多模態驅動下的大數據專業教學設計研究

關鍵詞：多模態教學；大數據專業；學習環境設計；教學過程設計；課程評價設計

0 引言

隨著大數據時代的快速發展以及互聯網的廣泛使用，文本、圖片和視頻等不同模態的數據大量產生，這對人們的生活及工作方式產生巨大影響。人們的交流方式不再是單一的文本模態形式，更加趨向于文本、圖片以及視頻等多模態化融合，使得交流方式更加形象化。

大數據專業結合了數學、統計學以及計算機等學科，是一門交叉性學科。大數據專業主要從采集、處理、分析、建模和可視化數據5個方面展開教學，目的是從大規模數據集中提取有價值的信息，用于支持各種決策或解決實際問題。大數據專業的教學過程注重拓寬學生獲取知識的渠道，提高學生的專業水平。為使得大數據專業教學過程多元化，教師可為學生創設多模態的學習環境、教學過程和課程評價，以提升大數據專業學生的學習能力。

多模態驅動下的大數據專業教學可以較好地利用已有的海量數據，從視覺、聽覺以及觸覺等不同感官通道調動學生的能動性，有效提高學生的學習積極性；并且多模態驅動下的大數據專業教學不僅可以為學生提供資源種類豐富的學習環境，還可以促進教學過程多元化、課程評價全面化。

1 多模態與多模態教學

多模態是指通過視覺、聽覺、觸覺等多種感覺，借助文本、圖片、視頻等多種手段進行交互，即信息的傳遞不是單一模態，而是多種模態共同進行[1]。多模態目的是使多種信息一起協同工作，為人們帶來更高效、便捷的工作方式。自多模態被提出，便迅速得到不同業界的關注，如今多模態已被應用于多個領域，如科技、教育、醫療領域等。

多模態教學指在多模態理論指導下，將文本、圖片、視頻等不同模態要素整合成為有效的表達方式，在授課過程中充分調動學生感官潛能，為學生提供多模態的學習環境，促進學生對知識的全面理解。

目前，我國多模態研究在教育領域還未普及，還需不斷研究多模態在教學中的具體應用。教學過程中，存在學生所處學習環境不同、教學目的不同、學生理解程度不同的現象，這就導致學生無法較好的獲取并掌握相應的知識，教師無法及時掌握學生的學習情況。教師在授課過程主要采用語言和板書講授知識點，但隨著現代技術的不斷發展，教師能夠很好地借助數字化教學平臺傳授知識，PPT課件、相關視頻等多種模態的協調使用，使得學生通過視覺、聽覺等全方位感官與教師建立多模態互動，豐富了教學模式。在教學中應用多模態手段，發現不同模態在不同教學環節中的重要程度，從而得到更好的教學效果。

國內外有關多模態教學的研究不斷被提出。張德祿研究了多模態的理論構建以及實踐中的多模態現象[2]。王慧君等人借助多模態教學理論構建了新的教學模式，即多模態視角下的翻轉課堂[3]。王梅將多模態運用于高校學生的多元文化讀寫能力培養中，拓寬了學生獲取知識的渠道[4]。李文麗提出多模態英語教學的基本構架應基于教學資源的多模態化、教學方式的多模態化以及教學評價的多模態化三個方面[5]。

2 多模態驅動下的大數據專業教學構建

在快速發展的大數據時代，大數據專業的學生為社會發展提供了重要的支撐、扮演著重要的角色，因此，對大數據專業教學方法的探索較為重要。本文研究從多模態視角入手，探究在互聯網背景下從學習環境設計、教學過程設計、課程評價設計三方面構建多模態驅動下的大數據專業教學創新，提高大數據專業學生的學習能力和專業水平（如圖1） 。

在大數據專業教學過程中，教師應以課程思政為前提，將多模態手段融入教學全過程。學習環境設計需要靈活整合不同模態的數據，制定優質的學習資源，使學生可以激發學習興趣、充分理解知識點；教學過程設計要求在課前、課中和課后合理使用不同模態的數據資源，做到不同模態數據的有效結合，使學生可以高效率地學習；課程評價設計注重形式多樣化、內容多元化，使教師能全面了解學生的學習情況，并做出教學調整。

2.1 學習環境設計

多模態學習環境的設計需要利用多種信息化手段，在課程設計階段將不同模態的教學資源進行交叉整合，形成優質的教學資源供教師和學生使用。

針對大數據專業的多模態學習環境設計主要涉及三種模態：一是視覺模態設計，主要是將各種刺激視覺神經的資源要素進行整合，使得學生可以更加形象生動地理解授課內容；二是聽覺模態設計，通過言語、音頻等模態刺激學生的聽覺神經，幫助學生深度掌握知識點；三是觸覺模態設計，在理解并掌握知識點的基礎上，通過動手操作的方式讓學生進行鞏固練習。如表1所示。

1） 視覺模態設計。人類感官中視覺是最為敏感和重要的感覺之一，視覺感官主要是通過眼睛為媒介，觀察外界事物的形態和顏色等變化，刺激大腦形成直觀印象。在進行多模態學習環境設計時，視覺模態是最重要的表達方式，主要包括文字、圖表、視頻和肢體，這4種視覺模態可以高效地傳遞有意義的信息，是大數據專業教學過程中常見的視覺模態形式。

文字是最重要的表達方式，可以通過字體大小、顏色和樣式等方式突出重難點，展示知識點的先后關系。由于大數據專業課程的知識概念具有很強的抽象性，通過傳統的文字表達很難使學生對知識點有充分的理解，所以需要通過圖表、視頻等方式的共同作用，使抽象的內容形象化，充分調動學生的感官能動性，促進學生立體思維。肢體語言在教學過程中也是常見的信息傳遞方式，比如教師的眼神、表情、手勢、站姿等，恰當地使用肢體語言可以較好地吸引學生的注意力，提高教學質量。

通過視覺模態的設計，實現對學生視覺感官的刺激，激發學生的學習興趣和注意力，使學生更加生動形象地理解所學知識。

2） 聽覺模態設計。聽覺是人類的另一種重要感官，主要通過耳朵獲取有價值的聲音信息，人類可以通過聽覺區分聲音的音調、音色和音量。聽覺模態設計也是多模態學習環境設計的重要部分，主要包括口頭言語表達、音頻播放等。

授課過程中，口頭言語表述的方式最為普遍且重要，可以通過聲音的音調轉變以及音量的輕重提高學生的專注力，使學生能夠較好區分授課內容的重難點，還可通過提問的方式加深學生對知識點的掌握程度。此外，教師還應該充分利用數字化教學平臺，通過聲音和音頻等進行全方位的授課，使得聽覺模態設計多元化融合。

通過聽覺模態的設計，實現對學生聽覺感官的刺激，調動學生的積極性，加深學生對抽象專業知識的理解和掌握。

3） 觸覺模態設計。觸覺是人類最為直接的感官，主要通過身體接觸事物的方式感知物體。在進行大數據專業的觸覺模態學習環境設計時，動手實踐操作是最為普遍的觸覺模態，學生可以通過動手編程、點擊大數據可視化界面的方式真切地體會到用所學知識來解決實際問題的情況，激發學生的學習興趣，強化學生對理論課的學習。

通過觸覺模態的設計，實現對學生觸覺感官的刺激，最大程度上發揮學生自身的主觀能動，鞏固學生對大數據專業知識的認知。

創建具有視覺模態、聽覺模態和觸覺模態的多模態學習環境，并恰當地將多種模態進行交叉融合，可以很好地發揮教師的教學能力，調動學生的積極性，使教師和學生進行充分的課堂互動和交流，促進教學質量的提高。

2.2 教學過程設計

多模態教學過程的設計主要是在課前、課中和課后三個階段合理設置教學環節，充分使用學習環境設計中視覺、聽覺、觸覺三種模態，使課程教學得到高效提升。

針對大數據專業的多模態教學過程設計主要包括三個階段：一是課前引導，可通過視頻導學，問題測試等方式了解學生的學情；二是課中理解，通過合理利用多媒體教學平臺進行多元化教學；三是課后加強，通過線上題庫等方式鞏固學生的理解（如表2） 。

1） 課前引導。教師需要課前做好導學工作，了解授課對象學情。在設計教學環節時可通過視覺模態中視頻的方式引導學生提前進行預習，主要以知識點的形式錄制微視頻，微視頻內容簡潔清晰，使學生更容易理解和接受，能夠提高學生的學習積極性，做到高效預習；之后通過視覺模態文字以及觸覺模態動手編程的方式了解學生掌握程度，主要是在線上平臺發布測試題目，通過做題了解學生的知識盲點，以及通過簡單編程實踐了解學生的掌握程度。針對學生的課前學情調整后續相關工作，例如改變教學方式、準備上課資料、做好課堂互動等。

合理利用不同模態設計，將課前引導通過多模態的形式開展，能夠很好地激發學生的學習興趣，提高學生的主動性，為后續課堂的有序開展奠定基礎。

2） 課中理解。在課堂教學中，合理安排各個教學環節，充分踐行“以學生為中心”的教學理念，通過問題導入、多媒體教學、動手實踐等方式吸引學生注意力，讓學生能夠主動參與課堂教學過程中。

課堂上首先通過聽覺模態言語表達的方式對學生進行提問，主要是提出一些接近生活實際的問題，以此引發學生思考和討論，進而導入本次學習的內容，之后便充分利用多媒體工具，將視覺、聽覺模態進行多元融合，豐富教學內容，比如改變PPT中文字的顏色、大小、增加特效，將不易理解的抽象內容以圖片的方式進行呈現，或播放一段視頻，讓學生對視頻內容進行討論等，以此使學生對知識點的掌握更加立體化、形象化，對課堂內容的學習可以全面掌握；最后通過觸覺模態的方式進一步提高學生對理論知識的認知，如通過讓學生動手實踐編程，或者將已有的大數據可視化界面供學生使用，為學生提供真實的學習環境，豐富課堂的教學形式和調動學生積極性。

融合多種模態設計，將視覺模態、聽覺模態和觸覺模態融入課堂，調動學生的積極性，使學生能夠全面掌握課堂知識，把握好重難點。

3） 課后加強。在課后及時鞏固課程內容，可通過線上平臺與學生進行交流。在線上平臺發布題庫，通過文字模態的形式使學生利用課余時間鞏固練習，加深課程印象；也可以發布擴展性知識，如講述科技前沿內容的熱門視頻等視覺模態，使學生思維與時俱進；還可以開通討論區與學生討論大數據專業相關的熱點話題；同樣教師可根據學生測試、討論結果等反饋信息及時進行反思與總結，進一步改進教學方法。

在多模態教學過程中，教師運用多模態手段對課前、課中和課后進行教學設計，充分利用多模態學習環境，使學生能夠掌握所學課程，加深對學習內容的多方面理解。

2.3 課程評價設計

課程評價是教學過程中的重要組成部分，目的是獲取教學的反饋信息，使教師對自己的教學行為進行反思，并及時改進教學方法，確保課程目標的實現，保證教學質量的提高。課程評價設計注重評價形式多樣化、評價內容多元化（如圖2） 。

1） 評價形式設計。不同的教學場景選取不同模態的課程評形式，理論課教學應以學生的課堂表現、測驗結果、知識點獲取為形式進行評價，實踐課應以學生的任務完成情況為形式進行評價。

可將課程評價形式分為視覺模態和聽覺模態兩種。視覺模態評價注重學生的書面表達情況和動手實踐能力，現有視覺模態評價形式包括：多元智力理論法，即要求課程教學評價也應指向教學目標的多元化[6]；多方參與教育評價，實現發展性學生評估[7]。聽覺模態評價注重學生的語言表達能力和聽說能力，評價形式包括：以學評教，即以觀察學生的學習狀態來評價教師教學的效果[8]、多元互補，即以形成性、診斷性和終結性評價為一體的評價方法[9]。

大數據專業課程評價應充分采用視覺和聽覺兩種模態形式，多渠道獲取評價結果，確保評價形式的多樣化。

2） 評價內容設計。課程評價內容應涵蓋多方面，實現評價內容多元化，包括課程安排、教師水平、課程內容、教學方法、學生掌握情況等，從不同方面了解學生的反饋信息，使得教師可以有針對性地在今后教學過程中及時調整教學方法，促進教學質量的提升。

課程評價設計是否合理，既是實現課程目標的重要舉措，也是獲取學生學習效果、了解教師教學水平的重要手段。

3 結論

多模態驅動下的大數據專業教學設計，為大數據專業學生打造出具有視覺、聽覺和觸覺三種模態的學習環境，加強學生對課程的立體和全面認識；為大數據專業課程設計出多元交互的教學過程，使得在課前、課中和課后都能較好的運用多模態學習環境，提升課堂的教學質量；為大數據專業提出視覺、聽覺兩種模態的評價體系，注重課程評價的多樣化和多元化。