大數(shù)據(jù)與高校計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)課教學(xué)改革

陳琨

摘 要 在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)課程教學(xué)必須做出相應(yīng)改革，以順應(yīng)時(shí)代的需求和教學(xué)的需要。利用大數(shù)據(jù)可有效地對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式進(jìn)行調(diào)整，從而獲得更好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 大數(shù)據(jù) 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課 教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2017.07.061

大數(shù)據(jù)時(shí)代的來臨，給世界帶來眾多的沖擊，如何適應(yīng)這個(gè)時(shí)代，充分利用大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，與時(shí)俱進(jìn)、不斷創(chuàng)新，是各行各業(yè)都面臨的挑戰(zhàn)。

1 大數(shù)據(jù)時(shí)代背景

進(jìn)入二十一世紀(jì)，數(shù)據(jù)呈爆炸性膨脹狀態(tài)。如今的數(shù)據(jù)量已經(jīng)從過去的TB級(jí)別，上升到了PB、EB甚至ZB級(jí)別。研究表明，2008年人類大約存儲(chǔ)了超過500EB數(shù)據(jù)，而到了2011年，數(shù)據(jù)量已經(jīng)達(dá)到了1.8ZB。根據(jù)IDC公司的預(yù)測，每過兩年全球的數(shù)據(jù)量將會(huì)翻一番，到2020年數(shù)據(jù)量將達(dá)到35ZB。“如今，只需兩天就能創(chuàng)造出自文明誕生以來到2003年所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)總量”。信息爆炸已經(jīng)積累到了一個(gè)開始引發(fā)變革的程度。

人們用“大數(shù)據(jù)（big data）”一詞來描述信息爆炸時(shí)代那些數(shù)量龐大到無法用人工進(jìn)行處理的海量數(shù)據(jù)及與之相關(guān)的技術(shù)。從各種各樣類型的大數(shù)據(jù)中，人們可以快速獲得有價(jià)值的信息，并據(jù)此作出相應(yīng)決策。

大數(shù)據(jù)時(shí)代已經(jīng)悄然來臨。在這個(gè)時(shí)代，人們需要學(xué)會(huì)用大數(shù)據(jù)分析問題、解決問題，讓大數(shù)據(jù)成為促進(jìn)學(xué)習(xí)、生活與工作的利器。

2 高校計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)課程教學(xué)現(xiàn)狀

當(dāng)前，全國高校普遍開設(shè)了計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)課程，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育在高校收到前所未有的重視。然而，由于諸多因素的影響，高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)效果卻往往不盡如人意，難以達(dá)到預(yù)期的目的。主要存在以下幾個(gè)方面的問題：

（1）不同學(xué)生的基礎(chǔ)差異。一般來說，計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)課的授課對(duì)象是大一新生，而由于地區(qū)、環(huán)境、家境等因素的影響，不同的新生對(duì)于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的了解和應(yīng)用能力都有著很大的不同。有些新生在進(jìn)入大學(xué)之前就基本掌握了計(jì)算機(jī)的一般操作，而有些新生（尤其是一些農(nóng)村地區(qū)、家境貧寒的學(xué)生）卻連計(jì)算機(jī)都沒有接觸過，沒有任何基礎(chǔ)，起點(diǎn)低。

（2）班級(jí)制教學(xué)導(dǎo)致無法因材施教?，F(xiàn)有的教學(xué)模式是教師同時(shí)面對(duì)一個(gè)班級(jí)的所有學(xué)生，使用統(tǒng)一的教材、采用同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行教學(xué)，屬于“一刀切”的模式，無法根據(jù)學(xué)生之間的差異采取不同的教學(xué)措施，就會(huì)出現(xiàn)有些學(xué)生聽不懂，而有些學(xué)生覺得過于簡單的現(xiàn)象。

（3）學(xué)生計(jì)算機(jī)操作能力較好、理論水平較差。很多學(xué)生能掌握基本操作和應(yīng)用，但對(duì)于一些基本的計(jì)算機(jī)理論知識(shí)似懂非懂、模糊不清。例如，對(duì)內(nèi)存跟外存的概念和功能分不清，將硬盤跟內(nèi)存混為一談等。

（4）教學(xué)過程不是以“學(xué)”為主，而是以“教”為主。教師在課堂上以“填鴨”方式將知識(shí)灌輸給學(xué)生，學(xué)生只能被動(dòng)接受，沒有自主思考和自主學(xué)習(xí)的時(shí)間。長此以往，學(xué)生不僅容易對(duì)學(xué)習(xí)喪失興趣，而且也失去了質(zhì)疑和創(chuàng)新的精神。

3 利用大數(shù)據(jù)促進(jìn)高校計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)課程教學(xué)改革

大數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)相比，具有數(shù)據(jù)量大、類型多、展現(xiàn)方法多、時(shí)效性要求高等特征，這些特征正好可以適應(yīng)人們個(gè)性化和人性化的學(xué)習(xí)要求。

大數(shù)據(jù)技術(shù)使得建立覆蓋學(xué)生學(xué)習(xí)過程中所有要素的信息庫成為可能。隨著各種數(shù)字材料、數(shù)字設(shè)備在教學(xué)過程中的應(yīng)用越來越廣，整個(gè)教學(xué)活動(dòng)越來越多地呈現(xiàn)出數(shù)字化的特征，例如，知識(shí)點(diǎn)可以被數(shù)字化并與試題建立聯(lián)系，學(xué)生每次答題的背景、過程和結(jié)果包括答題時(shí)間、答題步驟、答對(duì)的題和答錯(cuò)的題等，以及學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過程中的各種行為表現(xiàn)，都能被詳細(xì)記錄下來。這些信息讓教學(xué)分析變得更加容易。比如，可以利用計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)出來，哪些知識(shí)點(diǎn)對(duì)于學(xué)生來說較難掌握，哪些概念容易被學(xué)生混淆，學(xué)生在學(xué)習(xí)哪些內(nèi)容或完成哪些習(xí)題時(shí)花費(fèi)的時(shí)間較多等等，這些信息都成為為教師推薦更好的改進(jìn)措施和為學(xué)生推薦更適合的學(xué)習(xí)方法的依據(jù)。

同時(shí)，教師的直覺和經(jīng)驗(yàn)不再是解決教學(xué)問題的關(guān)鍵。大量的對(duì)于各種教學(xué)問題的描述，以及針對(duì)這些問題的可行方案的記載，為解決問題提供了依據(jù)和參考。通過將教學(xué)過程中的各種問題、各種解決方法及其效果記錄下來，可以利用計(jì)算機(jī)對(duì)問題及其解決方案進(jìn)行分析，當(dāng)這種記錄與分析達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，就能找到在遇到類似問題時(shí)的最佳處理方案，為別的教師或遇到類似情況時(shí)提供參考。

3.1 教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

通過對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以對(duì)現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行增加、刪減，可以調(diào)整授課時(shí)的側(cè)重點(diǎn)，對(duì)于學(xué)生普遍容易掌握的知識(shí)點(diǎn)可以少講或不講，而對(duì)于學(xué)生普遍感覺理解困難的地方，如一些比較抽象的理論知識(shí)點(diǎn)，則可以采用增加講解時(shí)間、提高講解詳盡度、補(bǔ)充相關(guān)知識(shí)等方式，使學(xué)生更易理解和吸收。

此外，教師和學(xué)生都應(yīng)該掌握一些大數(shù)據(jù)技術(shù)相關(guān)知識(shí)。學(xué)生學(xué)會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)資源進(jìn)行記錄、分析和處理，并將它們應(yīng)用于未來發(fā)展和學(xué)習(xí)規(guī)劃的制定上。為此應(yīng)在教學(xué)內(nèi)容中增加大數(shù)據(jù)技術(shù)及其應(yīng)用的章節(jié)，增加介紹一些通俗易懂的數(shù)據(jù)分析和處理軟件的章節(jié)。

3.2 教學(xué)模式的改變

在大數(shù)據(jù)時(shí)代，教師授課的重點(diǎn)除了備課和講授，更應(yīng)放在課后對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的分析上，并據(jù)此調(diào)整教學(xué)策略。通過大數(shù)據(jù)，可以對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為、學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)難點(diǎn)、認(rèn)知能力的高低等進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，找到不同學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)，形成適合不同學(xué)生的教學(xué)策略，彰顯個(gè)性化，突出學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體性，做到真正的因材施教。同時(shí)可以研究學(xué)生行為的內(nèi)在聯(lián)系，找出教學(xué)過程中的規(guī)律，改進(jìn)教學(xué)方式，提高教學(xué)效率。呈現(xiàn)“備課-講課-記錄/測試-分析-調(diào)整”的模式。

3.3 實(shí)現(xiàn)過程中的關(guān)鍵之處

要利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和決策，先要收集足夠大的數(shù)據(jù)。因此需要一套方便、快捷、又能捕捉到學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)的工具，要能獲得有關(guān)每個(gè)學(xué)生的準(zhǔn)確的學(xué)習(xí)信息，使用時(shí)又不會(huì)過度干擾正常的授課和學(xué)習(xí)過程。同時(shí)，還需要一套有效的評(píng)估分析工具，用于分析數(shù)據(jù)，評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)情況、教學(xué)策略的有效性及提出合理建議。endprint

可以自主研制、也可以利用市面現(xiàn)有的一些在線智能教學(xué)平臺(tái)來進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集和分析。無論用何種平臺(tái)，都應(yīng)具有以下功能：

（1）提供大量的教學(xué)和練習(xí)單元。學(xué)生可以根據(jù)自己的情況，按照自己的節(jié)奏和方式?jīng)Q定如何學(xué)習(xí)、如何練習(xí)以及學(xué)習(xí)的重點(diǎn)內(nèi)容。

為了更好地實(shí)現(xiàn)學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)，可以利用一些新興的教學(xué)手段，例如微課。微課的主要組成部分是教師教學(xué)的視頻，同時(shí)還包含與該教學(xué)主題相關(guān)的資料、素材和練習(xí)。既跟前后知識(shí)點(diǎn)有一定聯(lián)系，又是一個(gè)個(gè)獨(dú)立的小單元。將微課資源分享到網(wǎng)上平臺(tái)后，學(xué)生自己選擇學(xué)習(xí)時(shí)間、學(xué)習(xí)地點(diǎn)、學(xué)習(xí)內(nèi)容，聽不懂的地方可以隨時(shí)重放、重學(xué)，可以自行選擇要練習(xí)的習(xí)題或項(xiàng)目，不會(huì)做的部分可以查閱參考答案。

（2）以數(shù)字化形式記錄下學(xué)生學(xué)習(xí)的軌跡。比如，學(xué)生學(xué)習(xí)了哪些單元、學(xué)習(xí)了多長時(shí)間、選做了哪些單元的哪些習(xí)題、做每道習(xí)題所花費(fèi)的時(shí)間、是否查閱了參考答案，等等。這些數(shù)據(jù)是評(píng)估和改進(jìn)教學(xué)的基礎(chǔ)及依據(jù)。

（3）根據(jù)記錄的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行測評(píng)分析。比如，哪些內(nèi)容是學(xué)生普遍學(xué)習(xí)時(shí)間較多、重學(xué)次數(shù)較多的，哪些內(nèi)容經(jīng)常被學(xué)生直接跳過不學(xué)，哪些習(xí)題的解答正確率較高、哪些習(xí)題被查閱答案的次數(shù)較多等等。通過這些分析和評(píng)估，可以做到有的放矢，對(duì)教學(xué)內(nèi)容、習(xí)題和練習(xí)、講解方式和手段等做出針對(duì)性的調(diào)整。由此可以得到“備課-錄制并分享-記錄/測試-分析-調(diào)整”的教學(xué)模式，其最終目的是尋求更好的教學(xué)效果。

這些都是在過去的年代無法做到的，大數(shù)據(jù)時(shí)代對(duì)于海量數(shù)據(jù)的應(yīng)用將會(huì)徹底地改變當(dāng)前的教學(xué)方式。

4 小結(jié)

在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，傳統(tǒng)的教育思維受到?jīng)_擊，教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法都將發(fā)生巨大的改革和轉(zhuǎn)變。以數(shù)據(jù)分析為主的決策分析在教學(xué)過程中扮演著越來越重要的角色，也必將深度改變高校計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)課程的教學(xué)。

參考文獻(xiàn)

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