基于SPOC《數(shù)據(jù)庫(kù)原理》課程學(xué)習(xí)效果考核的建模與實(shí)踐

顏雁 張宇昕 丁巖 李曉榮

摘要：《數(shù)據(jù)庫(kù)原理》作為本科生計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)專業(yè)的主干專業(yè)課，長(zhǎng)期以來(lái)，如何全面客觀地對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行考核，一直是課程改革的討論重點(diǎn)?；赟POC的“線上線下混合”教學(xué)模式，將網(wǎng)絡(luò)資源和第三方教學(xué)平臺(tái)引入課堂，可以跟蹤和收集學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過(guò)程數(shù)據(jù)。該文在充分分析學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)構(gòu)成要素的基礎(chǔ)上，通過(guò)運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，提出了結(jié)合線上學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)模型。該模型對(duì)學(xué)生線上學(xué)習(xí)提供監(jiān)督功能。對(duì)教師在期末對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的考核評(píng)價(jià)提供客觀依據(jù)。

關(guān)鍵詞：SPOC;數(shù)據(jù)采集;學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）06-0154-03

1背景

近年來(lái)，以MOOC+SPOC為代表的互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)模式逐漸興起并為教育界所接受，該模式通過(guò)短視頻網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)、翻轉(zhuǎn)課堂、在線互動(dòng)討論、視頻回看等手段，有效解決了學(xué)習(xí)受時(shí)間、空間、師資等方面限制的問(wèn)題。

而針對(duì)MOOC這種教學(xué)模式下開(kāi)展的學(xué)生學(xué)習(xí)行為的監(jiān)督卻少有系統(tǒng)性的研究，每個(gè)學(xué)生每天線上線下產(chǎn)生大量的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的期末“一張卷”結(jié)果化的考核學(xué)生的辦法愈發(fā)凸顯不客觀，那么如何利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)分析在線學(xué)習(xí)行為，采用合理、科學(xué)、創(chuàng)新、量化的評(píng)價(jià)手段反映學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的每個(gè)環(huán)節(jié)，在期末給予學(xué)生中肯客觀的評(píng)價(jià)，已經(jīng)成為各個(gè)兄弟院校教學(xué)改革的研究重點(diǎn)。因此，建立一個(gè)基于“SPOC”教學(xué)模式的量化評(píng)價(jià)模型，勢(shì)在必行。力求更客觀評(píng)估學(xué)生學(xué)習(xí)效果，實(shí)現(xiàn)教學(xué)決策、學(xué)習(xí)過(guò)程優(yōu)化和個(gè)性化學(xué)習(xí)方法的推薦。

2學(xué)生學(xué)習(xí)行為分析

一般說(shuō)來(lái)，學(xué)生學(xué)習(xí)可分為學(xué)習(xí)過(guò)程和學(xué)習(xí)效果兩個(gè)方面。過(guò)程更多以能力培養(yǎng)見(jiàn)長(zhǎng)，效果則更傾向于評(píng)價(jià)。從考核的角度來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)過(guò)程傾向于評(píng)價(jià)其主觀方面，學(xué)習(xí)效果傾向于測(cè)評(píng)其客觀方面。結(jié)合MOOC+SPOC教學(xué)模式的特點(diǎn)，我們可采取線上標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試的方式來(lái)獲得學(xué)習(xí)效果的客觀評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)主觀則比較困難，主要指對(duì)學(xué)習(xí)者的行為能力的評(píng)價(jià)。經(jīng)觀察，包括以下5個(gè)方面：1）學(xué)習(xí)態(tài)度：學(xué)習(xí)態(tài)度否積極是主觀體現(xiàn)第一大要素。是獲得良好的學(xué)習(xí)效果的重要前提。具體體現(xiàn)在登錄在線學(xué)習(xí)平臺(tái)的次數(shù)，在線學(xué)習(xí)的總時(shí)間，作業(yè)的完成率來(lái)反應(yīng);2）自主學(xué)習(xí)能力：自主學(xué)習(xí)能力是學(xué)習(xí)效果獲得的核心能力。可通過(guò)考查學(xué)生累計(jì)登錄模塊數(shù)目（可重復(fù)累加），和累計(jì)具體個(gè)模塊學(xué)習(xí)的總時(shí)間和下載資料的次數(shù)獲得評(píng)價(jià);3）協(xié)作思考能力：我們可以通過(guò)發(fā)帖提問(wèn)次數(shù)，回帖討論次數(shù)指標(biāo)來(lái)評(píng)定;4）任務(wù)執(zhí)行能力：任務(wù)主要指線上作業(yè)和課堂測(cè)試兩項(xiàng)。我們引入“學(xué)習(xí)效力”這個(gè)概念，它指學(xué)生作業(yè)或測(cè)試單位時(shí)間內(nèi)的正確率。以學(xué)習(xí)效力來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生的任務(wù)執(zhí)行能力?？梢詤^(qū)分學(xué)生抄襲（因?yàn)檫@會(huì)增加作答時(shí)間，從而降低學(xué)習(xí)效力）進(jìn)而產(chǎn)生監(jiān)督效能;同時(shí)可凸顯學(xué)習(xí)效果好的同學(xué)（因其用時(shí)少，準(zhǔn)確率高，學(xué)習(xí)效力就高）。最終對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果產(chǎn)生客觀評(píng)價(jià)。我們通過(guò)獲取每次作業(yè)的正確率，和完成作業(yè)所用時(shí)間來(lái)獲得學(xué)習(xí)效力;5）實(shí)踐操作能力：這一環(huán)節(jié)的評(píng)價(jià)多放在實(shí)驗(yàn)課與課程設(shè)計(jì)中進(jìn)行考核，此處線上評(píng)價(jià)模型暫不考慮。

3建立學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

“MOOC+SPOC”教學(xué)模式引入之后，學(xué)習(xí)形式分為課堂與線上兩種方式，我們可以通過(guò)web服務(wù)器端收集學(xué)生大量的線上學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)探討分析，初步劃分評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的指標(biāo)體系如下表：2個(gè)一級(jí)指標(biāo)，5個(gè)二級(jí)指標(biāo)，12個(gè)三級(jí)指標(biāo)。Al，A2，A3，B1四個(gè)二級(jí)指標(biāo)屬于理論教學(xué)范疇，采用“基于SPOC”線上線下結(jié)合模式教學(xué)，可通過(guò)web服務(wù)器端獲得學(xué)生學(xué)習(xí)的大數(shù)據(jù)，供我們量化分析，是我們討論的重點(diǎn)。具體如下表1：

4評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的分配

本課題方法是AHP法（層次分析法）確定指標(biāo)權(quán)重，AHP法的基本思想就是將組成復(fù)雜問(wèn)題的多個(gè)元素權(quán)重的整體判斷，轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)這些元素進(jìn)行“兩兩比較”，再對(duì)這些元素的整體權(quán)重進(jìn)行排序判斷，最后確立各元素的權(quán)重是通過(guò)發(fā)送問(wèn)卷調(diào)查得到的專家打分，將每個(gè)專家評(píng)定的分值單獨(dú)建立矩陣，通過(guò)一致性檢驗(yàn)的矩陣作為有效評(píng)判矩陣。然后，將所有專家對(duì)該指標(biāo)的評(píng)判權(quán)重求平均值，得到最終權(quán)重。如表2、3、4。

對(duì)于二級(jí)指標(biāo)B包含任務(wù)執(zhí)行能力和實(shí)踐操作能力兩大項(xiàng)，其中實(shí)踐操作能力我們放入實(shí)踐環(huán)節(jié)去測(cè)評(píng)，故而我們將任務(wù)執(zhí)行能力的權(quán)重調(diào)整成1，即表現(xiàn)為結(jié)果測(cè)試的權(quán)重為1。結(jié)果測(cè)試分為三項(xiàng)：期末測(cè)試成績(jī)，線上作業(yè)，及課堂測(cè)試。權(quán)重分配如表4：

5構(gòu)建考核評(píng)價(jià)模型

改善以往“一張期末試卷定乾坤”現(xiàn)象，由web第三方服務(wù)器（網(wǎng)上學(xué)習(xí)平臺(tái)和雨課堂采集）學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的大數(shù)據(jù)，根據(jù)學(xué)習(xí)指標(biāo)權(quán)重體系，對(duì)學(xué)生實(shí)施綜合量化評(píng)分?？偝煽?jī)由行為性成績(jī)和效果性成績(jī)構(gòu)成。其中效果性成績(jī)分為測(cè)試成績(jī)和實(shí)驗(yàn)成績(jī)。公式如下：

總成績(jī)=A+B

=行為性成績(jī)理*20%+效果性成績(jī)*80%

=行為性成績(jī)*20%+測(cè)試成績(jī)*60%+實(shí)驗(yàn)教學(xué)成績(jī)*20%

由于，實(shí)驗(yàn)教學(xué)成績(jī)由實(shí)踐環(huán)節(jié)評(píng)定。我們關(guān)注前兩項(xiàng)，得到成績(jī)計(jì)算方法：

5.1測(cè)試成績(jī)計(jì)算方法

根據(jù)前面權(quán)重分配，我們?nèi)コЧ猿煽?jī)當(dāng)中的實(shí)驗(yàn)成績(jī)，將B級(jí)指標(biāo)當(dāng)中B1任務(wù)執(zhí)行能力評(píng)價(jià)即測(cè)試的權(quán)重調(diào)整為1，則

結(jié)果性成績(jī)=B1*50%+B2*30%+B3*20%（權(quán)重比5：3：2）

（1）B1為期末考試成績(jī)（百分制）

（2）B2為在線作業(yè)成績(jī)計(jì)算方法如下：

O=個(gè)人作業(yè)效力=作業(yè)正確率/花費(fèi)時(shí)間

依次求出：在線總時(shí)間成績(jī)w，作業(yè)完成率成績(jī)E，登錄模塊數(shù)成績(jī)R，單位模塊時(shí)長(zhǎng)成績(jī)Y，下載資源次數(shù)成績(jī)u，發(fā)帖次數(shù)成績(jī)K，回帖次數(shù)成績(jī)J。

6考核的評(píng)價(jià)模型的實(shí)踐分析

評(píng)價(jià)學(xué)生的在線學(xué)習(xí)能力發(fā)展情況的最終目的是希望通過(guò)評(píng)價(jià)過(guò)程信息的采集和統(tǒng)計(jì)整理，使學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)自己的不足，使教師能夠依照這些信息給學(xué)生一個(gè)積極的、個(gè)性化的學(xué)習(xí)指導(dǎo)，最終為學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提高和進(jìn)步提供一個(gè)可能的途徑。

我們?cè)谠诰€平臺(tái)收集第一手?jǐn)?shù)據(jù)后，見(jiàn)表5，經(jīng)過(guò)過(guò)程性成績(jī)計(jì)算后，我們?yōu)?60511610同學(xué)生成繪制雷達(dá)圖形報(bào)告，見(jiàn)圖1?？梢郧宄乜吹?60511510號(hào)同學(xué)，較班級(jí)其他同學(xué)有著比較好的自主學(xué)習(xí)能力和突出的協(xié)作思考能力。通過(guò)此方式，學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)行為有個(gè)清晰客觀的認(rèn)識(shí)。從而達(dá)到監(jiān)督和規(guī)范其線上學(xué)習(xí)行為的目的，避免線上教育流于形式，變成“刷機(jī)”。

7結(jié)束語(yǔ)

本課題研究來(lái)自吉林省高教學(xué)會(huì)2018年高教科研課題，課題組成員在近一年半的時(shí)間里?；凇癝POC”教學(xué)模式對(duì)《數(shù)據(jù)庫(kù)原理》課程踐行教學(xué)改革，整合線上教育平臺(tái)資源，將線上學(xué)習(xí)指標(biāo)量化處理，實(shí)現(xiàn)線上學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)機(jī)制，從而達(dá)到監(jiān)督引導(dǎo)學(xué)生有效地開(kāi)展線上自主式探究式學(xué)習(xí)的目的。并且在整個(gè)過(guò)程中，我們依據(jù)學(xué)生線上各個(gè)環(huán)節(jié)的量化分?jǐn)?shù)，建立不同于傳統(tǒng)模式的期末考核評(píng)價(jià)模型。對(duì)學(xué)生實(shí)現(xiàn)全面的，客觀的，過(guò)程化的期末考核評(píng)定。對(duì)比傳統(tǒng)模式的考核方式，問(wèn)卷調(diào)查達(dá)到了很好的效果。