xué)習(xí)方式和良好的學(xué)習(xí)體驗。現(xiàn)以藍墨云班課教學(xué)資源平臺為依托，以Android 網(wǎng)絡(luò)編程課程為載體，授課班級為2016級計應(yīng)1 班學(xué)生，共計36 人，教師上傳資源128個，組織測試2 次，小組任務(wù)作業(yè)3 個，頭腦風(fēng)暴2 次，投票問卷2 個，討論答疑6 個，課堂表現(xiàn)6 個。對平臺自動生成數(shù)據(jù)的分析和解讀如下。

2.1 學(xué)情分析

教師在班課中上傳資源，為了鼓勵學(xué)生學(xué)習(xí)，每個資源都可以設(shè)置不同的經(jīng)驗值，學(xué)生查看該資源后便獲得經(jīng)驗值。教師發(fā)布測試題，參與測試的同學(xué)便會獲得該測試題的經(jīng)驗值；教師發(fā)起簽到，學(xué)生簽到也會獲得經(jīng)驗值；教師采用搖一搖的方式隨機選人發(fā)起課堂提問，答對者也會獲得經(jīng)驗值。全班有36 位同學(xué)，成員中最高經(jīng)驗值為基數(shù)，超過 80% (含) 的為優(yōu)秀，60%(含) 至 80% 為及格，60% 以下為入門，通過平臺中的大數(shù)據(jù)分析，教師可得出班級同學(xué)的經(jīng)驗值分布，如表1 所示。同時，我們也可以查看班課中成員經(jīng)驗值的獲取方式，如表2 所示。此外，該平臺自動對班課中的學(xué)生按照經(jīng)驗值排序，選取最優(yōu)秀的一個學(xué)生和最差的一個學(xué)生，與班課中所有學(xué)生平均經(jīng)驗值進行對比，以雷達圖的方式形象直觀展示出來，如圖1 所示，最好的學(xué)生課堂參與活動情況優(yōu)秀，上課情況良好，最差的同學(xué)在資源查閱、作業(yè)小組任務(wù)、測試、討論答疑、投票問卷、頭腦風(fēng)暴等活動從未參與過，曠課現(xiàn)象嚴重。在分析的同時，平臺也會以附件的形式展示全班成員經(jīng)驗值清單，方便教師掌握全班學(xué)生情況。

2.2 教學(xué)資源分析

藍墨云班課中，教師根據(jù)教學(xué)需要會上傳各種不同類型的教學(xué)資源，在Android 網(wǎng)絡(luò)編程課程中，上傳的教學(xué)資源有：課件、案例文檔、案例視頻、案例資源圖片、知識點參考和網(wǎng)址鏈接等。資源平臺會自動對上傳的資源進行匯總：在資源構(gòu)成方面，該平臺便會自動記錄并分門別類地統(tǒng)計資源構(gòu)成，如表3 所示。在資源學(xué)習(xí)方面，平臺會跟蹤學(xué)生學(xué)習(xí)痕跡，對學(xué)生資源學(xué)習(xí)的進度和種類進行匯總，自動統(tǒng)計學(xué)生查閱資源獲得的經(jīng)驗值與總發(fā)布資源總經(jīng)驗值進行對比，將統(tǒng)計結(jié)果以圖片形式直觀展示，超過 80% 的、60%（含）至 80% 的以及 60% 以下的學(xué)生的數(shù)量以及占比如表4 所示。并自動生成資源學(xué)習(xí)前5 名的學(xué)生名單。在視頻資源學(xué)習(xí)方面，由于教師上傳視頻資源時設(shè)置為不可拖動，故視頻資源需要從頭看到尾查看，平臺會自動記錄觀看視頻的時長，并把視頻學(xué)習(xí)時長與占班課總視頻資源時長進行對比，自動統(tǒng)計并以圖片形式顯示超過 80%的、60%（含）至 80% 的以及 60% 以下的學(xué)生的數(shù)量以及占比。以班課中成員查閱視頻類資源時長從高到低排序，自動生成班級前5 名的學(xué)生記錄列表。除此之外，平臺會自動跟蹤學(xué)生資源查閱時間分布，并在瞬間自動生成資源查看分布圖，如圖2 所示。

表1 經(jīng)驗值分布表

表2 經(jīng)驗值獲取方式

圖1 經(jīng)驗值優(yōu)中差同學(xué)學(xué)情分析

表3 教學(xué)資源構(gòu)成表

表4 查閱資源獲得經(jīng)驗值報表

圖2 資源查閱時間分布

2.3 教學(xué)活動分析

藍墨云班課平臺上，教師可根據(jù)學(xué)生興趣點，開展豐富多彩的課堂活動，讓學(xué)生在快樂中學(xué)習(xí)，在享受中學(xué)習(xí)。同時根據(jù)學(xué)生課堂活動的參與情況，系統(tǒng)自動進行考核評價，通過對后臺大量數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)除課堂簽到外，教師最喜歡開展的教學(xué)活動是討論答疑，圍繞教學(xué)中的一個主題讓學(xué)生暢所欲言的發(fā)表個人觀點，如表5所示。從平臺反饋的數(shù)據(jù)來看，活動參與度最高的不是討論答疑，而是投票問卷。由此可見，高職學(xué)生較懶惰，尤其不愛動腦筋思考，如圖3 所示。同時該平臺也會統(tǒng)計每次活動發(fā)起的時間及學(xué)生的參與度，并將一學(xué)期各種教學(xué)活動參與度情況以折線圖的形式反饋給教師，當(dāng)同一天有多次活動時按先后順序分布。在活動統(tǒng)計圖中，也能夠清楚看到每次教學(xué)活動參與的學(xué)生人數(shù)，學(xué)生發(fā)布的消息量，獲贊的學(xué)生人數(shù)。并自動生成排名前5 的同學(xué)名單，參與活動的次數(shù)及發(fā)表言論的次數(shù)以及獲點贊的次數(shù)，如圖4 所示。在分小組任務(wù)活動中，會以小組為單位，對各小組提交的作業(yè)進行評分，因各小組上傳作業(yè)人員不同，評分時會自動記錄最高分、最低分、平均分3 條折線圖顯示小組任務(wù)活動成績。當(dāng)同一天有多次活動時按先后順序分布。從教學(xué)活動中可以看出，學(xué)生簽到率較高，缺勤的學(xué)生較少。

表5 活動構(gòu)成表

圖3 各類活動參與度

圖4 討論答疑活動統(tǒng)計分析

3 教學(xué)調(diào)整

教學(xué)大數(shù)據(jù)分析并不以得出結(jié)論為終結(jié)，事實上，在基于大數(shù)據(jù)分析的教學(xué)背后，還要針對暴露出的現(xiàn)象或問題提出相關(guān)措施或建議，并針對問題或現(xiàn)象提出教學(xué)診改，教學(xué)診斷滲透于整個教育活動之中，呈現(xiàn)出一個不斷循環(huán)往復(fù)的態(tài)勢；教學(xué)診斷不是抓偏態(tài)、找問題，更是抓常態(tài)、找潛能，通過學(xué)生的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)分析調(diào)整教學(xué)。

3.1 教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

從教學(xué)活動的參與情況在教學(xué)過程中不斷診斷學(xué)生學(xué)習(xí)問題，及時調(diào)整后期學(xué)習(xí)策略，從而實現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量的螺旋式上升，通過平臺大數(shù)據(jù)反饋，及時進行教學(xué)調(diào)整，除了課前至課中、課中內(nèi)部、課中至課后的診與改，還有本次課的診斷，到下一次教學(xué)策略的整改，更好地達到教學(xué)目標(biāo)。

（1）課前到課中的調(diào)整，例如在Android 網(wǎng)絡(luò)編程課程中，教師課前發(fā)布了菜譜app 設(shè)計與實現(xiàn)的視頻資源，從藍墨云班課資源平臺返回的數(shù)據(jù)情況來看，本節(jié)課微課視頻資源查看量暴增，針對平臺返回的情況進行查看，發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生重復(fù)觀看本節(jié)課微課，討論答疑區(qū)很多同學(xué)對ReyclerView 適配器、ViewPager 滑屏及JSON 解析展開討論，經(jīng)學(xué)生中的高手指導(dǎo)，RecyclerView 問題得以消化，而ViewPager 滑屏及JSON 解析內(nèi)容在討論答疑區(qū)愈演愈烈，根據(jù)學(xué)生課前自學(xué)學(xué)習(xí)情況反饋，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對于頁面滑屏和JSON 解析能力偏弱，因此在課中增加了ViewPager 滑屏和JSON 解析方面的教學(xué)內(nèi)容，解決網(wǎng)絡(luò)訪問后數(shù)據(jù)的解析和顯示問題，學(xué)生有效掌握菜譜app 的顯示方法和顯示過程。

（2）課中到課中調(diào)整，在講解菜譜app 實現(xiàn)過程中的菜譜收藏與取消收藏功能時，采用分小組任務(wù)方式進行，在云班課平臺發(fā)起課堂測試，請各小組將收藏和取消收藏功能的解題思路提交藍墨云班課平臺，通過各小組提供的解題思路發(fā)現(xiàn)，第2 小組能夠把收藏功能與數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)添加一一對應(yīng)，第2 小組能夠把取消收藏功能和刪除功能一一對應(yīng)的問題，第3 小組完成可以用按鈕交替方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的添加和刪除，而第4 小組完全沒有任何思路，此時教師重新調(diào)整組員，更好地實現(xiàn)異質(zhì)分組，激發(fā)學(xué)習(xí)靈感。在小組完成任務(wù)的同時，根據(jù)不同小組的不同進度，由完成速度較快的小組對進度較慢小組互幫互助，培養(yǎng)學(xué)生團隊合作的敬業(yè)精神，營造和諧的班級共同體，實現(xiàn)共同進步。

（3）課后調(diào)整，根據(jù)學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)情況，發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生靈活運用知識的能力較弱，為了鞏固學(xué)生知識的熟練度，布置了慕課網(wǎng)課程app 的設(shè)計與實現(xiàn)，并將慕課網(wǎng)課程的收藏課程列表與取消收藏課程列表由原來的課后完成調(diào)整為課中完成，有效鞏固學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，同時調(diào)整新課后任務(wù)為完整版的慕課網(wǎng)課程管理系統(tǒng)的應(yīng)用，更適應(yīng)學(xué)生的拓展需求。

3.2 教學(xué)手段的調(diào)整

傳統(tǒng)教學(xué)模式中，“以教師為中心”，教師是課堂主角，一言堂、滿堂灌的情況很常見，一支粉筆和一塊黑板占據(jù)了滿滿45 分鐘的課堂，學(xué)生只能被動地聽，師生之間缺乏有效的互動。采用藍墨云班課平臺，從大數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)得知，教學(xué)重心轉(zhuǎn)移，從教師主動教和學(xué)生被動學(xué)轉(zhuǎn)化為學(xué)生自己要學(xué)和要做，教學(xué)手段也隨之發(fā)生了巨大的變化，通過動畫、游戲、微課、交叉點評等手段，增強學(xué)習(xí)趣味性、知識形象性。同時根據(jù)學(xué)生課堂活動的參與情況，系統(tǒng)自動進行考核評價，對于學(xué)生不喜歡的教學(xué)活動，及時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，改變教學(xué)策略，更改過去教師教授知識的盲目性，提升學(xué)習(xí)的有效性。

3.3 教學(xué)活動的調(diào)整

在授課過程中，借助藍墨云班課平臺，教師可以通過各種形式與學(xué)生進行互動。互動的類別有投票問卷、答疑/討論、頭腦風(fēng)暴、測試、分小組作業(yè)等。

（1）在Android 網(wǎng)絡(luò)編程課程授課過程中，每次上課結(jié)束，便可開展問卷調(diào)查，調(diào)查學(xué)生對本節(jié)課的滿意度，通過大數(shù)據(jù)分析得知，此項活動學(xué)生非常喜歡，參與率100%。

（2）討論答疑活動學(xué)生參與度較低，一方面有些學(xué)生上課無認真聽課，對老師發(fā)起的討論答疑活動的主題不明確；另一方面有些學(xué)生實在是太懶惰，不喜歡動腦筋思考，不愿參與此項活動，不愿發(fā)表自己的觀點。

（3）頭腦風(fēng)暴學(xué)生參與積極性較高，經(jīng)調(diào)查研究，學(xué)生喜歡頭腦風(fēng)暴模塊的界面，鮮美靚麗，成員之間可以點贊加分，頭腦風(fēng)暴主題趣味性強，能夠調(diào)動學(xué)生參與的熱情。

（4）測試題是藍墨云班課中教師最喜歡的一個活動，教師發(fā)布測試題，學(xué)生便可利用手機開始答題，老師可以設(shè)定測試的時間，一般為2～3分鐘，學(xué)生在時限內(nèi)完成測試，提交結(jié)果后可以看到自己的測試分數(shù)，也可以看到提交測試結(jié)果的其他同學(xué)的分數(shù)，還可以看到自己成績在班級中的排名。該平臺自動對測試結(jié)果進行分析，自動統(tǒng)計班級學(xué)生測試平均分數(shù)、測試平均用時。學(xué)生的成績分布狀況也會以圖表的方式更加直觀地展示。在分析表的下方，會對每道題目進行單獨的分析，統(tǒng)計出班級學(xué)生做本題的正確率，單擊正確率右側(cè)的題目內(nèi)容，會顯示本題學(xué)生答題詳情和答案解析。老師通過對學(xué)生的測試結(jié)果進行分析，了解了學(xué)生對所學(xué)知識的掌握程度，并對其中錯誤率較高的題目進行講解，測試效果非常明顯。學(xué)生參與度很高，看起來學(xué)生喜歡在知彼知己中挑戰(zhàn)自我。

（5）分小組任務(wù)在整個活動中學(xué)生參與度最差的一項，每組同學(xué)中，存在不作為、推諉現(xiàn)象，某些組員缺少積極主動性，缺少擔(dān)當(dāng)責(zé)任意識。調(diào)整教學(xué)，采用異質(zhì)分組，每個小組都安排有學(xué)習(xí)能力較強的學(xué)生，通過他們的引領(lǐng)，各小組能更快、更好地實現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)，通過案例分析、思維導(dǎo)圖繪制、角色分工等組內(nèi)活動的互助和協(xié)作，充分發(fā)揮小組式學(xué)習(xí)共同體的作用，縮小差距，保證各項活動順利實施，提高學(xué)習(xí)效率。

4 結(jié) 語

大數(shù)據(jù)背景下課堂教學(xué)診改，教師通過可視化的反饋結(jié)果，為學(xué)生提供個性化的學(xué)習(xí)策略，同時，還能為教師進行智能診斷，調(diào)整教學(xué)方法，因此，基于大數(shù)據(jù)分析的課堂教學(xué)不僅幫助學(xué)生從模糊學(xué)習(xí)走向精準(zhǔn)學(xué)習(xí)，而且?guī)椭處煆慕?jīng)驗教學(xué)走向精準(zhǔn)教學(xué)[3]，促進教師和學(xué)生雙方改進課堂的“教”與“學(xué)”，真正實現(xiàn)因材施教與個性化學(xué)習(xí)，也給高職課堂教學(xué)的診斷與改進注入了新活力，進而不斷提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。大數(shù)據(jù)開啟了一個時代的大變革，在大數(shù)據(jù)時代環(huán)境下，如何轉(zhuǎn)變辦學(xué)思想，如何利用大數(shù)據(jù)平臺進一步發(fā)展高等職業(yè)教育，服務(wù)未來社會，是一個值得深思研究的課題。