基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的大數(shù)據(jù)分析創(chuàng)新課程項(xiàng)目化教學(xué)設(shè)計(jì)

郭呈怡 王鎮(zhèn)威 朱命冬

摘 要：傳統(tǒng)教學(xué)方式忽略學(xué)生之間的差異，培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生相對(duì)缺乏動(dòng)手能力及創(chuàng)新能力。本研究以翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式為基礎(chǔ)，將項(xiàng)目化教學(xué)理念融入大數(shù)據(jù)分析創(chuàng)新課程教學(xué)設(shè)計(jì)中，結(jié)合學(xué)生發(fā)展方向及職業(yè)需求，構(gòu)建完善的項(xiàng)目化教學(xué)體系，借助現(xiàn)代化教學(xué)工具，豐富課堂互動(dòng)形式，優(yōu)化考核方式，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的理論知識(shí)與動(dòng)手能力協(xié)調(diào)發(fā)展。實(shí)踐表明，基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，引入項(xiàng)目化的教學(xué)設(shè)計(jì)在大數(shù)據(jù)分析創(chuàng)新課程的改革中成效顯著，能夠達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；大數(shù)據(jù)分析創(chuàng)新課程；項(xiàng)目化教學(xué)

基金項(xiàng)目：河南省高等教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目（編號(hào)：2021SJGLX596）；河南工學(xué)院教改項(xiàng)目（編號(hào)：JSJ2021001；2021-ZD007；JSJ-2021004）

作者簡(jiǎn)介：郭呈怡（1995— ），男，河南工學(xué)院助教，研究方向?yàn)閿?shù)據(jù)挖掘；王鎮(zhèn)威（1992— ），男，河南工學(xué)院講師，研究方向?yàn)閿?shù)據(jù)挖掘；朱命冬（1985— ），男，河南工學(xué)院副教授，研究方向?yàn)榉植际綌?shù)據(jù)庫(kù)。

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式作為一種全新的教學(xué)方式，最早應(yīng)用于美國(guó)科羅拉多州落基山林地公園高中階段的教學(xué)中。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)理論不斷完善，被越來(lái)越多地應(yīng)用到國(guó)內(nèi)高校教學(xué)實(shí)踐中，并進(jìn)行了本土化的發(fā)展與改進(jìn)。比如，高建芳重新審視翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，探析中美實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂的教育文化背景差異，并以中美教育文化差異為視角，從意識(shí)觀念層面、實(shí)踐操作層面和模式創(chuàng)新層面制定了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式本土化實(shí)施策略。

相較于傳統(tǒng)的教學(xué)模式，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式改變了師生在教與學(xué)中的角色定位，使教師從知識(shí)的灌輸者變?yōu)橹笇?dǎo)者，使學(xué)生從被動(dòng)接受變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，有效地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。課題組在此基礎(chǔ)上引入項(xiàng)目化教學(xué)理念，將大數(shù)據(jù)分析創(chuàng)新課程的內(nèi)容進(jìn)行項(xiàng)目化設(shè)計(jì)，發(fā)揮項(xiàng)目化教學(xué)優(yōu)勢(shì)，加大大數(shù)據(jù)分析創(chuàng)新課程的實(shí)踐性，促進(jìn)學(xué)生理論知識(shí)與動(dòng)手能力協(xié)調(diào)發(fā)展。

一、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的現(xiàn)狀

在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下，學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)間不僅通過(guò)課堂，還包括課前和課后。在課前環(huán)節(jié)，教師將教學(xué)資源上傳到信息化平臺(tái)，并發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生通過(guò)信息化平臺(tái)完成學(xué)習(xí)任務(wù)。隨著智能時(shí)代的到來(lái)，教學(xué)資源越來(lái)越豐富。張茂增認(rèn)為智能時(shí)代推動(dòng)了課堂教學(xué)變革，而翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式則是對(duì)智能時(shí)代課堂變革圖景的一種回答。張萍等則認(rèn)為翻轉(zhuǎn)課堂不能只依靠教學(xué)資源，如單純地教學(xué)視頻并不能保證良好的教學(xué)效果，除了信息技術(shù)，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的關(guān)鍵因素還應(yīng)包括教育理念、課程設(shè)計(jì)、學(xué)生參與、課程評(píng)價(jià)。在課中環(huán)節(jié)，教師根據(jù)學(xué)生課前學(xué)習(xí)任務(wù)完成情況及反饋的問(wèn)題，構(gòu)建以學(xué)生為中心的互動(dòng)教學(xué)場(chǎng)景。為提高翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式效果，趙欣認(rèn)為教師應(yīng)該與學(xué)生進(jìn)行充分溝通，在課堂中扮演更加積極的角色。在課后環(huán)節(jié)，教師根據(jù)學(xué)生在課前和課中的學(xué)習(xí)情況，在信息化平臺(tái)上傳開(kāi)放性、創(chuàng)新性測(cè)試題，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考并解決問(wèn)題，以此促進(jìn)學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展和能力提升。

綜上所述，實(shí)現(xiàn)學(xué)生高效學(xué)習(xí)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式應(yīng)從以下兩個(gè)方面著手：一是進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)學(xué)生課前主動(dòng)學(xué)習(xí)；二是掌握學(xué)生課前學(xué)習(xí)任務(wù)完成情況，收集學(xué)生學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題?；诖耍n題組通過(guò)引入項(xiàng)目化教學(xué)理念，優(yōu)化考核方式，借助項(xiàng)目和考核驅(qū)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。同時(shí)，發(fā)揮現(xiàn)代化教學(xué)工具的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式高效運(yùn)行。比如，在課前環(huán)節(jié)，教師在學(xué)習(xí)通中通過(guò)上傳課程資源等方式，為學(xué)生搭建自主學(xué)習(xí)的平臺(tái)，掌握學(xué)生的自主學(xué)習(xí)情況；在課中環(huán)節(jié)，運(yùn)用雨課堂的彈幕功能，實(shí)時(shí)回答學(xué)生提出的問(wèn)題。

二、基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的大數(shù)據(jù)分析創(chuàng)新課程項(xiàng)目化教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）大數(shù)據(jù)分析創(chuàng)新課程項(xiàng)目化教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

大數(shù)據(jù)分析創(chuàng)新課程的教學(xué)目標(biāo)：通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握大數(shù)據(jù)分析的整個(gè)生命周期（采集、存儲(chǔ)、分析、顯示）的理論與應(yīng)用；掌握數(shù)據(jù)分析工程的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力；熟練運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析的相關(guān)工具。傳統(tǒng)灌輸式的教學(xué)方法側(cè)重于理論知識(shí)的傳授，無(wú)法兼顧理論與應(yīng)用雙向?qū)W習(xí)。因此，課題組在設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容時(shí)，引入了項(xiàng)目化教學(xué)理念。

項(xiàng)目化教學(xué)是一種以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)需要和職業(yè)發(fā)展，將課程分為若干項(xiàng)目的教學(xué)模式。大數(shù)據(jù)分析創(chuàng)新課程按照數(shù)據(jù)分析的過(guò)程劃分為四個(gè)模塊，分別是數(shù)據(jù)獲取模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)分析模塊和數(shù)據(jù)可視化模塊。在設(shè)計(jì)項(xiàng)目化教學(xué)內(nèi)容時(shí)，以課程內(nèi)容為基礎(chǔ)，基于實(shí)際的數(shù)據(jù)分析任務(wù)，在每個(gè)模塊創(chuàng)建項(xiàng)目，項(xiàng)目之間層層遞進(jìn)，完整實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析的整個(gè)過(guò)程。這樣的設(shè)計(jì)，一方面保證了項(xiàng)目?jī)?nèi)容不偏離課程，難易度適中；另一面結(jié)合現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)分析的源頭，數(shù)據(jù)質(zhì)量的好壞對(duì)數(shù)據(jù)分析結(jié)果有著決定性的影響。因此，在數(shù)據(jù)獲取模塊設(shè)計(jì)了兩個(gè)方面的知識(shí)，即數(shù)據(jù)獲取方法和數(shù)據(jù)預(yù)處理方法。與之相對(duì)應(yīng)的，該模塊安排兩個(gè)項(xiàng)目，分別是“天氣預(yù)報(bào)：數(shù)據(jù)感知技術(shù)”項(xiàng)目和“清洗‘臟’數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)預(yù)處理”項(xiàng)目。獲取數(shù)據(jù)之后，并不是直接使用數(shù)據(jù)分析算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，而是先保存數(shù)據(jù)獲取模塊處理過(guò)的數(shù)據(jù)。這時(shí)數(shù)據(jù)分析進(jìn)入第二個(gè)模塊。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，學(xué)生掌握數(shù)據(jù)庫(kù)的增、刪、改、查等方法，該模塊包含一個(gè)項(xiàng)目。數(shù)據(jù)完成存儲(chǔ)之后，進(jìn)入第三個(gè)模塊。在數(shù)據(jù)分析模塊，根據(jù)不同的數(shù)據(jù)分析方法設(shè)置不同的項(xiàng)目，該模塊包含四個(gè)項(xiàng)目，分別對(duì)應(yīng)四種機(jī)器學(xué)習(xí)方法。數(shù)據(jù)分析模塊得到的輸出往往不能直觀地表示數(shù)據(jù)隱藏的信息和模式，這就需要通過(guò)第四個(gè)模塊即數(shù)據(jù)可視化模塊直觀展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。該模塊包含兩個(gè)項(xiàng)目，分別為“從抽象到具體：數(shù)據(jù)可視化技術(shù)”項(xiàng)目和“邀你見(jiàn)證大數(shù)據(jù)的美：動(dòng)態(tài)可視化技術(shù)”項(xiàng)目。

通過(guò)以上四個(gè)模塊共計(jì)九個(gè)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)基本掌握了大數(shù)據(jù)分析的流程以及每個(gè)階段對(duì)應(yīng)的技術(shù)。接下來(lái)，將四個(gè)模塊化零為整，結(jié)合具體案例設(shè)計(jì)第十個(gè)項(xiàng)目，要求學(xué)生按照數(shù)據(jù)分析的全部流程完成項(xiàng)目，并撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

（二）教學(xué)方法設(shè)計(jì)

1.采用基于翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學(xué)模式，創(chuàng)新課程教學(xué)模式

在課前環(huán)節(jié)，教師通過(guò)學(xué)習(xí)通平臺(tái)提前發(fā)布與本章節(jié)相關(guān)的學(xué)習(xí)資源和作業(yè)，要求學(xué)生提前了解基本概念和基本知識(shí)，完成布置的作業(yè)。教師根據(jù)學(xué)生在提問(wèn)話題里提出的相關(guān)疑問(wèn)和作業(yè)完成情況，掌握學(xué)生課前學(xué)習(xí)情況，然后在課堂上有針對(duì)性、有側(cè)重地講解。

2.借助現(xiàn)代化信息工具，豐富課堂互動(dòng)形式

在授課過(guò)程中通過(guò)運(yùn)用學(xué)習(xí)通和釘釘教學(xué)工具，在課前預(yù)習(xí)、課堂教學(xué)和課后強(qiáng)化之間搭建溝通橋梁，讓課堂互動(dòng)時(shí)刻在線。教師將梳理好的課件、習(xí)題等推送給學(xué)生，師生及時(shí)溝通交流；課堂上實(shí)時(shí)答題、消息互動(dòng)，師生可以更好地進(jìn)行交流。學(xué)習(xí)通的使用可以科學(xué)地覆蓋“課前—課中—課后”的每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，為師生提供完整的數(shù)據(jù)支持，讓教與學(xué)的過(guò)程更加清晰便捷。

3.優(yōu)化考核方式

項(xiàng)目化教學(xué)更注重學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的表現(xiàn)，具體的考核方式分為過(guò)程化考核成績(jī)（60%）+期末成績(jī)（40%）。其中，過(guò)程化考核成績(jī)由課堂互動(dòng)（20%）、課后問(wèn)答（30%）、單元項(xiàng)目完成情況（50%）組成。對(duì)學(xué)生單元項(xiàng)目完成情況的考核，從教師、組間、組內(nèi)三個(gè)角度進(jìn)行評(píng)價(jià)，教師評(píng)價(jià)占40%、組間評(píng)價(jià)占30%、組內(nèi)互評(píng)占30%。

（三）課程改革實(shí)施效果

2022—2023學(xué)年第一學(xué)期，課題組在學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)分析創(chuàng)新課程的班級(jí)中選擇一個(gè)班級(jí)嘗試基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的項(xiàng)目化教學(xué)。實(shí)踐表明，該班學(xué)生學(xué)習(xí)積極性高，課堂上學(xué)習(xí)氣氛濃烈。95%的學(xué)生能夠完成課前學(xué)習(xí)任務(wù)，90%以上的學(xué)生能夠完成所有項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)，并撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比，該班學(xué)生的考核結(jié)果有顯著提高。其中，考評(píng)為優(yōu)的學(xué)生比例提高了10%，考評(píng)為良的學(xué)生比例提高了15%。

三、結(jié)語(yǔ)

大數(shù)據(jù)分析創(chuàng)新課程是課題組所在學(xué)校數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)開(kāi)設(shè)的一門(mén)創(chuàng)新專業(yè)課程。為了提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，課題組制定了基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的大數(shù)據(jù)分析創(chuàng)新課程項(xiàng)目化教學(xué)設(shè)計(jì)方案。首先，根據(jù)大數(shù)據(jù)分析過(guò)程，引入項(xiàng)目化教學(xué)設(shè)計(jì)。其次，基于翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學(xué)模式，采用個(gè)性化教學(xué)和有針對(duì)性的講解。最后，借助現(xiàn)代化信息工具，豐富課堂互動(dòng)形式，優(yōu)化考核方式，多視角、多維度評(píng)價(jià)學(xué)生，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)積極性。實(shí)踐表明，基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式引入項(xiàng)目化的教學(xué)設(shè)計(jì)在大數(shù)據(jù)分析創(chuàng)新課程中的改革成效顯著，能夠達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。

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責(zé)編：初 心