基于大數(shù)據(jù)分析的大學(xué)數(shù)學(xué)公共課教學(xué)質(zhì)量提升研究

柴艷有 林錳 王曉鶯 楊麗宏 王淑娟

摘?要：大學(xué)數(shù)學(xué)公共課是理工科專業(yè)必修的一類課程，不僅是學(xué)習(xí)其他專業(yè)課程的基礎(chǔ)，而且是培養(yǎng)學(xué)生理性思維和創(chuàng)新思維的重要載體，因此大學(xué)數(shù)學(xué)公共課教學(xué)質(zhì)量在整個(gè)人才培養(yǎng)的進(jìn)程中有著非常重要的地位。本文主要探討了如何基于大數(shù)據(jù)分析提高大學(xué)數(shù)學(xué)公共課教學(xué)質(zhì)量，主要內(nèi)容包括應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的方面和可行的途徑。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)分析?大學(xué)數(shù)學(xué)公共課?教學(xué)質(zhì)量

引言

教育部于2018年6月21日在四川省成都市召開新時(shí)代全國高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議。會(huì)議強(qiáng)調(diào)，堅(jiān)持“以本為本”，推進(jìn)“四個(gè)回歸”，加快建設(shè)高水平本科教育、全面提高人才培養(yǎng)能力。根據(jù)會(huì)議和相關(guān)文件精神，我們應(yīng)更加重視本科教學(xué)，把提升本科教學(xué)的質(zhì)量作為人才培養(yǎng)的重中之重來抓。而要提升本科教學(xué)質(zhì)量，顯然提高各門課程的教學(xué)質(zhì)量則是非常重要的一環(huán)。哈爾濱工程大學(xué)致力于培養(yǎng)信念堅(jiān)定、人格健全、樂于探索、務(wù)實(shí)篤行的一流工程師、行業(yè)領(lǐng)軍人才和科學(xué)家。因此在哈爾濱工程大學(xué)這樣以工科為主的大學(xué)里，數(shù)學(xué)類的公共基礎(chǔ)課在所有開設(shè)的課程中所占的比例是非常大的，這是由人才培養(yǎng)的目標(biāo)和現(xiàn)實(shí)的客觀需要所決定的。

大數(shù)據(jù)也稱巨量資料，是指那些大小已經(jīng)超出了傳統(tǒng)意義上的尺度，一般的軟件工具難以搜集、儲(chǔ)存、管理和分析的數(shù)據(jù)。國際上通常用四個(gè)V來描述大數(shù)據(jù)的特征，即Volume（數(shù)量）、Value（價(jià)值）、Variety（多樣性）和Velocity（增速）。哈爾濱工程大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院工科數(shù)學(xué)教研部于2017年引進(jìn)了海云天網(wǎng)上閱卷系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠記錄學(xué)生各門數(shù)學(xué)課程的答卷情況、教師的閱卷情況、學(xué)生對(duì)各門課程的知識(shí)點(diǎn)的掌握情況等大量的數(shù)據(jù)和信息。從2016年開始，工科數(shù)學(xué)教研部還對(duì)各門公共基礎(chǔ)課程的考核方式進(jìn)行了改革，學(xué)生一門課程的成績由完成平時(shí)作業(yè)的情況、觀看慕課和在線測試的情況以及期末考試的成績綜合評(píng)定給出，在這一過程中我們也記錄并保存了大量的數(shù)據(jù)。這兩方面的數(shù)據(jù)綜合起來，顯然符合大數(shù)據(jù)的特征。因此，要想充分提取這些大數(shù)據(jù)所包含的信息為提高教學(xué)質(zhì)量服務(wù)，必須從大數(shù)據(jù)的視角采用處理大數(shù)據(jù)的特有方法來進(jìn)行研究。通過大數(shù)據(jù)時(shí)代對(duì)教育模式的錘煉，不僅能夠有效地提高教學(xué)質(zhì)量以及學(xué)生學(xué)習(xí)水平、積極性，對(duì)明確教學(xué)方針、教學(xué)體系建設(shè)都有著更加針對(duì)性、科學(xué)性的作用，并且能夠有效、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)高瞻遠(yuǎn)矚的教育模式。

一、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析

國外大體上從下面三個(gè)維度研究了教學(xué)質(zhì)量管理：一是研究影響教學(xué)質(zhì)量的一些因素，二是研究如何構(gòu)建教學(xué)質(zhì)量的監(jiān)控體系，三是研究如何建立有效的教學(xué)質(zhì)量管理保障模式。國外的這些研究在理論上比較先進(jìn)，而且其中一些優(yōu)秀的實(shí)際案例也是值得國內(nèi)研究相關(guān)問題的學(xué)者去學(xué)習(xí)、借鑒和反思的。近幾年，國內(nèi)學(xué)者也進(jìn)行了大量對(duì)教學(xué)質(zhì)量管理從理論和實(shí)踐兩個(gè)角度的研究，大致上也可分為三個(gè)維度：一是提高教學(xué)質(zhì)量管理認(rèn)識(shí)方面的研究;二是如何建立行之有效的教育教學(xué)質(zhì)量保障系統(tǒng)研究;三是特別關(guān)注基礎(chǔ)教育教學(xué)質(zhì)量方面的研究。大體上我們可以將國內(nèi)學(xué)者在教學(xué)質(zhì)量方面的研究歸納總結(jié)如下：第一，在研究熱點(diǎn)方面，主要研究仍集中于高等院校，特別是聚焦于構(gòu)建教育質(zhì)量保障體系方面的研究;第二，某種程度上存在著重理論輕實(shí)踐的情況，實(shí)證性的數(shù)據(jù)和實(shí)例較少;第三，從宏觀視角展開的研究相對(duì)較多，而從微觀角度切入的個(gè)案、訪談研究則相對(duì)較少。

二、大數(shù)據(jù)背景下提高公共數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課教學(xué)質(zhì)量應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的方面

1.對(duì)公共數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課教學(xué)質(zhì)量較好的學(xué)校進(jìn)行深入分析：通過文獻(xiàn)研究法、實(shí)地調(diào)研等方式，學(xué)習(xí)和總結(jié)公共數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課教學(xué)質(zhì)量較好的高校的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和做法。

2.對(duì)公共數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià)體系進(jìn)行研究：對(duì)教學(xué)質(zhì)量的定義給出清晰的界定，從內(nèi)容角度評(píng)價(jià)教學(xué)質(zhì)量，是教學(xué)質(zhì)量研究的關(guān)鍵，也是高校提高教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ)。本研究將基于學(xué)生學(xué)習(xí)和考試過程中產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)，對(duì)于教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行重新構(gòu)建，使其更加科學(xué)和合理。

3.對(duì)公共數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課教學(xué)質(zhì)量影響因素進(jìn)行研究：本研究將從教學(xué)大綱的編制、教材的編寫、教學(xué)資料的選擇、MOOC的利用、教師平時(shí)授課的情況、學(xué)生學(xué)習(xí)的狀態(tài)等方面，通過大數(shù)據(jù)進(jìn)行量化分析，找出影響教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

4.對(duì)如何提高公共數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行研究：在對(duì)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系和影響因素研究的基礎(chǔ)上，從學(xué)校、教研室和任課教師三個(gè)層面，分別提出建設(shè)性的建議和可行的操作方案。

三、提高公共數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課教學(xué)質(zhì)量的可行途徑

1.重新構(gòu)建公共數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系：對(duì)學(xué)生各門課程和各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)情況、參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽的情況、就業(yè)情況等這些與教學(xué)質(zhì)量密切相關(guān)的因素和指標(biāo)進(jìn)行分類篩選和整理，以利于建立一套更為科學(xué)、合理評(píng)價(jià)公共數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

2.獲取研究所需要的大數(shù)據(jù)：定性指標(biāo)和定量指標(biāo)都應(yīng)該納入公共數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課教學(xué)質(zhì)量的指標(biāo)體系中。如何量化定性指標(biāo)，如何獲取研究所需的大數(shù)據(jù)，是解決教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)問題首先必須要解決的一個(gè)問題。

3.基于大數(shù)據(jù)建立公共數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)模型：采用數(shù)學(xué)建模、數(shù)據(jù)挖掘、統(tǒng)計(jì)分析等方法對(duì)獲取的教學(xué)質(zhì)量大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和整理，建立符合高校公共數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課教學(xué)質(zhì)量實(shí)際情況的、具有更強(qiáng)操作性的評(píng)價(jià)模型。

4.對(duì)提高公共數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課的教學(xué)質(zhì)量提出合理建議：在進(jìn)行充分定性和定量研究的基礎(chǔ)上，基于理論分析和所建立的數(shù)學(xué)模型，就如何提高公共數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課的教學(xué)質(zhì)量，從學(xué)校、教研室和任課教師三個(gè)層面，分別提出建設(shè)性的建議和可行的操作方案。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介

柴艷有（1982.2.25—），男，黑龍江省鶴崗人，哈爾濱工程大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院副教授，主要從事大數(shù)據(jù)與人工智能、大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)等方向的研究。