成绩大数据在高师院校生物科学专业课程群建设中的应用研究——以洛阳师范学院为例

郭向萌

(洛阳师范学院生命科学学院，河南洛阳 471934)

1 研究背景

课程群是以某一学科为主干学科，按照一定认知规律整合在一起的既相互关联、又互为补充的多门课程的集合.高等师范院校的生物科学专业作为一个以生物学科为主干学科，兼具师范专业特征的专业，其课程群建设质量的高低对于人才培养有着极为重要的影响.数据挖掘是近年来比较热门的信息技术应用手段，运用计算机程序对海量数据进行归类、分析，能够找出数据背后隐藏的关联关系和内在规律；运用数据挖掘手段对学生各门课程的成绩大数据进行分析，能够发现各门课程成绩之间的形成规律，进而可以评估课程群的建设质量，找出课程教学中可能存在的问题.

2 研究方法

2.1 数据来源

学生学习成绩是学生在校期间学习成果的体现，其背后应该体现相关专业课程群的内在知识脉络.本研究以某高师院校生物科学专业2012级至2015级4个年级的400名学生为样本(见表1)，通过教务管理系统获取其各课程成绩，按照人才培养方案对其中5门学科基础课、7门专业核心课、5门教师教育课程的成绩进行整理分析(见表2).

表1 各年级学生人数分布表

表2 各类课程情况表

2.2 数据处理

教务系统的数据库中T_CJ_LessScoreInfo表含有学生学号、学年、学期信息, 保存有历年学生的成绩信息；T_XJ_StudBaseInfo表包含学生的姓名和学号,可做为学生身份识别信息；T_XJ_ClassInfo表包含班级号、班级名称、专业号和院系号；T_JH_SetlessonInfo表包含课程名称与课程编号.对这4个表格进行表与表之间的关联操作,可以得到统一的包含学生学号、姓名、专业、年级、学年、学期、所学课程名称与编码、课程成绩的“数据仓库”.由于学校培养方案在不断修订，对于部分课程名称有调整但教学内容相近的课程，按最新版人才培养方案的课程名称进行统一，如2009版培养方案中的《教师专业发展》统一为《教师职业道德与专业发展》.

3 结果与分析

3.1 生物科学专业各年级学生成绩对比

按年级对生物科学专业2012～2015级学生成绩进行分类统计，获得表3.

表3 生物科学专业2012～2015级学生成绩对比

对比发现，生物科学专业2012～2015级学生成绩的平均分整体呈逐年上升的趋势，由2012级的82.17分提高到2015级的83.53分；同时，成绩的标准差也从2012级的2.28提高到2015级的2.85.说明学生成绩整体有提高，但是程度在分化.这提醒学院需要在今后教学中关注学生差异，提供个性化教学服务.另外，学生成绩离散度的增加可能会对关联度分析产生一定影响.

3.2 生物科学专业各类课程成绩整体关联度分析

按照课程属性将全部学生的课程分为学科基础课程、专业核心课程、教师教育课程三个类别.对三个大类课程进行成绩关联度分析，得到表4.关联度大于0.7可认为数据相互关联度较高，关联度小于0.3可认为两组数据关联度较低或基本无关联关系.

表4 生物科学专业各平台课程成绩关联度

由表4发现，生物科学专业全科平均成绩与学科基础课程、专业核心课程和教师教育课程的成绩相互关联度均未达到有效关联的临界值0.7.说明该专业的课程群建设存在一定问题，各平台课程成绩较为割裂，相互之间未能按照知识脉络形成支撑和联系，这对于学生的专业学习是不利的.进一步分析，与其它类别课程成绩关联度最好的是专业核心课程，这说明在课程群中最重要的课程仍是专业核心课程，其它类别的课程一般是围绕着专业核心课程进行建设，但是其它课程对其支撑力度仍不够.与其它类别课程成绩关联度最低的是教师教育课程，一方面体现了教师教育类课程知识体系的相对独立性，另一方面也说明今后需要在教师教育类课程中凝炼生物学科特色，将师范能力培养与专业能力培养有机融合起来，培养专业素养高、师范能力强的优秀师范生.关注各类课程成绩整体关联度逐年变化，可以评估课程群整体建设质量，当各类课程成绩关联度达到一个既相互联系又适度独立的范围，可以从某种程度表明课程群建设成功.

3.3 生物科学专业专业基础课程成绩关联度分析

对学生专业基础课程成绩进行关联度分析，得到表5.

由表5发现，专业基础课程成绩相互关联度无一达到有效关联的临界值0.7.有机化学与其它课程成绩关联度相对最高，与全科平均成绩的关联度也最高，达到0.62；无机及分析化学与其它专业基础课程成绩关联度相对最低，无一超过0.4.由于专业基础课程是学科知识的基础，其与全科平均成绩关联度的低水平说明未能将学生的基础知识打牢，值得引起关注.

表5 专业基础课程成绩关联度

3.4 教师教育课程成绩关联度

对学生教师教育课程成绩进行关联度分析，得到表6.

表6 教师教育课程成绩关联度

由表6发现，教师教育课程之间相互成绩关联度较低，最高值为教育心理学和现代教育论成绩关联度0.29；教育实习作为师范生培养的关键环节，其成绩理应与其它教师教育课程都有较高的关联度，但实际关联度无一超过0.2.由此可见，教师教育课程群建设存在一定问题，相关课程未形成相互支撑、相互关联的整体，与专业课程学习也存在脱节.应该将师范能力培养贯穿人才培养全过程，渗透到各门专业课程的学习上.

3.5 生物科学专业专业核心课程成绩关联度

对学生专业核心课程成绩进行关联度分析，得到表7.

表7 专业核心课程成绩关联度

由表7发现，专业核心课程成绩相互关联度无一达到有效关联的临界值0.7.生物化学与其它课程成绩关联度相对最高，与全科平均成绩的关联度也最高，达到0.66；分子生物学和遗传学与全科平均成绩的关联度也超过0.5；动物学与其它专业基础课程成绩关联度相对最低，无一超过0.4.从整体上看，专业核心课程不管从相互关联度，还是与全科平均成绩关联度都高于专业基础课和教师教育课程，说明其课程群建设质量相对较高，但是还存在较大进步空间.

4 问题讨论与课程改革建议

通过成绩大数据，能够从一个全新的视角评估高师院校生物科学专业课程群建设情况.虽然相关研究手段还有改进空间，但现有结果能够说明一定问题，为学校下一步的课程改革提供建议.

4.1 成绩大数据分析能够为课程建设和质量管理提供有力保障

传统的教育教学改革多是基于教育教学理念创新，依靠个人经验而非坚实的数据支持，可重复性较差，不易验证.通过成绩大数据分析，能够较为清晰揭示课程与课程之间的相互关系，发现课程建设或教学过程中存在的问题.比如，全部学生的教师教育课程平均成绩为83.25分，高于全科平均成绩83.18，但与其它课程成绩的关联度却较低，说明该类课程考核成绩较高的学生不一定就是好学生，其课程群建设质量较低，不仅同类课程之间缺乏关联和互补，与其它类别的课程也相对独立.

4.2 高师院校生物科学专业课程群建设应关注课程之间的联系

从学科知识结构上，化学是生物化学的基础，生物化学是其它生物类专业课程的基础，学生相关课程成绩理应正相关；但其实较低的课程成绩关联度说明课程之间缺乏呼应，相关课程的教学内容未能形成有效的纵向传承关系和横向内在联系[1].这样不但增大了学习难度，也不利于学生综合能力的提高.在课程群建设中应根据知识体系和教学目标分类整合课程，优化课程组合；根据课程在课程群中的地位和作用合理安排开课顺序和内容，建立层次分明，相互联系又互为补充的课程体系[2].

4.3 教师教育类课程应加强实践能力培养

师范生教育实习是教师教育类课程学习成果的综合性检验，但其与其它教师教育类课程成绩较低的关联度说明实践能力培养上存在一定问题.理论学习的成果并不能顺利地反映在教育教学实践过程中，提醒学校应该在课程体系建设中加强理论结合实际，关注从知识到技能的转化过程，增加实践环节的比例，加强技能技巧的实践培养，培养专业知识丰厚，师范技能熟练的高质量师范生.