互聯(lián)網(wǎng)+民航特色云教學(xué)體系平臺設(shè)計

石千磊 何元清

互聯(lián)網(wǎng)+民航特色云教學(xué)體系平臺設(shè)計

石千磊 何元清

中國民航飛行學(xué)院計算機(jī)學(xué)院；石千磊（1991－）男，陜西西安人，中國民航飛行學(xué)院，碩士在讀，研究方向：民航系統(tǒng)建模與仿真。

科技創(chuàng)新引導(dǎo)項目：（項目名稱）民航云教學(xué)平臺建設(shè)（項目號）2016KYP16

針對傳統(tǒng)式課程教學(xué)存在的問題與不足，結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”新型教學(xué)理念進(jìn)行教學(xué)方法改革，構(gòu)架具有民航特色的教學(xué)平臺體系。其目的為實現(xiàn)民航課程網(wǎng)絡(luò)化，教學(xué)模式自主多樣化，線上測評自動化，以期提升最終教學(xué)成果，從而實現(xiàn)對傳統(tǒng)民航教學(xué)建設(shè)的重塑。

近年國家領(lǐng)導(dǎo)在一次政府工作報告中首次提出“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃，在報告中首要強(qiáng)調(diào)要“推動移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等與現(xiàn)代制造業(yè)結(jié)合，促進(jìn)電子商務(wù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)金融健康發(fā)展，引導(dǎo)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)拓展國際市場?！痹诋?dāng)下以互聯(lián)網(wǎng)為大背景的時代，“互聯(lián)網(wǎng)+”將深刻影響著國家未來各領(lǐng)域的發(fā)展方向。同時，民航院校專業(yè)課程特點鮮明，信息量極其豐富，其內(nèi)容相對繁多且具有一定的抽象性，并且民航院校理論教學(xué)場地少、共享資源少、課程多且頻繁、課程跨度時間長等問題日漸顯現(xiàn)，所以亟需一種新的教學(xué)體系成為民航教學(xué)下的新途徑。

“互聯(lián)網(wǎng)+”走向民航特色教學(xué)體系改革

民航傳統(tǒng)式教學(xué)方法存在的問題與不足

民航傳統(tǒng)教學(xué)方法主要采取是直接講授法，即是通過教師對課堂理論知識的備課，進(jìn)而將書本上知識進(jìn)行講解。然而民航課程具有其專業(yè)性，傳統(tǒng)式教學(xué)方法相對保守與陳舊，教師僅僅是將書本上的理論知識灌輸給學(xué)生，進(jìn)而完成教學(xué)任務(wù)，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，但無法有效的調(diào)動學(xué)生積極性，教學(xué)模式單一、缺乏創(chuàng)新、教學(xué)手段過于簡單等問題是這種教學(xué)方法存在的缺陷，因而培養(yǎng)出來的學(xué)生欠缺獨立精神與創(chuàng)新意識，課堂的學(xué)習(xí)氣氛相對壓抑，所以目前亟需一種新的教學(xué)體系來適應(yīng)當(dāng)今時代對民航復(fù)合型人才的需求。

圖1　民航云教學(xué)平臺整體方案系統(tǒng)框架

“互聯(lián)網(wǎng)+”民航特色教學(xué)平臺系統(tǒng)構(gòu)架

以民航云資源為主要數(shù)據(jù)支持對教學(xué)平臺設(shè)計開發(fā)的前期進(jìn)行需求分析，對往年學(xué)生考試成績作為依據(jù)對平臺的設(shè)計目標(biāo)進(jìn)行定位，繼而在需求分析和目標(biāo)定位的基礎(chǔ)上，對平臺的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行開發(fā)創(chuàng)新。通過云資源對課件、題庫的有效整合，經(jīng)民航云自主學(xué)習(xí)平臺與云輔助學(xué)習(xí)平臺的共同作用完成教學(xué)任務(wù)，并通過云測試平臺對學(xué)生進(jìn)行教學(xué)檢驗，以得到教學(xué)成果數(shù)據(jù)。之后通過大數(shù)據(jù)融合與智能分析將決策系統(tǒng)方案更新于云教學(xué)平臺、數(shù)據(jù)更新于云資源庫中。最終實現(xiàn)在教學(xué)機(jī)房、個人電腦、移動終端上進(jìn)行教育培訓(xùn)及考試。民航云教學(xué)平臺整體方案系統(tǒng)框架如圖1所示。

民航云教學(xué)平臺體系

云自主學(xué)習(xí)平臺

云自主學(xué)習(xí)平臺是通過在線開放課程技術(shù)平臺發(fā)布民航專業(yè)相關(guān)視頻課程，通過管理員身份登錄系統(tǒng)上傳教學(xué)視頻并向?qū)W生免費開放，進(jìn)而逐漸形成一種在線教育模式下的大型自主學(xué)習(xí)方式，是一種任何人都能免費注冊使用的在線教育模式。云自主學(xué)習(xí)平臺其自身有一套獨立完整的線上教學(xué)模式，在一定周期內(nèi)管理員會更新課程進(jìn)度，對應(yīng)課程有其相應(yīng)的課堂習(xí)題以供鞏固所學(xué)知識。通過我校計算機(jī)學(xué)院工程教研室對該課程平臺的建設(shè)，以實現(xiàn)學(xué)生、社會學(xué)者的個性化學(xué)習(xí)。其課程特征有如下特點：

能自由取得資源：平臺提供免費大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程，不需有學(xué)校的學(xué)籍也可以免費使用；

無人數(shù)限制：傳統(tǒng)授課方式師生比較小，但大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程具有開放性、公開性等特點，沒有課程人數(shù)限制；

教學(xué)模式統(tǒng)一：每門課程有其既定的學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)達(dá)到學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)時，學(xué)生即可獲得該門課程的考試權(quán)限，考試通過即可獲取紙質(zhì)版培訓(xùn)認(rèn)證證書。

云輔助學(xué)習(xí)平臺

云輔助學(xué)習(xí)平臺是針對云自主學(xué)習(xí)平臺建設(shè)的一個線下輔助學(xué)習(xí)平臺。該平臺利用互聯(lián)網(wǎng)“云服務(wù)”的協(xié)作方便、資源共享以及存儲空間無限等功能，發(fā)揮自主學(xué)習(xí)與協(xié)作學(xué)習(xí)相輔相成的優(yōu)勢，促進(jìn)學(xué)習(xí)者線下自學(xué)的能力，學(xué)習(xí)時間自由安排，促進(jìn)提高思維能力的拓展。教師可以將教學(xué)大綱、作業(yè)、實驗以及課件上傳到平臺上，學(xué)生利用線下時間自行預(yù)習(xí)與復(fù)習(xí)，提高課程學(xué)習(xí)質(zhì)量。云輔助學(xué)習(xí)平臺具有如下的特點：

增加了溝通交流途徑：該平臺豐富了師生之間交流互動的手段；提供了學(xué)者之間時時交流分享的途徑；

學(xué)習(xí)空間利用最大化：學(xué)習(xí)者利用平臺個性化與信息化的教學(xué)環(huán)境，規(guī)劃自主學(xué)習(xí)課程并進(jìn)行自我學(xué)習(xí)管理；

以學(xué)習(xí)者為主體：平臺為學(xué)習(xí)者提供獨立自主的學(xué)習(xí)環(huán)境，方便學(xué)習(xí)者自我安排學(xué)習(xí)，提供云服務(wù)協(xié)作學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)者可自主選擇學(xué)習(xí)資源和所需服務(wù)。

云測試平臺

云測試平臺即是學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)與線下學(xué)習(xí)后，教師為檢驗其是否達(dá)到學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)需在該平臺上進(jìn)行相關(guān)科目的測試。該測試平臺可以按照自身需求自由組織考試，通過計算機(jī)自動測評即刻得到測評結(jié)果。該平臺系統(tǒng)客戶端是純B/S架構(gòu)，具有簡單化與智能化特點。系統(tǒng)能夠快速進(jìn)行手工組卷，并短時間內(nèi)通過審閱并完成閱卷，該平臺可以滿足不同形式考試對閱卷的不同需要?？忌荚囃ㄟ^即意味著學(xué)生達(dá)到了這門課程的教學(xué)目標(biāo)。云測試平臺具有如下特點：

豐富的題型支持：平臺有其獨特的題庫建設(shè)，支持不同學(xué)科的各類題型以及所有試題的不同表現(xiàn)形式，并進(jìn)行學(xué)科建設(shè)與分類管理；

精確的統(tǒng)計分析：采用數(shù)據(jù)挖掘根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試題試卷分析算法對試題屬性、試卷屬性統(tǒng)計分析。試題統(tǒng)計使試題的積累分布和題庫的建設(shè)情況直觀展現(xiàn)，為擴(kuò)充題庫和收集試題提供了數(shù)字依據(jù)；

靈活的閱卷方式：具有簡單閱卷和高級閱卷兩種方式，簡單閱卷直接進(jìn)入考生所答試卷進(jìn)行批閱；高級閱卷是將考生試卷的部分試題分配給部分教師進(jìn)行批閱，教師只能批閱被分配的試題。

云教學(xué)平臺體系在民航院校中的實踐成果

平臺實踐背景與數(shù)據(jù)分析

為使民航院校推進(jìn)計算機(jī)公共基礎(chǔ)課的教學(xué)改革，中國民航飛行學(xué)院依托互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行了為期三年的教學(xué)改革，自2014年起我院在部分院系試行民航云教學(xué)平臺體系，通過云測試平臺得到近年各專業(yè)學(xué)生的測試成績，以近五年大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)?？婆c本科學(xué)生成績?yōu)閿?shù)據(jù)支持，?？茖W(xué)生成績?nèi)绫?所示，本科學(xué)生成績?nèi)绫?所示。

表1　專科專業(yè)大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)測試情況對比

表2　本科專業(yè)大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)測試情況對比

由表1與表2學(xué)生成績數(shù)據(jù)我們可以看出，隨著云教學(xué)平臺的深入使用學(xué)生成績總體呈上升趨勢。2013年以前我院是使用傳統(tǒng)方式授課，教學(xué)效果不夠顯著，平均分在60分上下波動，不及格人數(shù)所占比例較大，教學(xué)中經(jīng)常忽視對學(xué)生主動學(xué)習(xí)知識能力的培養(yǎng)。自2014年學(xué)院通過云教學(xué)平臺授課后教學(xué)效果得到明顯改善，對于基礎(chǔ)相對薄弱的專科學(xué)生經(jīng)過近三年的教學(xué)改革后，及格率與優(yōu)秀率逐漸趕上本科學(xué)生。各個專業(yè)平均分提高至少9分以上，例如機(jī)電專業(yè)的平均分提高了14分，優(yōu)秀率提升了12.4%，及格率甚至提升24.1%之多。其他專業(yè)的成績也都有了質(zhì)的提升，各項數(shù)據(jù)平均提升近十多個百分點，這些都說明了云自主學(xué)習(xí)平臺非常適合現(xiàn)代校園教學(xué)。

分?jǐn)?shù)的走勢情況能夠體現(xiàn)出一個班級或?qū)I(yè)在一定時期內(nèi)的整體學(xué)習(xí)水平，當(dāng)教師授課方法得當(dāng)、學(xué)生吸收知識較好時及格率與優(yōu)秀率走勢會出現(xiàn)明顯波折。專科部分專業(yè)成績走勢如圖2所示，本科部分專業(yè)及格率走勢如圖3所示。我們可以從各專業(yè)分?jǐn)?shù)走勢圖中看出，2013年以前學(xué)生成績穩(wěn)定在及格分?jǐn)?shù)附近，且成績提高緩慢；而在2014年實施教學(xué)改革后，及格率、優(yōu)秀率相比2013年急轉(zhuǎn)直上，?？茖W(xué)生尤為明顯；在2014年往后，學(xué)生成績每年也有小幅度提升，上下波動也控制在一個相對穩(wěn)定的范圍，說明云教學(xué)平臺的實施在學(xué)生學(xué)習(xí)接受程度上達(dá)到完美契合。

下面例舉在教改后云教學(xué)平臺對教學(xué)成果的影響。以空管學(xué)院為例，該專業(yè)近年大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)各分?jǐn)?shù)域所占人數(shù)比如圖4所示。在2014年實施教改初期時，大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)分?jǐn)?shù)平均分布在各分?jǐn)?shù)域中，分?jǐn)?shù)總體在中下游徘徊，且不及格人數(shù)如藍(lán)色區(qū)域顯示達(dá)到9%，而經(jīng)過近兩年的平臺教學(xué)后不及格率人數(shù)驟減到3%，班級總體分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)在70分以上區(qū)域內(nèi)，且主要占據(jù)80分?jǐn)?shù)域中，且各分?jǐn)?shù)域人數(shù)趨于穩(wěn)定，說明教學(xué)平臺在教改中表現(xiàn)出良好的教學(xué)穩(wěn)定性。

圖2　?？撇糠謱I(yè)成績走勢圖

圖3　本科部分專業(yè)及格率走勢圖

云教學(xué)平臺考察及實施

在2014年初，我院對云教學(xué)平臺體系進(jìn)行了多次大規(guī)模測試，對軟件運行穩(wěn)定性、測評準(zhǔn)確度、題庫開放性等多方面進(jìn)行了細(xì)致的考察，依師生對兩種教學(xué)模式的滿意度進(jìn)行調(diào)查問卷如圖5所示。

由此可見云教學(xué)平臺的使用得到了師生的一致好評。并于當(dāng)年6月份在計算機(jī)學(xué)院與工程教研室協(xié)調(diào)組織下，上千余名考生使用該平臺進(jìn)行了期末考試，每場約有近百人次同時在線。通過測試結(jié)果分析顯示使用云教學(xué)平臺全面提高了教學(xué)質(zhì)量，同時又與實踐教學(xué)相結(jié)合，加強(qiáng)了對教學(xué)的過程化管理，實現(xiàn)了教學(xué)改革的突破，并加快了學(xué)校網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)的進(jìn)程，建立了符合本校特色的教學(xué)資源庫，實現(xiàn)全校計算機(jī)公共課程的教學(xué)資源共享。其應(yīng)用還涉及到實訓(xùn)練習(xí)、日常課堂作業(yè)等方面，大大增強(qiáng)了學(xué)生的動手操作能力，并提高了學(xué)生對計算機(jī)課程學(xué)習(xí)的興趣與積極性。

圖4　教學(xué)改革后空管專業(yè)近年大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)各分?jǐn)?shù)域成績對比

圖5　兩種教學(xué)模式下師生滿意度調(diào)查問卷

結(jié)語

民航云教學(xué)平臺已經(jīng)在民航院校教育領(lǐng)域中取得了較為廣泛的應(yīng)用，本文以滿足民航行業(yè)與學(xué)生成長成才為出發(fā)點，通過對現(xiàn)有的教學(xué)模式進(jìn)行方式方法的改革，在基于互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)的新型教學(xué)理念下，充分發(fā)揮云教學(xué)平臺體系的優(yōu)勢，從而構(gòu)架具有民航特色的教學(xué)平臺體系。并通過該互聯(lián)網(wǎng)+民航特色教學(xué)體系平臺以期實現(xiàn)民航院校的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理，提升教學(xué)質(zhì)量，從而實現(xiàn)對傳統(tǒng)民航教學(xué)建設(shè)的改革重塑。