大數據與高校計算機公共基礎課教學改革

陳琨

摘 要 在大數據時代背景下，傳統的計算機公共基礎課程教學必須做出相應改革，以順應時代的需求和教學的需要。利用大數據可有效地對教學內容和教學模式進行調整，從而獲得更好的教學效果。

關鍵詞 大數據 計算機基礎課 教學改革

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2017.07.061

大數據時代的來臨，給世界帶來眾多的沖擊，如何適應這個時代，充分利用大數據的特點，與時俱進、不斷創新，是各行各業都面臨的挑戰。

1 大數據時代背景

進入二十一世紀，數據呈爆炸性膨脹狀態。如今的數據量已經從過去的TB級別，上升到了PB、EB甚至ZB級別。研究表明，2008年人類大約存儲了超過500EB數據，而到了2011年，數據量已經達到了1.8ZB。根據IDC公司的預測，每過兩年全球的數據量將會翻一番，到2020年數據量將達到35ZB?！叭缃?，只需兩天就能創造出自文明誕生以來到2003年所產生的數據總量”。信息爆炸已經積累到了一個開始引發變革的程度。

人們用“大數據（big data）”一詞來描述信息爆炸時代那些數量龐大到無法用人工進行處理的海量數據及與之相關的技術。從各種各樣類型的大數據中，人們可以快速獲得有價值的信息，并據此作出相應決策。

大數據時代已經悄然來臨。在這個時代，人們需要學會用大數據分析問題、解決問題，讓大數據成為促進學習、生活與工作的利器。

2 高校計算機公共基礎課程教學現狀

當前，全國高校普遍開設了計算機公共基礎課程，計算機基礎教育在高校收到前所未有的重視。然而，由于諸多因素的影響，高校計算機基礎課程的教學效果卻往往不盡如人意，難以達到預期的目的。主要存在以下幾個方面的問題：

（1）不同學生的基礎差異。一般來說，計算機公共基礎課的授課對象是大一新生，而由于地區、環境、家境等因素的影響，不同的新生對于計算機基礎知識的了解和應用能力都有著很大的不同。有些新生在進入大學之前就基本掌握了計算機的一般操作，而有些新生（尤其是一些農村地區、家境貧寒的學生）卻連計算機都沒有接觸過，沒有任何基礎，起點低。

（2）班級制教學導致無法因材施教?，F有的教學模式是教師同時面對一個班級的所有學生，使用統一的教材、采用同一個標準進行教學，屬于“一刀切”的模式，無法根據學生之間的差異采取不同的教學措施，就會出現有些學生聽不懂，而有些學生覺得過于簡單的現象。

（3）學生計算機操作能力較好、理論水平較差。很多學生能掌握基本操作和應用，但對于一些基本的計算機理論知識似懂非懂、模糊不清。例如，對內存跟外存的概念和功能分不清，將硬盤跟內存混為一談等。

（4）教學過程不是以“學”為主，而是以“教”為主。教師在課堂上以“填鴨”方式將知識灌輸給學生，學生只能被動接受，沒有自主思考和自主學習的時間。長此以往，學生不僅容易對學習喪失興趣，而且也失去了質疑和創新的精神。

3 利用大數據促進高校計算機公共基礎課程教學改革

大數據與傳統數據相比，具有數據量大、類型多、展現方法多、時效性要求高等特征，這些特征正好可以適應人們個性化和人性化的學習要求。

大數據技術使得建立覆蓋學生學習過程中所有要素的信息庫成為可能。隨著各種數字材料、數字設備在教學過程中的應用越來越廣，整個教學活動越來越多地呈現出數字化的特征，例如，知識點可以被數字化并與試題建立聯系，學生每次答題的背景、過程和結果包括答題時間、答題步驟、答對的題和答錯的題等，以及學生在課堂學習過程中的各種行為表現，都能被詳細記錄下來。這些信息讓教學分析變得更加容易。比如，可以利用計算機統計出來，哪些知識點對于學生來說較難掌握，哪些概念容易被學生混淆，學生在學習哪些內容或完成哪些習題時花費的時間較多等等，這些信息都成為為教師推薦更好的改進措施和為學生推薦更適合的學習方法的依據。

同時，教師的直覺和經驗不再是解決教學問題的關鍵。大量的對于各種教學問題的描述，以及針對這些問題的可行方案的記載，為解決問題提供了依據和參考。通過將教學過程中的各種問題、各種解決方法及其效果記錄下來，可以利用計算機對問題及其解決方案進行分析，當這種記錄與分析達到一定數量時，就能找到在遇到類似問題時的最佳處理方案，為別的教師或遇到類似情況時提供參考。

3.1 教學內容的調整

通過對學生學習情況的數據進行分析，可以對現有的教學內容進行增加、刪減，可以調整授課時的側重點，對于學生普遍容易掌握的知識點可以少講或不講，而對于學生普遍感覺理解困難的地方，如一些比較抽象的理論知識點，則可以采用增加講解時間、提高講解詳盡度、補充相關知識等方式，使學生更易理解和吸收。

此外，教師和學生都應該掌握一些大數據技術相關知識。學生學會對數據資源進行記錄、分析和處理，并將它們應用于未來發展和學習規劃的制定上。為此應在教學內容中增加大數據技術及其應用的章節，增加介紹一些通俗易懂的數據分析和處理軟件的章節。

3.2 教學模式的改變

在大數據時代，教師授課的重點除了備課和講授，更應放在課后對學生學習數據的分析上，并據此調整教學策略。通過大數據，可以對學生的學習行為、學習習慣、學習難點、認知能力的高低等進行分析評價，找到不同學生的薄弱環節，形成適合不同學生的教學策略，彰顯個性化，突出學生在學習過程中的主體性，做到真正的因材施教。同時可以研究學生行為的內在聯系，找出教學過程中的規律，改進教學方式，提高教學效率。呈現“備課-講課-記錄/測試-分析-調整”的模式。

3.3 實現過程中的關鍵之處

要利用大數據進行分析和決策，先要收集足夠大的數據。因此需要一套方便、快捷、又能捕捉到學習過程數據的工具，要能獲得有關每個學生的準確的學習信息，使用時又不會過度干擾正常的授課和學習過程。同時，還需要一套有效的評估分析工具，用于分析數據，評估學生的學習情況、教學策略的有效性及提出合理建議。endprint

可以自主研制、也可以利用市面現有的一些在線智能教學平臺來進行數據的收集和分析。無論用何種平臺，都應具有以下功能：

（1）提供大量的教學和練習單元。學生可以根據自己的情況，按照自己的節奏和方式決定如何學習、如何練習以及學習的重點內容。

為了更好地實現學生的個性化學習，可以利用一些新興的教學手段，例如微課。微課的主要組成部分是教師教學的視頻，同時還包含與該教學主題相關的資料、素材和練習。既跟前后知識點有一定聯系，又是一個個獨立的小單元。將微課資源分享到網上平臺后，學生自己選擇學習時間、學習地點、學習內容，聽不懂的地方可以隨時重放、重學，可以自行選擇要練習的習題或項目，不會做的部分可以查閱參考答案。

（2）以數字化形式記錄下學生學習的軌跡。比如，學生學習了哪些單元、學習了多長時間、選做了哪些單元的哪些習題、做每道習題所花費的時間、是否查閱了參考答案，等等。這些數據是評估和改進教學的基礎及依據。

（3）根據記錄的各種數據進行測評分析。比如，哪些內容是學生普遍學習時間較多、重學次數較多的，哪些內容經常被學生直接跳過不學，哪些習題的解答正確率較高、哪些習題被查閱答案的次數較多等等。通過這些分析和評估，可以做到有的放矢，對教學內容、習題和練習、講解方式和手段等做出針對性的調整。由此可以得到“備課-錄制并分享-記錄/測試-分析-調整”的教學模式，其最終目的是尋求更好的教學效果。

這些都是在過去的年代無法做到的，大數據時代對于海量數據的應用將會徹底地改變當前的教學方式。

4 小結

在大數據時代背景下，傳統的教育思維受到沖擊，教學模式、教學內容、教學方法都將發生巨大的改革和轉變。以數據分析為主的決策分析在教學過程中扮演著越來越重要的角色，也必將深度改變高校計算機公共基礎課程的教學。

參考文獻

[1] 章沛軒.一本書讀懂大數據， 北京華閱時代文化發展有限公司，2015.

[2] 金陵.大數據與信息化教學變革，中國電化教育，2013（10）：8-13.

[3] 魏星等.大數據與分析論驅動醫學院校計算機基礎教學新模式研究，西北醫學教育，2015.23（5）：823-827.

[4] 梁文鑫.大數據時代——課堂教學將迎來真正的變革.北京教育學院學報（自然科學版），2013.8（1）：14-16.endprint