基于大數據分析的大學數學公共課教學質量提升研究

柴艷有 林錳 王曉鶯 楊麗宏 王淑娟

摘?要：大學數學公共課是理工科專業必修的一類課程，不僅是學習其他專業課程的基礎，而且是培養學生理性思維和創新思維的重要載體，因此大學數學公共課教學質量在整個人才培養的進程中有著非常重要的地位。本文主要探討了如何基于大數據分析提高大學數學公共課教學質量，主要內容包括應重點關注的方面和可行的途徑。

關鍵詞：大數據分析?大學數學公共課?教學質量

引言

教育部于2018年6月21日在四川省成都市召開新時代全國高等學校本科教育工作會議。會議強調，堅持“以本為本”，推進“四個回歸”，加快建設高水平本科教育、全面提高人才培養能力。根據會議和相關文件精神，我們應更加重視本科教學，把提升本科教學的質量作為人才培養的重中之重來抓。而要提升本科教學質量，顯然提高各門課程的教學質量則是非常重要的一環。哈爾濱工程大學致力于培養信念堅定、人格健全、樂于探索、務實篤行的一流工程師、行業領軍人才和科學家。因此在哈爾濱工程大學這樣以工科為主的大學里，數學類的公共基礎課在所有開設的課程中所占的比例是非常大的，這是由人才培養的目標和現實的客觀需要所決定的。

大數據也稱巨量資料，是指那些大小已經超出了傳統意義上的尺度，一般的軟件工具難以搜集、儲存、管理和分析的數據。國際上通常用四個V來描述大數據的特征，即Volume（數量）、Value（價值）、Variety（多樣性）和Velocity（增速）。哈爾濱工程大學數學科學學院工科數學教研部于2017年引進了海云天網上閱卷系統，該系統能夠記錄學生各門數學課程的答卷情況、教師的閱卷情況、學生對各門課程的知識點的掌握情況等大量的數據和信息。從2016年開始，工科數學教研部還對各門公共基礎課程的考核方式進行了改革，學生一門課程的成績由完成平時作業的情況、觀看慕課和在線測試的情況以及期末考試的成績綜合評定給出，在這一過程中我們也記錄并保存了大量的數據。這兩方面的數據綜合起來，顯然符合大數據的特征。因此，要想充分提取這些大數據所包含的信息為提高教學質量服務，必須從大數據的視角采用處理大數據的特有方法來進行研究。通過大數據時代對教育模式的錘煉，不僅能夠有效地提高教學質量以及學生學習水平、積極性，對明確教學方針、教學體系建設都有著更加針對性、科學性的作用，并且能夠有效、準確地實現高瞻遠矚的教育模式。

一、國內外研究現狀分析

國外大體上從下面三個維度研究了教學質量管理：一是研究影響教學質量的一些因素，二是研究如何構建教學質量的監控體系，三是研究如何建立有效的教學質量管理保障模式。國外的這些研究在理論上比較先進，而且其中一些優秀的實際案例也是值得國內研究相關問題的學者去學習、借鑒和反思的。近幾年，國內學者也進行了大量對教學質量管理從理論和實踐兩個角度的研究，大致上也可分為三個維度：一是提高教學質量管理認識方面的研究;二是如何建立行之有效的教育教學質量保障系統研究;三是特別關注基礎教育教學質量方面的研究。大體上我們可以將國內學者在教學質量方面的研究歸納總結如下：第一，在研究熱點方面，主要研究仍集中于高等院校，特別是聚焦于構建教育質量保障體系方面的研究;第二，某種程度上存在著重理論輕實踐的情況，實證性的數據和實例較少;第三，從宏觀視角展開的研究相對較多，而從微觀角度切入的個案、訪談研究則相對較少。

二、大數據背景下提高公共數學基礎課教學質量應重點關注的方面

1.對公共數學基礎課教學質量較好的學校進行深入分析：通過文獻研究法、實地調研等方式，學習和總結公共數學基礎課教學質量較好的高校的先進經驗和做法。

2.對公共數學基礎課教學質量的評價體系進行研究：對教學質量的定義給出清晰的界定，從內容角度評價教學質量，是教學質量研究的關鍵，也是高校提高教學質量的基礎。本研究將基于學生學習和考試過程中產生的大數據，對于教學質量評價指標體系進行重新構建，使其更加科學和合理。

3.對公共數學基礎課教學質量影響因素進行研究：本研究將從教學大綱的編制、教材的編寫、教學資料的選擇、MOOC的利用、教師平時授課的情況、學生學習的狀態等方面，通過大數據進行量化分析，找出影響教學質量的關鍵因素。

4.對如何提高公共數學基礎課教學質量進行研究：在對教學質量評價體系和影響因素研究的基礎上，從學校、教研室和任課教師三個層面，分別提出建設性的建議和可行的操作方案。

三、提高公共數學基礎課教學質量的可行途徑

1.重新構建公共數學基礎課教學質量的評價指標體系：對學生各門課程和各個知識點的學習情況、參與創新創業競賽的情況、就業情況等這些與教學質量密切相關的因素和指標進行分類篩選和整理，以利于建立一套更為科學、合理評價公共數學基礎課教學質量的評價指標體系。

2.獲取研究所需要的大數據：定性指標和定量指標都應該納入公共數學基礎課教學質量的指標體系中。如何量化定性指標，如何獲取研究所需的大數據，是解決教學質量評價問題首先必須要解決的一個問題。

3.基于大數據建立公共數學基礎課教學質量評價模型：采用數學建模、數據挖掘、統計分析等方法對獲取的教學質量大數據進行分析和整理，建立符合高校公共數學基礎課教學質量實際情況的、具有更強操作性的評價模型。

4.對提高公共數學基礎課的教學質量提出合理建議：在進行充分定性和定量研究的基礎上，基于理論分析和所建立的數學模型，就如何提高公共數學基礎課的教學質量，從學校、教研室和任課教師三個層面，分別提出建設性的建議和可行的操作方案。

參考文獻

[1]陳寶生.在新時代全國高等學校本科教育工作會議上的講話[J].中國高等教育，2018，（Z3）：4-10.

[2]黃欣榮.大數據的語義、特征與本質[J].長沙理工大學學報（社會科學版），2015，30（06）：5-11.

作者簡介

柴艷有（1982.2.25—），男，黑龍江省鶴崗人，哈爾濱工程大學數學科學學院副教授，主要從事大數據與人工智能、大學數學教學等方向的研究。