《云計算與數據挖掘》混合教學模式的研究與實踐

周雷 尹梓名 鄭建立

摘? 要： 隨著社會信息化技術的不斷發展與普及，混合教學也成為當下高校的信息化教學方式之一，混合教學主要指將課堂教學與在線教學相結合的一種教學方式。《云計算與數據挖掘》是信息工程相關專業的基礎課程，為了更好的學習此課程，提高課堂教學效率，本論文將主要針對云計算與數據挖掘在線課程的授課內容、混合教學授課方式、在線課程展示方式等核心技術問題進行分析，并提出解決方案。

關鍵詞： SVM混合教學法;云計算和數據挖掘;在線教學

中圖分類號： TP391. 41 ???文獻標識碼： A??? DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2020.07.058

本文著錄格式：周雷，尹梓名，鄭建立. 《云計算與數據挖掘》混合教學模式的研究與實踐[J]. 軟件，2020，41（07）：281-283

Hybrid Teaching Methods for “Cloud Computing and Data Mining”

ZHOU Lei， YIN Zi-ming， ZHENG Jian-li

（School of Medical Instrument and Food Engineering， University of Shanghai for Science and Technology， Shanghai， 2000082）

【Abstract】： With the continuous development and popularization of social information technology， mixed teaching has become one of the current information teaching methods in colleges and universities. Hybrid teaching stands for a teaching method which combines course teaching and online teaching. “Cloud Computing and Data Mining” is the basic course for information engineering related majors. In order to learn this course better and improving classroom teaching efficiency， this paper will mainly focus on analyzing the issues such as refining the teaching content for online course “cloud computing and data mining”， designing the hybrid teaching methods， and creating the online videos.

【Key words】： SVM hybrid teaching method; Cloud computing and data mining; Online teaching

0? 引言

在線課程主要是對課堂教學工作的輔助，作為學生課堂前預習和課后復習的重要輔導材料，是將課堂教學與在線教學相結合，實現混合教學的重要方式。通過對教學內容進行篩選，教師可以將課堂上難以深入展開的教學內容，如算法公式推導、算法應用實例演示或工具的使用等，制作成在線視頻供學生學習。通過這種方式，教師在教學過程中，可以在課堂上更側重于學習易于接受的核心知識點的教學，提高教學效率和教學質量，同時通過在線課程中對輔助知識點的深入講解，多思考學生可能遇到的問題，也有助于教師教學能力的提升;對學生而言，通過掌握好教師在課堂上講解的核心知識

點，能做到對基礎知識和基礎工具的掌握，這些知識對今后參與創新項目、畢業設計項目、找工作等都會很有幫助，此外通過對在線課堂的學習，能進一步拓展知識面，通過在線課堂手把手的教學方式，并結合實際的科研項目，能更好的掌握本門課程的核心知識點，同時能做到學以致用。

1? 教學現狀分析

目前國內高等學校都采用混合教學模式，即將課堂教學與在線教學相結合的一種教學方式。上海理工大學醫療器械與食品學院所設置的本科課程“云計算與數據挖掘”緊扣技術發展的前沿熱點和人工智能的國家發展戰略，課程教學的目的是讓學生學習機器學習算法的基本原理、掌握數據分析的

基礎流程、學習機器學習和云計算的基礎知識并掌握用機器學習和云計算技術解決實際問題的能力，本門課程具有較強的實戰技能與創新能力培養。目前課程每年第2學期開設一次，課程包括理論課和實踐課，每次課程理論課32個學時，實驗課16個學時。授課對象為醫學信息工程專業的本科生，班級人數為35～40人。該學院積極進行混合教學實驗，構建了在線課程以補充課堂教學的不足。在線課程主要是對課堂教學工作的輔助，作為學生課堂前預習和課后復習的重要輔導材料，是將課堂教學與在線教學相結合，實現混合教學的重要方式。通過對教學內容進行篩選，教師可以將課堂上難以深入展開的教學內容，如算法公式推導、算法應用實例演示或工具的使用等，制作成在線視頻供學生學習。通過這種方式，教師在教學過程中，可以在課堂上更側重于學習易于接受的核心知識點的教學，提高教學效率和教學質量。同時通過在線課程中對輔助知識點的深入講解，多思考學生可能遇到的問題，也有助于教師教學能力的提升;對學生而言，通過掌握好教師在課堂上講解的核心知識點，能做到對基礎知識和基礎工具的掌握，這些知識對今后參與創新項目、畢業設計項目、找工作等都會很有幫助。此外通過對在線課堂的學習，能進一步拓展知識面，通過在線課堂手把手的教學方式，并結合實際的科研項目，能更好的掌握本門課程的核心知識點，同時能做到學以致用，因此在線課程建設對提升學生的學習效果有很大的促進作用。

如何設計優質的教學內容和混合教學方法是本門課程能否最終提升教學質量和學生學習效率的關鍵。除了不斷優化授課內容外，對線上課堂教學內容和方法的探索也是改進教學質量和提升教學效果的重要手段。該方向的研究也受到國內學者的廣泛關注^[1-5]，如論文^[2]對在線課程師生交互與生生交互的話語分析進行研究，以提高“媒體輔助英語教學”課程的教學水平。論文^[4]對基于混合式教學方法的可編程控制器課程教學改革探索進行了論述，并提出了多項有效的改進措施。論文^[5]則對基于在線課堂的混合式教學模式在新護士規范化培訓中的應用效果進行了分析，同時提出了創新的混合教學模式。此外神經網絡等新技術也被廣泛應用于教學質量評估等教學策略設計、教學質量評價等任務中^[6-10]。但現有研究主要從在線課程師生交互、教學網絡平臺的創新、教學互動等方面開展研究，本論文將以本科課程“云計算與數據挖掘”為切入點，提出能改進教學效率的，高效混合教學課堂設計方法。

2 ?混合教學課堂設計方法的創新與研究

鑒于以上現狀，該校積極創新教學方法，將在實際課堂中難以展開或學生需要更多時間進行課下學習的知識點進行梳理，制作成在線視頻課程，并結合課堂教學設計新的混合式教學方法。混合教學分課堂教學和在線教學兩種方式，在線課程側重數據分析方法的介紹，作為對課堂教學的補充，在線課程主要培養學生利用機器學習和云計算等技術解決實際問題的能力。因此將從課程授課內容設計和，探索高效混合教學課堂設計方法兩方面開展分析。

2.1? 課程內容設置

本課程的目的是讓學生學習機器學習算法的基本原理、掌握數據分析的基礎流程、學習云計算的基礎知識并掌握用機器學習和云計算技術解決實際問題的能力，本門課程具有較強的實戰技能與創新能力培養。因此從課程內容設計的角度講，課程將側重數據分析方法的介紹，主要培養學生利用機器學習和云計算等技術解決實際問題的能力。培養學生應用邏輯回歸、樸素貝葉斯、支持向量機、神經網絡等技術進行數據分析的能力，并形成良好的編程習慣和團隊合作精神。以醫學信息應用為背景，培養學生利用利用機器學習和云計算等技術解決實際問題的能力;培養學生自主學習和創新能力，為其成長為一名合格的數據分析工程師奠定良好的基礎。

2.2? 混合教學課堂設計方法

混合教學課堂應該具備知識結構層次化、教學方式多樣化和教學手段科學化等特點，因此將從以下幾個方面進行混合教學方法的創新和設計。

（1）課程目標定位

本門課程緊扣人工智能發展的國家戰略，讓學生學習機器學習算法的基本原理、掌握數據分析的基礎流程、學習云計算的基礎知識并掌握用機器學習和云計算技術解決實際問題的能力，本門課程具有較強的實戰技能與創新能力培養。課程以實戰形式，結合創新，并采用開源代碼庫github進行代碼的學習和管理。加強學生對工程化能力的培養，彌補了以前“理論與實踐脫節”的常見問題，對學生未來就業發展打下堅實的技術基礎。

（2）課程內容優化

內容的優化主要體現在大數據分析技術發展很快，幾乎每年都有新的內容、新的框架、新的趨勢，這就要求更快、更新、線上線下結合、校內校外結合的內容模式和教學模式。數據分析中的決策樹算法、邏輯回歸算法和樸素貝葉斯算法是基礎，對新的框架Hadoop、Matout等開源工具進行重點研究，并對結合云計算技術的大數據分析技術深入研究實現。結合人工智能的創新項目，緊跟產業趨勢發展，并實現互聯網+醫療的一系列項目。

（3）ppt等多媒體課件制作

需要不斷豐富PPT內容，結合一些科技公司和業內專家的教程補充PPT內容，盡量做到先進性和深入淺出。從多媒體課件的角度，對于之前的課程教學，學生往往不知道第一步怎么做，通過課程改革，加強對演示視頻的制作，結合教學內容對課程的內容給予及時指導。

（4）教學視頻及各視頻之間進階式測試

錄制視頻可通過學校的多媒體教師錄制教學視頻，跟上課同步。對教學微視頻，可通過手機、錄播軟件等錄制教學微視頻，可以讓學生更靈活的學習。

（5）階段性自測

自測分兩個階段，第一個是教學過程中的階段性自測，以衡量學生對理論、實踐的理解，通過學生的上機，通過在線github等工具管理學生代碼來跟蹤反饋學生學習情況。第二個自測是學期結束前，答辯、項目演示評估，并及時更新課程內容。

（6）作業及題解

作業在線發布，并采用技術進行代碼、版本控制。在線解答及線下坐班答疑結合。

（7）相關參考資料的配置

參考資料主要以各開源社區教程，github，oschina，csdn等為主。來自于產業界的方案、案例、講座、交流等。

（8）線上與線下教學環節的安排

可通過課程微信群開展討論，也可利用課程直播間等互聯網模式開展同步直播、錄播等。此外也可組織線下沙龍，組織分享會，邀請互聯網產業界專家，醫療信息專家分享。

（9）課程測試與評價

可采用同行評議的手段，通過與相關院校和行業產業技術專家交流，進行評估。從用戶測試的角度分析，學生利用課程項目進行產品設計，并利用產品開展與醫院和企業的合作，并發放問卷調查，以用戶使用產品效果進行課程效果的評估。

3 ?結語

本論文主要提出了用于提升本科課程“云計算與數據挖掘”教學效率的混合教學模式設計方法，主要從課程內容設置和混合教學方法設計兩方面展開闡述。提出了從課程目標定位，多媒體課件制作，課程測試與評價等9個方面進行混合教學課堂設計的方法。在今后的教學過程中，我們將根據學生的實際反饋，對混合教學課堂進行不斷的完善。

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