基于大数据的高水平专业群实践教学质量监控体系的构建

朱永君，蔡彬彬，宋楚平

（1.南京科技职业学院 信息工程学院，江苏 南京 210048；2.江苏工程职业技术学院 建筑工程学院，江苏 南通 226006）

在以大数据、人工智能技术为代表的第四次工业革命推进过程中，基于大数据的“智慧+”在各行各业中都发挥出了重要作用，促进了工业技术的融合、创新与发展，提升了商业服务水平，改变了传统的农业生产模式。在此背景下，教育也不例外，以大数据、智能化为引领，建设并完善教育教学质量监控体系是促进学校内涵发展、提升学生培养质量的必然诉求。高职院校在建设高水平专业群过程中，基于大数据重构专业群实践教学质量监控体系，不仅可以拓展传统专业实践教学监测的边界，解决教学质量监测难、监测效率低、时效性差的问题，还可以优化专业群实践教学质量监控流程，从整体上提高监控制度建设水平，形成相对完善的实践教学质量监控与诊断系统，为保证实践教学效果、提升学生的实践技术技能水平提供制度保障。

一、高水平专业群实践教学质量监控面临的主要问题

专业群作为一种跨专业、融行业、涉部门、共资源的教育教学组织形式，打破了原有专业之间的边界，重组了不同专业的师资、课程、设备、场所等资源。以南京科技职业学院省级专业群“化工装备技术”为例，该专业群以化工装备技术专业为龙头，包含数控技术、电气自动化技术、工业过程自动化技术、云计算技术与应用4个专业，以专业集群思想统筹开展实践教学质量监控是实现各专业建设目标的重要举措。实践教学作为高职教育教学的重要组成部分，是培育学生职业素养，提高学生实践能力的重要途径，也是凸显高职院校办学特色和质量水平的重要内容。以专业群的视角来统一评估群内专业实践教学效果、衡量实践教学建设水平是一件困难的事情［1］，主要表现在以下几个方面。

（一）专业群实践教学监控体系基础数据的缺失

前期的实地调研和数据分析是构建质量监控体系的基础。就目前而言，高水平专业群实践教学的质量评价尚未经历一个完整的建设周期，仍处于一边建设、一边探索的状态。专业群实践教学监控困难的一个重要原因是评价基础数据的缺失。物联网、VR/AR设备和数字化平台等新一代信息技术在实践教学场所中的应用还远远不够，数据源的基础建设还很薄弱；再者，如何有效利用大量实践教学数据，还亟待从指标体系和评价标准等方面进行顶层设计。如果没有完备合理的顶层设计，专业群实践教学质量监控很容易陷入“评而无效”的尴尬局面。所以当务之急是在构建专业群监控体系的同时，建立畅通有效的数据统计途径，采集各项教学实践活动反馈数据，为质量监控体系的设计建立数据基础。

（二）群内各专业实践教学“物理隔离、各自为政”

专业群组建的初衷是要对接产业链或岗位群，以共同的技术基础来打通各专业理论研究和实践教学壁垒，最终实现“1+1＞2”的建设效果。但现实情况是，各专业的实践教学仍然归属于不同的系部，教学资源共享度不高，实践教学条件相融性不强，群内各专业不能相互配合，难以形成优势互补和相互支撑的体系，其根本原因在于缺乏集群的协调机制和统一指挥机构，学校教务部门缺乏通盘考虑，没有将专业群实践教学纳入群管控的统一体系，没能从本质上对各专业的实践实训教学模式进行创新改造，一定程度上助长了各专业实践教学分裂的局面，如此一来，很难实现专业群实践教学的建设目标。

（三）各种实践教学活动信息孤立化

在专业群实践教学体系中，既有基础共享的实训实践课程，如计算机应用操作、人工智能创新教育等，又有高阶互选的实习实训和拓展课程，如1+X技能考证、创业实践指导等。这些实践教学信息目前还没有实现互联互通，缺乏基于群管理的统一数据接口，信息孤岛的现象依然存在。职业能力递进训练衔接不畅，实践教学制度落实的形式化、表面化问题突出，很难从数据层面对实践教学建设成效做出相对科学和令人信服的诊断和改进。

二、高水平专业群实践教学质量监控体系构建原则

（一）以学生为本的导向原则

学生是课堂教学的主体，教师是教学过程的引导者和组织者。在构建基于大数据的高水平专业群实践教学质量监控体系的过程中，需坚持以学生为本设计监控体系，聚焦学生实践教学活动环节，关注学生实践能力的自成长，为学生的职业生涯发展设计监测路线和测量维度［2］。学生作为独立的个体，不仅是教学质量监控的对象，也是构建监控体系的主体和利益相关者。质量监控体系要在一定程度上体现学生的意志和思想。如此，才可使学生发自内心地尊重和遵守监控规则，保持对监控体系的敬畏之心，形成良好的育人体制和实践教学环境。

（二）可操作性的设计原则

随着物联网、人工智能技术和大量智能仪器、设备在实践教学中的运用，共享型、开放型、互动性和自主性的实践教学模式应运而生。实践教学中会催生出海量的行为数据，大量、杂多的数据会给实践教学质量监控平台带来数据异构、虚实相伴、观测点繁多等问题。倘若能将可操作性作为设计原则之一，对评价指标进行适度的简化和优化，则能大大提高质量监控保障，从根本上促进高水平专业群实践教学质量监控工作的开展和建设。

（三）多主体参与的管理原则

专业群实践教学质量监控体系设计是一个系统工程。无论是主管领导，还是普通教师和学生，都是体系设计的参与者和建设者。所以，应以群的观念、群的视角、群的思维来指导实践教学质量监控体系的构建工作，引导各级教育教学人员乃至广大学生都参与到质量监控体系的设计中，按监测主体制定相应的评价指标，明确管理人员、教师、学生在监控过程中的角色和责任担当。每个主体都应积极为监测活动出谋划策，自觉接受校方、其他教师和受教学生的监督和评测［3］，以此保证实践教学质量监控体系不断完善和成长。

（四）闭环反馈的监控原则

就传统专业实践教学质量监控而言，由于受限于数据割裂和信息技术水平，无法及时对教学活动所产生的各种信息进行收集、整理和反馈，从而直接导致质量监控的目标链和标准链脱节，各链层级上呈现松散的状态。所以，在基于大数据构建高水平专业实践教学质量监控体系的过程中，必须将闭环反馈作为监控原则。充分利用学校智慧校园管理信息平台，搜集、加工、处理实践教学活动中产生的各种数据，将监控流程与反馈机制融合起来，实现全闭环的监测、反馈、改进和再监测，做到全员参与，全过程覆盖，全方位联动。

三、专业群实践教学质量监控体系的构建

经过多年的信息化改造，专业群教学资源、仪器设备和实习实训基地等方面的不断投入，以及高职院校数据采集与管理平台的完善和使用，实践教学数据虽体量庞大，但管理日趋规范，这为实践教学体系的构建奠定了数据基础［4］。针对实践教学的薄弱环节和观测盲点等问题，运用大数据思维和人工智能技术，以质量监控指标为框架，笔者构建了专业群实践教学质量监控体系（如图1），对重要环节加强管理，监测实践教学目标的达成度，促使实践教学质量螺旋上升。

图1 专业群实践教学监控体系

（一）教学监控标准链

专业群的实践教学监测要遵循一定的质量标准和行动指南，这些标准和指南既要适用于专业群内的不同课程，又要涵盖实践教学中涉及的诸多要素，如实践教学条件、学生操作规程、教学考核标准等，形成内容关联、互为支撑的实践教学监测标准体系。这其中，专业群实践教学培养方案是技术技能人才培养的纲领性文件，对实用型人才培养质量具有举足轻重的意义，尤其是实践教学项目设计、课时安排、评价标准和师资条件等都是要重点关注和对标的地方。实践规章制度是维护实践教学秩序、保障教学质量的行动遵循，包括仪器设备操作规范、实习实训室安全管理、教学人员守则、质量评价及管理制度、实践教学效果监督制度等，其为实践教学质量提供制度保障。实践课程标准对教学的过程与目的、方法与要求、考核与评价做出的总体设计和规划，是提升实践课程教学质量的重要保证。教学监测指标是对影响实践教学质量的主要因素进行观测的维度和点位，考察学生的知识、能力、学法以及职业素养等方面的状况，客观掌握学生实践学习的现状和成效，为改进教学提供依据。

（二）教学监控目标链

实践教学目标链要对标人才培养标准链，依据专业群的实践教学条件、设备运行状况、课程资源和学情特点，构建一个层级分明、定量与定性结合、易于观察测量、内容一体化、覆盖整个课程教学周期的相对独立的监测目标体系。目标链上接标准链，是标准链在具体实践课程上所设计的监测方案，二者既相向而行，又互为联通；目标链下接实践教学评价指标，链上的评价指标通过监测活动的启动实时变化，在智慧平台的支持下实现“自动监测—提前预警—自我诊断—适时改进”的迭代监测，获取实践教学评价指标各观测点的数据，并进行实时分析，以便及时发现实践教学中出现的问题，督促相关部门或师生按照目标链改进其教学措施，从而构建实践教学工作的循环监测体系。

（三）质量监控保障系统

监测活动是目标链在实践教学监测中的落实和具体表现，包括监测、预警、诊断和改进四个环节。这里的监测是指运用新一代信息技术，按照目标链中的监控指标体系来记录教学活动数据，如学习者的参与度、学习完成率、评测成绩，教师的资源整合数量、考核方法、作业布置，仪器设备的运行情况以及师生反馈的意见和建议等。这些监测数据相对真实地反映了实践教学的运行情况，发现数据里隐藏的教学规律、学习模式和存在的问题，可为后续的预警、诊断和改进提供有价值的参考依据。这里的预警是指根据目标链中各观测点的阈值和预警研判条件，对师生教学活动主动进行个性化的警情提示，促使师生能够自觉纠正自己的实践教学行为和态度。这里的诊断是指利用智能实践教学平台中的实践教学诊断库，根据警情数据特征和预警类别来追根溯源，进一步帮助师生找到导致预警的原因，定位与目标链产生偏差的根源。改进是监测活动的最高阶段，是指根据诊断结果，找到师生可加改进的地方，利用智能平台中的改进建议库，以短信或邮件等方式向师生推荐改进建议和学习鼓励，以达到师生个体的实践教学质量螺旋上升的目的。

（四）智能监控管理云平台

为解决专业群实践教学视性差、分布广、协同少、监督难等种种痼疾，破解现有实习实训教学设备资源相对分散、协同运行成本高、教学方法和手段单一等问题，专业群智能监控管理平台按照实践教学场景和教学过程可视化、立体化、可交互的要求，力图实现“教学、资源、运行”的云管理。管理平台可提供基于云系统支持的资源建设、实训教学、企业培训、技术服务、质量评价、绩效考核等一体化解决方案，这样一来，教学管理人员无需理解平台的物理结构和系统细节，可以将更多的时间和精力用来关注实训教学的资源调配、过程监控和绩效考核。例如，平台可以将原本分散在各系部的实践资源，按照专业群建设方案和实训教学协同要求进行专业群内训练设备、虚拟仪表仪器和云算力等资源的筛选匹配，平衡实训成本、优化性能。另外，云平台遵循“校企共建、群内共享”的价值理念，集中群内优势资源和师资力量，做好资源建设和应用开发，以云端大数据规范专业群实践教学的绩效考核，简化实习实训程序管理和运行机制，确保云管理平台的高质量协同运行和低成本稳定运转，充分发挥云平台的“考、管、评”的开放、协作、共享功效。更重要的是，云平台可以利用虚拟仿真、人工智能和大数据挖掘等技术支持学习者使用手机、Web浏览器、3D眼镜等虚拟终端开展线上实训，提升学习者的实践学习体验，自动生成学习画像，提供实践教学质量智能考核功能，按需开展实训教学的质量监控和绩效考核智能分析，及时发布警情，主动提示管理人员采取措施，不断改进教学行动方案，打造人人能参与、处处可监督、时时可反馈的实训教学监测新模式。

四、结语

高水平专业群实践教学质量监控体系的构建，为专业群共建共享实践教学资源提供了行动框架，特别是为真正落实专业群建设目标、发挥各关联专业的集群效应进行了顶层设计。专业群实践教学质量的监控活动本身是一个不断动态变化的过程，涉及的设备资源、评价对象和状态数据都因时而变，本文所设计的监控体系还需在高水平专业群实习实训基地建设和课程实施中进行检验和改进，以达到监控体系质量和学生发展质量的和谐统一。展望未来，各院校应紧密围绕产业链和岗位链，瞄准实践教学的痛点和难点，精心设计实践教学监控指标体系，打造实践教学质量监控的标准链和目标链，理顺监控流程，充分体现“共建、共享、共管、可测、可评、可控”的实践教学监控理念，形成监测、预警、诊断和改进四位一体的监控活动，打造智慧型质量监控云平台，助力培养德才兼备、知行合一的高素质技术技能型人才。