“互聯網+”背景下在線開放課程建設探析

胡雅婷 李健 鄭丹陽 林楠

摘要：“互聯網+”大數據時代背景下傳統教學方式推廣性減弱，在線開放課程通過網絡改變著教育的方向和未來。以近年高校新開設專業——數據科學與大數據技術專業為例，通過分析“互聯網+”背景下在線開放課程建設的必要性和在線開放課程給教師教學方面和學生學習方面帶來的諸多新挑戰，著重從在線開放課程的課程體系、建設模式和評價考核三個方面闡述了“互聯網+”背景下在線開放課程的建設路徑，為推動高校大數據類專業在線開放課程建設提供參考。

關鍵詞： 在線開放課程;互聯網+;數據科學與大數據技術專業;課程建設

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）21-0136-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

1 引言

隨著互聯網、云計算、大數據及人工智能的發展，一場前所未有的信息化浪潮席卷了各行各業，每年從不同智能設備終端產生的數據量以幾何次方暴增，我們正經歷著基于新一代互聯網技術的信息革命[1]。在“互聯網+”時代，云計算、大數據等信息技術不僅改變了我們生活的方方面面，更給高等教育帶來新的機遇和挑戰。“互聯網+”背景下的高等教育教學在教學方式、方法及人才培養模式上都在發生變革，授課地點不限于學校教學場所，授課方式不限于傳統的教師講授方式，授課教師更不限于本校的專職教師。為順應“互聯網+”時代發展和高等教育人才培養需要，教育部、高校、專業都在整合優勢教學資源，建設具有專業特色的精品在線開放課程。而大數據技術在經歷了萌芽期、成熟期和大規模應用期之后，社會對大數據人才需求劇增，高校也肩負著培養具備大數據思維、能夠運用大數據思維進行分析應用的高層次大數據人才的責任[2]。因此，2016年我國高校開始設置數據科學與大數據技術本科專業，經過五年的建設發展，目前已在全國各類高校中開設，成為每年高校新增專業中增加數量最多的專業。本文將結合數據科學與大數據技術專業的特點，探討“互聯網+”背景下在線開放課程建設路徑。

2 “互聯網+”背景下在線開放課程建設的必要性

2015年，國務院下發的《關于積極推進“互聯網+”行動計劃的指導意見》將網絡教學納入國家戰略計劃，各類高等院校積極推進“互聯網+”背景下教育教學改革，互聯網+教育取得豐碩成果[3]。目前，中國大學MOOC、學堂在線、學銀在線等在線課程平臺開放在線課程2.4萬余門，覆蓋了本科12個學科門類、專科高職18個專業大類[4-7]。教育部非常重視在線開放課程建設，2017年首批認定490門國家級精品在線開放課程，并將實現3000門的目標。在線課程資源的建設，不僅可以共享高校間豐富的教學資源，學生足不出戶學習到各類名師的優秀課程，也是應對當前新冠疫情的一種必要手段，保障高校在疫情防控期間實現“停課不停教、停課不停學”[8]。在線開放課程不僅覆蓋高校通識教學、專業教學及實踐教學環節的主要課程，在大學生創新創業教育、思想政治教育、創新實踐教育等特色領域也開展起來[9]。數據科學與大數據技術專業作為近年新設置的本科專業，在線開放課程建設任務重要而繁巨。在線開放課程建設不僅為各類開設數據科學與大數據技術專業高校提供寶貴的在線學習資源，也可以作為混合式教學的課前學習資源，是高校未來課程建設的主要發展方向。

3 在線開放課程建設面臨的新挑戰

一方面，在線開放課程對教師的教學理念、課程目標和實現形式都提出了新標準和新要求。教師想要上好一門課，備課是必不可少的步驟，備課包括備教學內容、備教學方法和學生。線上開放課程面向的學生群體不限于本校本專業的學生，學習這門課程的學生可能來自某重點高校，也可能來自職業院校，各類高校相關專業的學生都可能通過線上教學平臺學習到這門課程。如何讓課程的受眾都能做到各取所需，需要教師的教學理念、方法都相應進行調整和變革，這是對在線開放課程建設的教師的重要挑戰。同時，線上授課需要將傳統的紙質教案轉化為電子教案，錄制時還需要使用到多種數碼設備將授課內容投射到網絡上，如何將課程PPT、視頻有機融合，生動地展現在網絡教學平臺上，這對教師的PPT制作、視頻剪輯等教育技術基本功也是一個挑戰，更增加了需要課程制作的工作量。而在課程結束后，教師想要了解學生的在線學習狀態，還需要關注教學平臺提供的各種學情統計數據，教師往往需要掌握多種數據分析方法，才能得到學生學習指標與成績指標間的關聯模型，找出課程需要進一步改進的方向。

另一方面，在線開放課程給學生的學習方式、方法及學習狀態帶來了一系列挑戰。在傳統課堂中，教師和學生在同一個空間內，師生之間可以面對面交流，學生的任何多余舉動都會直接暴露給教師，迫于教師的威嚴和平時成績，學生會盡量保持良好的聽課狀態。而線上教學時，教師無法透過屏幕查看學生學習狀態，學生們離開了老師的視線，各種學習之外的誘惑都可能引起學生注意力的轉移，容易出現忽略重要知識點、遺漏教學環節、不按教師指導操作等情況。在線教學時學生無法和老師進行面對面的交流，學生一旦遇到問題，不能第一時間得到老師的指導，會影響到后繼內容的學習和理解。同時，在線學習的同學之間也缺少交流，這導致學生在獨立完成各類題目時缺少同類競爭心理，在遇到繁雜問題時，由于得不到解決問題而帶來的自豪感，因此遇到難題時容易放棄。當前大學生所在的環境中充斥著各種網絡設備，不同網絡資源對學生的吸引力和誘惑力都非常大，自律性較差的同學往往容易陷入網絡“陷阱”，線上學習效果受外界干擾嚴重，經常會出現一邊電腦放著教學視頻，一邊用手機打手游的情況。

對于實踐類、實驗類等不宜通過在線進行教學的課程，如何才能在線上課程中找到合適的替代，而不是完全將其教學內容丟棄，影響整個課程教學體系的完整性。這就需要在課程中設置實踐教學環節，包含：課內實踐、課程設計、專業見習、上機實驗教材、專業綜合實習、畢業論文及答辯、社會實踐等等。將線上老師傳授的知識，通過課內實踐和課程設計的方式進行考察。在課程學習過程中，教師提前安排支持實驗課程的課程設計，要求學生自行查找文獻資料，結合所學的理論知識，獨立完成一個實踐課題，培養學生獨立思考和解決實際問題的能力。最后也可以安排學生去企業實習，通過專業相關實習，增強學生對知識的掌握，加強記憶點。

4“互聯網+”背景下在線開放課程建設路徑

4.1教研資源融合的在線開放課程體系

在線開放課程的建設需要平臺和課程兩方面的支撐。經過多年的建設，“互聯網+”教學取得了豐碩的成果，云課堂、雨課堂、超星學習通“一平三端”等在線教學平臺目前已在全國高校中廣泛應用，在2020年新冠疫情期間保障了線上教學的順利開展，同時實現翻轉課堂、混合式教學等多種教學模式。通過在線教學平臺的使用，為教師積累了一定的在線課程建設經驗。同時，平臺也為在線課程提供了教學視頻觀看人數、視頻平均觀看時常、隨堂測驗成績、拓展訓練成績以及學生討論的問題等學情數據，為在線開放課程建設提供學習數據支持。數據科學與大數據專業通過在線課程建設可以集成整合不同院校現有的線上優質教學資源，充分發揮院校專業特色優勢，打破院校間的壁壘實現教學資源共享，減少和避免課程的分散建設和重復建設。結合專業人才培養目標，數據科學與大數據專業培養學生海量數據管理、分析、挖掘、決策的技術能力，通過在線開放課程培養學生的思想道德素質、科學邏輯思維能力和解決實際問題能力。一門數據科學與大數據專業的精品在線開放課程應兼顧課程相關的數學、計算機基礎理論，同時注重數據分析建模及處理技術能力的培養。

以吉林農業大學為例，2019年批準設立數據科學與大數據技術專業，依托吉林省數據科學與大數據技術研究中心、吉林省數據科學與大數據技術研究基地及吉林省精準農業與大數據研究中心等科研平臺，開設《農業大數據處理技術》《農業信息分析與預測》等將大數據技術應用于現代農業領域的專業方向選修課，在線課程建設中注重農業生產實踐案例與大數據技術的有機結合，讓學生切實體會到大數據技術在農作物種類選擇、農作物估產測產及災害預警與評估方面的重要作用。

4.2 模塊化網絡式的在線開放課程教學模式

在線開放課程建設是一個連續而復雜的過程，不但要充分利用網絡教學平臺和各種教學資源，還要構建與網絡教學相適應的教學模式。數據科學與大數據專業的課程涵蓋大數據的相關技術、相關應用以及大數據的隱私與安全。多數高校的數據科學與大數據技術專業會開設數據倉庫技術、云計算、分布式系統、Haddoop及Spark處理框架、R語言、數據分析、數據挖掘等與大數據的采集與預處理、存儲、處理、計算、分析及可視化等相關的大數據技術課程，并根據高校及學科特點，開設大數據技術在相關領域的應用課程，如目前應用較多的金融領域、互聯網領域、生物醫學領域及農業遙感領域等。同時，還會開設大數據隱私與安全防護相關課程。在線開放課程的教學既要考慮內容的系統性和完整性，還應兼顧教學平臺上的不同受眾群體，能夠從不同維度進行知識講解和訓練，達到可內化、會應用目的。因此，數據科學專業在線開放課程可采用模塊化網絡式教學模式，構建基礎知識模塊、思維訓練模塊、程序設計實現模塊和應用與建模模塊四個教學模塊，建立經典算法數據庫、實踐調研數據庫、共享資源數據庫三個核心數據庫，從概念、思想、設計和應用四個維度實現基于網絡教學平臺的資源共享，如圖1所示。

以數據科學與大數據專業核心基礎課程《離散數學》在線開放課程為例，課程的核心目標是培養學生如何運用數學邏輯思維，具備初步的離散建模能力[10]。按照邏輯推理、算法思維、程序設計實現以及應用與建模模塊形成網絡式架構，每個節點建立教學資源案例庫，將經典算法與實際工程案例相交相融，實現資源共享。例如，在數理邏輯單元中，邏輯推理模塊引入n皇后謎題、泥巴孩子謎題、數獨游戲等簡單易懂的邏輯謎題，進行邏輯推理能力的訓練;算法思維模塊以字符串匹配算法、貪婪算法、停機問題等在人工智能領域應用廣泛的算法為實例，訓練學生的算法思維;程序設計實現模塊以Python為工具訓練學生程序實現對重要性質和定理的驗證;應用與建模模塊強化實驗教學中學生依據實際工業標準和工程規模，配置真實工程設計環境及開發系統，培養學生設計開發復雜工程問題解決方案的系統能力。

4.3 “互聯網+”教育的在線教學考核評價

“互聯網+”背景下的在線開放課程建設，需要完整的教學評價對課程實施過程進行監控[11]。一門完整的在線開放課程應包括教學內容的講授、知識與能力的考核以及綜合素質評價等環節。在線開放課程的教學方式方法更加多樣化，為了更好地指導教學，需要采用科學的在線學習考核方式，制定完備的在線教學評價體系。“互聯網+”教育背景下，大數據、云計算和人工智能等技術應用于教育教學，通過大數據和數據可視化技術，教師可獲得在線開放課程各個節點的播放記錄和相關統計分析結果，在一些學生較難理解的知識節點，學生進行暫停、回放操作的概率明顯升高。通過數據精準分析，科學地設置教學節點視頻回放率閾值。當超過閾值時，教師將設置相應的知識點測驗、討論，并增加相關案例輔助教學。教師通過網絡教學平臺實時獲得學生學習過程的各項數據反饋，指導教師及時做出教學策略調整。在學習成果檢驗環節，設置一些具有探究性、個性化的開放題目，學生可以獨立完成，也可以遠程組隊按小組完成。在完成過程中培養學生獨立思考問題能力以及團隊合作能力，訓練解決復雜實際問題的綜合化思維方法。在知識層面上，對學生的考核內容不是教學知識的簡單重復，設置一些將知識、能力有機結合的“高階性”問題。給予學生的評價將不再是給出定量的分數，通過數據挖掘技術給予學生在知識、能力及實操等方面評定，并通過加權分析獲得一個綜合性的評價。

數據科學與大數據技術專業在線開放課程的教學考核評價主要包括五部分內容，分別為：隨堂測試練習以及時鞏固教學知識點;設置主題討論培養學生的文獻查閱能力，訓練其個性化思維和發散思維;布置實際應用案例訓練學生編寫程序解決實際問題的動手能力和解決實際復雜問題能力;分組任務培養學生團隊合作能力、探究性學習能力和創新學習能力;問卷調查及投票發現學生遇到的問題和難點，了解學習狀態。在互聯網技術輔助下，幫助教師實現真正意義上的在線教學過程性評價。

在線開放課程是順應社會發展需要、符合我國高等教育發展方向、具有重要實踐應用價值的課程模式，“互聯網+”背景呼喚在線開放課程體系的建立健全，并為課程建設、教學評價考核提供技術支撐。大數據已經融入當今社會的各行各業，成了重要的生產要素。數據科學與大數據技術專業的在線開放課程建設應該針對專業人才培養目標，通過課程建設加強數據科學類創新型、素質型和應用型人才培養。

參考文獻：

[1] 孟小峰，慈祥.大數據管理：概念、技術與挑戰[J].計算機研究與發展，2013，50（1）：146-169.

[2] 陶皖，唐紅梅.疫情背景下基于線上教學的數據科學與大數據技術專業課程群建設[J].電腦知識與技術，2020，16（25）：147-148，168.

[3] 余勝泉，王阿習.“互聯網+教育”的變革路徑[J].中國電化教育，2016（10）：1-9.

[4] 吳南中.教育大數據應用于MOOC的資源開發范式研究[J].中國遠程教育，2015（8）：23-29，79.

[5] 聶兵.高校信息素養類慕課的SWOT分析——基于中國大學MOOC和學堂在線的調研[J].江蘇科技信息，2021，38（22）：57-60.

[6] 焦建利，王萍.慕課互聯網+教育時代的學習革命[M].北京：機械工業出版社，2015.

[7] 吳巖.建設中國“金課”[J].中國大學教學，2018（12）：4-9.

[8] 楊健.“停課不停學”是學教改革的一次契機[J].人民教育，2020（6）：39-41.

[9] 周緒紅，陳朝暉，李正良.工程學科在線開放課程體系建設的探索與創新[J].中國大學教學，2021（8）：16-20.

[10] Kenneth H.Rosen.離散數學及其應用[M]. 徐六通，楊娟，吳斌譯. 北京：機械工業出版社，2019.

[11] 鄭習武.“互聯網+”背景下大數據專業一體化課程體系研究[J].電腦知識與技術，2020，16（13）：136-137.

【通聯編輯：王力】