基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的可反饋混合式教學(xué)模式研究與實(shí)踐

孫苗 蘭曉紅 黃麗冰

摘? 要： 為彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計中以經(jīng)驗(yàn)和直覺進(jìn)行教學(xué)的缺點(diǎn)，提出基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的可反饋混合式教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)用數(shù)據(jù)精準(zhǔn)指導(dǎo)教學(xué)。以“大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)”課程教學(xué)為例，借助“課堂派”在線管理平臺，提取教學(xué)中產(chǎn)生的教育大數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和可視化。采用對照方式對混合式教學(xué)實(shí)施效果進(jìn)行了定量、定性地研究評估，發(fā)現(xiàn)其可有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，提高教師的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞： 大數(shù)據(jù)技術(shù); 教育大數(shù)據(jù); 混合式教學(xué); 效果評估

中圖分類號：G434? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ?文章編號：1006-8228（2021）12-113-04

Abstract： In order to make up for the shortcomings of traditional teaching design which conducts the teaching with experience and intuition， a feedback blended teaching mode based on big data technology is proposed in this paper to achieve the teaching accurately guided with data. Taking the teaching of "University Computer Foundation" course as an example， with the help of the online management platform of "classroom school"， the data extracted from the education big data generated in teaching are analyzed and visualized. The implementation effect of the teaching mode is evaluated quantitatively and qualitatively by comparison， and it is found that the teaching mode effectively improves students' learning interest and learning effect， and improves teachers' teaching quality.

Key words： big data technology; big data of the education; blended teaching; effect evaluation

0 引言

近些年來，國家教育部相繼出臺《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校在線開放課程建設(shè)應(yīng)用與管理的意見》（2015）、《教育信息化2.0行動計劃》（2018）等一系列政策文件，均明確提出高校務(wù)必積極建設(shè)各類課程的在線資源，積極探索混合式教學(xué)模式，推進(jìn)高校的課堂革命[1]。處于在線教育和線下教育的折中，混合式教學(xué)（Blending Learning）模式應(yīng)運(yùn)而生[2]。

混合式教學(xué)可以分為兩個階段：線上階段和線下階段。線上階段：任課老師將制作精良的課前導(dǎo)學(xué)視頻/微課、電子教案、作業(yè)測試等內(nèi)容發(fā)布到在線平臺上，學(xué)生自主觀看和學(xué)習(xí)。線下階段：老師在教室授課，師生互動交流。這種混合式的教學(xué)模式有助于提高課堂教學(xué)效果，提升教育教學(xué)質(zhì)量，已逐漸成為當(dāng)前高校課程教學(xué)改革和創(chuàng)新的重要方式[3-5]。

雖然國內(nèi)外混合式教學(xué)經(jīng)過20余年的發(fā)展，已經(jīng)達(dá)到日趨重要的發(fā)展態(tài)勢。但是，目前我國混合式教學(xué)中仍然存在一些問題，比如教學(xué)資源種類和數(shù)量很多，但質(zhì)量良莠不齊[6];線上直播課程受平臺和上網(wǎng)人數(shù)影響，容易出現(xiàn)卡頓;大學(xué)生的自控力和抗干擾能力較差[7]，線上學(xué)習(xí)存在蒙混過關(guān)、人在心不在等現(xiàn)象。

基于此，本文將大數(shù)據(jù)技術(shù)運(yùn)用到混合式教學(xué)過程中，用數(shù)據(jù)指導(dǎo)教學(xué)并反饋教學(xué)，精準(zhǔn)解決教學(xué)中存在的一些問題，快速提升教學(xué)效果和質(zhì)量[8]。

1 基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的可反饋混合式教學(xué)模式構(gòu)建

本文借助課堂派在線管理平臺[9-10]，以“大學(xué)生計算機(jī)基礎(chǔ)”課程為例，定期對學(xué)生學(xué)習(xí)過程中數(shù)據(jù)進(jìn)行提取和分析，發(fā)現(xiàn)教學(xué)中存在的問題，及時調(diào)整教學(xué)，使教學(xué)更加精準(zhǔn)、科學(xué)、現(xiàn)代化。

1.1 教學(xué)模式總體設(shè)計思路

本文構(gòu)建了一種新的基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的可反饋混合式教學(xué)模式，如圖1所示。該模式的總體教學(xué)設(shè)計主要分為四個階段：課前、課中、課后以及反饋調(diào)整階段。該模式可以將學(xué)生在線上學(xué)習(xí)（直播、微課）和線下（面授課堂）學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，生成可視化的學(xué)習(xí)效果分析和學(xué)習(xí)成績預(yù)測，并將其結(jié)果作為反饋信息，反饋給教學(xué)，及時地調(diào)整教學(xué)，如圖1。為了加強(qiáng)課程的過程考核，在設(shè)計中使用了課堂派平臺來進(jìn)行課前資源推送、課上在線二維碼考勤、課后發(fā)布在線學(xué)習(xí)任務(wù)等開展教學(xué)活動，通過該平臺來實(shí)現(xiàn)多維度的過程考核。課程教學(xué)選用“大學(xué)生計算機(jī)基礎(chǔ)”，每次二個課時共90分鐘。課前是線上資源上傳和導(dǎo)學(xué)，課中主要包括知識點(diǎn)串講、重難點(diǎn)解析、小組討論、展示點(diǎn)評和知識總結(jié)等，課后進(jìn)行線上知識鞏固復(fù)習(xí)和習(xí)題測試。

1.2 教學(xué)實(shí)施過程

⑴ 課前：線上資源準(zhǔn)備及學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的獲取、分析

課前，教師通過課堂派在線平臺將準(zhǔn)備好的教學(xué)資源進(jìn)行上傳，推送給學(xué)生。教學(xué)資源可以包括視頻資源、電子課件和小測驗(yàn)等。學(xué)生接到學(xué)習(xí)任務(wù)后，按照老師的規(guī)定完成線上學(xué)習(xí)。在學(xué)生每完成一次線上學(xué)習(xí)后，將學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)找出學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的共性和個性問題。

⑵ 課中：課堂學(xué)習(xí)及學(xué)生課堂學(xué)習(xí)行為分析

課中，課堂學(xué)習(xí)主要采用教師面授課堂形式。教師將線上學(xué)習(xí)的關(guān)鍵知識點(diǎn)進(jìn)行串講，然后進(jìn)行小組討論和答疑。接著進(jìn)行小組進(jìn)行展示互評，最后老師進(jìn)行本節(jié)課知識點(diǎn)總結(jié)。此外如果有條件，可以借助智慧教室的人臉識別技術(shù)，分析學(xué)生課堂聽課視頻，找出學(xué)生異常的學(xué)習(xí)行為。

⑶ 課后：線上鞏固復(fù)習(xí)和測試及學(xué)習(xí)效果分析、成績預(yù)測

課后，學(xué)生在線上進(jìn)行重難點(diǎn)復(fù)習(xí)并完成測試，根據(jù)學(xué)生觀看視頻片段的次數(shù)及測試題完成情況的數(shù)據(jù)，定期對學(xué)生各部分的學(xué)習(xí)效果數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)出，給出可視化分析圖表并對以后成績進(jìn)行初步預(yù)測，可快速發(fā)現(xiàn)成績較差學(xué)生，進(jìn)行有目的性針對性的教學(xué)。對學(xué)習(xí)效果較差的學(xué)生應(yīng)給予更多的關(guān)注，課上加強(qiáng)提問，課后加強(qiáng)輔導(dǎo)，盡量讓每個學(xué)生都掌握基本專業(yè)知識和技能。

⑷ 反饋、調(diào)整

根據(jù)線上和課堂教學(xué)數(shù)據(jù)的分析，可得出教學(xué)內(nèi)容哪部分學(xué)生比較感興趣，哪部分學(xué)生沒有聽清楚以及哪些學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不太好等。根據(jù)這個反饋結(jié)果及時有針對性地、精準(zhǔn)地調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，修改課堂教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式，然后重新運(yùn)用到課堂教學(xué)中。為達(dá)到更好的教學(xué)效果，這個反饋、調(diào)整的過程不是一次就能完成的，要不斷的更新，是一個漫長的動態(tài)的過程。

1.3 課程考核方式

課程考核是混合式教學(xué)活動的重要環(huán)節(jié)，是檢驗(yàn)教學(xué)效果、評價學(xué)生掌握課程知識和技能水平的重要依據(jù)。 本課程借助課堂派在線平臺和萬維捷通考試系統(tǒng)對學(xué)生進(jìn)行課堂考核，總成績=平時成績（50%）+期末成績占（50%）。其中，平時成績由“課堂考勤（10%）+自主在線學(xué)習(xí)（10%）+課堂的討論與表現(xiàn)（10%）+期中測試（10%）+課后作業(yè)（10%）”五部分構(gòu)成，主要通過課堂派記錄和導(dǎo)出數(shù)據(jù);期末成績主要通過無紙化萬維捷通考試系統(tǒng)導(dǎo)出數(shù)據(jù)。

其中，考勤通過課堂派平臺進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)時二維碼考勤，可以有效杜絕他人替簽的問題，還可以通過GPS及時追蹤遲到或者早退學(xué)生的位置信息。缺勤1次扣1分，遲到或早退一次扣0.5分。自主在線學(xué)習(xí)成績由在線學(xué)習(xí)時間、課前自測成績、參與討論區(qū)情況組成。課堂討論與表現(xiàn)成績主要由參與小組討論、師生互動環(huán)節(jié)搶答和課堂小組活動中的表現(xiàn)決定。期中測試主要通過無紙化無紙化萬維捷通考試系統(tǒng)提供課堂測試。課后作業(yè)是老師上課布置的任務(wù)，包括小組作業(yè)和個人作業(yè)，由老師根據(jù)學(xué)生的完成情況打分。

2 “大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)”混合式教學(xué)實(shí)施效果分析

“大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)”是我校非計算機(jī)專業(yè)大一學(xué)生的一門必修通識課。本課程以信息時代要求當(dāng)前大學(xué)生應(yīng)具備的計算機(jī)應(yīng)用能力及信息素養(yǎng)為教學(xué)目標(biāo)。此課程是后續(xù)很多課程的基礎(chǔ)，為以后課件制作、教學(xué)技能比賽、論文撰寫等做準(zhǔn)備。筆者選取2020年秋季第一學(xué)期二個班進(jìn)行混合式教學(xué)，并選取二個班作為對照采用傳統(tǒng)教學(xué)。授課對象為學(xué)前教育專業(yè)大一學(xué)生。其中學(xué)前教育1班、2班（共76人）作為實(shí)驗(yàn)班，學(xué)前教育3班、4班（78人）作為對照班。教學(xué)效果分析采用定量、定性方式分別分析傳統(tǒng)教學(xué)和混合式教學(xué)兩種模式的教學(xué)效果和質(zhì)量情況。

2.1 定量分析

2.1.1 出勤率

實(shí)驗(yàn)班的出勤情況可以直接通過課堂派導(dǎo)出數(shù)據(jù)，而對照班的出勤情況需要通過整理每次傳統(tǒng)書面考勤計算出勤率。本考勤共計32次，實(shí)驗(yàn)班和對照班的出勤率情況如表1所示。從表中可以看出實(shí)驗(yàn)班和對照班的出勤率的分別情況很接近，說明利用課堂派進(jìn)行混合式教學(xué)考勤準(zhǔn)確率較高。還可以看出實(shí)驗(yàn)班的平均出勤率要略高于對照班的平均出勤率，說明混合式教學(xué)更能吸引學(xué)生的上課興趣。

2.1.2 調(diào)查問卷

在整個學(xué)期授課過程中分別對實(shí)驗(yàn)班和對照班學(xué)生進(jìn)行了四次問卷調(diào)查，每三周進(jìn)行一次，問卷主要內(nèi)容包括課程學(xué)習(xí)興趣、教學(xué)內(nèi)容安排、課前/課后投入學(xué)習(xí)、作業(yè)完成情況、師生互動頻率、課堂學(xué)習(xí)效果等六個方面。四次共發(fā)放出616份問卷，回收611份，問卷回收率為99.2%。我們選取其中四個方面將問卷結(jié)果進(jìn)行整理分析，得到數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果如圖2所示。

從圖2可以看出，學(xué)習(xí)興趣方面，實(shí)驗(yàn)班明顯比對照班的人數(shù)高較多;在教學(xué)安排方面，實(shí)驗(yàn)班和對照班的分布趨勢類似，但實(shí)驗(yàn)班認(rèn)為教學(xué)安排合理（占50%）和很合理（占25%）的比例明顯高于對照班;在師生互動方面，實(shí)驗(yàn)班認(rèn)為師生互動頻率很高的占40%，而對照班認(rèn)為師生互動頻率很高的僅占20%，實(shí)驗(yàn)班是對照班的二倍。認(rèn)為師生互動頻率不高的實(shí)驗(yàn)班占5%，而對照班占10%，實(shí)驗(yàn)班是對照班的1/2;在課堂效果方面，認(rèn)為課堂效果很好和好的實(shí)驗(yàn)班超過70%，而對照班只有不到50%，可以看出混合式教學(xué)課堂效果得到了實(shí)驗(yàn)班大多數(shù)學(xué)生的認(rèn)可。綜上所述，混合式教學(xué)在課程學(xué)習(xí)興趣、教學(xué)內(nèi)容安排、師生互動頻率、課堂學(xué)習(xí)效果都明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的教學(xué)模式。

2.1.3 期末成績

期末采用無紙化機(jī)考的形式，題型與計算機(jī)等級考試類似，包括提空題、選擇題、判斷題和綜合題。試卷評判由考試系統(tǒng)自動生成，只需后臺導(dǎo)出數(shù)據(jù)即可。經(jīng)過統(tǒng)計分析實(shí)驗(yàn)班和對照班的期末成績分布對照表如表2所示。

從表2可以看出，實(shí)驗(yàn)班的優(yōu)秀率為32.9%，對照班的優(yōu)秀率為12.8%，實(shí)驗(yàn)班是對照班的近3倍高，說明實(shí)驗(yàn)班比對照班學(xué)習(xí)尖子生多很多;實(shí)驗(yàn)班良好和中等總共占比65.8%，對照班的占比75.7%，二者類似，對照班的學(xué)習(xí)中等的偏多一點(diǎn);實(shí)驗(yàn)班60-69分剛及格的學(xué)生占比1.3%，對照班的占比9.0%，對照班剛及格的學(xué)生比實(shí)驗(yàn)班高了近七倍，說明對照班學(xué)習(xí)較差的學(xué)生人數(shù)較多;實(shí)驗(yàn)班沒有低于60分不合格的學(xué)生，對照班的有二個不合格的學(xué)生，說明對照班學(xué)生有很不愛學(xué)習(xí)的學(xué)生。綜上所述，實(shí)驗(yàn)班在大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)期末成績明顯好于對照班，進(jìn)而說明混合式教學(xué)較傳統(tǒng)教學(xué)可以顯著提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

2.2 定性分析

這里定性分析主要通過定期和不定期的收集學(xué)生課堂反饋、專家聽課和師生訪談情況，進(jìn)行綜合分析。從實(shí)驗(yàn)班和對照班學(xué)生課堂表現(xiàn)和課后問題積極性方面，實(shí)驗(yàn)班要優(yōu)于對照班;從專家聽課記錄和反饋中可以看出實(shí)驗(yàn)班的聽課效果更好，師生互動和學(xué)生積極性都很高;從師生訪談情況分析得出混合式教學(xué)在師生中更受歡迎，因?yàn)槊黠@提高了教師的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

3 結(jié)束語

本文針對傳統(tǒng)教學(xué)模式的缺點(diǎn)，提出基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的可反饋混合式教學(xué)模式。闡述了模式構(gòu)建思路和方法，然后以“大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)”課程教學(xué)為例，借助“課堂派”在線管理平臺，對該模式進(jìn)行實(shí)踐。最后利用對照班和實(shí)驗(yàn)班數(shù)據(jù)從多方面定量和定性分析了混合式教學(xué)模式和傳統(tǒng)教學(xué)模式的優(yōu)缺點(diǎn)。實(shí)踐證明，此基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的混合式教學(xué)模式在很多方面均明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的教學(xué)模式。

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