互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)下“建筑材料”課程教學(xué)模式改革研究與實(shí)踐

李長(zhǎng)輝　陳宇　吳堃

摘 要 基于線上教學(xué)平臺(tái)在疫情期間開(kāi)展了“建筑材料”課程的線上教學(xué)工作，同時(shí)利用線上教學(xué)平臺(tái)記錄的課程大數(shù)據(jù)針對(duì)“建筑材料”課程的線上教學(xué)模式開(kāi)展了系統(tǒng)的分析與研究。研究結(jié)果表明，線上教學(xué)模式相比較于傳統(tǒng)的線下教學(xué)模式，在考勤記錄、隨堂測(cè)驗(yàn)、掌握學(xué)生知識(shí)吸收程度等方面更具優(yōu)勢(shì)，通過(guò)對(duì)線上教學(xué)課均學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)的分析可詳細(xì)的掌握每一名同學(xué)的學(xué)習(xí)習(xí)慣，有助于教師適時(shí)調(diào)整線上教學(xué)節(jié)奏并總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞 線上教學(xué) 建筑材料 教學(xué)模式 翻轉(zhuǎn)課堂

中圖分類(lèi)號(hào)：G424? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.11.032

Study and Practice on Teaching Mode of "Building Material"

Course Based on the Internet Large Data

LI Changhui， CHEN Yu， WU Kun

（College of Airport Engineering， Civil Aviation University of China， Tianjin 300300）

Abstract The online teaching of "Building Material" course was developed during epidemic situation based on the online teaching platform. Meanwhile， the large data of "Building Material" course recorded by the online teaching platform is used to analysis and study the online teaching mode of "Building Material" course systematically. The results showed that， the online teaching mode have advantages over traditional teaching mode on obtaining the attendance record of students， quiz on the class and degree of learning mastery of students. The learning habit could be mastered through the analysis of the online learning time per class. It is helpful to the teacher to adjust the rhythm and summarize the experience of online teaching mode.

Keywords online teaching; Building Material; teaching mode; flipped classroom

0 引言

2020年初，一場(chǎng)突如其來(lái)的疫情打亂了所有人的節(jié)奏。推遲開(kāi)學(xué)，開(kāi)展網(wǎng)上教學(xué)替代線下教學(xué)勢(shì)在必行。如何從眾多線上學(xué)習(xí)平臺(tái)中選擇最適合自己的教學(xué)平臺(tái)，或是將兩個(gè)甚至三個(gè)教學(xué)平臺(tái)混合使用，將各個(gè)教學(xué)平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、揚(yáng)長(zhǎng)避短，對(duì)于保證線上教學(xué)的正常、順利及高效進(jìn)行具有重要的意義。

孔德文和王玲玲[1]以“土木建筑材料”課程為切入點(diǎn)，針對(duì)貴州大學(xué)土木工程專(zhuān)業(yè)本科生開(kāi)展了由“被動(dòng)接受”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃?dòng)學(xué)習(xí)”的教學(xué)模式改革。于海波[2]將“課程思政”的教學(xué)理念融入“建筑裝飾與材料”課程，從國(guó)家、行業(yè)、地區(qū)三個(gè)層面入手，同時(shí)增強(qiáng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)和思想素養(yǎng)。在“雙一流”建設(shè)過(guò)程中，[3-5]本科教育質(zhì)量和研究生特色教學(xué)體系構(gòu)建應(yīng)做到兩翼齊飛。吳福飛等[6]以CDIO和OBE相結(jié)合的教學(xué)模式對(duì)于“工程材料”課程的教學(xué)目標(biāo)和培養(yǎng)大綱進(jìn)行了調(diào)整，在課程內(nèi)容中增加了更多地試驗(yàn)內(nèi)容，既拓展了學(xué)生的工程視野同時(shí)也增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手操作能力。梅蘭和張宇[7]通過(guò)課堂討論和微課學(xué)習(xí)相結(jié)合的方法，使學(xué)生能夠更多地掌握課堂的主動(dòng)性，變被動(dòng)接受為主動(dòng)學(xué)習(xí)。

上述文獻(xiàn)針對(duì)“建筑材料”課程、 “雙一流”建設(shè)等幾方面開(kāi)展了詳細(xì)的討論，對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)模式下的“建筑材料”課程教學(xué)模式及課程網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的挖掘研究有限。因此本文以互聯(lián)網(wǎng)模式下的各個(gè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)為切入點(diǎn)，利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)記錄的大數(shù)據(jù)對(duì)“建筑材料”課程的線上教學(xué)模式、線上教學(xué)特點(diǎn)及線上教學(xué)效果進(jìn)行了深入的研究和探討。

1 “建筑材料”課程線上教學(xué)模式實(shí)踐數(shù)據(jù)分析

1.1 現(xiàn)狀分析

傳統(tǒng)的線下教學(xué)模式與學(xué)生互動(dòng)性較好，可以及時(shí)得到學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)狀態(tài)，但是信息化程度較低，無(wú)法運(yùn)用大數(shù)據(jù)及時(shí)迅速地統(tǒng)計(jì)課堂教學(xué)情況。線上教學(xué)則依托于各個(gè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，可以全方位的掌握學(xué)生的聽(tīng)課時(shí)間、及時(shí)統(tǒng)計(jì)并實(shí)時(shí)給出隨堂測(cè)驗(yàn)結(jié)果、可以對(duì)課程進(jìn)行全程錄像并隨時(shí)播放課程的回放等。為響應(yīng)教育部“停課不停學(xué)”的號(hào)召，在綜合比較各平臺(tái)的功能及實(shí)用性之后，最終選擇采用釘釘平臺(tái)+雨課堂+騰訊會(huì)議的組合方案開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)授課。利用釘釘平臺(tái)主要開(kāi)展線上課程的講授，利用雨課堂完成線上課程的隨堂測(cè)驗(yàn)及作業(yè)布置，利用騰訊會(huì)議進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂的開(kāi)展。

1.2 出勤及互動(dòng)情況分析

由出勤百分率折線圖1可知，全部課程的出勤率均穩(wěn)定保持在90%以上。有少數(shù)未出勤的同學(xué)是由于重修課程時(shí)間與該課程時(shí)間重疊所致，對(duì)于此情況釘釘平臺(tái)自帶的教學(xué)視頻回放功能可以很好地化解由于課程時(shí)間沖突所帶來(lái)的矛盾。同時(shí)，采用釘釘群上課打卡的功能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的紙質(zhì)考勤點(diǎn)名，每節(jié)課出勤率的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)效率也有了極大的提高。

圖2給出了“建筑材料”19次理論課程每節(jié)課的出勤人次、觀看人次及觀看+回放觀看人次。如果用出勤率來(lái)表示誰(shuí)來(lái)上課，那么觀看人次和回放觀看人次則從更大程度上反映了誰(shuí)在聽(tīng)課以及誰(shuí)聽(tīng)課更為仔細(xì)、認(rèn)真。由圖2可知，幾乎每節(jié)課的觀看人次為出勤人次的2-3倍，且前期課程的觀看人次數(shù)量要高于后期課程的觀看人次。這是由于在授課初期，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)需要經(jīng)常切換且網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定所導(dǎo)致，每次斷開(kāi)連接后重新進(jìn)入課堂就會(huì)累計(jì)1次得觀看次數(shù)。在課程進(jìn)入后期之后，老師與同學(xué)們和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)之間的磨合日趨穩(wěn)定、成熟，因而導(dǎo)致觀看人次的下降。與此同時(shí)，在對(duì)比雨課堂的在線測(cè)試成績(jī)之后發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常觀看課程回放同學(xué)的測(cè)試成績(jī)要略高于班級(jí)平均水平，這也從側(cè)面反映了該部分同學(xué)對(duì)于該門(mén)課程的重視程度也更高，并且適當(dāng)?shù)挠^看課程中重點(diǎn)、難點(diǎn)的回放有助于知識(shí)更快的消化吸收。

課程互動(dòng)一直是在尚未開(kāi)展線上教學(xué)之前較為擔(dān)心的問(wèn)題之一。線下教學(xué)能夠做到師生面對(duì)面，因此在課上的互動(dòng)會(huì)更直接明了。然而在真正實(shí)施開(kāi)展線上教學(xué)之后，眾多教學(xué)平臺(tái)所帶來(lái)的線上互動(dòng)形式則打消了這一疑慮。圖3（a）、（b）分別給出了由釘釘平臺(tái)所記錄的“建筑材料”課程每節(jié)課的點(diǎn)贊數(shù)和消息互動(dòng)數(shù)?！包c(diǎn)贊數(shù)”可以直觀的反映學(xué)生對(duì)于每節(jié)課的教學(xué)滿意程度，在19次理論課當(dāng)中，“點(diǎn)贊數(shù)”最高的是第13次課的12000余次點(diǎn)贊。這些課程直播過(guò)程中的“點(diǎn)贊數(shù)”為教師適時(shí)的調(diào)整線上教學(xué)節(jié)奏、總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、優(yōu)化教學(xué)方法提供了重要的參考?！跋⒒?dòng)數(shù)”則可以直接反映學(xué)生對(duì)課堂的參與程度，例如學(xué)生及時(shí)在課程進(jìn)行過(guò)程中提出疑問(wèn)，老師則及時(shí)予以解答?！跋⒒?dòng)數(shù)”的峰值與“點(diǎn)贊數(shù)”峰值基本一致，同樣也出現(xiàn)在第12次和第13次課，分別為299次和307次。綜合來(lái)看，19次理論課的課均“消息互動(dòng)數(shù)”達(dá)到了213次，互動(dòng)頻率達(dá)到了2.4次/分鐘，表明同學(xué)們對(duì)于本學(xué)期的“建筑材料”課程始終保持了較高的學(xué)習(xí)熱情。

2 課均學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)分析

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的應(yīng)用帶來(lái)了全新的教學(xué)模式，同時(shí)利用平臺(tái)所記錄的后臺(tái)數(shù)據(jù)也為教學(xué)效果分析提供了大量的、寶貴的第一手?jǐn)?shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)學(xué)生網(wǎng)上聽(tīng)課大數(shù)據(jù)的分析，可以了解學(xué)生對(duì)于課堂所授內(nèi)容的掌握程度以及對(duì)于教師教學(xué)節(jié)奏的適應(yīng)情況。根據(jù)教學(xué)平臺(tái)所記錄的課程數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)處理分析后利用Origin軟件完成繪圖，便于在新教學(xué)模式下的規(guī)律總結(jié)、查缺補(bǔ)漏，可以為課程教學(xué)模式的改革提供有力的支撐。

圖4 學(xué)生課均學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)箱線圖

橫向的箱線圖可以直觀給出班級(jí)中每位同學(xué)的在線學(xué)習(xí)情況，圖中的橫軸為每一名同學(xué)的學(xué)號(hào)用S1-S73表示，圖中的縱軸為每名同學(xué)第一次至第十九次課（共19次課）的學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)分布情況，每節(jié)課的標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)為1.5hour。圖中的空心正方形表示每一名同學(xué)19次上課時(shí)長(zhǎng)的平均值，實(shí)心正方形表示超出正常范圍的異常值，例如上課時(shí)間過(guò)短或在線時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。由上圖可知，箱體位于中間區(qū)域的學(xué)生均能按照要求及時(shí)完成在線課程的學(xué)習(xí)，且學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)達(dá)標(biāo)并略高于每節(jié)課1.5hour的標(biāo)準(zhǔn)（含課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)及回放觀看教學(xué)視頻的時(shí)間）。箱體的高低直接反映了學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，當(dāng)箱體越低（越扁）時(shí)，說(shuō)明該名學(xué)生的每節(jié)課平均學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)數(shù)據(jù)波動(dòng)越小，即該生學(xué)習(xí)習(xí)慣良好，學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)分配穩(wěn)定。

當(dāng)箱體位于下部區(qū)域部分時(shí)，說(shuō)明該名學(xué)生的課均學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)無(wú)法完全達(dá)標(biāo)，少數(shù)有學(xué)時(shí)為0的數(shù)據(jù)點(diǎn)說(shuō)明該名學(xué)生有上課缺勤的情況。一般落入該區(qū)域的箱體高度較高，也從側(cè)面反映了該名學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣較差，無(wú)法合理安排自己的線上學(xué)習(xí)時(shí)間且對(duì)于線上教學(xué)的參與程度較低，課均學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)分布不均，波動(dòng)較大。當(dāng)箱體位于上部區(qū)域時(shí)，說(shuō)明該名學(xué)生的課均學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)在一定程度上遠(yuǎn)超過(guò)1.5hour。通過(guò)雨課堂的隨堂測(cè)驗(yàn)情況可知，學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)的增加與在線測(cè)試成績(jī)并非呈現(xiàn)正相關(guān)趨勢(shì)。引起該情況的原因有可能是學(xué)生無(wú)法完全跟上線上教學(xué)進(jìn)度，從而反復(fù)觀看教學(xué)視頻回放，導(dǎo)致課均學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)的增長(zhǎng)。因此對(duì)于此類(lèi)單節(jié)課學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)偏高的情況，同樣應(yīng)引起教師的重視，及時(shí)與學(xué)生溝通，了解其中原因。

3 結(jié)論

本文利用線上教學(xué)平臺(tái)針對(duì)“建筑材料”課程的線上教學(xué)模式、線上教學(xué)手段及線上教學(xué)所記錄的大數(shù)據(jù)開(kāi)展了深入的分析、研究及數(shù)據(jù)挖掘，主要得到了以下結(jié)論：

（1）線上教學(xué)模式相比較于傳統(tǒng)的線下教學(xué)模式，在考勤記錄、隨堂測(cè)驗(yàn)、掌握學(xué)生學(xué)習(xí)程度等方面具有明顯優(yōu)勢(shì);

（2）采取以小組為單位的大作業(yè)布置形式及翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)手段可以極大程度上調(diào)動(dòng)每一名學(xué)生的積極性和主觀能動(dòng)性，使學(xué)生從被動(dòng)接受知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)知識(shí);

（3）通過(guò)對(duì)線上教學(xué)當(dāng)中所記錄的每名學(xué)生課均學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)的分析可詳細(xì)的掌握每一名同學(xué)的學(xué)習(xí)習(xí)慣，有助于教師適時(shí)調(diào)整線上教學(xué)節(jié)奏并總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 孔德文，王玲玲.《土木建筑材料》課程教學(xué)改革探討[J].高教學(xué)刊， 2019， 000（002）：133-134，137.

[2] 于海波.《建筑與裝飾材料》課程思政建設(shè)開(kāi)發(fā)的探索與實(shí)踐[J].建材與裝飾，2019， No.591（30）：156-157.

[3] 王添翼.“雙一流”建設(shè)背景下推進(jìn)研究生課程建設(shè)國(guó)際化的思考與探索[J].高教學(xué)刊，2018，000（003）：16-18.

[4] 李宇杰，劉雙科，王琿，等.“雙一流”建設(shè)背景下科學(xué)構(gòu)建研究生課程體系的思考——基于麻省理工學(xué)院材料學(xué)科的對(duì)比研究[J].高等教育研究，2018，041（004）：62-70.

[5] 徐銘銘，房小紅，蔣雪松，等.關(guān)于一流本科課程建設(shè)的思考[J].科教文匯（中旬刊），2020（04）：3-4.

[6] 吳福飛，董雙快，王紅，等.基于CDIO-OBE的工程材料課實(shí)踐教學(xué)模式探索[J].四川建材，2020，46（04）：233-234.

[7] 梅蘭，張宇.“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下建筑材料課程的交互教學(xué)模式探索[J].大眾標(biāo)準(zhǔn)化，2020（13）：23-24.