基于大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析的高中信息科技課堂教學(xué)實(shí)踐研究

夏仲文+陳思卡

摘要：大數(shù)據(jù)支持下的學(xué)習(xí)分析給教育帶來(lái)了深遠(yuǎn)的影響，也啟迪一線教師開(kāi)展基于學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的教育教學(xué)實(shí)踐與研究。本文基于2014年上海市高中生信息科技學(xué)習(xí)水平起點(diǎn)調(diào)查問(wèn)卷的數(shù)據(jù)開(kāi)展了課堂教學(xué)的實(shí)踐研究，實(shí)踐了一條從明確課程教育教學(xué)目標(biāo)與學(xué)生現(xiàn)狀的距離，到實(shí)踐抓住主體、分層教學(xué)，夯實(shí)基礎(chǔ)，突破重難點(diǎn)，調(diào)整課堂結(jié)構(gòu)，規(guī)范提升學(xué)生信息道德水平的高中信息科技課堂教學(xué)實(shí)踐與探索之路。

關(guān)鍵詞：起點(diǎn)調(diào)查；高中信息科技；課堂教學(xué)研究

中圖分類(lèi)號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 論文編號(hào)：1674-2117（2015）20-0036-04

在教育領(lǐng)域中，大數(shù)據(jù)具有很強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值，基于學(xué)生全息數(shù)據(jù)的分析催生了一個(gè)新興的研究領(lǐng)域——學(xué)習(xí)分析，就是一個(gè)明顯的佐證。學(xué)習(xí)分析（Learning analytics）是運(yùn)用先進(jìn)的分析方法和工具預(yù)測(cè)學(xué)習(xí)結(jié)果、診斷學(xué)習(xí)中發(fā)生的問(wèn)題、優(yōu)化學(xué)習(xí)效果的一類(lèi)教學(xué)技術(shù)的集合。[1]學(xué)習(xí)分析著眼于對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析，對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行評(píng)估[2]，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)過(guò)程中隱藏的問(wèn)題，提出問(wèn)題解決對(duì)策。學(xué)習(xí)分析的興起受益于信息技術(shù)的發(fā)展，尤其是云計(jì)算平臺(tái)的大規(guī)模應(yīng)用助推教學(xué)資源的網(wǎng)絡(luò)化和基于網(wǎng)絡(luò)化、碎片化學(xué)習(xí)方式的普及。

學(xué)習(xí)分析帶給一線中小學(xué)教師的不僅僅是信息技術(shù)支持下利用數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行分析的教育應(yīng)用，也應(yīng)該是一種基于學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)開(kāi)展教育教學(xué)實(shí)踐與研究的教育理念。在這一理念的啟迪下，筆者開(kāi)展了基于以下調(diào)查數(shù)據(jù)分析的高中信息科技課堂教學(xué)實(shí)踐研究。

2014學(xué)習(xí)水平起點(diǎn)問(wèn)卷調(diào)查簡(jiǎn)介

為了了解上海市高中生信息科技學(xué)習(xí)水平的情況，上海市教研室于2014年9月組織了上海市中學(xué)生信息科技學(xué)習(xí)水平起點(diǎn)問(wèn)卷調(diào)查。起點(diǎn)問(wèn)卷調(diào)查共26題，分三個(gè)模塊，即學(xué)生基本情況、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣傾向、學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)與技能。

學(xué)生基本情況模塊主要包括學(xué)生初中學(xué)習(xí)信息科技的年數(shù)、獲得信息科技知識(shí)與技能的途徑、解決家中計(jì)算機(jī)故障的方式、上網(wǎng)設(shè)備、上網(wǎng)地點(diǎn)和上網(wǎng)時(shí)間、網(wǎng)上信息搜索的方式和維護(hù)信息安全的方法。

學(xué)生學(xué)習(xí)興趣傾向模塊主要包括擁有博客或微博的情況、使用微信或飛信或易信的情況、上網(wǎng)所做的事情、對(duì)當(dāng)今社會(huì)信息技術(shù)發(fā)展熱點(diǎn)的關(guān)注度。

學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)與技能主要包括對(duì)計(jì)算機(jī)（智能手機(jī)）硬件及性能指標(biāo)的了解程度、是否會(huì)安裝和卸載軟件（計(jì)算機(jī)、平板或智能手機(jī)）、系統(tǒng)軟件的辨識(shí)、常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)知識(shí)的了解程度、曾經(jīng)使用過(guò)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言和圖像處理軟件、算法與程序設(shè)計(jì)的掌握程度、平面設(shè)計(jì)與創(chuàng)作的掌握程度。

三個(gè)模塊的試題不僅涉及了學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)儲(chǔ)備情況，也反映了學(xué)生在日常生活與學(xué)習(xí)中利用信息技術(shù)解決各種問(wèn)題的現(xiàn)狀，為高中信息科技教師了解學(xué)生信息科技的學(xué)習(xí)水平起點(diǎn)、開(kāi)展教育教學(xué)工作和研究工作提供了原始而真實(shí)的數(shù)據(jù)。

閔教院附屬中學(xué)2014學(xué)習(xí)水平起點(diǎn)問(wèn)卷調(diào)查數(shù)據(jù)分析

閔教院附屬中學(xué)是一所美術(shù)特色學(xué)校，學(xué)生的錄取成績(jī)是上海市高中錄取分?jǐn)?shù)線，因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)上的表現(xiàn)或多或少存在一些問(wèn)題，學(xué)習(xí)能力也有些欠缺。閔教院附屬中學(xué)參加2014學(xué)習(xí)水平起點(diǎn)問(wèn)卷調(diào)查的學(xué)生一共111人，占高一年級(jí)學(xué)生總數(shù)的97.37%，基本能夠反映我校全體學(xué)生的信息科技學(xué)習(xí)水平起點(diǎn)情況。

從調(diào)查問(wèn)卷的數(shù)據(jù)來(lái)看，學(xué)生基本情況較好，在初中階段上過(guò)（1年、2年和3年）信息科技課的學(xué)生占93.69%，沒(méi)學(xué)過(guò)信息科技的占6.31%。在上網(wǎng)方面，有98.2%的學(xué)生經(jīng)常上網(wǎng)或偶爾上網(wǎng)，智能手機(jī)是學(xué)生上網(wǎng)的主要設(shè)備，有93.69%的學(xué)生在家中上網(wǎng)，說(shuō)明接入互聯(lián)網(wǎng)的學(xué)生家庭占比較高。學(xué)生獲取信息科技知識(shí)的主要途徑是信息科技課和閱讀網(wǎng)上教程，說(shuō)明學(xué)生獲取信息的途徑較為單一。

在學(xué)生學(xué)習(xí)興趣傾向模塊上，有71.17%的學(xué)生有“自己的博客或微博”，但是經(jīng)常使用的學(xué)生只有55.86%，說(shuō)明學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的上網(wǎng)時(shí)間與自由度不夠。在“你一般上網(wǎng)做什么？”的選項(xiàng)中，居于前三位的分別是聊天、聽(tīng)音樂(lè)、看視頻。而查找學(xué)習(xí)資料、搜索信息、看網(wǎng)絡(luò)書(shū)籍三個(gè)選項(xiàng)占比分別是66.67%、45.05%和39.63%，說(shuō)明學(xué)生主動(dòng)利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行學(xué)習(xí)的比例不高，這也是學(xué)生家長(zhǎng)、學(xué)校教師一直限制學(xué)生上網(wǎng)的原因所在。在當(dāng)今社會(huì)信息科技的發(fā)展熱點(diǎn)上，學(xué)生能夠有所關(guān)注，但是對(duì)熱點(diǎn)的專(zhuān)業(yè)性與深度了解不夠，這一點(diǎn)可以從有83.78%的學(xué)生了解3G/4G，但是對(duì)IPv6、Web2.0的了解比例分別只有8.11%和50.45%看出。

在學(xué)生現(xiàn)有知識(shí)與技能模塊上，學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)（智能手機(jī)）硬件及性能指標(biāo)的了解程度非常不理想，只有21.62%的學(xué)生認(rèn)識(shí)一些部件，知道部件性能的指標(biāo)。這表明在今后的教學(xué)工作中，計(jì)算機(jī)的硬件知識(shí)雖然簡(jiǎn)單，但仍需要重點(diǎn)介紹。此外，該問(wèn)卷調(diào)查還暴露出學(xué)生“基礎(chǔ)不扎實(shí)、知識(shí)面窄”的特點(diǎn)，如“以下屬于系統(tǒng)軟件的是”一題，有45.05%的學(xué)生竟然選擇了“Office軟件”，31.53%的學(xué)生選擇了“Flash軟件”，38.74%的學(xué)生選擇了“IE瀏覽器”。Linux和Unix兩個(gè)選項(xiàng)的選擇比例分別是11.71%和6.31%。

綜合三個(gè)模塊的情況來(lái)看，我校學(xué)生的信息學(xué)科知識(shí)、信息素養(yǎng)和信息意識(shí)與區(qū)里的整體情況相比，存在較大的差距。課堂教學(xué)需要付出更多的努力才能夠彌補(bǔ)上述差距，才能讓學(xué)生經(jīng)過(guò)一年的高中信息科技課程學(xué)習(xí)獲得良好的信息素養(yǎng)，在學(xué)業(yè)水平考試中取得較好的成績(jī)。

基于2014學(xué)習(xí)水平起點(diǎn)問(wèn)卷調(diào)查數(shù)據(jù)分析的高中信息科技課堂教學(xué)實(shí)踐研究

1.明確高中信息科技課程教學(xué)目標(biāo)，找準(zhǔn)學(xué)生現(xiàn)狀與課程目標(biāo)之間的距離

上海市普通中小學(xué)信息科技課程是以計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)為基本載體，以學(xué)信息技術(shù)、用信息技術(shù)、懂信息技術(shù)、與信息技術(shù)一起學(xué)為基本學(xué)習(xí)過(guò)程，融知識(shí)性、技能性和工具性于一體的重要的基礎(chǔ)課程。課程總體目標(biāo)是以信息素養(yǎng)的形成為主線，以全面提高所有學(xué)生的信息素養(yǎng)，使其具備信息科技的基礎(chǔ)知識(shí)和技能為總體目標(biāo)。高中階段的課程教學(xué)目標(biāo)是拓展信息科技知識(shí)的深度和廣度，善于選擇和使用合適的信息技術(shù)工具，提高自主學(xué)習(xí)和解決復(fù)雜問(wèn)題的能力，形成正確使用信息和信息技術(shù)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的信息道德。[3]

上海市高中信息科技課程的目標(biāo)，不僅對(duì)學(xué)生所應(yīng)掌握的信息科技課程知識(shí)的廣度和深度，運(yùn)用信息技術(shù)解決各種問(wèn)題的信息素養(yǎng)提出了較高的要求，還對(duì)基于信息素養(yǎng)所形成的道德價(jià)值判斷以及對(duì)社會(huì)所肩負(fù)的責(zé)任提出了較高的要求。2014學(xué)習(xí)水平起點(diǎn)問(wèn)卷調(diào)查的數(shù)據(jù)顯示閔教院附中學(xué)生整體現(xiàn)狀與課程目標(biāo)的要求，在基礎(chǔ)知識(shí)的了解廣度和掌握程度、以基礎(chǔ)知識(shí)為基石的信息素養(yǎng)，運(yùn)用信息技術(shù)解決問(wèn)題的能力等方面存在較大的差距。

2.抓住主體，分層教學(xué)

學(xué)生的整體基礎(chǔ)不是很理想，但是也有少部分學(xué)生的信息技術(shù)知識(shí)與基礎(chǔ)不錯(cuò)。為了解決課堂上大部分學(xué)生“吃不了”，少部分學(xué)生“吃不飽”的問(wèn)題，筆者在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行了重新的梳理和分層，將課程內(nèi)容劃分為基礎(chǔ)掌握內(nèi)容和提高選修內(nèi)容。基礎(chǔ)掌握內(nèi)容是面向全體學(xué)生的，是學(xué)業(yè)水平考試中明確規(guī)定的內(nèi)容，而提高選修內(nèi)容是供學(xué)有余力且有興趣的學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)使用，教師在課堂上預(yù)留5分鐘左右的時(shí)間為這部分學(xué)生的自學(xué)提供幫助。通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)，以達(dá)到抓住主體，實(shí)施分層教學(xué)，整體提高，保證課堂教育教學(xué)質(zhì)量的目標(biāo)（如案例一）。

案例說(shuō)明：之所以這樣劃分，是因?yàn)椤岸M(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換；二進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換；二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換”是課標(biāo)和考綱中明確規(guī)定重點(diǎn)考查的內(nèi)容，近三年的學(xué)業(yè)水平考試出題情況也體現(xiàn)了這一要求。“十進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換；十進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換；十進(jìn)制數(shù)與R（任意）進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換”在課標(biāo)和考綱中作為拓展內(nèi)容，近三年的學(xué)業(yè)水平考試并沒(méi)有作為重點(diǎn)考查內(nèi)容出現(xiàn)在試題中。

3.夯實(shí)基礎(chǔ)，突破重難點(diǎn)

上海市屬于經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的地區(qū)，閔教院附屬中學(xué)的學(xué)生對(duì)一些發(fā)展前沿的信息技術(shù)多少都有所接觸，雖然涉獵廣，但層次較淺，專(zhuān)業(yè)知識(shí)面較窄，而上海市高中信息科技課程不僅要求學(xué)生擁有較廣的知識(shí)面，還需要對(duì)課程知識(shí)有較深程度的掌握和將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生活解決問(wèn)題的遷移應(yīng)用能力。

因此，筆者在課程教學(xué)實(shí)踐中，對(duì)課程的基礎(chǔ)知識(shí)和重難點(diǎn)知識(shí)根據(jù)學(xué)生的情況重新進(jìn)行了梳理，制定了基礎(chǔ)知識(shí)、重難點(diǎn)知識(shí)表，并在教育教學(xué)中做到夯實(shí)基礎(chǔ)，突破重難點(diǎn)，拓寬知識(shí)面的同時(shí)，深入挖掘知識(shí)點(diǎn)的深度（如案例二）。

案例說(shuō)明：信息技術(shù)工具知識(shí)點(diǎn)梳理調(diào)整表只是高中信息科技必修模塊中的一個(gè)單元的調(diào)整表。將“軟件的分類(lèi)”從“基礎(chǔ)/知道”調(diào)整為“重點(diǎn)/理解”，是綜合本次調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)果和以前的教育教學(xué)經(jīng)驗(yàn)而進(jìn)行的，因?yàn)殚h教院附屬中學(xué)的學(xué)生經(jīng)常會(huì)將常用的系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的分類(lèi)混淆。將“常用軟件的卸載與安裝”從“重點(diǎn)/理解”調(diào)整為“基礎(chǔ)/知道”是基于98.2%的學(xué)生會(huì)安裝也會(huì)卸載軟件的調(diào)查數(shù)據(jù)而做的決定。

4.調(diào)整課堂結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生自由“想”，充分“做”

上海市高中信息科技課程由統(tǒng)一模塊和選修模塊兩個(gè)部分組成，閔教院附屬中學(xué)選擇的選修模塊是設(shè)計(jì)與創(chuàng)作。該選修模塊由設(shè)計(jì)與創(chuàng)作理論知識(shí)、Photoshop平面作品設(shè)計(jì)和Flash動(dòng)畫(huà)創(chuàng)意設(shè)計(jì)三部分組成。

2014學(xué)習(xí)水平起點(diǎn)調(diào)查問(wèn)卷數(shù)據(jù)顯示，有94.59%的學(xué)生使用過(guò)Photoshop、FireWorks、金山畫(huà)王、光影魔術(shù)手、美圖秀秀或其他的圖形圖像處理軟件。這說(shuō)明學(xué)生在圖像圖形處理上已經(jīng)奠定了一定的基礎(chǔ)，在課堂教學(xué)中不需要從零開(kāi)始，教學(xué)的重點(diǎn)應(yīng)是作品整體設(shè)計(jì)能力與創(chuàng)意的提升，而非軟件工具的使用。

針對(duì)這一教學(xué)起點(diǎn)，筆者在Photoshop平面作品設(shè)計(jì)的教學(xué)上，將傳統(tǒng)的教師作品展示、教學(xué)演示，學(xué)生按照要求進(jìn)行作品創(chuàng)作、保存、提交和師生評(píng)價(jià)，調(diào)整為教師作品展示、作品創(chuàng)作說(shuō)明，學(xué)生自由創(chuàng)作作品、保存、提交和師生評(píng)價(jià)（見(jiàn)下頁(yè)的課堂結(jié)構(gòu)調(diào)整示意圖）。雖然課堂結(jié)構(gòu)的改變不大，但是給予學(xué)生更多自由設(shè)想、充分創(chuàng)作的時(shí)間。學(xué)生進(jìn)行設(shè)想與創(chuàng)作的時(shí)間由在傳統(tǒng)的課堂結(jié)構(gòu)上只有10分鐘左右增加到20～25分鐘。在新的課堂結(jié)構(gòu)中，教師需要盡量花最少的時(shí)間把需要講授的新內(nèi)容與學(xué)生一起探討清楚，留出更多的時(shí)間和空間讓學(xué)生去創(chuàng)作與實(shí)踐[4]，以提高學(xué)生在實(shí)踐中應(yīng)用信息技術(shù)創(chuàng)造性地解決問(wèn)題的能力。

5.關(guān)注課堂細(xì)節(jié)，引導(dǎo)樹(shù)立信息倫理意識(shí)，規(guī)范提升信息道德水平

在信息化社會(huì)，社會(huì)公民不僅應(yīng)具備良好的信息素養(yǎng)，還應(yīng)具備良好的信息道德水平。針對(duì)我校學(xué)生信息意識(shí)薄弱、學(xué)生對(duì)信息道德和信息倫理認(rèn)識(shí)不全面的情況，筆者在課堂教育教學(xué)中做了以下探索。

（1）面對(duì)、引導(dǎo)和處理課堂細(xì)節(jié)上的信息倫理問(wèn)題。

在學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)與創(chuàng)作模塊的內(nèi)容時(shí)，經(jīng)常會(huì)用到從網(wǎng)上下載的圖片，或者學(xué)生軍訓(xùn)的照片。網(wǎng)上下載的圖片會(huì)涉及版權(quán)問(wèn)題，而學(xué)生的軍訓(xùn)照片會(huì)涉及學(xué)生的肖像權(quán)問(wèn)題。這時(shí)，教師需要從正面引導(dǎo)學(xué)生注意在作品中標(biāo)注作品素材的來(lái)源，以保護(hù)原作者、原網(wǎng)站的版權(quán)。使用學(xué)生的軍訓(xùn)照片，原則上應(yīng)該取得學(xué)生本人的同意，取得肖像權(quán)的許可。通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的積累和有意識(shí)的培養(yǎng)，學(xué)生在版權(quán)保護(hù)、肖像權(quán)的使用等信息倫理問(wèn)題的認(rèn)識(shí)上，有了很大的提升。

（2）設(shè)置信息倫理討論問(wèn)題，讓學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)道德有全面認(rèn)識(shí)。

在學(xué)習(xí)第四單元《信息技術(shù)與社會(huì)》的“負(fù)責(zé)任地使用信息技術(shù)”的內(nèi)容時(shí)，結(jié)合第三單元《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》，就新聞報(bào)道上的網(wǎng)站賬號(hào)泄密、銀行卡遭盜刷、棱鏡門(mén)事件等熱點(diǎn)話題在課堂上讓學(xué)生進(jìn)行討論，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到這些事件不僅違反法律法規(guī)，還有違網(wǎng)絡(luò)道德和信息倫理要求，讓學(xué)生“樹(shù)立在信息化社會(huì)中的基本道德規(guī)范，應(yīng)用信息技術(shù)過(guò)程中個(gè)人自律能力”[5]，避免學(xué)生在今后的網(wǎng)絡(luò)生活中因?yàn)閷?duì)法律法規(guī)和網(wǎng)絡(luò)道德不了解而走上網(wǎng)絡(luò)違法犯罪的道路。

高中信息科技課堂教學(xué)改進(jìn)實(shí)踐反思

1.課堂教學(xué)工作應(yīng)依據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)開(kāi)展

課堂教育教學(xué)是基于師生互動(dòng)開(kāi)展的知識(shí)學(xué)習(xí)活動(dòng)，學(xué)習(xí)活動(dòng)效果的好壞不僅取決于教師能否在課堂上為學(xué)生提供多樣化的學(xué)習(xí)支持，教學(xué)策略設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，教學(xué)科研能力的高低等，也受到學(xué)生已有知識(shí)儲(chǔ)備、學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)習(xí)慣等因素的影響。因此，教師在開(kāi)展教育教學(xué)的過(guò)程中，應(yīng)該能夠自覺(jué)做到全面了解學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備、學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)習(xí)慣等學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，在教育教學(xué)中依據(jù)這些學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)開(kāi)展課堂教育教學(xué)，而不能夠游離于學(xué)生的基本現(xiàn)狀主觀地開(kāi)展無(wú)效的教學(xué)。

2.分層教學(xué)目標(biāo)的制定與落實(shí)在大數(shù)據(jù)的支持下可以更精細(xì)化

基于條件的限制和對(duì)學(xué)生數(shù)據(jù)收集的局限性，對(duì)學(xué)生的分層還沒(méi)能做到兼顧每一位學(xué)生的每一個(gè)方面，只是一定程度上的整體分層，基于這一定程度上的整體分層教學(xué)目標(biāo)的制定還存在不足。因此，若有大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的支持，教師便能夠方便地了解到學(xué)生全面的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，學(xué)科課程教育教學(xué)目標(biāo)的制定與落實(shí)可以更加精細(xì)化，可以做到以數(shù)據(jù)為指導(dǎo)來(lái)開(kāi)展教育教學(xué)工作和研究工作，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)有意義的及時(shí)調(diào)整。

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本文是2014年閔行區(qū)青年課題立項(xiàng)課題階段性研究成果，課題名稱為信息科技青年教師的專(zhuān)業(yè)成長(zhǎng)的途徑與方法研究，課題編號(hào)為QQ2014054。