基于教学数据实时跟踪的嵌入式课程教学探究

黄 毅

（西南财经大学天府学院智能科技学院，四川 绵阳 621000）

前言

教学的发展在信息化技术的助推下，出现了许多全新的方式方法，随着信息化程度的提升，智能课堂已然成为教育领域的新风尚，引领教学变革与课堂重构。教学质量是教育界始终关注的问题，如何在现阶段综合运用信息化技术，更好的追踪学生教学获得程度，动态的实现教学数据跟踪及教学方法调整，优化课堂教学方式，对师生做到双向提升，这是值得思考和探究的问题。现阶段，针对高等教育阶段学生教学数据的跟踪模式，还处于较为基础的层次，学生教学数据跟踪往往以最终评定的期末成绩作为记录数据，教师针对各个学生在教学过程中的接受程度及问题反馈并未全面具体地得以呈现，尤其在以授课人数较多、专业性较强的课程中该问题更加突出。随着互联网的发展，高等教育可以利用信息化技术对教学过程中能够以数据呈现的综合学习数据进行跟踪，进而有效实施教学预警和心理干预等举措，促进“互联网+教育”背景下的因材施教。本文将以《嵌入式系统设计与开发课程》为例，探究基于信息化手段下的教学数据实时跟踪模式教学改革。

1 传统模式教学数据跟踪方式分析

在传统教学模式下，由于《嵌入式系统设计与开发》课程专业性强，理论丰富，实践操作繁杂，对于教学数据的跟踪往往以课堂交流记录，课后提问等基础方式进行。学生在学习过程中存在一定学习难度，对于部分学生而言，由于先导课程的积累不足，以及自我的性格内向等方面原因，往往存在疑问而不向教师主动交流的问题，使得学生与教师之间的沟通欠缺，课程的教学质量及能力培养存在一定不足。因此，传统教学模式下教学数据跟踪存在以下弊端：（1）依赖于学生的主动性或老师的积极性，数据的跟踪具有一定随意性。（2）数据跟踪呈现散点式，对于学生学习状态的连续性和整体性跟踪不足。（3）缺乏较为系统的一对一式学习状态分析，难以实现针对每个学生个体做出详细改进意见的功能。（4）教师进行教学数据跟踪的分析内容多，工作量大，增加了课程教学工作量。

显然，传统教学模式下，“嵌入式系统设计与开发”这一专业核心课程的教学效果往往不太理想，大部分学生反馈较差，在教师教学效果及学生能力培养方面存有明显不足。因此，需要进行系统性、连续性的教学数据跟踪模式设计，通过信息化技术手段来实现学生教学数据的实时动态跟踪，并通过教学数据的科学分析，形成师生之间新型的信息反馈机制，促进教学质量提升。

2 实时教学数据跟踪的课程教学改革

教育在强调过程性的同时，也应该关注过程中能够以数据呈现的学生综合学习状态。针对前文所述传统教学模式下《嵌入式系统设计与开发》课程中所存在的不足，运用信息化技术，实现学生教学过程中的各项自评及综合评价数据实时跟踪，形成更加全面具体动态的数据跟踪模式，有利于提升整体的教学质量。

2.1 教学数据实时跟踪模式设计

在教学过程中，学生针对每次教学知识掌握程度，实验及测试的各项得分及心理预期与实际感受等数据均以细化的数据进行收集并形成具体的数据统计及趋势分析，对整体的教学结果以可视化的数据呈现，并通过基于数据追踪对学生学习心理进行实时了解及干预。同时基于学生数据的反馈，得到精准的课程优化改进建议，动态调整教学方式方法，从而全面提升课程教学质量，教学数据实时跟踪模式设计具体如图1 所示。

图1 教学数据实时跟踪模式设计

上图介绍了教学数据实时跟踪的具体实现模式，其中主要包括如下几个阶段的设计与实施：

在课程建立前进行有效的实时教学数据跟踪模式设计，该阶段主要进行课程实时教学数据的具体跟踪对象选择，包括数据跟踪学生的分布范围及跟踪对象类型的侧重点；其次是对跟踪的具体数据进行设计，在整个教学过程中，关键性参数如学习态度量化值、学生个体与整体课程满意度、学习兴趣、学习困难程度等参数进行设计选择。另外在此阶段还应针对实时教学数据的跟踪时间及持续周期进行设计，针对课程性质及培养目标对整个教学周期中数据跟踪的时间点、时间段及周期次数进行选择。

课程形成性阶段，由于数据跟踪连续性的需要，需要及时发布跟踪任务，任务中对关键参数进行重点收集，同时需要在课程进行中让学生能够自主参与到课程教学数据的自我更新活动中来，学生可以根据自身学习的掌握程度有效的进行数据多平台多渠道网络录入，录入数据通过教学数据跟踪系统进行有效采集保存。此阶段还需要预留学生自主问题反馈机制与渠道，学生可以在任务节点之外，根据自身察觉的学习问题进行有效的问题反馈和记录，能够有效与实现与教师进行信息交互和问题疏导等功能。

在课程教学进行过程的同时，需要实时教学数据跟踪系统进行综合的数据收集分析处理等重要操作，数据收集后台需要对学生的教学跟踪数据进行参数化整理和分析，形成直观的可视化图表，能够基于设定的评价指标阈值进行状态的及时预估与诊断，同时根据学生信息记录的走势状态，给予相应的学习规划建议，对于学习状态及学习兴趣等主观性影响因素下降时，及时对学生进行提醒和劝诫，同时对教师进行教学关注对象范围选择做出建议并给予重点提醒。

课程形成性阶段收据收集后，教师需要在系统相关数据记录下进行教学质量的自我评估，对出现的类似性问题进行反思和课程调整，同时通过学生对教学方式及教学进度的评价反馈进行教学计划和教学方法等相关教学手段调整，以此让课程更加契合学生的学习曲线。此阶段，教师对于学生的关注应该基于跟踪数据走势进行辨析，如果存在数据偏离严重的学生，应该针对出现问题进行约谈和帮扶。对于数据出现异常的地方允许进行教师修正调整，系统对于教师的教学质量也应基于数据的追踪给与一定的形成性建议。

课程形成性过程中，学生在实时数据收集后应能够通过数据反馈进行自我学习的状态评估，学习方式的评价，对于课程出现的学习问题可以有效进行记录并依据连续性跟进对自我学习调整进行反思，辨析自我学习调整是否有效，如果在连续的跟进过程中，有自我的调节连续性执行，但是依然学习问题存在甚至进一步加重，则应该系统基于提醒，及时更正学习的策略方法，并对学习心理进行干涉预警。与此同时向任教老师进行针对该类学生学习方法改进指导提醒，及时铺筑教师与学生针对学习问题交流解决的渠道。同时学生自我跟踪数据进行可视化呈现有助于学生对自我学习的获得感进行建立，提升学生学习过程中克服问题，取得知识的成就感。

在教学周期结束时，教学数据实时跟踪系统可以根据整个教学周期中对于学生的自我评价数据、教师的评价数据及多维度实时教学跟踪数据的走势曲线对各个学生的学习状态进行综合考核评价，对学生的学习效果给予评分，针对学习状态和学习方法进行归纳总结，提出针对各个学生学习优化的注重点，同时对学生反馈的教学问题形成总结性报告反馈于任课教师。教师方面则能够通过整个周期学生的学习状态、学习兴趣、学习难度、课程满意度等多个维度的数据对教学的安排合理性进行反思，对于课程形成过程中的共性问题进行提炼，对课程后续的教学优化调整，教学模式更新等方面做出建议。教学管理单位也可通过实时教学数据跟踪系统所反馈的问题对教学改革，教师任教评价等方面进行干预和整体的把控。

综上，教学数据实时跟踪的具体实现模式包含：课程前期对于教学所跟踪的对象、数据及时间等方面的设计；教学执行过程时期，学生通过互联网技术进行自主教学跟踪数据实时记录采集，后台通过获取数据进行综合分析，对学生学习状态、教师当前阶段教学质量给予评估，教师通过分析数据进行教学调整，学生通过反馈数据进行学习状态机方法调整，反馈数据通过增进师生之间的联系与信息交互实现对学生教学效果持续性的改进。教学周期结束最终通过实时教学数据跟踪记录，实现教学周期内所有教学数据的综合分析，评估教学质量，提出优化改进建议。

2.2 教学改革效果分析

通过运用基于教学数据实时跟踪的教学改革模式，对计算机科学与技术本科专业98 名学生进行一个教学周期的课程教学数据跟踪，在使用基于教学数据实时跟踪的《嵌入式系统设计与开发》课程教学改革模式教学后，整体课程满意度达到了92.6%，相较于该门课程的平均满意度有了较好提升。学生对于自我能力在课程教学后得以培养提升方面绝大部分同学表示认同。最终本门课程也取得了相比与传统模式教学下更好的课程达成程度，由此分析可知，基于教学数据实时跟踪的《嵌入式系统设计与开发》课程教学改革对于教学质量提升效果显著。

3 结语

本文探索了基于“互联网+教育”背景下的《嵌入式系统设计与开发》课程教学数据追踪的改革思路。分析了目前教学模式下所中存在的问题，并提出了基于实时教学数据实时跟踪的课程教学改革模式，通过教学实境验证，肯定了该模式对教学质量提升有积极作用。该教学模式通过运用互联网技术对传统的教学数据跟踪方法进行了更新，将课程教学的过程性、连贯性、系统性和完整性进行了巩固，同时也为其他学科的教学数据信息化追踪提供一定的参考和借鉴。