自適應(yīng)學(xué)習(xí)在高職院校信息技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革中的應(yīng)用＊

青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院 莊群 李建國

自適應(yīng)學(xué)習(xí)根據(jù)每個學(xué)生課程的掌握情況，提供個性化和有針對性的教學(xué)內(nèi)容和練習(xí)環(huán)境。文章以某高職院校學(xué)習(xí)信息技術(shù)基礎(chǔ)課程的學(xué)生為研究對象，通過自適應(yīng)學(xué)習(xí)在高職院校信息技術(shù)基礎(chǔ)課程的課程分析、流程設(shè)計(jì)、成績分析和課程調(diào)研，發(fā)現(xiàn)自適應(yīng)學(xué)習(xí)在高職院校信息技術(shù)基礎(chǔ)課程中的應(yīng)用有利于根據(jù)每個學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)進(jìn)行有針對性的學(xué)習(xí)和練習(xí)，相較傳統(tǒng)方法更能夠提高學(xué)習(xí)成績、節(jié)省學(xué)習(xí)時間、提高學(xué)習(xí)興趣和課程滿意度。本章將自適應(yīng)學(xué)習(xí)在高職院校信息技術(shù)基礎(chǔ)課程中實(shí)踐應(yīng)用，為高職院校教學(xué)改革提供了新的方向和思路。

《“十四五”國家信息化規(guī)劃》中提出：“推進(jìn)信息技術(shù)、智能技術(shù)與教育教學(xué)融合的教育教學(xué)變革。發(fā)揮在線教育、虛擬仿真實(shí)訓(xùn)等優(yōu)勢，深化教育領(lǐng)域大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用，不斷拓展優(yōu)化各級各類教育和終身學(xué)習(xí)服務(wù)。”自適應(yīng)學(xué)習(xí)以學(xué)生為中心，以實(shí)現(xiàn)每個學(xué)生的最優(yōu)教育為目標(biāo)，根據(jù)學(xué)生實(shí)時學(xué)習(xí)情況，實(shí)時調(diào)整給予最適合學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容，為學(xué)生提供個性化的教育方式[1]。近年來，我國自適應(yīng)學(xué)習(xí)理論以研究為主，在高職院校信息教育上理論性研究較多，在高職院校實(shí)踐應(yīng)用研究尚處于探索階段[1,2]。

實(shí)踐教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，高職院校學(xué)習(xí)在學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)中存在不了解自己掌握課程知識的情況，重復(fù)學(xué)習(xí)和練習(xí)已掌握知識的問題。文章以某高職院校學(xué)習(xí)信息技術(shù)基礎(chǔ)課程的66名學(xué)生為研究對象，通過學(xué)生進(jìn)行自適應(yīng)學(xué)習(xí)和非自適應(yīng)學(xué)習(xí)的教學(xué)對比，探索自適應(yīng)學(xué)習(xí)在高職院校信息技術(shù)基礎(chǔ)課程中應(yīng)用的實(shí)踐意義。將自適應(yīng)學(xué)習(xí)應(yīng)用到信息技術(shù)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)中，在學(xué)習(xí)過程中根據(jù)每個學(xué)生課程掌握情況，提供個性化和有針對性的信息技術(shù)教學(xué)內(nèi)容和練習(xí)環(huán)境，避免學(xué)生重復(fù)學(xué)習(xí)和練習(xí)已掌握的知識，減少無效學(xué)習(xí)行為，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，為高職院校個性化和信息化教學(xué)改革提供新的方向和思路。

1 信息技術(shù)基礎(chǔ)課程分析

信息技術(shù)基礎(chǔ)課程是高職院校各專業(yè)學(xué)生必修或限定選修的公共基礎(chǔ)課程；課程的學(xué)習(xí)有利于增強(qiáng)高職院校學(xué)生的信息意識、提升學(xué)生的計(jì)算思維、促進(jìn)學(xué)生的數(shù)字化創(chuàng)新與發(fā)展，為其職業(yè)發(fā)展奠定信息化基礎(chǔ)。在實(shí)踐教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，信息技術(shù)基礎(chǔ)課程中不同學(xué)生不同章節(jié)的掌握情況存在一定的差異；通常學(xué)生在課后練習(xí)和考前復(fù)習(xí)的過程中通常需要對課程所有相關(guān)知識進(jìn)行練習(xí)和學(xué)習(xí)；在期末復(fù)習(xí)考試集中，時間相對緊張的情況下，不能高效的查漏補(bǔ)缺，掌握更全面的知識往往需要付出相對長的時間和精力[3,4]。

信息技術(shù)課程相關(guān)知識圖譜如圖1所示包含文檔處理、電子表格處理、演示文稿制作、信息技術(shù)概述、信息素養(yǎng)與社會責(zé)任5個模塊，文檔處理包含文檔的創(chuàng)建與排版、圖片與藝術(shù)字的應(yīng)用、長文檔的處理、多人協(xié)同編輯文檔、合并郵并是對Word的實(shí)踐應(yīng)用；電子表格處理包含與表格的創(chuàng)建與設(shè)計(jì)、公式與函數(shù)的應(yīng)用、數(shù)據(jù)分析與處理、圖表的制作、打印與安全管理是對Excel的實(shí)踐應(yīng)用；演示文稿的制作、使用母版、動畫應(yīng)用、放映及導(dǎo)出是對PowerPoint的實(shí)踐應(yīng)用，信息技術(shù)概述和信息素養(yǎng)與社會責(zé)任側(cè)重理論學(xué)習(xí)和應(yīng)用等。綜上，信息技術(shù)課程不同章節(jié)的知識和操作相對獨(dú)立，不同模塊之間的銜接性不強(qiáng)，不同模塊和章節(jié)學(xué)生的掌握程度對其他模塊的學(xué)習(xí)影響不大。

圖1 信息技術(shù)基礎(chǔ)課程相關(guān)知識圖譜Fig.1 Knowledge map of basic information technology courses

由于信息技術(shù)基礎(chǔ)課程不同章節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容和實(shí)踐操作相對獨(dú)立，不同學(xué)生對不同模塊掌握情況有較大的差別，適合采用自適應(yīng)學(xué)習(xí)的教學(xué)，通過少量試題評估學(xué)生各模塊的學(xué)習(xí)能力，針對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況給予有針對性、個性化的學(xué)習(xí)環(huán)境，已經(jīng)掌握對應(yīng)模塊知識和技能的同學(xué)不需要重復(fù)進(jìn)行相關(guān)練習(xí)；對簡單題目掌握的同學(xué)不需要做簡單題目的相關(guān)練習(xí)；從而整體上節(jié)約學(xué)生學(xué)習(xí)時間，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

2 信息技術(shù)基礎(chǔ)課程分析

2.1 自適應(yīng)學(xué)習(xí)流程設(shè)計(jì)

整合信息技術(shù)基礎(chǔ)課程已有課件、微課、測試題目等教學(xué)資源，設(shè)計(jì)自適應(yīng)學(xué)習(xí)流程。首先對學(xué)生當(dāng)前的學(xué)習(xí)狀態(tài)進(jìn)行初測，根據(jù)初測的錯題部分進(jìn)行有針對性的練習(xí)，再根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行模擬測試。自適應(yīng)學(xué)習(xí)流程如圖2所示。具體流程如下：

圖2 自適應(yīng)學(xué)習(xí)流程圖Fig.2 Flow chart of adaptive learning

（1）學(xué)生根據(jù)自己的需要“選擇學(xué)習(xí)模塊”：選擇文檔處理、電子表格處理、演示文稿制作、信息技術(shù)概述、信息素養(yǎng)與社會責(zé)任5個模塊的其中一個模塊；

（2）在每個模塊的學(xué)習(xí)操作前需要進(jìn)行一個測試：根據(jù)選擇的模塊進(jìn)行基礎(chǔ)知識和操作技能的簡單測試；

（3）對學(xué)生進(jìn)行測試的結(jié)果進(jìn)行分析，判斷學(xué)生知識掌握的情況；

（4）學(xué)生若通過了此模塊測試，可以選擇是否繼續(xù)其他模塊的學(xué)習(xí)；若未通過測試，可以根據(jù)學(xué)生知識和技能掌握情況進(jìn)行相關(guān)具體內(nèi)容的學(xué)習(xí)和操作，促進(jìn)此模塊知識和技能的掌握；

（5）針對學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行模擬測試，分析測試結(jié)果；

（6）根據(jù)（5）的分析測試結(jié)果，若不通過，則返回（4）；通過可選擇是否繼續(xù)，若“是”返回（1）；若“否”結(jié)束。

2.2 判斷知識圖譜掌握情況的相關(guān)算法

通過初步對學(xué)生的測試結(jié)果進(jìn)行分析，使用Logistics算法進(jìn)行診斷學(xué)生信息技術(shù)基礎(chǔ)課程知識點(diǎn)的掌握情況，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有針對性的學(xué)習(xí)和練習(xí)，使學(xué)生能夠進(jìn)行個性化的學(xué)習(xí)操作。

Logistic算法是測試中經(jīng)典預(yù)測的算法，判斷某知識點(diǎn)j是否需要學(xué)習(xí)時，采用Logistic回歸分析算法，yj為定性變量，y=0需要對相應(yīng)知識點(diǎn)j進(jìn)行練習(xí)，y=1不需要練習(xí)知識點(diǎn)j進(jìn)行練習(xí)；y只取0或1；x1,x2,…,xk為知識點(diǎn)j標(biāo)簽相關(guān)題目的得分情況。當(dāng)掌握知識點(diǎn)yj=1時，Logistics回歸的基本模式為：

其中，β0，β1，…，βk，為線性回歸模型中的回歸系數(shù)。

為了更好跟著學(xué)習(xí)狀態(tài)降低采集難度和數(shù)據(jù)偏差，在本次實(shí)踐研究中將相關(guān)學(xué)習(xí)模塊的題目難度統(tǒng)一，設(shè)置為相同的難度；為便于分析學(xué)生對每個知識點(diǎn)的掌握情況，每個練習(xí)和測試題目都設(shè)置相關(guān)的知識點(diǎn)標(biāo)簽，便于判斷學(xué)生每個知識點(diǎn)的掌握情況。

3 自適應(yīng)學(xué)習(xí)和非自適應(yīng)學(xué)習(xí)效果對比

文章選取某航海高職學(xué)院2020級兩個班級66名同學(xué)作為研究對象，平均隨即分成A組（傳統(tǒng)學(xué)習(xí)）和B組（自適應(yīng)學(xué)習(xí)）。A組采用傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式，老師在課堂中根據(jù)教學(xué)實(shí)施計(jì)劃進(jìn)行統(tǒng)一的授課，課后學(xué)生自由學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)課程相關(guān)學(xué)習(xí)資源；由于不同學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、知識理解能力和課堂掌握情況不同，傳統(tǒng)學(xué)習(xí)A組不考慮學(xué)生個性化的學(xué)習(xí)因素；B組采用自適應(yīng)的學(xué)習(xí)方式，學(xué)生在信息技術(shù)基礎(chǔ)課程的模塊學(xué)習(xí)中先進(jìn)行初測，根據(jù)初測結(jié)果根據(jù)每個學(xué)生對知識的掌握情況，進(jìn)行有針對性的學(xué)習(xí)和練習(xí)[5-7]。

3.1 A組傳統(tǒng)學(xué)習(xí)和B組自適應(yīng)學(xué)習(xí)成績對比

學(xué)習(xí)前對A組和B組進(jìn)行成績測試，兩組平均成績接近分別為71.2和72.1分；兩組學(xué)生在各分段成績中人數(shù)也比較接近，分別對A組和B組學(xué)生進(jìn)行三個周的學(xué)習(xí)跟蹤，并再次進(jìn)行成績測試，A組和B組的學(xué)習(xí)前后成績分布如表1所示，A組和B組學(xué)習(xí)后整體提高，B組整體成績相較A組提升更快。使用Qrigin2021工具對學(xué)習(xí)前后的A組和B組進(jìn)行成績趨勢模擬，結(jié)果如圖3所示。通過傳統(tǒng)組和自適應(yīng)組的成績對比，A組采用傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式，3個周后學(xué)生的學(xué)習(xí)成績基本是呈線性關(guān)系增長；B組采用自適應(yīng)學(xué)習(xí)，3個周后學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果呈指數(shù)關(guān)系增長，相對A整體成績提高更快。B平均成績提高11.41分，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于A組的6.72分。通過對比我們可以得出，在相同的3周學(xué)習(xí)中，自適應(yīng)學(xué)習(xí)比傳統(tǒng)學(xué)習(xí)更能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績。

表1 A組和B組學(xué)習(xí)前后成績分布Tab.1 Distribution of results of group A and group B before and after study

圖3 A組和B組學(xué)習(xí)前后成績對比Fig.3 Comparison of results of group A and group B before and after study

3.2 學(xué)生調(diào)研

從學(xué)習(xí)時間、學(xué)習(xí)興趣、滿意度等方面對兩組學(xué)生進(jìn)行調(diào)研，調(diào)研結(jié)果如圖4所示，B組同學(xué)91%認(rèn)為這種學(xué)習(xí)方法能夠節(jié)省學(xué)習(xí)時間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于A組認(rèn)為的

圖4 A組和B組學(xué)生信息技術(shù)基礎(chǔ)課程調(diào)研Fig.4 Survey on basic information technology courses of group A and group B students

…………61%，B組同學(xué)的學(xué)習(xí)興趣為85%高于A組的76%，課程滿意度B組的94%也高于A組82%。通過調(diào)研我們可以得出，B組學(xué)生在課程節(jié)省時間、學(xué)習(xí)興趣、課程滿意度方面明顯優(yōu)于A組。

綜上，自適應(yīng)學(xué)習(xí)在某高職院校信息技術(shù)基礎(chǔ)課程的應(yīng)用中我們可以得出：自適應(yīng)學(xué)習(xí)相較傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式能夠根據(jù)學(xué)生實(shí)時的學(xué)習(xí)狀況，進(jìn)行個性化的學(xué)習(xí)和實(shí)踐練習(xí)，能夠避免重復(fù)的學(xué)習(xí)和無效的練習(xí)，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率和提升學(xué)習(xí)興趣，更好地在相同的時間內(nèi)幫助學(xué)生掌握所學(xué)知識。

4 總結(jié)

傳統(tǒng)高職院校信息技術(shù)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)和練習(xí)過程中存在需要重復(fù)學(xué)習(xí)已掌握知識的情況，一定程度上浪費(fèi)了學(xué)生的學(xué)習(xí)時間。文章將自適應(yīng)學(xué)習(xí)在高職信息技術(shù)基礎(chǔ)課程中的實(shí)踐應(yīng)用，通過自適應(yīng)學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)自適應(yīng)學(xué)習(xí)根據(jù)每個學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)進(jìn)行有針對性的練習(xí)和測試，相較傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式更利于學(xué)生提高學(xué)習(xí)成績、節(jié)省學(xué)習(xí)時間、提高學(xué)習(xí)興趣和課程的滿意度。

目前高職院校自適應(yīng)學(xué)習(xí)在教學(xué)中的應(yīng)用還處于探索階段，文章推動了自適應(yīng)學(xué)習(xí)在高職院校信息技術(shù)基礎(chǔ)課程的實(shí)踐應(yīng)用研究，為高職院校其他課程進(jìn)行自適應(yīng)教學(xué)改革提供參考和借鑒。由于研究樣本和周期相對較小，在一定程度上限制了文章自適應(yīng)學(xué)習(xí)在高職院校的實(shí)踐應(yīng)用中的影響力。

引用

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