基于BA模型的高職院校課堂管理優(yōu)化研究

當(dāng)今社會的科技和文化正在發(fā)生變革，這些變革對高等職業(yè)教育提出更高的要求。科技進步、信息技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用，為高等職業(yè)教育提供新的教學(xué)手段和教學(xué)資源。文化創(chuàng)新、多元文化的交融和碰撞，為高等職業(yè)教育注入了新的活力。

高等職業(yè)教育在人才培養(yǎng)、社會服務(wù)、文化傳承等方面發(fā)揮重大作用。它既為社會培養(yǎng)大量技能型人才，又承擔(dān)傳承和弘揚優(yōu)秀文化的重要責(zé)任。高職院校課堂管理是職業(yè)教育的重要環(huán)節(jié)，直接影響到教學(xué)質(zhì)量和效果，影響學(xué)生職業(yè)發(fā)展和社會整體進步。

信息技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用給課堂管理帶來新的挑戰(zhàn)。高職院校教師的管理理念和方法也需要不斷更新，以適應(yīng)時代發(fā)展的需要。本文通過對Barabási-Albert模型（以下稱“BA模型”）在高職院校課堂管理中的應(yīng)用進行分析，揭示其對于提高課堂學(xué)習(xí)效率、促進學(xué)生積極參與的獨特作用，為高等職業(yè)教育課堂管理提供新的思路和方法。

1 BA模型理論基礎(chǔ)

BA模型基于大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，將該模型中的增長和優(yōu)先連接機制應(yīng)用于課堂管理中，通過對學(xué)生課堂行為的精準分析，為教師提供更為科學(xué)、高效的課堂管理手段，進而優(yōu)化課堂教學(xué)過程，提升學(xué)生參與度，提高教學(xué)效果。

BA模型的核心要素在于網(wǎng)絡(luò)增長和偏好連接。在現(xiàn)實的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下，新節(jié)點的加入導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴大。這一要素說明，高職院校的課堂管理需要不斷適應(yīng)新學(xué)生、新技術(shù)和新教學(xué)方法的加入，保持系統(tǒng)的動態(tài)性和開放性。在BA模型中，網(wǎng)絡(luò)從一個具有m0個節(jié)點的初始狀態(tài)開始，每個時間步都向網(wǎng)絡(luò)添加一個新的節(jié)點，并且這個新節(jié)點帶有m（m≤m0）條新的連接，這些連接將新舊節(jié)點相連。這樣，隨著時間的推移，網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點數(shù)和連接數(shù)都會不斷增加。

BA模型描述一個復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，除了不斷增長還有偏好連接的概念。新的節(jié)點（比如新學(xué)生或者新內(nèi)容）會優(yōu)先連接到已經(jīng)具有較多連接的節(jié)點（這些節(jié)點可能是“重要”，或者“受歡迎”的學(xué)生、老師或者教學(xué)資源），新節(jié)點傾向于與已有連接度高（或者“重要”）的節(jié)點相連，即“強者恒強”的現(xiàn)象。在BA模型中，新節(jié)點選擇度為kj的節(jié)點進行連接的概率如下。

（1）

其中，表示網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點的度之和。這說明，節(jié)點的度越高，被新節(jié)點選擇連接的概率就越大。在課堂管理中，解讀為優(yōu)秀學(xué)生或活躍分子更容易獲得教師的關(guān)注和同學(xué)的認可，從而進一步促進他們的成長和進步。也同時存在，這種偏好連接（優(yōu)先連接機制）導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的冪律度分布不均勻，少數(shù)節(jié)點擁有大量的連接，而大多數(shù)節(jié)點則只有少量的連接。BA模型生成的網(wǎng)絡(luò)沒有明顯的特征尺度，并具有小世界特征。也就是說，盡管網(wǎng)絡(luò)規(guī)模很大，但是信息傳播速度仍然很快。其冪律度分布、無標度性和小世界特征等特點使得BA模型在高職院校課堂教學(xué)中有應(yīng)用價值。與此同時，BA模型的簡化假設(shè)、模型局限性、參數(shù)敏感性和缺乏動態(tài)性等不足也需要注意和克服。

2 實證分析

2.1 數(shù)據(jù)來源

本文采用實證數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)來源于廣東某高職院校的經(jīng)濟管理學(xué)院大數(shù)據(jù)與財務(wù)管理專業(yè)、工商管理專業(yè)，人文與教育學(xué)院跨境電商專業(yè)、商務(wù)日語專業(yè)和傳媒學(xué)院會展策劃與管理專業(yè)，涵蓋不同專業(yè)學(xué)生參與情況、課堂互動情況、學(xué)習(xí)成績等多個方面，時間是2023—2024學(xué)年度。數(shù)據(jù)收集主要來源兩個方向：一手數(shù)據(jù)和二手數(shù)據(jù)。一手數(shù)據(jù)是通過直接觀察、問卷、訪談等方式獲取的原始數(shù)據(jù)。二手數(shù)據(jù)則是通過現(xiàn)有系統(tǒng)或軟件提取的數(shù)據(jù)，如學(xué)生在線學(xué)習(xí)行為、課堂視頻錄制等。本文采用Matlab R2024b在Windows 11環(huán)境下模擬BA模型的網(wǎng)絡(luò)生成過程，通過實證實驗、統(tǒng)計分析等方法，驗證BA模型在課堂管理中的應(yīng)用效果。

2.2 模型及演化分析

在高職課堂中，學(xué)生之間、學(xué)生與教師之間形成的互動網(wǎng)絡(luò)視為一種復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。利用BA模型的核心理念，分析學(xué)生網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點（如活躍分子、意見領(lǐng)袖）和連接（如學(xué)生之間的合作關(guān)系、交流頻率）。根據(jù)公式（1），首先，設(shè)置和識別網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點，利用這些節(jié)點來引導(dǎo)和促進課堂討論，提高課堂互動效果。鼓勵學(xué)生之間形成更多的連接，以增強課堂的凝聚力和學(xué)習(xí)效果。其次，課堂教學(xué)資源的分配（如學(xué)習(xí)時間、教學(xué)材料、實踐機會等）是一個重要問題。利用BA模型的增長和偏好連接機制，模擬資源的分配過程，并優(yōu)化資源的利用效率。根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和能力，以及資源的稀缺性和重要性，制定資源分配策略。例如，對于學(xué)習(xí)需求高、能力強的學(xué)生，分配更多的資源和機會；對于稀缺資源，優(yōu)先分配給那些能夠產(chǎn)生更大效益的學(xué)生或項目。再次，利用BA模型的動態(tài)特性，實時監(jiān)測課堂動態(tài)，不斷調(diào)整監(jiān)測方法和修正結(jié)果。最后，評價課堂的教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。利用BA模型的思想，構(gòu)建課堂評價體系，并優(yōu)化評價方法。根據(jù)BA模型的思想，構(gòu)建包含多個評價指標的課堂評價體系，采用多種評價方法（如問卷調(diào)查、課堂觀察等）來收集數(shù)據(jù)，依據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)果對課堂進行優(yōu)化。具體如圖1所示。

2.3 數(shù)據(jù)預(yù)處理和數(shù)據(jù)清洗

數(shù)據(jù)預(yù)處理是對原始課堂數(shù)據(jù)進行初步整理的過程，主要包括數(shù)據(jù)格式化、缺失值處理和異常值處理。數(shù)據(jù)格式化是指將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一標準。在收集數(shù)據(jù)的過程中，由于各種原因會導(dǎo)致數(shù)據(jù)缺失。對于缺失值，本文進行刪除處理，以確保數(shù)據(jù)的完整性。本文同樣對影響結(jié)果的異常值進行識別和處理。刪除重復(fù)、錯誤或無關(guān)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)清洗，提高課堂反饋數(shù)據(jù)質(zhì)量。

通過數(shù)據(jù)預(yù)處理和清洗，高質(zhì)量的課堂數(shù)據(jù)為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和挖掘提供可靠的保障。具體如圖2、圖3所示。

2.4 數(shù)據(jù)分析與結(jié)果

在數(shù)據(jù)分析過程中，本文嚴格遵循科學(xué)、客觀、嚴謹?shù)脑瓌t，通過一系列數(shù)據(jù)處理與分析，力求準確反映BA模型在課堂管理中的應(yīng)用效果，驗證模型的適用性，反映模型在實際應(yīng)用中的優(yōu)缺點。

用字母FQ1……FQ5等代表節(jié)點，做圖4的節(jié)點列表，同步更新圖5的節(jié)點個數(shù)。

本文運用Matlab R2024b統(tǒng)計軟件和代碼分析工具，對BA模型在課堂管理中的應(yīng)用進行分析。在基本確定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，本文對網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點和連接進行識別，為后續(xù)的課堂管理策略制定提供依據(jù)。

本文結(jié)合圖5、圖6的課堂管理的實時反饋數(shù)據(jù)，對BA模型的應(yīng)用效果進行數(shù)據(jù)分析和評估。通過圖7的實際數(shù)據(jù)演變趨勢，可以看出，BA模型在課堂管理中具有顯著的動態(tài)性。模型有效地描述學(xué)生之間的互動關(guān)系，揭示課堂管理的關(guān)鍵問題。同時，BA模型在預(yù)測學(xué)生行為、優(yōu)化座位布局等方面具有潛在的應(yīng)用價值。

基于BA模型的分析結(jié)果，本文為優(yōu)化課堂管理提供新的思路。如圖8所示，教師通過關(guān)注課堂中的度大節(jié)點，即那些在課堂上活躍度高的學(xué)生，來引導(dǎo)和控制課堂節(jié)奏和氛圍。教師通過增加度小節(jié)點的連接度，即鼓勵那些相對內(nèi)向（度小的學(xué)生）的學(xué)生參與課堂互動，提高他們的課堂參與度和學(xué)習(xí)效果。教師還利用BA模型中的其他特性，如節(jié)點之間的相似性、距離等，優(yōu)化課堂座位安排和分組策略，促進學(xué)生之間的合作和交流。

3 結(jié)語

在深入探討B(tài)A模型在課堂管理中的應(yīng)用后，本文得出一些有意義的結(jié)論。這些結(jié)論不僅驗證BA模型在課堂管理中的適用性，而且為優(yōu)化教學(xué)、提高教學(xué)效果提供新的視角和思路。

3.1 局限

（1）數(shù)據(jù)樣本量有限。本文數(shù)據(jù)來源于有限數(shù)量的課堂觀察，僅涵蓋特定學(xué)校、特定年級和部分專業(yè)課程類型的課堂互動數(shù)據(jù)。因此，所得結(jié)論可能存在一定的偶然性和特殊性，無法全面反映所有課堂互動關(guān)系的模型特性。

（2）模型應(yīng)用深度有限。本文將BA模型應(yīng)用于課堂管理領(lǐng)域，但模型應(yīng)用的深度和廣度仍有待拓展。在模型構(gòu)建過程中，本文主要關(guān)注節(jié)點之間的連接度和聚集性，未考慮其他可能的因素，如節(jié)點的屬性、連邊的權(quán)重和動態(tài)變化等。這些因素可能對課堂互動關(guān)系產(chǎn)生重要影響，進而影響教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。

3.2 深化

思考課堂管理的拓展與深化，以期獲得更為全面、深入和實用的實證成果。

（1）探究其他課堂管理方面的模型現(xiàn)象

以后爭取進一步探討課堂中的信息傳遞方式、學(xué)習(xí)動機、個性化需求方面的模型現(xiàn)象，為課堂管理提供更加新穎的視角和方向。例如，學(xué)習(xí)動機可能呈現(xiàn)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的冪律度分布或雙峰分布等。對比分析不同教學(xué)策略對學(xué)生成績分布和課堂參與度的影響；探究學(xué)生學(xué)習(xí)動機與課堂互動網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系等，這些努力將為課堂管理提供更加深入的理解和啟示。8kze/ALzFCrdXwM2sJxp5F812Ikx8TrmcpQPxX5uPrg=

（2）拓展數(shù)據(jù)樣本量

為了驗證模型結(jié)果的普遍性和適用性，今后需要擴大樣本量，涵蓋更多不同類型的課堂，包括不同學(xué)校的課堂，以及不同文化背景和地區(qū)的學(xué)生群體。借助現(xiàn)代技術(shù)，如課堂觀察系統(tǒng)、智能教學(xué)平臺等，實現(xiàn)課堂數(shù)據(jù)的自動采集和分析。通過大規(guī)模的數(shù)據(jù)收集和分析，精準揭示課堂互動的規(guī)律，為課堂管理提供更加科學(xué)的依據(jù)。

（3）深化模型應(yīng)用

今后進一步探索BA模型在課堂管理領(lǐng)域的深度應(yīng)用，考慮更多因素對課堂互動關(guān)系的影響。例如，利用BA模型分析課堂互動網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點和關(guān)鍵路徑，為教師提供更加精準的教學(xué)反饋和指導(dǎo)；分析不同教學(xué)方法對課堂互動網(wǎng)絡(luò)的影響，使教師教學(xué)手段多元化。將BA模型與其他模型相結(jié)合，如BA擴散模型、LW模型、CLW模型、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型等，以便更全面地描述和分析課堂互動和管理的復(fù)雜性和動態(tài)性。

本文系廣東省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2020年度研究項目“優(yōu)先連接機制在高職課堂管理的應(yīng)用研究”（編號：2020GXJK588）研究成果。

（作者單位：廣州華南商貿(mào)職業(yè)學(xué)院）