大数据背景下计算机教育混合式教学应用研究

张佳锐

摘 要：当前国家正逐步推进信息技术和教育教学的深度融合，大数据技术为我国教育事业的改革和创新提供新的动力。国内外大数据应用于教育教学处于初步阶段。本文从教学资源、教学模式和考核方式三个方面阐述大数据技术应用于计算机教育的应用实践，实践效果表明大数据技术能够有效地改进传统教学的弊端，改善教学效果，提升学生学习效果。

关键词：大数据;混合式教学;计算机教育;教学模式

随着信息技术和教育教学的不断深入融合，信息技术为我国教育事业的改革和创新提供了新的动力。数字化、信息化在教育领域的研究和应用成为我国教育信息化的重要组成部分，积极推进大数据和教育领域的深度融合，这是新时代教育事业发展的必然趋势[1]。在国内外的研究中，大数据技术应用范围广泛，然而在教育领域的研究处于初步阶段[2]，还需要进一步加强大数据技术在教育教学过程中实践应用的研究，用大数据技术解决现有教学过程中的难题，提升学校人才培养质量。

传统的计算机教育多采用先由任课教师选定上课教材，然后根据人才培养方案组织相应的课堂教学及必要的实验教学，最后任课教师根据教学大纲的要求编写出相应的课程试卷进行该门课程的考核，完成此门课程的教学。教师主导教学过程，是影响计算机教学效果的重要因素[3]。以《C语言程序设计》课程为例，在教学中存在着“重理论，轻实践; 重语法，轻算法”的现象，学生被抽象的理论和繁杂的语法规则重重束缚，课堂不能重复吸收，课后没有及时练习，逐渐丧失了学习兴趣;学生的期末笔试成绩是考查学生掌握程度和教学效果的关键因素，并且作为终结性评价，缺少贯穿于整个教学过程中的客观形成性评价。

融合大数据技术的计算机教育混合式教学模式，能够有效改进传统教学模式中的“以教学为中心”的弊端，调动学生全方位参与，最终提高学习效果。

一、利用网络平台资源优化教学资源

传统的计算机教学课程内容更新慢，不能适应新时代学生个性化学习的需求。隨着网络教学的发展，注重学生自主参与的在线教学MOOC平台受到重视。MOOC推出名校计算机精品课程，并且拥有一套完善的学习和管理系统，含有丰富的课程资源，包括短视频、习题、讨论、补充材料、测试等[4]，这为混合式教学提供了平台支撑。

二、大数据背景下教学模式优化分析

传统的计算机教学模式以教师为主体，主要包括备课、上课、期末测试等。大数据背景下混合式教学模式如图1所示，学生和教师都是必不可少的参与者。

新模式中学生参与完成“在线平台学习”这一环节，在课前通过网络平台资源学习相关知识，自我消化，提交课前测试，并参与话题讨论。这一步骤将传统教学过程中学生课前预习，转化为网络化、数字化的关键指标，具体包括网络平台视频观看时长、在线测试完成情况参与内容讨论情况等等。

新模式中教师参与备课、发布教学任务、上课、测试、数据分析、改进。与传统的教学模式相比，教师需承担参与发布教学任务、数据分析和改进这三步，而这三步是大数据背景下教学模式的突出特点。在这一模式的指引下，教师需要重新构建了课程体系，将知识内容拆分为一个个小的项目，上课前在网络平台发布教学任务，为学生设定学习目标。数据分析是新模式中的关键环节，学生在网络平台课程中视频的学习率、作业的正确率、参与话题讨论等具体数据，利用大数据分析技术可以从中挖掘出知识点的难易点、学生掌握情况等相关的信息，调整课堂教学内容。例如，通过对学生预习作业完成率的分析得出班级学生学习积极性，从而改善教学方法，并加以合理引导，提高学生学习积极性;通过对作业正确率的分析可以得出该知识点学生的掌握情况，从而明确对该知识点重复讲解的次数以及重难点的分析。在课堂上，教师的主要职能由原来的讲授者，转变为指导者、协作者，学生和教师对学习内容进行充分讨论。测试环节依托于“openjudge开放的在线程序测试平台”，教师在平台发布测试题目，学生在规定的实际完成，并在平台提交任务。利用大数据技术分析学生用时时长、正确率、提交次数、错误原因，能够及时了解学生掌握情况，进而改进课堂教学方法和策略。

三、课程考核方式优化

传统教学过程中，学生的期末考试成绩作为考查知识掌握程度的关键内容，但是基于大数据的教学模式应该改变这种单一的评价和考核方法，教学评估应该贯穿教学活动的所有过程。过程性的数据对于评价学生的学习效果，进而提高学习效果，有更深层次的意义。教师通过学生课前在网络平台的学习数据，可以掌握学生预习情况。C语言课程不同于一般的理科课程，对于学生的理解能力、动手能力提出更高要求，因此采用阶段性上机测试+答辩的方式，通过阶段性测试可以对教学单元进行总结，评价并考核学生学习能力。这样解决了期末考试考查片面性的问题，更能及时将教学效果反馈给教师和学生，学生不断调整学习状态，教师不断调整教学进度，改进教学方法。

四、教学实践效果和遇到的问题

以2018级计算机专业8个班级的学生学习《C语言程序设计》课程作为实验对象，其中4个班级作为研究组，采用混合式教学;另外4个班级作为参照组，采用传统教学[5]。两组学生均是第一次学习该课程，教师具有相似的教学经验，采用不同的教学模式授课，并保持相同的教学进度，每周均进行阶段性实验测试，作为过程性数据。教师根据本周教学内容出上机试题。相对于参照组，研究组学生无论是及格率还是优秀率均有明显提高。

在实践过程中也遇到一些问题，用网络爬虫提取课前和课后学生提交的总结性评价信息，存在着大量噪音数据，需进一步优化提炼，才能获取学生的掌握情况。大数据教学对学生参与学习的自觉性和主动性，提出较高要求，87%的学生能够花费一定的时间和精力完成课前和课后相应的学习内容和测试。

大数据背景下计算机教育混合式教学模式，利用丰富的网络在线资源，提升课堂面对面教学的针对性和丰富性，调动学生学习的积极性，学生阶段性学习效果数据为教师制定教育策略提供数据支持，进而不断改进教学活动，提升教学效果。

参考文献：

[1][1]邢丘丹，焦晶，？杜占河.？基于云计算和大数据的在线教育交互应用研究[J].？现代教育技术，？2014，？24（4）：88-95.

[2]刘凤娟.大数据的教育应用研究综述[J].现代教育技术， 2014，24（8）：13-19.

[3]胡燏.云计算和大数据分析在《C语言程序设计》教学领域的深度应用[J].信息与电脑（理论版），2016（9）：215-216.

[4] 宋雪亚，贾丙静.混合教学模式在VFP程序设计课中的应用——基于慕课背景[J].重庆科技学院学报（社会科学版）， 2016（4）：106-108.

[5] 奎晓燕，郭克华，刘卫国，等.面向教育现代化的未来课堂探索[J].中国教育信息化，2018（4）：56-58.