基于教學數據實時跟蹤的嵌入式課程教學探究

黃 毅

（西南財經大學天府學院智能科技學院，四川 綿陽 621000）

前言

教學的發展在信息化技術的助推下，出現了許多全新的方式方法，隨著信息化程度的提升，智能課堂已然成為教育領域的新風尚，引領教學變革與課堂重構。教學質量是教育界始終關注的問題，如何在現階段綜合運用信息化技術，更好的追蹤學生教學獲得程度，動態的實現教學數據跟蹤及教學方法調整，優化課堂教學方式，對師生做到雙向提升，這是值得思考和探究的問題。現階段，針對高等教育階段學生教學數據的跟蹤模式，還處于較為基礎的層次，學生教學數據跟蹤往往以最終評定的期末成績作為記錄數據，教師針對各個學生在教學過程中的接受程度及問題反饋并未全面具體地得以呈現，尤其在以授課人數較多、專業性較強的課程中該問題更加突出。隨著互聯網的發展，高等教育可以利用信息化技術對教學過程中能夠以數據呈現的綜合學習數據進行跟蹤，進而有效實施教學預警和心理干預等舉措，促進“互聯網+教育”背景下的因材施教。本文將以《嵌入式系統設計與開發課程》為例，探究基于信息化手段下的教學數據實時跟蹤模式教學改革。

1 傳統模式教學數據跟蹤方式分析

在傳統教學模式下，由于《嵌入式系統設計與開發》課程專業性強，理論豐富，實踐操作繁雜，對于教學數據的跟蹤往往以課堂交流記錄，課后提問等基礎方式進行。學生在學習過程中存在一定學習難度，對于部分學生而言，由于先導課程的積累不足，以及自我的性格內向等方面原因，往往存在疑問而不向教師主動交流的問題，使得學生與教師之間的溝通欠缺，課程的教學質量及能力培養存在一定不足。因此，傳統教學模式下教學數據跟蹤存在以下弊端：（1）依賴于學生的主動性或老師的積極性，數據的跟蹤具有一定隨意性。（2）數據跟蹤呈現散點式，對于學生學習狀態的連續性和整體性跟蹤不足。（3）缺乏較為系統的一對一式學習狀態分析，難以實現針對每個學生個體做出詳細改進意見的功能。（4）教師進行教學數據跟蹤的分析內容多，工作量大，增加了課程教學工作量。

顯然，傳統教學模式下，“嵌入式系統設計與開發”這一專業核心課程的教學效果往往不太理想，大部分學生反饋較差，在教師教學效果及學生能力培養方面存有明顯不足。因此，需要進行系統性、連續性的教學數據跟蹤模式設計，通過信息化技術手段來實現學生教學數據的實時動態跟蹤，并通過教學數據的科學分析，形成師生之間新型的信息反饋機制，促進教學質量提升。

2 實時教學數據跟蹤的課程教學改革

教育在強調過程性的同時，也應該關注過程中能夠以數據呈現的學生綜合學習狀態。針對前文所述傳統教學模式下《嵌入式系統設計與開發》課程中所存在的不足，運用信息化技術，實現學生教學過程中的各項自評及綜合評價數據實時跟蹤，形成更加全面具體動態的數據跟蹤模式，有利于提升整體的教學質量。

2.1 教學數據實時跟蹤模式設計

在教學過程中，學生針對每次教學知識掌握程度，實驗及測試的各項得分及心理預期與實際感受等數據均以細化的數據進行收集并形成具體的數據統計及趨勢分析，對整體的教學結果以可視化的數據呈現，并通過基于數據追蹤對學生學習心理進行實時了解及干預。同時基于學生數據的反饋，得到精準的課程優化改進建議，動態調整教學方式方法，從而全面提升課程教學質量，教學數據實時跟蹤模式設計具體如圖1 所示。

圖1 教學數據實時跟蹤模式設計

上圖介紹了教學數據實時跟蹤的具體實現模式，其中主要包括如下幾個階段的設計與實施：

在課程建立前進行有效的實時教學數據跟蹤模式設計，該階段主要進行課程實時教學數據的具體跟蹤對象選擇，包括數據跟蹤學生的分布范圍及跟蹤對象類型的側重點；其次是對跟蹤的具體數據進行設計，在整個教學過程中，關鍵性參數如學習態度量化值、學生個體與整體課程滿意度、學習興趣、學習困難程度等參數進行設計選擇。另外在此階段還應針對實時教學數據的跟蹤時間及持續周期進行設計，針對課程性質及培養目標對整個教學周期中數據跟蹤的時間點、時間段及周期次數進行選擇。

課程形成性階段，由于數據跟蹤連續性的需要，需要及時發布跟蹤任務，任務中對關鍵參數進行重點收集，同時需要在課程進行中讓學生能夠自主參與到課程教學數據的自我更新活動中來，學生可以根據自身學習的掌握程度有效的進行數據多平臺多渠道網絡錄入，錄入數據通過教學數據跟蹤系統進行有效采集保存。此階段還需要預留學生自主問題反饋機制與渠道，學生可以在任務節點之外，根據自身察覺的學習問題進行有效的問題反饋和記錄，能夠有效與實現與教師進行信息交互和問題疏導等功能。

在課程教學進行過程的同時，需要實時教學數據跟蹤系統進行綜合的數據收集分析處理等重要操作，數據收集后臺需要對學生的教學跟蹤數據進行參數化整理和分析，形成直觀的可視化圖表，能夠基于設定的評價指標閾值進行狀態的及時預估與診斷，同時根據學生信息記錄的走勢狀態，給予相應的學習規劃建議，對于學習狀態及學習興趣等主觀性影響因素下降時，及時對學生進行提醒和勸誡，同時對教師進行教學關注對象范圍選擇做出建議并給予重點提醒。

課程形成性階段收據收集后，教師需要在系統相關數據記錄下進行教學質量的自我評估，對出現的類似性問題進行反思和課程調整，同時通過學生對教學方式及教學進度的評價反饋進行教學計劃和教學方法等相關教學手段調整，以此讓課程更加契合學生的學習曲線。此階段，教師對于學生的關注應該基于跟蹤數據走勢進行辨析，如果存在數據偏離嚴重的學生，應該針對出現問題進行約談和幫扶。對于數據出現異常的地方允許進行教師修正調整，系統對于教師的教學質量也應基于數據的追蹤給與一定的形成性建議。

課程形成性過程中，學生在實時數據收集后應能夠通過數據反饋進行自我學習的狀態評估，學習方式的評價，對于課程出現的學習問題可以有效進行記錄并依據連續性跟進對自我學習調整進行反思，辨析自我學習調整是否有效，如果在連續的跟進過程中，有自我的調節連續性執行，但是依然學習問題存在甚至進一步加重，則應該系統基于提醒，及時更正學習的策略方法，并對學習心理進行干涉預警。與此同時向任教老師進行針對該類學生學習方法改進指導提醒，及時鋪筑教師與學生針對學習問題交流解決的渠道。同時學生自我跟蹤數據進行可視化呈現有助于學生對自我學習的獲得感進行建立，提升學生學習過程中克服問題，取得知識的成就感。

在教學周期結束時，教學數據實時跟蹤系統可以根據整個教學周期中對于學生的自我評價數據、教師的評價數據及多維度實時教學跟蹤數據的走勢曲線對各個學生的學習狀態進行綜合考核評價，對學生的學習效果給予評分，針對學習狀態和學習方法進行歸納總結，提出針對各個學生學習優化的注重點，同時對學生反饋的教學問題形成總結性報告反饋于任課教師。教師方面則能夠通過整個周期學生的學習狀態、學習興趣、學習難度、課程滿意度等多個維度的數據對教學的安排合理性進行反思，對于課程形成過程中的共性問題進行提煉，對課程后續的教學優化調整，教學模式更新等方面做出建議。教學管理單位也可通過實時教學數據跟蹤系統所反饋的問題對教學改革，教師任教評價等方面進行干預和整體的把控。

綜上，教學數據實時跟蹤的具體實現模式包含：課程前期對于教學所跟蹤的對象、數據及時間等方面的設計；教學執行過程時期，學生通過互聯網技術進行自主教學跟蹤數據實時記錄采集，后臺通過獲取數據進行綜合分析，對學生學習狀態、教師當前階段教學質量給予評估，教師通過分析數據進行教學調整，學生通過反饋數據進行學習狀態機方法調整，反饋數據通過增進師生之間的聯系與信息交互實現對學生教學效果持續性的改進。教學周期結束最終通過實時教學數據跟蹤記錄，實現教學周期內所有教學數據的綜合分析，評估教學質量，提出優化改進建議。

2.2 教學改革效果分析

通過運用基于教學數據實時跟蹤的教學改革模式，對計算機科學與技術本科專業98 名學生進行一個教學周期的課程教學數據跟蹤，在使用基于教學數據實時跟蹤的《嵌入式系統設計與開發》課程教學改革模式教學后，整體課程滿意度達到了92.6%，相較于該門課程的平均滿意度有了較好提升。學生對于自我能力在課程教學后得以培養提升方面絕大部分同學表示認同。最終本門課程也取得了相比與傳統模式教學下更好的課程達成程度，由此分析可知，基于教學數據實時跟蹤的《嵌入式系統設計與開發》課程教學改革對于教學質量提升效果顯著。

3 結語

本文探索了基于“互聯網+教育”背景下的《嵌入式系統設計與開發》課程教學數據追蹤的改革思路。分析了目前教學模式下所中存在的問題，并提出了基于實時教學數據實時跟蹤的課程教學改革模式，通過教學實境驗證，肯定了該模式對教學質量提升有積極作用。該教學模式通過運用互聯網技術對傳統的教學數據跟蹤方法進行了更新，將課程教學的過程性、連貫性、系統性和完整性進行了鞏固，同時也為其他學科的教學數據信息化追蹤提供一定的參考和借鑒。