大数据背景下C++程序设计课程教学改革

赵大伟 陈刚

摘要：随着大数据技术和信息化建设的不断完善，高校在教育、教学等方面也已经实现了教学信息化的建设，教学过程可以通过或利用互联网络、自媒体和软件等形式对教育教学进行全方位的指导和管理。为了更好地掌握学生的学习情况及对知识的理解程度，针对学生个体的学习特征制定有针对性的学习方法，我们需要对这些数据进行存储、分析和统计，在大数据背景下，以C++程序设计课程教学改革为例展开探讨，并提出一些教学改革的意见和见解。

关键词：大数据;课程;改革;C++

中图分类号：G642       文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）32-0253-02

Teaching Reform of C++ Programming Course under the Background of Big Data

ZHAO Da-wei，CHEN Gang*

（Department of Computer， Changchun Humanities and Sciences College， Changchun 130117， China）

Abstract：With the continuous improvement of big data technology and information construction， colleges and universities have also realized the construction of teaching information in education and teaching. The teaching process can guide and manage education and teaching in an all-round way through or by using Internet， we media and software. In order to better grasp the students' learning situation and understanding of knowledge， we need to make targeted learning methods according to the students' individual learning characteristics. We need to store， analyze and count these data. Under the background of big data， takes the teaching reform of C ++ programming course as an example to discuss， and puts forward some opinions and opinions on teaching reform.

Keywords： Big Data; Course; Reform; C++

1 前言

今天大數据技术作为继物联网、云计算后IT行业又一颠覆性的技术，越来越受到人们的关注，大数据技术现在已经在各个领域都有广泛的应用，大数据对我们的学习、工作和生活都产生了重大的影响，社会中多个领域都在利用大数据进行一系列的改革，教育领域作为知识和科学技术的前沿阵地，当然也不能例外。

随着信息化建设的不断完善，大多数高校在教育、教学等方面也已经实现了教学信息化的建设，教学过程可以通过或利用互联网络、自媒体和软件等形式对教育、教学进行全方位的指导和管理。但是，在这些信息化方式和手段在实施的过程中，我们也发现更多是应用在课程信息、教学信息、教学课件和教学视频等固定的教学环节中，而忽略了教学过程中所产生的大量的有意义和价值的数据。比如说在考试的过程中，学生在不同的题上所花费的时间，在课程学习中，学生反复对某个教学视频的观看频次，学生掌握某一个知识点所需要进行的资料查阅或进行练习的次数等。这些在学习过程中所产生的动态数据对掌握学生的学习进展情况及知识的接受情况都有着重要的意义。为了更好地掌握学生的学习情况及对知识的理解程度，针对学生个体的学习特征制定有针对性的学习方法，我们需要对这些数据进行存储、分析和统计，在大数据背景下，作者以C++程序设计课程教学改革为例展开探讨，并提出一些教学改革的意见和见解。

2 教学信息的采集和分析

大数据时代，信息的产生方式多种多样，在教学过程中产生大量的有用的教学信息，对这些教学信息的采集是后续的处理及分析的基础，所以数据的采集非常重要，传统的信息采集方式多是由教师在教学活动进行前通过管理系统将学生和课程信息输入或导出，教学活动完成后再由学生或任课教师对相关信息及数据进行整理和统计，这样我们得到的数据会有一定的局限性，统计结果也会带有一定的主观性，不能反映教学过程的真实情况，所以我们在C++程序设计这门课程中，除了采集教学前后的静态数据外，还进行了课程教学过程中动态数据的采集工作。

（1）第一是通过学习通等软件建立了线上教学平台，引导学生课下根据章节进行线上的视频课程的学习，通过软件后台统计各个章节视频的播放次数，学生在某个视频章节上停留的时间等，然后对数据进行自动采集和分析，了解学生对各个章节视频学习的情况，从而在线下可以针对性进行总结和讲解;

（2）第二是统计分析数据的融合情况，利用网络采集技术和爬虫技术采集校园网内学生管理系统、教务管理系统及校内的论坛等软件中有关该门课程的相关信息，如学生的课程评价信息、教师的教学反馈信息等。

3 利用信息分析结果指导教学改革

传统的课堂教学模式是严格按照教学日历和教学计划进行授课，并没有考虑到不同阶段、不同年级的学生接受程度等特点，特别是对知识点掌握的情况的区别，在大数据背景下，教学计划要根据前面数据分析的结果来进行调整和改进。在C++程序设计这门课程中，根据我们前面采集的课堂教学中的动态数据，对教学班的学习情况进行分析和评价，可以掌握各个班对课程知识点的掌握和理解程度，然后对教学计划进行相应的调整，例如我们在统计中发现在课程的冒泡排序法的章节视频被反复播放的次数较多，同时一部分同学在这个视频上停留的时长比较长，软件分析结果显示此章节学生掌握得不够好，针对这一情况，我们就专门调整计划，增加了这一章节的讲授时间，通过大量的习题使学生更好地掌握了这一算法。

同时我们也利用软件上错题分析，统计出错题率比较高的章节，分析出错题的原因，针对这一章节的重要知识点重新进行讲解，再通过做题使学生掌握该内容。作为高校的教师，我们不但在利用好大数据同时更要完成自己的角色的转变，通过数据分析的结果发现问题，通过合理地调整教学内容和进度来解决问题，真正地让学生成为课堂的主体，及时发现学生在学习过程中遇到的问题并加以解决，保证学生对知识点的掌握

4 课程评价方式的改革

当前，高校中的大部分课程的评价方式仍然采用笔试的方式，卷面的成绩用来判断和衡量一名学生对这门课程的相关知识的掌握情况，但是我们知道这并不科学和客观，在大数据的时代下学生的课程评价应该是过程性的多样性的。所以在C++程序设计这门课程中，通过学习通等软件的后台统计我们可以方便地获取到学生的过程性学习的情况，包括学生对某一知识点的掌握情况、实验的完成情况、学习进度等情况，然后依据特定的数据模型完成学生平时成绩的生成。根据C++程序设计课程的特点，采取上机考试+综合性实验的方式来评定学生对这门课的掌握情况，这样避免了试卷考试的片面性，也可以更好地检验学生的实际的编程能力。

5 需要解决的问题

利用大数据进行教学指导和设计，在实际的课程实施的过程中，也遇到了一些问题 。

（1）数据分析算法不完善

利用大数据对教学过程中产生的数据进行分析，采集的数据包括结构化数据和非结构化数据，这些数据中结构化数据处理比较容易，主要包括学生的实验成绩、作业完成情况，出勤率等，而对于非结构化数据处理起来要复杂得多，比如视频影像、学生学习积极性分析等，而且教学评价的主要内容是这些非结构化的数据。目前针对非结构化数据处理的算法并不成熟，所以会对课程评价和分析产生一些误差。

（2）数据的真实性

我们在对教学过程的数据采集所获得的数据中存在着一定的无效数据或者是虚假数据，这些数据会对我们的分析产生一定的干扰。例如，我们在统计章节视频的观看频次或停留时长时，有可能有的同学虽然反复播放但实际并没有观看，或者由于网络中断导致该内容的停留时长较长的情况，那就会对我们的分析结果产生影响。

6 结语

以上是作者利用大数据技术在《C++程序设计》课程教学中进行的教学改革尝试，基于大数据分析进行的教学能够有效地发现学生在学习课程过程中所遇到的问题，从而采取有针对性的措施和方便教師制定个性化的教学方案，虽然在实施的过程中也存在着一些问题，但是我们相信在教学相长的过程中，在大数据技术的支持下，能够做出更加理性，更加符合学生学习习惯的教学方式。

参考文献：

[1] 谭翔纬，蒋慧勇.大数据背景下的高校计算机编程类课程教学改革探讨[J].电脑知识与技术2015，8（11）：91-92.

[2] 林子雨.大数据技术原理与应用[M].人民邮电出版社，2017.

[3] 李鸿健.大数据时代计算机专业实验教学改革研究[J].现代计算机，2013（19）：29-131.

[4] 孟小峰.慈祥.大数据管理：概念、技术、挑战[J].计算机研究与发展，2013，50（1）：146-169.

[5] 阮晓龙.课程内容改革的探索与尝试[J].中国现代教育装备，2015（4）：94-97.

【通联编辑：王力】

收稿日期：2021-04-10

作者简介：赵大伟（1978—），男，吉林省四平市人，副教授，硕士研究生，主要研究方向为软件工程和大数据;通讯作者：陈刚，男，吉林省松原市人，硕士研究生，副教授，主要研究方向为系统工程。