大數(shù)據(jù)背景下應(yīng)用型高校 《工業(yè)通風(fēng)與除塵》課程教學(xué)改革研究

于敏 王冰

【摘要】? ? 在大數(shù)據(jù)背景下，利用線上學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)分析指導(dǎo)線下教學(xué)活動改革。以應(yīng)用型高校學(xué)習(xí)行為類型為基礎(chǔ)，通過TMB體系分析學(xué)生群體學(xué)習(xí)特性?；诔菍W(xué)習(xí)通平臺采集線上學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，通過聚類分析得出學(xué)生線上學(xué)習(xí)行為與線下T型分類相符。提出依托線上數(shù)據(jù)確定線下授課模式、依托各部分內(nèi)容線上數(shù)據(jù)分布建立立體化考核體系等大數(shù)據(jù)背景下改革優(yōu)化方案。

【關(guān)鍵詞】? ? 工業(yè)通風(fēng)與除塵? ? 大數(shù)據(jù)? ? 教學(xué)改革

前言

吉林建筑科技學(xué)院（以下簡稱“我?！保┦且凰铝ε囵B(yǎng)善于實踐創(chuàng)新的應(yīng)用型人才的民辦普通高等院校。《工業(yè)通風(fēng)與除塵》課程是我校安全工程專業(yè)的專業(yè)必修課，主要講授通風(fēng)氣流的運動規(guī)律，工業(yè)通風(fēng)的基本原理及計算方法。大數(shù)據(jù)是現(xiàn)今最重要的技術(shù)之一，應(yīng)用大數(shù)據(jù)理念優(yōu)化教學(xué)改革可實現(xiàn)信息化、現(xiàn)代化、科學(xué)化教學(xué)，對培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)扎實且具有較強現(xiàn)代信息思維具有重大意義。

目前，已有諸多從教人員對本課程的教學(xué)改革進行了一定的探索。王冰應(yīng)用線上線下混合的教學(xué)思路，從課程教材、教學(xué)內(nèi)容、理論課教學(xué)方法、實踐教學(xué)及考核方式進行改革[1-2]。畢明華以應(yīng)用型本科院校為主體，依據(jù)本課程教學(xué)中存在的教學(xué)內(nèi)容更新不及時、教學(xué)模式單一的問題，提出以行業(yè)科技作為主體系、合理分配試卷考點比例的改革方法[3]。這些改革方案均從教師思維出發(fā)進行改革，對學(xué)生群體適合情況未進行探討。因此，筆者將分析應(yīng)用型院校學(xué)生學(xué)習(xí)行為特點，分析本課程現(xiàn)有教學(xué)方法對本校學(xué)生群體適用性，結(jié)合大數(shù)據(jù)背景對已存改革方案進行深入探索及優(yōu)化，實現(xiàn)“以學(xué)生為本、以大數(shù)據(jù)為筆”的現(xiàn)代化教學(xué)改革。

一、應(yīng)用型高校學(xué)生特點分析

由于全國各地區(qū)高考錄取分數(shù)線劃分不同，我校招收學(xué)生學(xué)習(xí)能力差異性較大[4-5]。筆者在進行教學(xué)活動時，對我校安全工程專業(yè)2016級至2019級四屆學(xué)生群體進行觀察，從學(xué)習(xí)能力、科研水平、職業(yè)規(guī)劃、自我培養(yǎng)的角度進行分析，建立TMB學(xué)習(xí)行為觀察體系。其中包含以學(xué)習(xí)行為類型T （Type），學(xué)習(xí)行為出發(fā)點M （Model），學(xué)習(xí)行為具體表現(xiàn)B（Behavior）三個層次。其中學(xué)習(xí)行為類型及出發(fā)點如表1所示。

具體行為表現(xiàn)B包含以下9種表現(xiàn)：積極性強，認真聽講，積極配合互動;保質(zhì)保量完成作業(yè)、復(fù)習(xí)、課程設(shè)計等學(xué)習(xí)任務(wù);單純的吸收老師所傳授的內(nèi)容，缺少創(chuàng)新性思維;不積極但也不會消極對待;在同學(xué)及老師的督促下，也會按時完成相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù);對于能對自身規(guī)劃有幫助的內(nèi)容更加感興趣;學(xué)習(xí)態(tài)度十分消極，會出現(xiàn)曠課;課上遲到、睡覺、打游戲;課下不完成作業(yè)考試存在投機取巧心理。

其中M3多為已經(jīng)規(guī)劃好自身走向，包括考研、考公、直接就業(yè)。例如計劃考研的學(xué)生當(dāng)中，是擬報考其他專業(yè)和打算報考公務(wù)員的學(xué)生會在本門課程中存在消極學(xué)習(xí)的表現(xiàn)，出現(xiàn)在課堂上自學(xué)其他內(nèi)容的情況;打算畢業(yè)直接就業(yè)的學(xué)生會在專業(yè)課學(xué)習(xí)期間出現(xiàn)不重視、應(yīng)付了事的心態(tài)，更積極于學(xué)生活動與其他校外實踐當(dāng)中，以此來培養(yǎng)組織能力和積累社會實踐經(jīng)驗。

依托TMB 體系可較為客觀的分析學(xué)生特性，以此為基礎(chǔ)確定《工業(yè)通風(fēng)與除塵》課程改革措施優(yōu)化思路。針對T1型，可增添對其自主思考能力的培養(yǎng);針對T2型，著力培養(yǎng)其學(xué)習(xí)興趣，將其被動學(xué)習(xí)的模式，轉(zhuǎn)化為主動學(xué)習(xí);針對T3型，融合引導(dǎo)策略，引入課程思政元素，使學(xué)生認識到通過《工業(yè)通風(fēng)與除塵》課程的學(xué)習(xí)，可以在專業(yè)基礎(chǔ)領(lǐng)域提高個人邏輯思維及科學(xué)理論思維，對自身學(xué)術(shù)素質(zhì)提升有很大幫助;針對T4型，在授課過程中樹立學(xué)生正確學(xué)習(xí)觀念，教學(xué)方法上寬嚴并濟，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)能動性。

二、大數(shù)據(jù)背景下改革方案優(yōu)化

由于應(yīng)用型高校學(xué)生差異性較大，因此在教學(xué)改革措施的提出和落實當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合學(xué)生特點，應(yīng)用大數(shù)據(jù)手法評估學(xué)生行為，針對不同類型的同學(xué)細化課程學(xué)習(xí)考核方案，做到因材施教，因材考評。以本課程中“通風(fēng)管道的設(shè)計計算”部分內(nèi)容為例，細化各項改進措施。

2.1學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)獲取及分析

我校本課程過往改革當(dāng)中，已經(jīng)提出線上線下教學(xué)模式，表現(xiàn)為利用QQ、云課堂進行線上預(yù)習(xí)內(nèi)容的布置。為進行數(shù)據(jù)采集，利用超星學(xué)習(xí)通上傳各項教學(xué)任務(wù)。例如將摩擦阻力、局部阻力計算、流量當(dāng)量直徑等重點知識點講解內(nèi)容和習(xí)題內(nèi)容發(fā)布至超星平臺，平通過平臺內(nèi)部發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)、開放學(xué)習(xí)討論?；诤笈_計錄學(xué)生學(xué)習(xí)時間、學(xué)習(xí)時長、習(xí)題作答時間、習(xí)題準(zhǔn)確率、討論活躍度等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。通過線上學(xué)習(xí)行為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的聚類分析可判別出學(xué)生學(xué)習(xí)特性[6]。

以2016級至2019級249名學(xué)生群體為主體對其線上學(xué)習(xí)行為進行試驗性分析，基于K-Means聚類分析算法對超星平臺中所采集的數(shù)據(jù)進行聚類分析[7]，分析后發(fā)現(xiàn)其數(shù)據(jù)分布劃分為四個領(lǐng)域。其分析結(jié)果與線下教師判斷情況相符合。因此可以做到在未上課之前就先了解學(xué)生特點，為線下教學(xué)活動設(shè)計提供參考。

2.2確定線下授課模式

在課程開始前，利用線上手段了解學(xué)生類型，針對性制定教學(xué)策略。在實際教學(xué)中動態(tài)轉(zhuǎn)換。經(jīng)過對多章節(jié)學(xué)生學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)采集分析，發(fā)現(xiàn)在每節(jié)課的授課內(nèi)容不同的情況下，學(xué)生在T層次（學(xué)習(xí)行為類型）分布不同。因此在線下課程開始前，可通過線上數(shù)據(jù)分析確定本節(jié)課內(nèi)容學(xué)生學(xué)習(xí)行為分布情況，確定本節(jié)線下內(nèi)容講授模式。例如，通過對本節(jié)課所講內(nèi)容進行分析，如圖1所示。當(dāng)本節(jié)內(nèi)容T2型占比較高時，可進行辯論、展示、演講等活動，并根據(jù)各類型同學(xué)占比，合理劃分活動小組，保證每個小組當(dāng)中T型占比與整體占比相符。

在線下教學(xué)中要客觀科學(xué)的做好教學(xué)設(shè)計，在課堂上也可合理應(yīng)用線上平臺，以此來保證良好的教學(xué)效果。在T3型較高的課堂上要充分引入教學(xué)案例，并發(fā)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)行為。例如局部通風(fēng)、全面通風(fēng)、蒸發(fā)冷卻的理論教學(xué)當(dāng)中可在課前布置學(xué)生查找相關(guān)應(yīng)用實例，以微信抽簽小程序確定每個小組的發(fā)言人。

2.3優(yōu)化實踐教學(xué)環(huán)節(jié)

本門課程實踐教學(xué)環(huán)節(jié)包含實驗課、課程設(shè)計。其中，實驗課的落實可依照內(nèi)容線上數(shù)據(jù)劃分來細化實驗小組，將小組人數(shù)控制在5-7人，采用多小組多次數(shù)式實驗?zāi)Ｊ剑瑫r保障實驗小組當(dāng)中各類型學(xué)生比例合理，來實現(xiàn)實驗任務(wù)落實到個人，教師指導(dǎo)落實到個人，針對性提高實驗課程教學(xué)效果。另一方面，進行課程設(shè)計指導(dǎo)時，也可延用小組劃分思想，同時，在知道過程中，實施學(xué)生匯報老師指導(dǎo)的模式。學(xué)生在每次指導(dǎo)課上登上將待匯報自身設(shè)計進展，實現(xiàn)督促學(xué)生認真完成設(shè)計，激勵其他學(xué)生提高設(shè)計水平，老師實時掌握學(xué)生設(shè)計進程。

2.4考核方案調(diào)整

根據(jù)每一章節(jié)線上數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)不同內(nèi)容學(xué)生學(xué)習(xí)行為類型占比不同，例如吸收設(shè)備及設(shè)計計算、通風(fēng)管道的水力計算、通風(fēng)管道的設(shè)計計算等計算類知識點T2占比較多;吸收過程的理論基礎(chǔ)及機理等純理論內(nèi)容中T3占比較多。因此可根據(jù)各章節(jié)T型占比情況確定考題類型、考題難度，在T3占比多的情況下加大平時表現(xiàn)分數(shù)占比，以此激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。在開課前根據(jù)往屆學(xué)生行為數(shù)據(jù)表現(xiàn)建立立體化考核體系，使學(xué)生在課程學(xué)習(xí)之前就明確各部分內(nèi)容考核要點不同，可促進學(xué)生在后期學(xué)習(xí)過程中保持最優(yōu)表現(xiàn)。

三、小結(jié)

前期通過TMB體系分析學(xué)生群體學(xué)習(xí)特性，確定四種學(xué)習(xí)行為類型。將本課程學(xué)習(xí)內(nèi)容分章節(jié)上傳至超星學(xué)習(xí)通，收集分析各章節(jié)學(xué)生線上學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，通過K-Means聚類分析得出學(xué)生線上學(xué)習(xí)行為與線下T型分類相符。在課程講授之前可通過線上預(yù)習(xí)等活動進行學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)分析，確定本次課程線下教學(xué)模式。在課程開課之前，依照往屆學(xué)習(xí)行為分析數(shù)據(jù)分布，細化考核指標(biāo)體系，實現(xiàn)引導(dǎo)學(xué)生以最佳狀態(tài)學(xué)習(xí)每部分內(nèi)容，并能夠科學(xué)考評學(xué)生學(xué)習(xí)情況。

參? 考? 文? 獻

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