本科院校計(jì)算機(jī)教學(xué)質(zhì)量提升路徑

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摘要高校通過超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)提供的計(jì)算機(jī)課程開展教學(xué)，正成為一種成熟的教學(xué)方式?；诖髷?shù)據(jù)技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，能夠?yàn)樘嵘虒W(xué)質(zhì)量提供新的路徑。因此，本文將著重研究大數(shù)據(jù)技術(shù)以達(dá)到科學(xué)認(rèn)識(shí)，從而提出改善大數(shù)據(jù)在教學(xué)質(zhì)量提升中應(yīng)用效果的對(duì)策。

關(guān)鍵詞大數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)教學(xué)教學(xué)質(zhì)量應(yīng)用效果

1大數(shù)據(jù)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的發(fā)展背景

20世紀(jì)80年代，未來學(xué)家埃爾文•托夫勒在《第三次浪潮》預(yù)言了大數(shù)據(jù)技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。近年來，受大數(shù)據(jù)技術(shù)的影響，聯(lián)合國(guó)制定了大數(shù)據(jù)開發(fā)相關(guān)的“全球脈動(dòng)”計(jì)劃，對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用中各國(guó)面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)進(jìn)行了深入闡述，體現(xiàn)了國(guó)際社會(huì)對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)的高度關(guān)注。我國(guó)通過制定《大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化白皮書》等國(guó)家規(guī)劃，將大數(shù)據(jù)融入到政府、企業(yè)以及公益等領(lǐng)域和行業(yè)，從而進(jìn)一步挖掘和激發(fā)大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展?jié)摿?。大?guī)模開放網(wǎng)絡(luò)課程自2012年開始作為一種新的教育模式備受矚目。在OCW平臺(tái)視頻播放功能的基礎(chǔ)上，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)增加了布置作業(yè)、教學(xué)互動(dòng)以及在線評(píng)估等功能。隨著網(wǎng)易引進(jìn)國(guó)外高等院校視頻課程，我國(guó)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)逐漸步入正軌，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)應(yīng)用于本科院校計(jì)算機(jī)教學(xué)。本科院校計(jì)算機(jī)教學(xué)不僅具有信息化和數(shù)據(jù)化的教學(xué)思路和學(xué)科特點(diǎn)，而且具有豐富的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源和學(xué)生群體。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)作為教學(xué)資源的集散地和展示窗口，與大數(shù)據(jù)技術(shù)同根同源，在技術(shù)融合方面擁有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，提供了大量數(shù)據(jù)，便于使用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行量化提升。本研究通過以“超星學(xué)習(xí)通”網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)應(yīng)用為例，建立大數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)，通過教學(xué)質(zhì)量評(píng)估算法形成可視化報(bào)表，為本科院校計(jì)算機(jī)教學(xué)質(zhì)量提升提供參考。

2大數(shù)據(jù)技術(shù)在計(jì)算機(jī)教學(xué)質(zhì)量提升中的應(yīng)用

2.1“超星學(xué)習(xí)通”平臺(tái)介紹

“超星學(xué)習(xí)通”平臺(tái)由登錄界面和個(gè)人主頁(yè)構(gòu)成，課程部分由課程主頁(yè)、通知、課程學(xué)習(xí)以及討論組件構(gòu)成。在學(xué)習(xí)頁(yè)面設(shè)置了學(xué)習(xí)進(jìn)度、課堂筆記、視頻學(xué)習(xí)等模塊?！俺菍W(xué)習(xí)通”平臺(tái)的核心功能是教學(xué)視頻播放，本文視頻播放后臺(tái)管理功能主要實(shí)現(xiàn)課程管理、視頻管理、管理員管理、評(píng)論內(nèi)容管理和注冊(cè)會(huì)員管理功能。課程管理能夠?qū)崿F(xiàn)課程建立刪除、課程資料上傳以及課程習(xí)題管理功能，管理員管理能夠?qū)崿F(xiàn)教師賬號(hào)添加、教師賬號(hào)信息修改以及教師賬號(hào)刪除功能。視頻管理能夠?qū)崿F(xiàn)視頻分類添加、課程視頻上傳以及視頻信息收集功能?！俺菍W(xué)習(xí)通”平臺(tái)可以在PC、移動(dòng)設(shè)備等多種終端上運(yùn)行，能夠讓學(xué)生隨時(shí)隨地進(jìn)行計(jì)算機(jī)專業(yè)課程學(xué)習(xí)。

2.2大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)搭建

大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)基于云計(jì)算及時(shí)進(jìn)行搭建，使用Hadoop技術(shù)構(gòu)建了數(shù)據(jù)集成、文件存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、編程模型、數(shù)據(jù)分析以及平臺(tái)管理六層處理結(jié)構(gòu)。Hadoop架構(gòu)能夠幫助開發(fā)者進(jìn)行分布式程序開發(fā)，從而對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式處理。通過將“超星學(xué)習(xí)通”平臺(tái)管理后臺(tái)與數(shù)據(jù)庫(kù)的連接，能夠獲取學(xué)生學(xué)習(xí)過程的相關(guān)數(shù)據(jù)?！俺菍W(xué)習(xí)通”平臺(tái)能夠?yàn)榻處熖峁┒喾N類型的學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)活動(dòng)數(shù)據(jù)，結(jié)合“問卷星”等多種工具可以確保數(shù)據(jù)收集的全面性和準(zhǔn)確性。大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)可以快速地對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而為教師在學(xué)習(xí)過程中快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)測(cè)提供有效手段。

2.3教學(xué)質(zhì)量評(píng)估算法及實(shí)施

常見的數(shù)據(jù)分析模型有決策樹、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、貝葉斯分類等算法模型。本文選取貝葉斯分類方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，對(duì)群成員間的關(guān)系進(jìn)行可能性預(yù)測(cè)，分析不同類別的數(shù)據(jù)之間潛在的關(guān)系。在數(shù)據(jù)分析中，將學(xué)生分為具有代表性的兩類：A類是將全部教學(xué)視頻看完后參加在線考核，B類是僅觀看部分教學(xué)視頻并參加在線考試。通過考察兩類學(xué)生在相同條件下參加在線考核的成績(jī)，從而對(duì)計(jì)算機(jī)教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。利用樸素貝葉斯模型可以量化學(xué)生平均學(xué)習(xí)成本，從而考察學(xué)生正確回答某一知識(shí)點(diǎn)所需要的平均時(shí)間。在考量教學(xué)質(zhì)量的過程中，要排除無效的學(xué)習(xí)行為記錄和習(xí)題。通過貝葉斯模型可以獲得單個(gè)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)成本系數(shù)，通過期望公式計(jì)算獲取平均學(xué)習(xí)成本系數(shù)。平均學(xué)習(xí)成本系數(shù)越接近1，則課程質(zhì)量越高。通過學(xué)習(xí)成本的方差計(jì)算，可以獲取課程的難易程度。結(jié)合普通最小二乘法獲取最佳擬合曲線，從而對(duì)平均學(xué)習(xí)成本系數(shù)是否符合期望進(jìn)行考察。實(shí)驗(yàn)證明，能夠通過大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)本科院校計(jì)算機(jī)教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行考察并給出建議提升路徑。

3提高大數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)教學(xué)質(zhì)量提升作用的對(duì)策

3.1提高大數(shù)據(jù)技術(shù)在計(jì)算機(jī)教學(xué)模式改革中的作用

本科院校計(jì)算機(jī)教學(xué)要緊貼技術(shù)發(fā)展前沿，將大數(shù)據(jù)技術(shù)與“超星學(xué)習(xí)通”平臺(tái)結(jié)合，為本科院校計(jì)算機(jī)教學(xué)質(zhì)量甚至是本科院校教學(xué)質(zhì)量提升提供發(fā)展路徑。大數(shù)據(jù)技術(shù)的運(yùn)用能夠幫助教師根據(jù)學(xué)生的需求和計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)特點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)調(diào)整，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。學(xué)校通過將大數(shù)據(jù)技術(shù)與相關(guān)計(jì)算機(jī)課程相結(jié)合，將數(shù)據(jù)開放鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行算法研究，通過多種算法對(duì)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提高了學(xué)生的學(xué)科參與度和學(xué)習(xí)積極性。在學(xué)生參與的過程中涌現(xiàn)出了許多有益的嘗試，其中之一就是計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生“六維”培養(yǎng)?！傲S”是指從社會(huì)、學(xué)校、職業(yè)、企業(yè)、中國(guó)、世界六個(gè)維度進(jìn)行人才培養(yǎng)，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)開發(fā)了“六維”學(xué)生綜合評(píng)價(jià)子系統(tǒng)?！傲S”培養(yǎng)模式將學(xué)生在校學(xué)習(xí)、生活的核心內(nèi)容進(jìn)行量化和數(shù)據(jù)記錄，為教師提高教學(xué)質(zhì)量提供多維信息。數(shù)據(jù)來源主要由個(gè)人基本信息、平臺(tái)考核情況、平臺(tái)互動(dòng)信息等組成。通過量化評(píng)價(jià)，“六維”模塊能夠從學(xué)習(xí)短板、能力提升、職業(yè)規(guī)劃、教學(xué)提高等方面提出建議，為教學(xué)質(zhì)量提高提供路徑。

3.2改善本科院校計(jì)算機(jī)教學(xué)思維來提升教學(xué)質(zhì)量

傳統(tǒng)教學(xué)模式使得教師和學(xué)生受到教學(xué)大綱和課程教材的限制，學(xué)生更多被動(dòng)地接受教學(xué)內(nèi)容，無法實(shí)時(shí)反饋對(duì)教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)效果。這種條框式的教育理念與當(dāng)今社會(huì)對(duì)創(chuàng)新性人才的需求不相符。通過“超星學(xué)習(xí)通”平臺(tái)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，能夠使教師直觀、及時(shí)地了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，從而提高學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決實(shí)際問題的能力?！俺菍W(xué)習(xí)通”平臺(tái)具備的互動(dòng)性和及時(shí)性特點(diǎn)，為學(xué)生提供了自主學(xué)習(xí)渠道。在大數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，教師可以改善優(yōu)化教學(xué)思維，結(jié)合教學(xué)大綱要求和自身經(jīng)驗(yàn)，有效開展教學(xué)活動(dòng)。筆者所在學(xué)校將“超星學(xué)習(xí)通”平臺(tái)與教學(xué)日常考核系統(tǒng)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，考核系統(tǒng)能夠?qū)W(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)并及時(shí)預(yù)警，提醒教師重點(diǎn)關(guān)注。

3.3運(yùn)用大數(shù)據(jù)優(yōu)化本科院校計(jì)算機(jī)教學(xué)模式

大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)⒈究圃盒Ｓ?jì)算機(jī)教學(xué)過程從課前準(zhǔn)備、課堂授課以及課后測(cè)試逐步進(jìn)行優(yōu)化，將教學(xué)過程轉(zhuǎn)變?yōu)檎n前備課、在線授課、線上測(cè)試、數(shù)據(jù)分析以及及時(shí)改進(jìn)5個(gè)步驟?！俺菍W(xué)習(xí)通”平臺(tái)的運(yùn)用使傳統(tǒng)課堂教學(xué)搭上了互聯(lián)網(wǎng)這班快車，大數(shù)據(jù)技術(shù)的運(yùn)用使得教學(xué)數(shù)據(jù)分析成為現(xiàn)實(shí)。此外，本科院校計(jì)算機(jī)教學(xué)模式的優(yōu)化也會(huì)為教學(xué)質(zhì)量提升提供一條路徑。大數(shù)據(jù)技術(shù)在計(jì)算機(jī)教學(xué)中應(yīng)用之后，“超星學(xué)習(xí)通”平臺(tái)教學(xué)視頻日更新率提高了三個(gè)百分點(diǎn)，教師進(jìn)行課程優(yōu)化的精力和動(dòng)力更充足了。

3.4大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)學(xué)科個(gè)性化教學(xué)開展

“超星學(xué)習(xí)通”平臺(tái)采集的大量數(shù)據(jù)在大數(shù)據(jù)技術(shù)的幫助下，可以實(shí)現(xiàn)學(xué)生個(gè)體個(gè)性化的數(shù)據(jù)分析，從而得到學(xué)生計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)個(gè)性化改進(jìn)方案。課堂教學(xué)中教師的精力有限，難以關(guān)注每個(gè)學(xué)生的課堂表現(xiàn)，也難以將課后測(cè)試的結(jié)果與課堂表現(xiàn)結(jié)合。而大數(shù)據(jù)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)相結(jié)合，可以對(duì)每一位學(xué)生學(xué)習(xí)的全流程進(jìn)行跟蹤和數(shù)據(jù)收集，經(jīng)過大數(shù)據(jù)分析后為教師提供參考，從而提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效率。通過“超星學(xué)習(xí)通”平臺(tái)的應(yīng)用，筆者所在院校計(jì)算機(jī)課程滿意度有了明顯提高。

4結(jié)語

本科院校計(jì)算機(jī)教學(xué)在基礎(chǔ)性和技術(shù)性上的獨(dú)特性，使其在大數(shù)據(jù)應(yīng)用方面存在優(yōu)勢(shì)。其學(xué)科特性，能夠?qū)⒔虒W(xué)內(nèi)容數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化，從而能夠通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)以及“超星學(xué)習(xí)通”平臺(tái)的建設(shè)收集和分析教學(xué)質(zhì)量數(shù)據(jù)，進(jìn)而優(yōu)化本科院校計(jì)算機(jī)教學(xué)質(zhì)量提升路徑，值得高校嘗試。

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作者：陳燕 單位：西南財(cái)經(jīng)大學(xué)天府學(xué)院