基于大數據環境下的高職院校計算機教學改革

梁 吉

（太原幼兒師范高等專科學校，山西 太原 030400）

《教育信息化2.0 行動計劃》指出，為加快教育現代化，加快教育強國建設，有必要將“互聯網+”、大數據、新一代人工智能等信息化教學手段用于教育教學中。大數據技術具有數據資源龐大、應用形式多樣的技術特征。要在高職院校計算機教學中充分發揮大數據技術的育人作用，就需要教師綜合大數據技術內涵、高職院校計算機課程理念、課程目標探索教學改革新路徑。為此，高職院校計算機課程教師有必要做好相關領域的教學研究，并不斷在教學實踐中總結經驗教訓，為大數據環境下的高職院校計算機教學改革奠定基礎。

一、大數據及大數據教學

大數據即源于分散的、具有多樣格式的海量數據［1］。大數據技術即以計算機及相關技術為前提，應用無數計算框架構建而成的計算集群對海量數據進行計算、分析、關聯并得出相應分析結果的一種數據技術。大數據教學則是以大數據技術為依托的、服務于學生本身的、能夠促進學生個性化發展的一種教學模式。大數據教學具有以下特征：

第一，具有精準化程度高的特征。大數據技術可被用于收集、儲存學生的學習數據，如其知識基礎數據、學習行為數據、學習結果數據等。大數據技術可對學生的學習數據進行分析，從而構建學習模型，確定學生的個性化發展目標及個性化學習需求。這種模式下的教學目標、教學內容、教學過程均契合學生個人的發展需要。

第二，具有預測信度高的特征。大數據技術具有海量數據收集、海量數據存儲、海量數據分析的功能。將大數據技術用于學生的學習前景估測工作中，可提升前景估測質量，對于教學目標的實現與教學活動的動態化開展、動態化更新有著積極意義。

二、大數據環境下高職院校計算機教學改革必要性

知識經濟的崛起對傳統經濟模式造成了一定程度的影響［2］。此背景下，不同產業為了持續發展，不約而同選擇產業創新。產業創新需要人才支持。只有調整教學重心，改革教育方式，才能夠培養出符合產業創新需求的復合型人才。高職院校計算機課程是一門公共基礎課，具有培養學生計算思維，提升學生信息化創新能力的育人功能。然而，既有的教學技術不能將更多計算機課程育人資源融入教學過程中，在滿足學生個性化發展需求方面仍有不足。大數據技術是一門信息化教學技術，具有教學資源豐富、教學形式多樣的特征。將大數據技術用于高職院校計算機教學改革過程中，不僅能夠革除傳統教學模式的教學積弊，還可滿足高職學生深度學習、廣度學習的個性化學習、發展需求，對于進一步增強高職院校計算機課程育人價值有著積極意義。在教學改革方面，大數據技術的應用滿足《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》的戰略要求，也契合《教育信息化2.0 行動計劃》的教學發展理念。在人才培養方面，大數據技術的應用使得教學資源更豐富、教學渠道更廣泛、教學過程更細致，滿足了學生認知發展、能力形成、素養提升的學習需要。

三、大數據環境下高職院校計算機教學改革策略分析

（一）利用大數據整合教學信息，設定精準教學目標

教學目標是對教學成效的精準預期［3］。做好教學目標設定工作，對于教學工作的有序開展有著積極意義。大數據環境下，高職計算機教師只有明確教學改革目標，才能夠充分發揮大數據技術的育人價值，推進教學改革工作的順利進行。一方面，教師可利用大數據技術整合教學信息，包括當下的高職院校計算機教學方式、教學內容、教學活動安排、教學成果等。基于整合的教學信息分析計算機教學現狀，確定教學改革的切入點，并基于信息分析內容確定教學改革目標，為大數據環境下的高職院校計算機教學改革發展指明大致方向。但是，這樣的改革目標過于籠統，對于單獨的課程教學改革仍然缺乏指導性。為此，教師還需要從另一方面著眼，利用大數據技術整合學生信息，包括學生的基礎學習水平、學生的學習行為習慣、學生的學習愛好、學生的發展潛能等。綜合收集到的學生發展信息對學生進行分類，并根據不同類型學生的基本特征設定差異化教學目標，進一步推進計算機課程教學的個性化改革。這樣，從宏觀角度、微觀角度兩個角度出發融合應用大數據技術整合教學信息，為高職院校計算機課程教學改革目標設計提供參考信息，從而提高教學改革目標的精準性，為教學改革工作的有序推進提供教學參考。

（二）利用大數據分析課堂數據，選用合適教學方案

選對教學方法對于提高教學效率有著關鍵意義［4］。大數據環境下的高職院校計算機教學改革只有注意方式方法，才能夠保證教學改革效果符合預期。為此，教師可應用大數據技術整合教學改革前、教學改革后的課堂教學數據，分析教學改革前后學生的學習表現差異。這樣，教師能夠進一步明確教學改革的作用，同時根據學生課堂表現的數據調整教學方案，進一步強化教學改革效果。需要注意的是，不同教學階段下，學生的學習興趣、學習精力、學習能力存在差異。如果教師未能認識到學生的學習差異，則不能滿足部分學生的學習、發展需求，繼而影響教學改革效果。為此，教師還應利用大數據技術收集、整理學生在不同教學階段下的學習數據，包括學生的預習學習數據、理論學習數據、方法學習數據、經驗（技巧）總結學習數據等等。分析獲得的數據，明確學生的發展差異，之后根據學生的差異化學習需求繼續選擇差異化的教學策略，如情境教學、問題教學、任務教學、項目教學、應用教學策略等等，應用不同的教學策略進一步強化學生的計算機課程學習體驗，促進學生的自主學習、深度學習。

（三）利用大數據整合教學資源，豐富多元教學內容

大數據環境下的高職院校計算機教學改革主要表現在教學形式改革、教學方法改革、教學過程改革、教學內容改革等。在一定程度上，教學改革的有效性受教學資源的制約。教學資源豐富，高職院校計算機教師可采取的教學改革手段更多元，可利用的教學改革內容更豐富，教學改革后的教學課堂也更精彩，反之則不然。為了進一步增強高職院校計算機教學改革效果，教師有必要應用大數據技術整合多方教學資源，為教學改革工作提供內容支持。一方面，教師可利用大數據技術整合高職院校計算機課程教科書內容、整合教學內容的應用案例等等線下教學資源，使學生在線下學習時從理論、實踐兩個角度出發進行課程學習。同時，教師還可應用大數據技術整合知識的錯誤應用案例，以“反面教材”的形式讓學生直面錯誤，在線下教學過程中培養學生的批判思維。另一方面，教師可應用大數據技術整合數字化教學資源（如教學課件、教學視頻、教學音頻等等），數據化教學軟件（如超星學習通、釘釘、藍墨云班課等）、在線教育網站（如高職院校教學官網等）等等線上教學資源，進一步拓寬高職計算機教學渠道，開闊學生計算機學習視野。

（四）利用大數據監控教學過程，促進有效教學干預

1.干預學習過程，提升認知水平。大數據下的高職計算機課程改革要以學生發展為本，要注重培養學生的信息意識與計算思維［5］。其中，信息意識指察覺信息、判斷信息、分析信息的能力；計算思維指應用數據化的方式界定問題、抽象建模、組織數據解決問題的能力。要在改革后的計算機教學過程中培養學生的信息意識與計算思維，就需要從根本上提升學生的認知水平。要提升學生的認知水平，就需要保證學生的學習主體地位，讓學生在自主學習的過程中發現知識，明確理論，總結方法，提高認知。為此，教師可在計算機課程教學改革過程中應用大數據技術干預學生的學習過程，通過教學干預的方式引導學生從科學的角度出發認識新知識、發現新問題、總結新理論，進而發展學生的邏輯思維、抽象思維等認知思維。需要注意的是，這里的“干預”并非使用明確的口令要求學生必須做什么，或必須不做什么，而是以“數據”的形式給予學生學習提示，驅動學生基于自身發展情況自主探究新知識，在保證學生學習主體性的情況下逐步提高學生的認知水平。

2.干預練習過程，培養應用能力。練習教學是課程教學的一部分。將大數據技術用于練習教學過程中，有利于教師總結學生的練習學習數據，構建學生的課程學習“畫像”，并根據學生的學習“畫像”調整練習教學內容，進一步增強練習教學效果。大數據技術的應用范圍極廣。在高職計算機課程教學改革工作中，教師可將大數據技術用于練習教學資源整合、練習活動組織、練習方案調整等工作中，確保學生在練習學習過程中形成良好的遷移應用能力。針對練習資源整合工作，教師可應用大數據技術分析學生學情，之后根據學生的基本學情整合相應的練習資源，如基礎的理論習題、具有一定難度的操作習題、具有較強拓展性的案例習題等等，用以滿足不同學情學生的練習學習需要。針對練習活動組織工作，教師可應用大數據技術整合學生的練習學習數據，并根據數據構建學生應用能力發展“畫像”。之后，教師根據“畫像”內容確定學生的練習發展特征，并綜合相關特征組織情境練習、互動練習、實踐練習等多種練習教學活動，滿足不同學生練習發展需要。針對練習方案調整工作，教師可應用大數據技術整合練習教學實施效果數據，通過數據分析明確練習教學不足，進一步調整練習教學方案，促進高職計算機課程練習教學改革的持續發展。

3.干預復習過程，促進知識建構。確保學生真正掌握計算機課程教學內容，是新時期高職計算機課程教學改革的追求。要達到這一目標，教師需著力復習教學改革工作。大數據環境下，教師可將大數據技術用于復習教學過程中，通過技術干預，不斷優化復習教學過程，從而維持學生知識建構思維的活性，強化學生的知識建構復習效果。比如，教師可應用大數據技術收集學生記憶理論知識、操作方法的時間，并對學生的記憶結果進行分析，通過分析確定學生的記憶學習傾向。之后，教師根據分析結果調整復習教學方案，如組織互動游戲，強化復習內容的趣味性，強化學生記憶學習效果；組織概念圖繪制活動，強化學生的知識建構思維等等。這樣，應用大數據技術及時收集學生復習信息、診斷學生復習學習問題并及時調整復習教學方案，可不斷增強復習教學效果，保證學生知識體系建構質量。

（五）利用大數據完善教學評價，促進學生反思提升

教學評價是一種教學活動，具有評判教學價值、服務教學決策的作用。大數據環境下的高職院校計算機教學改革同樣要兼顧教學評價改革，如此才能夠保證學生的學習行為與改革后的教學行為相適應，從而強化教學改革效果。教學改革工作中，教師要著手完善教學評價體系，進一步強化教學評價在教學改革工作中的工具屬性。一方面，教師可應用大數據技術完善教學評價標準，由評價標準引導學生規范學習、發展行為，促進學生持續發展。完善評價標準時，教師可應用大數據標準收集既有的高職院校計算機課程教學評價標準，將其作為教學評價改革藍本。教師還可整合《教育信息化2.0 行動計劃》《高等職業教育專科信息技術課程標準（2021 年版）》等有關高職計算機課程教學改革方面的政策文件，從政策文件中提煉培養學生能力的相關信息，將相關信息作為制定教學評價標準的參考。這樣，應用大數據技術拓寬教學評價角度，豐富教學評價層面，進一步完善教學評價標準。另一方面，教師可應用大數據技術更新教學評價手段，如線上教學系統自動評價、線下教師點評、線上學生互評等。通過更新評價手段給予學生客觀、實時的教學評價，使學生在不同學習階段結合評價內容反思自我，從而促進其持續提高。

綜上所述，大數據環境下，高職院校計算機教師要明確大數據及大數據教學的內涵，同時從教學準備、教學實施、教學管理、教學評價等不同角度出發分析大數據技術的應用方案，確保大數據技術的技術優勢被充分發揮，從而助推高職院校計算機課程教學改革。高職計算機教師還要不斷了解大數據教學的科學理論，學習大數據應用教學的科學方法，在不斷學習、不斷實踐的過程中提升自身專業素養，為進一步推進高職院校計算機教學改革做好準備。