互联网大数据下“建筑材料”课程教学模式改革研究与实践

李长辉　陈宇　吴堃

摘 要 基于线上教学平台在疫情期间开展了“建筑材料”课程的线上教学工作，同时利用线上教学平台记录的课程大数据针对“建筑材料”课程的线上教学模式开展了系统的分析与研究。研究结果表明，线上教学模式相比较于传统的线下教学模式，在考勤记录、随堂测验、掌握学生知识吸收程度等方面更具优势，通过对线上教学课均学习时长的分析可详细的掌握每一名同学的学习习惯，有助于教师适时调整线上教学节奏并总结教学经验。

关键词 线上教学 建筑材料 教学模式 翻转课堂

中图分类号：G424                                 文献标识码：A  DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.11.032

Study and Practice on Teaching Mode of "Building Material"

Course Based on the Internet Large Data

LI Changhui， CHEN Yu， WU Kun

（College of Airport Engineering， Civil Aviation University of China， Tianjin 300300）

Abstract The online teaching of "Building Material" course was developed during epidemic situation based on the online teaching platform. Meanwhile， the large data of "Building Material" course recorded by the online teaching platform is used to analysis and study the online teaching mode of "Building Material" course systematically. The results showed that， the online teaching mode have advantages over traditional teaching mode on obtaining the attendance record of students， quiz on the class and degree of learning mastery of students. The learning habit could be mastered through the analysis of the online learning time per class. It is helpful to the teacher to adjust the rhythm and summarize the experience of online teaching mode.

Keywords online teaching; Building Material; teaching mode; flipped classroom

0 引言

2020年初，一場突如其来的疫情打乱了所有人的节奏。推迟开学，开展网上教学替代线下教学势在必行。如何从众多线上学习平台中选择最适合自己的教学平台，或是将两个甚至三个教学平台混合使用，将各个教学平台的优点相结合做到优势互补、扬长避短，对于保证线上教学的正常、顺利及高效进行具有重要的意义。

孔德文和王玲玲[1]以“土木建筑材料”课程为切入点，针对贵州大学土木工程专业本科生开展了由“被动接受”转变为“主动学习”的教学模式改革。于海波[2]将“课程思政”的教学理念融入“建筑装饰与材料”课程，从国家、行业、地区三个层面入手，同时增强学生的专业和思想素养。在“双一流”建设过程中，[3-5]本科教育质量和研究生特色教学体系构建应做到两翼齐飞。吴福飞等[6]以CDIO和OBE相结合的教学模式对于“工程材料”课程的教学目标和培养大纲进行了调整，在课程内容中增加了更多地试验内容，既拓展了学生的工程视野同时也增强了学生的实践动手操作能力。梅兰和张宇[7]通过课堂讨论和微课学习相结合的方法，使学生能够更多地掌握课堂的主动性，变被动接受为主动学习。

上述文献针对“建筑材料”课程、 “双一流”建设等几方面开展了详细的讨论，对于互联网模式下的“建筑材料”课程教学模式及课程网络大数据的挖掘研究有限。因此本文以互联网模式下的各个网络教学平台为切入点，利用网络教学平台记录的大数据对“建筑材料”课程的线上教学模式、线上教学特点及线上教学效果进行了深入的研究和探讨。

1 “建筑材料”课程线上教学模式实践数据分析

1.1 现状分析

传统的线下教学模式与学生互动性较好，可以及时得到学生在课堂上的学习状态，但是信息化程度较低，无法运用大数据及时迅速地统计课堂教学情况。线上教学则依托于各个网络教学平台，可以全方位的掌握学生的听课时间、及时统计并实时给出随堂测验结果、可以对课程进行全程录像并随时播放课程的回放等。为响应教育部“停课不停学”的号召，在综合比较各平台的功能及实用性之后，最终选择采用钉钉平台+雨课堂+腾讯会议的组合方案开展网络授课。利用钉钉平台主要开展线上课程的讲授，利用雨课堂完成线上课程的随堂测验及作业布置，利用腾讯会议进行翻转课堂的开展。

1.2 出勤及互动情况分析

由出勤百分率折线图1可知，全部课程的出勤率均稳定保持在90%以上。有少数未出勤的同学是由于重修课程时间与该课程时间重叠所致，对于此情况钉钉平台自带的教学视频回放功能可以很好地化解由于课程时间冲突所带来的矛盾。同时，采用钉钉群上课打卡的功能代替传统的纸质考勤点名，每节课出勤率的数据统计效率也有了极大的提高。

图2给出了“建筑材料”19次理论课程每节课的出勤人次、观看人次及观看+回放观看人次。如果用出勤率来表示谁来上课，那么观看人次和回放观看人次则从更大程度上反映了谁在听课以及谁听课更为仔细、认真。由图2可知，几乎每节课的观看人次为出勤人次的2-3倍，且前期课程的观看人次数量要高于后期课程的观看人次。这是由于在授课初期，网络教学平台需要经常切换且网络不稳定所导致，每次断开连接后重新进入课堂就会累计1次得观看次数。在课程进入后期之后，老师与同学们和网络教学平台之间的磨合日趋稳定、成熟，因而导致观看人次的下降。与此同时，在对比雨课堂的在线测试成绩之后发现，经常观看课程回放同学的测试成绩要略高于班级平均水平，这也从侧面反映了该部分同学对于该门课程的重视程度也更高，并且适当的观看课程中重点、难点的回放有助于知识更快的消化吸收。

课程互动一直是在尚未开展线上教学之前较为担心的问题之一。线下教学能够做到师生面对面，因此在课上的互动会更直接明了。然而在真正实施开展线上教学之后，众多教学平台所带来的线上互动形式则打消了这一疑虑。图3（a）、（b）分别给出了由钉钉平台所记录的“建筑材料”课程每节课的点赞数和消息互动数。“点赞数”可以直观的反映学生对于每节课的教学满意程度，在19次理论课当中，“点赞数”最高的是第13次课的12000余次点赞。这些课程直播过程中的“点赞数”为教师适时的调整线上教学节奏、总结教学经验、优化教学方法提供了重要的参考。“消息互动数”则可以直接反映学生对课堂的参与程度，例如学生及时在课程进行过程中提出疑问，老师则及时予以解答。“消息互动数”的峰值与“点赞数”峰值基本一致，同样也出现在第12次和第13次课，分别为299次和307次。综合来看，19次理论课的课均“消息互动数”达到了213次，互动频率达到了2.4次/分钟，表明同学们对于本学期的“建筑材料”课程始终保持了较高的学习热情。

2 课均学习时长分析

网络教学平台的应用带来了全新的教学模式，同时利用平台所记录的后台数据也为教学效果分析提供了大量的、宝贵的第一手数据。通过对学生网上听课大数据的分析，可以了解学生对于课堂所授内容的掌握程度以及对于教师教学节奏的适应情况。根据教学平台所记录的课程数据，经过处理分析后利用Origin软件完成绘图，便于在新教学模式下的规律总结、查缺补漏，可以为课程教学模式的改革提供有力的支撑。

图4 学生课均学习时长箱线图

横向的箱线图可以直观给出班级中每位同学的在线学习情况，图中的横轴为每一名同学的学号用S1-S73表示，图中的纵轴为每名同学第一次至第十九次课（共19次课）的学习时长分布情况，每节课的标准学习时长为1.5hour。图中的空心正方形表示每一名同学19次上课时长的平均值，实心正方形表示超出正常范围的异常值，例如上课时间过短或在线时间过长。由上图可知，箱体位于中间区域的学生均能按照要求及时完成在线课程的学习，且学习时长达标并略高于每节课1.5hour的标准（含课前预习、课后复习及回放观看教学视频的时间）。箱体的高低直接反映了学生的学习习惯，当箱体越低（越扁）时，说明该名学生的每节课平均学习时长数据波动越小，即该生学习习惯良好，学习时长分配稳定。

当箱体位于下部区域部分时，说明该名学生的课均学习时长无法完全达标，少数有学时为0的数据点说明该名学生有上课缺勤的情况。一般落入该区域的箱体高度较高，也从侧面反映了该名学生的学习习惯较差，无法合理安排自己的线上学习时间且对于线上教学的参与程度较低，课均学习时长分布不均，波动较大。当箱体位于上部区域时，说明该名学生的课均学习时长在一定程度上远超过1.5hour。通过雨课堂的随堂测验情况可知，学生学习时长的增加与在线测试成绩并非呈现正相关趋势。引起该情况的原因有可能是学生无法完全跟上线上教学进度，从而反复观看教学视频回放，导致课均学习时长的增长。因此对于此类单节课学习时长偏高的情况，同样应引起教师的重视，及时与学生沟通，了解其中原因。

3 结论

本文利用线上教学平台针对“建筑材料”课程的线上教学模式、线上教学手段及线上教学所记录的大数据开展了深入的分析、研究及数据挖掘，主要得到了以下结论：

（1）线上教学模式相比较于传统的线下教学模式，在考勤记录、随堂测验、掌握学生学习程度等方面具有明显优势;

（2）采取以小组为单位的大作业布置形式及翻转课堂的教学手段可以极大程度上调动每一名学生的积极性和主观能动性，使学生从被动接受知识转变为主动学习知识;

（3）通过对线上教学当中所记录的每名学生课均学习时长的分析可详细的掌握每一名同学的学习习惯，有助于教师适时调整线上教学节奏并总结教学经验。

参考文献

[1] 孔德文，王玲玲.《土木建筑材料》课程教学改革探讨[J].高教学刊， 2019， 000（002）：133-134，137.

[2] 于海波.《建筑与装饰材料》课程思政建设开发的探索与实践[J].建材与装饰，2019， No.591（30）：156-157.

[3] 王添翼.“双一流”建设背景下推进研究生课程建设国际化的思考与探索[J].高教学刊，2018，000（003）：16-18.

[4] 李宇杰，刘双科，王珲，等.“双一流”建设背景下科学构建研究生课程体系的思考——基于麻省理工学院材料学科的对比研究[J].高等教育研究，2018，041（004）：62-70.

[5] 徐铭铭，房小红，蒋雪松，等.关于一流本科课程建设的思考[J].科教文汇（中旬刊），2020（04）：3-4.

[6] 吳福飞，董双快，王红，等.基于CDIO-OBE的工程材料课实践教学模式探索[J].四川建材，2020，46（04）：233-234.

[7] 梅兰，张宇.“互联网+”背景下建筑材料课程的交互教学模式探索[J].大众标准化，2020（13）：23-24.