基于大數(shù)據(jù)的學(xué)生學(xué)習(xí)行為分析在教學(xué)中的應(yīng)用初探

胡雅祺 王海豐 焦賽美

摘 ?要： 在大數(shù)據(jù)技術(shù)的背景下，多元化在線(xiàn)教學(xué)手段對(duì)教育行業(yè)所帶來(lái)的價(jià)值在于更好的服務(wù)于現(xiàn)代化教學(xué)，幫助教師精準(zhǔn)的掌握學(xué)生學(xué)情，實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程的公平公正的考核評(píng)估，從而推動(dòng)教學(xué)管理改革，提高教學(xué)管理質(zhì)量。本文選取了大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課，進(jìn)行大數(shù)據(jù)下教學(xué)過(guò)程中對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)行為分析的研究。

關(guān)鍵詞： 大數(shù)據(jù);教學(xué)手段;學(xué)習(xí)行為;考核評(píng)估

中圖分類(lèi)號(hào)： TP3-0;TP311.13 ???文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A ???DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2020.09.017

本文著錄格式：胡雅祺，王海豐，焦賽美. 基于大數(shù)據(jù)的學(xué)生學(xué)習(xí)行為分析在教學(xué)中的應(yīng)用初探[J]. 軟件，2020，41（09）：6264+83

【Abstract】： Under the background of big data technology， the diversified online teaching methods better serve for the modern teaching in the education industry， to helps teachers accurately grasp the students learning situation， to achieve a fair and just assessment of the teaching process， then promote the reform of teaching management and improve the quality of teaching management. The paper focus on the universitys public computer course， research on the analysis of students learning behavior in the process of teaching under big data.

【Key words】： Big data; Teaching methods; Learning behavior; Evaluation

0 ?引言

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)過(guò)程中，一般通過(guò)平時(shí)成績(jī)及期末成績(jī)兩大部分對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核。由于傳統(tǒng)課堂教學(xué)過(guò)程化管理薄弱的缺點(diǎn)，在平時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)時(shí)教師無(wú)數(shù)據(jù)支撐，過(guò)重的倚重期末成績(jī)?cè)谡n程中的考核比例，導(dǎo)致學(xué)生不在乎平時(shí)的學(xué)習(xí)，次次臨時(shí)抱佛腳，也可以取得不俗的課程成績(jī)。2018年《教育部關(guān)于狠抓新時(shí)代全國(guó)高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議精神落實(shí)的通知》的下達(dá)，要求“各高校要切實(shí)加強(qiáng)學(xué)習(xí)過(guò)程考核，加大過(guò)程考核成績(jī)?cè)谡n程總成績(jī)中的比重”，讓課堂教學(xué)建設(shè)強(qiáng)起來(lái)。在此背景下如何合理公平的實(shí)施平時(shí)成績(jī)的評(píng)估對(duì)學(xué)生進(jìn)行過(guò)程性考核，是每個(gè)教師應(yīng)該思考的問(wèn)題。

近年來(lái)，借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及信息化技術(shù)的快速發(fā)展，教學(xué)領(lǐng)域里的教學(xué)手段和方式發(fā)生了翻天覆地的變革。線(xiàn)上教學(xué)平臺(tái)的突起，教學(xué)APP的廣泛應(yīng)用，公眾號(hào)的出現(xiàn)，甚至于小程序的涌入等等，都給傳統(tǒng)課堂教學(xué)帶來(lái)了新的生機(jī)。通過(guò)大數(shù)據(jù)分析這些數(shù)字化學(xué)習(xí)方式下產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)可以更好的服務(wù)于現(xiàn)代化教學(xué)，更有力的加強(qiáng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)行為的跟蹤與分析，讓過(guò)程化考核“有理有據(jù)”，更有效的幫助課程教學(xué)“活起來(lái)”。

大數(shù)據(jù)技術(shù)是指采集海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工分析，挖掘數(shù)據(jù)隱藏的價(jià)值，最終提取出來(lái)的過(guò)程。大數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)來(lái)源廣泛，數(shù)據(jù)類(lèi)型多樣，數(shù)據(jù)數(shù)量龐大等特點(diǎn)[1]。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的傳播與應(yīng)用，利用該技術(shù)結(jié)合多種數(shù)字化教學(xué)手段下產(chǎn)生的數(shù)據(jù)分析學(xué)生的學(xué)習(xí)行為、跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡，預(yù)測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，能夠更好的幫助教師優(yōu)化過(guò)程化考核。

1 ?基于大數(shù)據(jù)的混合教學(xué)模式下的學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)采集

在教學(xué)過(guò)程中，數(shù)據(jù)是最能客觀(guān)反映出學(xué)生學(xué)習(xí)效果的指標(biāo)，如何在海量的數(shù)據(jù)里采集分析多元教學(xué)手段下的學(xué)生有效的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，是目前急需研究的問(wèn)題。由于現(xiàn)代數(shù)字化教學(xué)工具和平臺(tái)的廣泛應(yīng)用，學(xué)生的學(xué)習(xí)行為不再局限于時(shí)間和空間內(nèi)，以海南熱帶海洋學(xué)院2019級(jí)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程為例，本門(mén)課程通過(guò)多種教學(xué)工具和手段采集學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過(guò)程中的數(shù)據(jù)。如圖1所示，在該門(mén)課程中所采集的學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)來(lái)自課前先修，課堂學(xué)習(xí)、課后實(shí)訓(xùn)、線(xiàn)上輔助四大部分。

1.1 ?課前先修

為了更有效率的讓學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)階段吸收知識(shí)，課前的先修可以起到一定的預(yù)習(xí)和輔助效果，而在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)過(guò)程中，我們無(wú)法準(zhǔn)確的監(jiān)督學(xué)生在課前是否有投入充分的時(shí)間學(xué)習(xí)，導(dǎo)致“課前預(yù)習(xí)”這位良師益友發(fā)揮不了作用?，F(xiàn)在大數(shù)據(jù)技術(shù)教學(xué)工具的出現(xiàn)，可以有效的輔助教師監(jiān)督學(xué)生在課前先修這部分的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)。在本門(mén)課程中，我們采用了“雨課堂”工具對(duì)學(xué)生進(jìn)行課前學(xué)習(xí)引導(dǎo)，通過(guò)推送課件的方式提醒學(xué)生將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。如圖2所示，通過(guò)“雨課堂”APP可以清晰的看到學(xué)生完成預(yù)習(xí)的情況、課件數(shù)據(jù)情況和學(xué)生反饋情況。

1.2 ?課堂學(xué)習(xí)

課堂學(xué)習(xí)是學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中最核心的環(huán)節(jié)，也是教師傳授知識(shí)最重要的平臺(tái)。在課堂教學(xué)過(guò)程中，不僅僅要求教師完成教學(xué)內(nèi)容的傳授，還要求教師起到管理和監(jiān)督學(xué)生有效學(xué)習(xí)的作用，確保課堂教學(xué)的有序開(kāi)展。在現(xiàn)有的教學(xué)條件下，多是以多媒體為主的課堂教學(xué)手段，通過(guò)“教師講-學(xué)生聽(tīng)”的方式進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容講授，此模式容易導(dǎo)致講授知識(shí)和教學(xué)管理不能同時(shí)進(jìn)行，最后只能顧此失彼。而“雨課堂”APP工具有效的結(jié)合了教學(xué)與管理，即可以監(jiān)督課堂中學(xué)生的行為動(dòng)態(tài)，也可完成教學(xué)進(jìn)度，相輔相成。如圖3

所示，通過(guò)“雨課堂”工具實(shí)現(xiàn)了課堂簽到，在授課的過(guò)程中，打破“老師講——學(xué)生聽(tīng)”的固定模式，嵌入作業(yè)、彈幕和投稿環(huán)節(jié)，讓老師在上課過(guò)程中也可以很好的和學(xué)生互動(dòng)，觀(guān)測(cè)學(xué)生在課堂中的行為動(dòng)態(tài)。

1.3 ?課后實(shí)踐

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程注重動(dòng)手操作能力的培養(yǎng)，除了課堂的理論學(xué)習(xí)外還安排了實(shí)踐環(huán)節(jié)，要求學(xué)生不僅能掌握理論知識(shí)，還應(yīng)有大學(xué)生該有的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。為了讓學(xué)生多練多體驗(yàn)，我們通過(guò)“萬(wàn)維考試平臺(tái)”系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)踐項(xiàng)目的練習(xí)，該系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于打破了教學(xué)空間局限，除了計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室外，還可以在校園里任何地方有校園網(wǎng)的地方使用。教師可以通過(guò)教師端進(jìn)行操作方案的設(shè)計(jì)，項(xiàng)目作業(yè)的發(fā)布，學(xué)生成績(jī)的查看等操作;學(xué)生可以通過(guò)學(xué)生客戶(hù)端進(jìn)行項(xiàng)目練習(xí)、作業(yè)提交、或者考試考核等，極大的減輕了計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)壓力，也極大的方便學(xué)生自由選擇時(shí)間空間進(jìn)行實(shí)踐操作，從而提高自身的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，如圖4所示。

1.4 ?線(xiàn)上輔助

通過(guò)課前，課堂，課后的教學(xué)活動(dòng)已經(jīng)完整的把本門(mén)課程的課程內(nèi)容通過(guò)課堂傳遞給學(xué)生，在此過(guò)程中學(xué)生作為知識(shí)的被動(dòng)接受者，缺乏了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，缺少了探索和好奇的積極性。因此，需要通過(guò)線(xiàn)上輔助學(xué)習(xí)平臺(tái)開(kāi)展與傳統(tǒng)課堂內(nèi)容相融合、有擴(kuò)展性的內(nèi)容學(xué)習(xí)。通過(guò)此線(xiàn)上平臺(tái)的學(xué)習(xí)提高學(xué)生對(duì)課程的興趣，加深學(xué)生對(duì)課程的理解，引導(dǎo)學(xué)生自主完成學(xué)習(xí)，提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。根據(jù)我們學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，我們選擇了思科網(wǎng)院的《IT基礎(chǔ)》課程作為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的擴(kuò)展，要求學(xué)生自主完成和課程相關(guān)的章節(jié)學(xué)習(xí)，并線(xiàn)上完成作業(yè)。對(duì)計(jì)算機(jī)課程有濃厚興趣的同學(xué)，也可學(xué)習(xí)全部章節(jié)內(nèi)容，通過(guò)考核獲取證書(shū)，如圖5所示。

2 ?基于大數(shù)據(jù)的多樣化教學(xué)方式下學(xué)生學(xué)習(xí)行為分析

通過(guò)上述內(nèi)容可知，在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)中我們采用了多樣化的教學(xué)方式來(lái)促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力、監(jiān)督學(xué)生的學(xué)習(xí)行為[2]。在課前先修部分，通過(guò)“雨課堂”小程序發(fā)送學(xué)習(xí)內(nèi)容，采集學(xué)生預(yù)習(xí)情況數(shù)據(jù)。在課堂教學(xué)過(guò)程中，“雨課堂”小程序起到了管理學(xué)生學(xué)習(xí)行為動(dòng)態(tài)的輔助作用，可以采集學(xué)生的課堂行為數(shù)據(jù)包括課堂簽到時(shí)間，課堂作業(yè)參與次數(shù)，課堂作業(yè)完成時(shí)間，課堂作業(yè)成績(jī)、課件瀏覽情況等。線(xiàn)上理論輔助學(xué)習(xí)是在網(wǎng)院平臺(tái)中進(jìn)行，采集學(xué)生的線(xiàn)上學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)包括線(xiàn)上知識(shí)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，線(xiàn)上作業(yè)的考核等等;而線(xiàn)下的操作練習(xí)是使用了萬(wàn)維教學(xué)平臺(tái)采集學(xué)生的操作練習(xí)的數(shù)據(jù)包括學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)及作業(yè)成績(jī)數(shù)據(jù);其中，學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)包括練習(xí)登錄次數(shù)，完成練習(xí)時(shí)長(zhǎng)，完成練習(xí)時(shí)間，練習(xí)分?jǐn)?shù)等。

為了更好的利用基于大數(shù)據(jù)技術(shù)下產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)生進(jìn)行過(guò)程化考核，結(jié)合線(xiàn)上，線(xiàn)下，課前，課后四方面的學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，本門(mén)課程的過(guò)程化評(píng)價(jià)體系如表1所示。

3 ?大數(shù)據(jù)下學(xué)習(xí)行為分析對(duì)課程教學(xué)的應(yīng)用價(jià)值

3.1 ?形成了數(shù)字化課堂教學(xué)形式

借助互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)工具及大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，突破傳統(tǒng)教學(xué)模式的瓶頸，改進(jìn)課堂教學(xué)模式，通過(guò)采集分析學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)優(yōu)化完善傳統(tǒng)教學(xué)課堂的短板，依靠數(shù)據(jù)分析，不僅掌握課程教學(xué)情況，還可以對(duì)課堂教學(xué)管理進(jìn)行調(diào)整，形成了數(shù)字化課堂教學(xué)形式[3]。

3.2 ?建立了教學(xué)過(guò)程中的學(xué)生學(xué)習(xí)管理模式

通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集分析，把教師從課程教學(xué)過(guò)程管理混沌的階段解放出來(lái)，依靠數(shù)據(jù)可以精準(zhǔn)的掌握學(xué)生學(xué)情，體現(xiàn)學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過(guò)程中的主觀(guān)能動(dòng)性，觀(guān)測(cè)學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中的積極性，并可根據(jù)需求實(shí)時(shí)反饋學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，建立了即時(shí)的、動(dòng)態(tài)的、預(yù)警的學(xué)生學(xué)習(xí)管理模式。

3.3 ?優(yōu)化了教學(xué)課程考核體系

傳統(tǒng)教學(xué)考核過(guò)程中平時(shí)成績(jī)的評(píng)估一直都是含糊不清，缺少有利數(shù)據(jù)支撐的部分?；诖髷?shù)據(jù)下的課程全過(guò)程的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析，幫助我們做到了平時(shí)成績(jī)的有跡可循，優(yōu)化了教學(xué)課程考核體系，使得考核評(píng)估更加的公開(kāi)公平公正。

4 ?結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)分析學(xué)校公共計(jì)算機(jī)課程教學(xué)情況，采集多元教學(xué)工具產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行線(xiàn)上，線(xiàn)下，課前，課后四方面的全過(guò)程大數(shù)據(jù)分析，形成了數(shù)字化課堂教學(xué)，使得課堂教學(xué)可以兼顧教學(xué)與管理;建立了課程中的學(xué)習(xí)監(jiān)督管理模式，不僅掌握學(xué)生課堂上的學(xué)習(xí)情況，也便于課后追蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài);優(yōu)化了教學(xué)課程考核體系，使得成績(jī)數(shù)據(jù)真實(shí)有效。在整個(gè)教學(xué)管理中，大大的提高了教學(xué)的質(zhì)量。

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