吳枰

關(guān)鍵詞：協(xié)同過(guò)濾算法；微課；高職；計(jì)算機(jī)；評(píng)量

0 引言

信息化教學(xué)是現(xiàn)代教育的發(fā)展方向，微課已經(jīng)作為一種重要的教學(xué)資源應(yīng)用在了計(jì)算機(jī)通識(shí)教育的課堂上，使教學(xué)更直觀且更具針對(duì)性。但是大部分教師缺少獲取微課資源的途徑，且微課的質(zhì)量不能滿足上課需求[1-3]。例如：微課錄制時(shí)鏡頭單一、缺乏多媒體元素、沒(méi)有趣味性、時(shí)長(zhǎng)控制不到位、字幕缺失或者大小不合理、與當(dāng)前課程知識(shí)匹配不完全一致等。亟須提升教師自主開(kāi)發(fā)能力，錄制適合自己課堂需求的微課資源，做到重點(diǎn)突出，詳略得當(dāng)。目前大部分的微課資源平臺(tái)主要有兩種提供微課的方式：一種是提供搜索欄，學(xué)生可以根據(jù)自己的需求進(jìn)行搜索，搜索引擎會(huì)根據(jù)學(xué)生提供的關(guān)鍵字進(jìn)行搜索匹配。另一種是平臺(tái)按照預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)微課進(jìn)行了分類，學(xué)生根據(jù)自己的需求在相關(guān)的分類目錄下尋找。但是由于高職院校學(xué)生學(xué)情差異很大、學(xué)習(xí)能力薄弱，部分學(xué)生獲取知識(shí)的本領(lǐng)有限，不能有效的檢索到自己的需求，這就需要提供一個(gè)能夠依據(jù)學(xué)生的學(xué)情自主推薦微課資源的平臺(tái)[4-6]。計(jì)算機(jī)通識(shí)教育是一個(gè)閉環(huán)的過(guò)程，不僅要側(cè)重教學(xué)環(huán)節(jié)，更要關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)的效果，根據(jù)學(xué)習(xí)的效果及時(shí)對(duì)微課資源進(jìn)行調(diào)整[7-9]。本文首先闡述了進(jìn)行本課題研究所用到的理論基礎(chǔ)，并針對(duì)上文所提出的問(wèn)題設(shè)計(jì)了微課資源的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用平臺(tái)。實(shí)踐結(jié)果表明，本平臺(tái)可以有效地提升教師微課的自主開(kāi)發(fā)能力，使教師深入理解微課開(kāi)發(fā)的策略。同時(shí)考慮到不同學(xué)生學(xué)習(xí)層次的差異性，平臺(tái)通過(guò)整合協(xié)同過(guò)濾算法為學(xué)生個(gè)性化地推薦微課資源，豐富了學(xué)生的知識(shí)體系，使學(xué)生的學(xué)習(xí)意愿得到提升。最后，平臺(tái)要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，并及時(shí)進(jìn)行反饋，為下一步的教學(xué)改革和微課資源的調(diào)整指明了方向。

1 方法

1.1 微課資源開(kāi)發(fā)方法

微課開(kāi)發(fā)要緊緊圍繞教學(xué)內(nèi)容展開(kāi)，規(guī)范微課的設(shè)計(jì)流程，同時(shí)兼具互動(dòng)性、趣味性和創(chuàng)新性。微課的目標(biāo)并不是要展現(xiàn)出本節(jié)課程的所有內(nèi)容，而是要把課本中易于微課展示的內(nèi)容挑選出來(lái)進(jìn)行制作，用以豐富教學(xué)形式和方法。微課使用過(guò)程中需要配合試題、課件、難點(diǎn)反思和專家點(diǎn)評(píng)等，它們是一個(gè)有機(jī)的整體，不可分割。微課開(kāi)發(fā)的流程包括確定教學(xué)目標(biāo)、提取教學(xué)知識(shí)點(diǎn)、準(zhǔn)備配套素材、錄制教學(xué)視頻、對(duì)視頻進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，只有按照規(guī)范進(jìn)行開(kāi)發(fā)才能保證微課的質(zhì)量。此外，現(xiàn)階段的課堂對(duì)微課的利用進(jìn)行了延伸，從最初只是教師課堂教學(xué)講解的補(bǔ)充內(nèi)容，演變成一種互動(dòng)的工具。合理地設(shè)計(jì)好微課中的互動(dòng)環(huán)節(jié)會(huì)極大地提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，能夠?qū)崿F(xiàn)把課堂交還給學(xué)生，做到以學(xué)生為主體，增強(qiáng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和探索的意識(shí)。教師的角色更多的是引導(dǎo)而不是灌輸，學(xué)生自己主動(dòng)獲取的知識(shí)印象最深，也減少了課后知識(shí)的遺忘，從而有效地提升了教學(xué)效果。

1.2 協(xié)同過(guò)濾算法

高職院校學(xué)生獲取信息的能力薄弱，通過(guò)自動(dòng)化的推薦算法進(jìn)行個(gè)性化的推薦能有效解決當(dāng)前的困境。在推薦領(lǐng)域中，協(xié)同過(guò)濾算法是應(yīng)用最廣泛、最成熟的算法，也是業(yè)界主流的推薦模型。它是基于用戶的歷史行為數(shù)據(jù)作為依據(jù)，深度挖掘用戶的興趣信息，從而能夠從海量的數(shù)據(jù)中快速捕捉所需資源，進(jìn)而進(jìn)行精準(zhǔn)的推薦。本文協(xié)同過(guò)濾算法以學(xué)生曾經(jīng)選擇過(guò)的微課資源作為依據(jù)，充分分析學(xué)生的歷史行為數(shù)據(jù)，把具有相似選擇結(jié)果的學(xué)生篩選出來(lái)作為一個(gè)集合，把這些學(xué)生感興趣的微課資源推薦給集合內(nèi)的其他同學(xué)。如圖1所示，對(duì)學(xué)生的歷史行為數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生A和學(xué)生C都對(duì)微課資源1和2 感興趣，這兩位同學(xué)的相似性最高，從而可以初步判斷學(xué)生C感興趣的微課資源5也很有可能是學(xué)生A感興趣的，從而向?qū)W生A進(jìn)行推薦。

1.3 微課教學(xué)效果評(píng)量策略

本文構(gòu)建了四個(gè)維度的評(píng)量體系來(lái)對(duì)微課教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)量：一是學(xué)生自評(píng)維度。學(xué)生依據(jù)自己的微課學(xué)習(xí)效果進(jìn)行自主評(píng)量，自主評(píng)量雖然受學(xué)生自己的主觀性的影響較大，但是卻是不可或缺的過(guò)程，它可以實(shí)現(xiàn)學(xué)生的自我教育，使學(xué)生自己認(rèn)識(shí)到自己的不足。二是學(xué)生互評(píng)維度。這個(gè)維度的評(píng)量增加了客觀性，學(xué)生大部分的學(xué)習(xí)時(shí)間是在課堂上，課堂上是否參與微課的互動(dòng)，是否積極地回答教師提問(wèn)，注意力是否集中，這些行為都在周圍同學(xué)的關(guān)注之下，因此學(xué)生互評(píng)也是非常重要的?；ピu(píng)的全程是匿名的，學(xué)生打分的過(guò)程不會(huì)受到其他因素的干擾，從而保證了打分的準(zhǔn)確性。三是教師評(píng)量維度。教師需要記錄學(xué)生學(xué)習(xí)成長(zhǎng)過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，依據(jù)學(xué)生的作業(yè)完成情況、測(cè)試答題情況、學(xué)習(xí)進(jìn)展情況等進(jìn)行打分。四是系統(tǒng)評(píng)量維度。學(xué)生在使用微課資源平臺(tái)時(shí)，平臺(tái)會(huì)記錄學(xué)生的實(shí)際操作情況，包含學(xué)生觀看微課的數(shù)量、時(shí)長(zhǎng)、完成率和評(píng)論次數(shù)，來(lái)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行客觀的評(píng)量。最終結(jié)合四個(gè)維度的評(píng)量分?jǐn)?shù)，并依據(jù)實(shí)際情況給每個(gè)維度賦予不同的權(quán)重，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)微課教學(xué)效果的評(píng)量。

2 基于協(xié)同過(guò)濾算法的高職計(jì)算機(jī)微課資源開(kāi)發(fā)與應(yīng)用平臺(tái)的重要作用

2.1 使微課的質(zhì)量得到提升

教師明確了當(dāng)前課程的教學(xué)目標(biāo)，仔細(xì)理解好知識(shí)的難點(diǎn)和重點(diǎn)，對(duì)細(xì)節(jié)進(jìn)行提煉和重新排列，認(rèn)真準(zhǔn)備好當(dāng)前課程的課件、習(xí)題和案例等配套素材，最后通過(guò)變換選題來(lái)豐富教學(xué)內(nèi)容，保證了微課的內(nèi)容質(zhì)量。在錄課環(huán)節(jié)中教師采取實(shí)地錄像的模式，使教學(xué)的過(guò)程更真實(shí)可靠。平臺(tái)提供了攝像和視頻后期處理的專業(yè)人員來(lái)輔助，輔助的過(guò)程不僅僅是幫助教師解決技術(shù)層面的問(wèn)題，更注重傳授相關(guān)專業(yè)知識(shí)，提升教師的開(kāi)發(fā)能力。同時(shí)對(duì)視頻的質(zhì)量按照規(guī)范進(jìn)行監(jiān)督，包括清晰度、時(shí)長(zhǎng)、拍攝角度、互動(dòng)環(huán)節(jié)和字幕大小等，保證了微課的成像質(zhì)量。

2.2 利用個(gè)性化推薦的微課可實(shí)現(xiàn)分層次教學(xué)

高職院校學(xué)生基礎(chǔ)薄弱、學(xué)習(xí)能力差異很大，要針對(duì)不同學(xué)生的實(shí)際情況開(kāi)展分層次教學(xué)，才能實(shí)現(xiàn)不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)水平都能得到提升。分層次教學(xué)是一個(gè)系統(tǒng)性的操作，需要在課前預(yù)習(xí)、課堂教學(xué)、隨堂演練和課后作業(yè)等多個(gè)環(huán)節(jié)開(kāi)展?，F(xiàn)階段的實(shí)際教學(xué)中由于教師的教學(xué)任務(wù)較多，教師沒(méi)有更多的時(shí)間和精力實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性的分層次教學(xué)，只能在課后作業(yè)等部分環(huán)節(jié)進(jìn)行。但是基于個(gè)性化推薦的微課平臺(tái)的引入有效改變了現(xiàn)狀，系統(tǒng)可以結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀進(jìn)行針對(duì)性的推薦，而且微課資源的推薦是系統(tǒng)性的，包括課前、課中和課后的各個(gè)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)資源。這種教學(xué)方式尊重了學(xué)生的個(gè)性差異，對(duì)不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)效果均能有效提升。

2.3 豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)資源庫(kù)

在目前的教學(xué)中，一直都在強(qiáng)調(diào)學(xué)生是課堂的主體，要把課堂還給學(xué)生，提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。尤其在計(jì)算機(jī)通識(shí)教育中，十分關(guān)注學(xué)生的靈活變通能力和解決突發(fā)問(wèn)題能力。教師不能簡(jiǎn)單地把知識(shí)灌輸給學(xué)生，應(yīng)該讓學(xué)生主動(dòng)去探索和學(xué)習(xí)，待學(xué)生走向工作崗位后，才能獨(dú)立自主完成任務(wù)。但是大多數(shù)教師沒(méi)有充當(dāng)好引導(dǎo)者的角色，他們擔(dān)心學(xué)生自主學(xué)習(xí)的過(guò)程中不能精準(zhǔn)地把握好學(xué)習(xí)方向，或者在理解知識(shí)的時(shí)候走彎路影響學(xué)習(xí)效率。學(xué)生在尋找學(xué)習(xí)資源的時(shí)候也浪費(fèi)了大量的時(shí)間，需建立一個(gè)適合學(xué)生學(xué)情的學(xué)習(xí)資源庫(kù)，基于個(gè)性化推薦的微課平臺(tái)充當(dāng)了這個(gè)角色，保障了學(xué)生學(xué)習(xí)的資源、方向和效率。微課資源是教師依據(jù)實(shí)際情況錄制的，無(wú)論知識(shí)體系還是教學(xué)環(huán)節(jié)都是完整的，系統(tǒng)還會(huì)依照學(xué)生的學(xué)習(xí)層次進(jìn)行個(gè)性化推薦，不會(huì)存在學(xué)生看不懂微課的情況。微課資源在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中均設(shè)有互動(dòng)環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生在互動(dòng)中獲取和鞏固知識(shí)，增加了學(xué)習(xí)趣味性。

3 平臺(tái)系統(tǒng)的構(gòu)建

3.1 系統(tǒng)模型及權(quán)限劃分

本文提出的基于協(xié)同過(guò)濾算法的高職計(jì)算機(jī)微課資源開(kāi)發(fā)與應(yīng)用平臺(tái)架構(gòu)如圖2所示，主要包括微課資源開(kāi)發(fā)子系統(tǒng)、基于協(xié)同過(guò)濾算法的微課推薦子系統(tǒng)、微課學(xué)習(xí)效果評(píng)量子系統(tǒng)。教師利用微課開(kāi)發(fā)模塊進(jìn)行素材整理和微課開(kāi)發(fā)，學(xué)生利用微課推薦模塊獲取微課資源，系統(tǒng)利用評(píng)量模塊展現(xiàn)最終學(xué)習(xí)效果。系統(tǒng)的使用者主要包括三類：分別為系統(tǒng)管理員、教師和學(xué)生。系統(tǒng)根據(jù)使用者的角色劃分不同的使用權(quán)限，其中系統(tǒng)管理員擁有系統(tǒng)的最高權(quán)限，可以進(jìn)行查詢、選擇、添加、更新和刪除系統(tǒng)中的微課資源，可以對(duì)教師和學(xué)生使用權(quán)限進(jìn)行調(diào)整和限制，可以對(duì)系統(tǒng)的顯示情況進(jìn)行調(diào)整，包括每頁(yè)的字體、顏色、圖片等元素。教師可以查詢、選擇、添加和更新系統(tǒng)中的微課資源，沒(méi)有刪除權(quán)限。學(xué)生權(quán)限最小，只可以進(jìn)行查詢和選擇。

3.2 微課資源開(kāi)發(fā)子系統(tǒng)

微課資源開(kāi)發(fā)子系統(tǒng)提供了微課開(kāi)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)流程，包含確定教學(xué)目標(biāo)、提取教學(xué)知識(shí)點(diǎn)、準(zhǔn)備配套素材、錄制教學(xué)視頻和對(duì)視頻進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，全過(guò)程均由系統(tǒng)指引，教師親自制作完成。其中，確定教學(xué)目標(biāo)、提取教學(xué)知識(shí)點(diǎn)和準(zhǔn)備配套素材環(huán)節(jié)是以系統(tǒng)頁(yè)面填表和上傳文件的方式完成。錄制教學(xué)視頻和對(duì)視頻進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整環(huán)節(jié)需要教師采取實(shí)地錄像的模式，錄制完畢后需要上傳至系統(tǒng)服務(wù)器，系統(tǒng)會(huì)分配專業(yè)的視頻指導(dǎo)老師輔助進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，從而既提升了教師的微課開(kāi)發(fā)能力又保證了開(kāi)發(fā)質(zhì)量。教師最終把滿足需求的微課添加到微課資源數(shù)據(jù)庫(kù)中，如果數(shù)據(jù)庫(kù)中存在相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的微課，教師沒(méi)有刪除權(quán)限，可以點(diǎn)擊更新按鈕，原有的微課會(huì)被移入歷史頁(yè)面，以備未來(lái)對(duì)原有微課的查閱。

3.3 基于協(xié)同過(guò)濾算法的微課推薦子系統(tǒng)

基于協(xié)同過(guò)濾算法的微課推薦子系統(tǒng)工作初期是依據(jù)學(xué)生注冊(cè)時(shí)填寫(xiě)的學(xué)習(xí)層次、興趣點(diǎn)等信息進(jìn)行微課推薦，此后系統(tǒng)會(huì)記錄用戶的行為，構(gòu)建如表1 所示的微課資源評(píng)價(jià)表。其中評(píng)分權(quán)重可以依據(jù)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況進(jìn)行調(diào)整，逐步完善調(diào)整學(xué)生的信息檔案，以便更加精準(zhǔn)地定位學(xué)生的學(xué)習(xí)層次和偏好。系統(tǒng)通過(guò)構(gòu)建最近鄰用戶集合，篩選出微課推薦列表，推薦最適合的微課。

3.4 微課學(xué)習(xí)效果評(píng)量子系統(tǒng)

微課學(xué)習(xí)效果評(píng)量子系統(tǒng)構(gòu)建了四個(gè)維度的評(píng)量體系：一是學(xué)生自評(píng)維度。采取網(wǎng)頁(yè)填表的方式，共20道評(píng)量題，包含微課的觀看情況、知識(shí)點(diǎn)的掌握情況和課后自習(xí)情況等多個(gè)方面。二是學(xué)生互評(píng)維度。采取網(wǎng)頁(yè)填表的方式，共20道評(píng)量題，重點(diǎn)圍繞聽(tīng)課狀態(tài)、回答積極性和小組討論情況展開(kāi)。三是教師評(píng)量維度。采取網(wǎng)頁(yè)填表的方式，共20道評(píng)量題，重點(diǎn)關(guān)注作業(yè)完成情況、測(cè)試答題情況和學(xué)習(xí)進(jìn)展情況。四是系統(tǒng)評(píng)量維度。這個(gè)維度的評(píng)量沒(méi)有人為參與，系統(tǒng)自動(dòng)記錄學(xué)生在平臺(tái)操作的全過(guò)程數(shù)據(jù)，更加關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程效果，有效解決了學(xué)習(xí)過(guò)程效果因?yàn)榫哂袃?nèi)隱性和復(fù)雜性的特征給學(xué)習(xí)效果評(píng)量帶來(lái)的困難。數(shù)據(jù)記錄和獲取是在學(xué)生不知道的情況下悄然進(jìn)行，使數(shù)據(jù)更加真實(shí)可靠。最終結(jié)合四個(gè)維度的評(píng)量分?jǐn)?shù)，并依據(jù)實(shí)際情況給每個(gè)維度賦予不同的權(quán)重，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)微課教學(xué)效果的評(píng)量。

4 結(jié)束語(yǔ)

微課資源已廣泛應(yīng)用在計(jì)算機(jī)通識(shí)課的教學(xué)中，提高教師微課的自主開(kāi)發(fā)能力，開(kāi)發(fā)出優(yōu)質(zhì)、高效且最適合當(dāng)前課堂所需的微課資源至關(guān)重要。本文通過(guò)設(shè)計(jì)微課資源的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用平臺(tái)，其中包括微課資源開(kāi)發(fā)子系統(tǒng)、基于協(xié)同過(guò)濾算法的微課推薦子系統(tǒng)、微課學(xué)習(xí)效果評(píng)量子系統(tǒng)，可提升教師微課的自主開(kāi)發(fā)能力，能夠分層次、個(gè)性化地向?qū)W生推薦微課資源，有效地提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。