趙瑩

[摘? ? ? ? ? ?要]? 2020年全國(guó)高校開啟在線教學(xué)，在這種遠(yuǎn)程教學(xué)過程中，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用發(fā)揮了極其重要的作用。大數(shù)據(jù)技術(shù)在工程力學(xué)課程在線教學(xué)中的應(yīng)用，在提高教學(xué)精準(zhǔn)度、實(shí)現(xiàn)差異化教學(xué)等方面取得了一定成效。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 大數(shù)據(jù)技術(shù);工程力學(xué);在線教學(xué)

[中圖分類號(hào)]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2021）07-0190-02

高等教育是社會(huì)發(fā)展的基石，在大數(shù)據(jù)發(fā)展背景下，越來越多的智能化手段、信息化平臺(tái)應(yīng)用在教育教學(xué)中，以網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、線上教學(xué)為代表的云端課堂、空中課堂模式在各大高校逐漸盛行。遠(yuǎn)程教學(xué)在學(xué)生行為監(jiān)督、課堂管理上是一個(gè)難點(diǎn)，將大數(shù)據(jù)分析手段應(yīng)用到課程教學(xué)中，可有效解決這個(gè)“難題”，為提高線上教學(xué)質(zhì)量發(fā)揮重要作用。

筆者所教授課程是工程力學(xué)，本文以筆者所教授的2019級(jí)學(xué)生的線上教學(xué)為例，講述大數(shù)據(jù)分析在工程力學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用及取得的效果。

一、課程特點(diǎn)

工程力學(xué)涉及眾多的力學(xué)學(xué)科分支與廣泛的工程技術(shù)領(lǐng)域，是一門理論性較強(qiáng)、與工程技術(shù)聯(lián)系極為密切的技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)科，工程力學(xué)的定理、定律和結(jié)論廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的工程技術(shù)中，是解決工程實(shí)際問題的重要基礎(chǔ)。在高職教學(xué)中，工程力學(xué)的課程內(nèi)容主要包括靜力學(xué)和材料力學(xué)，靜力學(xué)部分注重力學(xué)基本概念、基本原理及平面力系平衡計(jì)算的學(xué)習(xí);材料力學(xué)部分重在材料的力學(xué)性能分析，研究在四種基本變形條件下材料的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性問題。靜力學(xué)部分與中學(xué)物理知識(shí)聯(lián)系緊密，學(xué)生學(xué)習(xí)接受情況通常比較良好;材料力學(xué)部分計(jì)算強(qiáng)度較大，需要學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解程度高，并且能運(yùn)用于與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合的案例，解決具體問題，學(xué)生在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時(shí)通常表現(xiàn)得很吃力。

基于課程特點(diǎn)，在采用線上教學(xué)方式時(shí)，對(duì)教師的教學(xué)方法和學(xué)生的學(xué)習(xí)自覺性都是很大的考驗(yàn)，更需要時(shí)刻關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，及時(shí)調(diào)整課程內(nèi)容和課程進(jìn)度。在工程力學(xué)課程教學(xué)中，筆者選用學(xué)習(xí)通平臺(tái)作為課程教學(xué)平臺(tái)。

二、課程創(chuàng)建

教師通過學(xué)習(xí)通校園網(wǎng)址進(jìn)入平臺(tái)完成注冊(cè)，登錄進(jìn)入教師用戶個(gè)人界面，進(jìn)入課程編輯界面—我教的課—新建課程，填寫課程名稱、教師、課程說明，再根據(jù)編制的學(xué)期教學(xué)計(jì)劃填入授課周數(shù)、周課時(shí)，平臺(tái)就會(huì)自動(dòng)生成課程單元;繼續(xù)在課程門戶中完善課程基本信息，這樣就完成課程基本框架的搭建;在課程首頁目錄中逐一開始每個(gè)章節(jié)中每節(jié)課的課程內(nèi)容編輯，完成課程創(chuàng)建后再生成課程二維碼，發(fā)布到授課班級(jí)，學(xué)生可以掃碼加入。

三、學(xué)生大數(shù)據(jù)收集與分析

大數(shù)據(jù)，指無法在一定時(shí)間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進(jìn)行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合，它消除了傳統(tǒng)的手工記錄、人腦統(tǒng)計(jì)的弊端。通過大數(shù)據(jù)應(yīng)用，可以在并不影響學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)過程的前提下，對(duì)課程信息進(jìn)行收集，實(shí)時(shí)記錄有用信息，既可以不對(duì)教學(xué)過程產(chǎn)生干擾，又可以提供準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的有效數(shù)據(jù)。

學(xué)生大數(shù)據(jù)是指通過計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息手段，對(duì)教學(xué)過程中學(xué)生的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析，使教師的教學(xué)行為和學(xué)生的學(xué)習(xí)行為都可以進(jìn)一步地完善。學(xué)生大數(shù)據(jù)具有真實(shí)有效、不可更改的特點(diǎn)。

筆者選用的學(xué)習(xí)通平臺(tái)在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析功能方面大致可分為班級(jí)統(tǒng)計(jì)、資源統(tǒng)計(jì)及課程報(bào)告三個(gè)板塊。

班級(jí)統(tǒng)計(jì)板塊是平臺(tái)收集的主要數(shù)據(jù)，可作為記錄學(xué)生參與課程學(xué)習(xí)過程的重要依據(jù)，涵蓋了課程已發(fā)布任務(wù)點(diǎn)、章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)、章節(jié)測(cè)試、課堂活動(dòng)、作業(yè)統(tǒng)計(jì)、學(xué)生管理、課程積分等11項(xiàng)數(shù)據(jù)和匯總分析。

資源統(tǒng)計(jì)主要是課程資源的基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，包含各資源類型分布及占比情況、各資源類型變化趨勢(shì)情況、視頻總個(gè)數(shù)、音頻總個(gè)數(shù)、文檔、動(dòng)畫總個(gè)數(shù)、圖片總個(gè)數(shù)等。

課程報(bào)告是平臺(tái)統(tǒng)計(jì)的課程成績(jī)分析報(bào)告、課程成績(jī)綜合情況統(tǒng)計(jì)及課程成績(jī)綜合情況對(duì)比，反映班級(jí)學(xué)生的分?jǐn)?shù)分布區(qū)間、最高分、最低分、平均分、標(biāo)準(zhǔn)差、及格率、優(yōu)良率等情況。在這個(gè)板塊還有兩個(gè)平行班級(jí)的成績(jī)對(duì)比情況。

四、學(xué)生大數(shù)據(jù)分析在課程教學(xué)中的應(yīng)用

（一）基于大數(shù)據(jù)分析提高教學(xué)精準(zhǔn)度

提高教學(xué)精準(zhǔn)度的關(guān)鍵在于通過大數(shù)據(jù)對(duì)教學(xué)過程的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，并且有效保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，有效提升數(shù)據(jù)采集的效率。

在課程教學(xué)實(shí)施了一段時(shí)間后，教師可在上述學(xué)習(xí)通平臺(tái)的班級(jí)板塊，通過察看課程完成情況、章節(jié)學(xué)習(xí)記錄等方式掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)效果，比如在4月時(shí)，75%以上的學(xué)生可以同步課堂教學(xué)進(jìn)度，并且在4月13日至4月23日時(shí)間段課程訪問量最多達(dá)到了501次，這說明學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性高、學(xué)習(xí)情況良好，在下一步教學(xué)中可以按照學(xué)期授課計(jì)劃繼續(xù)實(shí)施。

此外，教師利用平臺(tái)數(shù)據(jù)分析功能，開展在線調(diào)研，統(tǒng)計(jì)學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)的反饋情況，精準(zhǔn)定位教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)。教師將每個(gè)章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)羅列出來，在每次課后開展章節(jié)知識(shí)點(diǎn)調(diào)研。學(xué)生根據(jù)自己對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解、掌握情況進(jìn)行等級(jí)評(píng)分，這樣學(xué)生通過自評(píng)找到學(xué)習(xí)中的不足。教師通過調(diào)研統(tǒng)計(jì)結(jié)果了解學(xué)生的整體情況，反思教學(xué)過程中的不足和問題，及時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)內(nèi)容。比如在第2.5節(jié)“物體的受力分析與受力圖”知識(shí)點(diǎn)調(diào)研數(shù)據(jù)中反映80%的學(xué)生沒有掌握這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，說明后續(xù)教學(xué)中需要重復(fù)和強(qiáng)化這部分的內(nèi)容。因此，筆者專門開設(shè)了“二力桿/二力構(gòu)件的判定”專題講解，在討論區(qū)發(fā)起了關(guān)于此知識(shí)點(diǎn)的討論，解答學(xué)生的疑惑，并且在作業(yè)區(qū)補(bǔ)充含有二力桿/二力構(gòu)件的物體、物體系統(tǒng)受力圖分析。如此可以將學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到的難點(diǎn)各個(gè)擊破，有效提高教學(xué)精準(zhǔn)度。

（二）基于大數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)差異化教學(xué)

在高職階段工程力學(xué)的傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，學(xué)生信息反饋相對(duì)滯后，教師對(duì)學(xué)生情況的了解有局限性，很難實(shí)現(xiàn)差異化教學(xué)。不同于此，在2019級(jí)的在線教學(xué)中，教師通過學(xué)習(xí)通平臺(tái)調(diào)用每位學(xué)生各個(gè)時(shí)間段的行為數(shù)據(jù)，發(fā)掘?qū)W生的個(gè)體差異，針對(duì)不同水平的學(xué)生推送不同難度的學(xué)習(xí)內(nèi)容，進(jìn)行差異化教學(xué)。

教師在班級(jí)統(tǒng)計(jì)板塊調(diào)用學(xué)生的學(xué)習(xí)報(bào)告情況，發(fā)現(xiàn)排名在前的學(xué)生普遍存在考核成績(jī)優(yōu)秀、課程完成情況良好、課堂活動(dòng)參與度高等的特點(diǎn)。針對(duì)這部分“優(yōu)生”，教師在作業(yè)區(qū)以按人推送的方式推送題型靈活、難度系數(shù)較大的題目，并且設(shè)置“允許多次作答取歷史最高成績(jī)”。此外，教師在資料區(qū)上傳擴(kuò)展閱讀、新課課件等，給學(xué)生的課余學(xué)習(xí)提供充足的資源。這樣的培養(yǎng)方式可以提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

相反，課堂報(bào)告反映排名靠后的學(xué)生普遍存在學(xué)習(xí)參與度低、出勤率低、考核成績(jī)差等特點(diǎn)，說明這部分學(xué)生自覺性差、積極性不高，基礎(chǔ)差甚至還沒有入門。針對(duì)這種情況，教師通過學(xué)習(xí)通平臺(tái)的“教學(xué)警示”功能對(duì)這部分學(xué)生發(fā)布預(yù)警，端正其學(xué)習(xí)態(tài)度，同時(shí)加強(qiáng)線上溝通和定期考核，推送基礎(chǔ)作業(yè)題、作業(yè)詳解及教學(xué)視頻，督促他們盡快趕上教學(xué)進(jìn)度。

（三）基于大數(shù)據(jù)分析科學(xué)地設(shè)置考核機(jī)制

在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中教師對(duì)學(xué)生的過程性考核通常缺乏全面性，部分學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)不積極、作業(yè)抄襲，考前突擊復(fù)習(xí)依然能獲得較好的成績(jī)，教師在教學(xué)過程中很難調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。在線教學(xué)中我們利用大數(shù)據(jù)分析可對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的全過程進(jìn)行記錄和分析，作為學(xué)生綜合成績(jī)的重要依據(jù)，線上綜合成績(jī)納入期末總成績(jī)，這樣的考核機(jī)制更客觀、更公正、更合理。

筆者在2019—2020Ⅱ?qū)W期工程力學(xué)課程考核中實(shí)行的是“線上綜合成績(jī)40%+線下期末考試成績(jī)60%”的考核機(jī)制。通過在學(xué)習(xí)通平臺(tái)成績(jī)管理板塊，利用成績(jī)統(tǒng)計(jì)、權(quán)重設(shè)置功能設(shè)置，將作業(yè)、課堂互動(dòng)、簽到、課程音視頻、章節(jié)測(cè)試等分別設(shè)置一定占比，最后平臺(tái)匯總得出綜合成績(jī)Ⅰ。同時(shí)為了突出平時(shí)學(xué)習(xí)參與的重要性，學(xué)生參與課堂活動(dòng)每次可獲得5個(gè)積分，每位學(xué)生的課程總積分乘以10%作為綜合成績(jī)Ⅱ，線上綜合成績(jī)=綜合成績(jī)Ⅰ+綜合成績(jī)Ⅱ。這樣能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，打消學(xué)生臨時(shí)抱佛腳的心態(tài)，提高學(xué)生的重視度。

綜上，在工程力學(xué)課程教學(xué)中利用大數(shù)據(jù)分析手段，在提高教學(xué)精度、實(shí)現(xiàn)差異化教學(xué)等方面筆者找到了一些方法，取得了一定的成效，但在此過程中也發(fā)現(xiàn)了一些問題和不足，還需在未來不斷的實(shí)踐和探索中尋求解決的思路和對(duì)策。

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編輯 李 爭(zhēng)