梁曉琦 何佩軍 藏鴻雁

摘要：移動通信技術(shù)的快速發(fā)展和智能手機的普及，為移動學(xué)習(xí)創(chuàng)造了良好的外部環(huán)境；物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，推動著教學(xué)模式創(chuàng)新。開放大學(xué)的課堂教學(xué)正在向線上線下融合的智慧教學(xué)轉(zhuǎn)型。以程序設(shè)計Ⅱ課程為例，采用項目式教學(xué)法，對教學(xué)數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析，進(jìn)行基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的線上線下融合教學(xué)設(shè)計與實踐，取得一定成效，相關(guān)成果將為開放大學(xué)教學(xué)改革提供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)驅(qū)動；線上線下融合；智慧教學(xué)

中圖分類號：G642? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2023）31-0154-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID） ：<G：＼飛翔打包文件一＼電腦2023年第三十一期打包文件＼6.08xs202331＼Image＼image6.png>

0 引言

移動通信、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)在教育領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，推動著教學(xué)模式創(chuàng)新，日常教學(xué)正在從傳統(tǒng)課堂向智慧教學(xué)轉(zhuǎn)型。智慧教學(xué)的優(yōu)勢在于將過程中產(chǎn)生的大量教與學(xué)的數(shù)據(jù)，通過統(tǒng)計、分析、應(yīng)用，有助于教師更全面地了解學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況，進(jìn)行精準(zhǔn)化教學(xué)與個性化指導(dǎo)。近年來，上海開放大學(xué)及系統(tǒng)分校建設(shè)了智慧校園和智慧學(xué)習(xí)分中心，總分校的智慧學(xué)習(xí)場景和智慧校園管理平臺越來越多地應(yīng)用于教學(xué)與管理、人臉信息采集和視頻人臉表情識別等技術(shù)使得隨時收集學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)成為可能。通過查看和分析學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，獲取其課程學(xué)習(xí)路徑和學(xué)習(xí)者畫像等，開展個性化輔導(dǎo)和個別化教學(xué)有了技術(shù)保障，基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的線上線下教學(xué)具備了基礎(chǔ)環(huán)境和支撐平臺。上海開放大學(xué)學(xué)員以成人為主，利用業(yè)余時間進(jìn)行線上線下學(xué)習(xí)。線上學(xué)習(xí)主要通過上海開放大學(xué)在線學(xué)習(xí)平臺來完成，該平臺為學(xué)員、教師、輔導(dǎo)員和教學(xué)管理人員提供一站式管理服務(wù)，可開展線上學(xué)習(xí)、直播、小組討論、練習(xí)、作業(yè)、研討等教學(xué)活動。線下教學(xué)通常在多媒體教室、計算機房、實訓(xùn)室等學(xué)習(xí)場所進(jìn)行，包括面授輔導(dǎo)、師生研討、課程實踐等形式。本文以程序設(shè)計Ⅱ課程為例，開展基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的線上線下融合教學(xué)模式的設(shè)計與應(yīng)用研究。

1 線上線下融合教學(xué)設(shè)計

1.1 支撐理論與教學(xué)理念

1） 建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論

建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)習(xí)者的知識是在一定社會文化背景的情境下，借助教師和學(xué)習(xí)同伴的幫助，使用特定的學(xué)習(xí)資料，通過意義建構(gòu)的方式獲得的[1]?；诮?gòu)主義理論發(fā)展出一系列較為成熟的教學(xué)方法，如強調(diào)教學(xué)情境的拋錨式教學(xué)、設(shè)計并提供概念構(gòu)架以進(jìn)行持續(xù)建構(gòu)的支架式教學(xué)、對同樣的教學(xué)內(nèi)容以不同的時間與情境多次開展教與學(xué)的隨機通達(dá)式教學(xué)等[2]。在本研究的教學(xué)設(shè)計與實現(xiàn)過程中，根據(jù)課程特點，結(jié)合項目開發(fā)特點，加入情境設(shè)計，并通過項目小組協(xié)作共同完成，實現(xiàn)對課程知識體系的構(gòu)建。

2） 項目化教學(xué)

項目化教學(xué)以項目為載體、以典型職業(yè)工作任務(wù)為核心，教師為引導(dǎo)，學(xué)員為主體[3]，注重將理論融入實踐教學(xué)，重視發(fā)揮學(xué)員的主觀能動性和團結(jié)協(xié)助精神，通過學(xué)員自主探究，做中學(xué)、做中想、做中悟，將理論知識內(nèi)化為實踐經(jīng)驗，提升學(xué)員解決問題能力以及創(chuàng)新能力。

在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計上，根據(jù)課程特點，結(jié)合學(xué)期初問卷調(diào)查結(jié)果，以電子商務(wù)網(wǎng)站的規(guī)劃、設(shè)計為目標(biāo)設(shè)計項目，具體包括電子商務(wù)網(wǎng)站的需求分析、可行性分析、總體設(shè)計、數(shù)據(jù)庫設(shè)計，模塊功能設(shè)計與開發(fā)、系統(tǒng)功能測試等環(huán)節(jié)。

在行動方面，學(xué)員是學(xué)習(xí)的主體，在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行探究性活動，采用資料查閱、調(diào)研等的方法，了解主流電子商務(wù)網(wǎng)站功能，利用相關(guān)的資源以解決項目中的問題。由3-5名學(xué)員自由組合，成立項目小組，推選組長，由組長召集小組成員討論計劃任務(wù)與分工，定期交流項目進(jìn)展情況，分工協(xié)作完成項目。

在情境方面，設(shè)計的項目為電子商務(wù)類網(wǎng)站，由項目組根據(jù)調(diào)研結(jié)果，結(jié)合所從事的工作和興趣愛好，按類別設(shè)計開發(fā)電子商務(wù)網(wǎng)站，構(gòu)建基于采購、庫存、訂單、結(jié)算全流程任務(wù)情境。教師提供完成項目學(xué)習(xí)的參考教學(xué)資源，項目小組根據(jù)教學(xué)的要求和任務(wù)，主動探究，分工合作解決問題。

3） 數(shù)據(jù)驅(qū)動教學(xué)

數(shù)據(jù)驅(qū)動，是以數(shù)據(jù)為中心依據(jù)進(jìn)行決策和行動。近年來，伴隨大數(shù)據(jù)技術(shù)在教育領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展與應(yīng)用，數(shù)據(jù)正在成為推動課堂教學(xué)創(chuàng)新的關(guān)鍵性力量，而智慧校園的產(chǎn)生與運用為全維度、全流程教學(xué)數(shù)據(jù)的采集提供了便利條件[4]。數(shù)據(jù)驅(qū)動教學(xué)范式下，教師與學(xué)生使用文字、圖片、聲音、視頻以及虛擬場景來完成教與學(xué)，教師和學(xué)員的各種行為數(shù)據(jù)以數(shù)字化的形式存儲下來；借助數(shù)據(jù)挖掘與統(tǒng)計分析技術(shù)，為教師的教學(xué)和學(xué)員的學(xué)習(xí)提供更準(zhǔn)確、及時、全面的支持。

4） 線上線下融合教學(xué)

線上線下融合教學(xué)強調(diào)以學(xué)習(xí)者為中心，通過技術(shù)手段打通線上和線下、虛擬和現(xiàn)實學(xué)習(xí)場景中的各種結(jié)構(gòu)、層次、類型的數(shù)據(jù)，形成線上線下融合的場景生態(tài)，從而實現(xiàn)個性化教學(xué)與服務(wù)[5]。整合線上和線下各自優(yōu)勢，有策略地安排線上和線下實施方式，以提高教學(xué)效果[6]。教師采取個人或合作的方式，通過資源與內(nèi)容、信息化環(huán)境與工具、評價任務(wù)、數(shù)據(jù)與反思、學(xué)習(xí)伙伴等因素，有效整合線上與線下教學(xué)各自優(yōu)勢，從而提高教學(xué)效益，實現(xiàn)因材施教，促進(jìn)學(xué)員更好發(fā)展。

1.2 線上線下融合設(shè)計框架

線上線下教學(xué)活動是一個有機整體，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)有助于教師的教學(xué)有的放矢，實現(xiàn)因材施教。本研究結(jié)合建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，對程序設(shè)計Ⅱ課程，采用項目化教學(xué)法，在分析教學(xué)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)教學(xué)過程，進(jìn)行線上線下融合教學(xué)，設(shè)計框架如圖1所示。

在課前，通過線上學(xué)習(xí)平臺自學(xué)或線下學(xué)習(xí)完成單元內(nèi)容學(xué)習(xí)，完成單元測試，根據(jù)項目小組完成分工任務(wù)；在課中，參加線下面授或線上直播、討論等教學(xué)活動，完成項目小組任務(wù)，完成編程演示與解答；在課后，通過直播回放或線下復(fù)習(xí)鞏固所學(xué)內(nèi)容，及時完成協(xié)作小組任務(wù)。在此過程中，教師根據(jù)學(xué)習(xí)平臺和智慧校園采集的數(shù)據(jù)，在大數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容與方法，提升教學(xué)有效性。

智慧校園軟硬件為線上線下融合教學(xué)提供技術(shù)支撐，智慧校園分為基礎(chǔ)設(shè)施層、支撐平臺層、應(yīng)用平臺層和應(yīng)用終端四部分。在基礎(chǔ)設(shè)施層，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將采集線下教學(xué)數(shù)據(jù)，如人臉識別的課堂考勤、GPS + Wi-Fi雙重定位技術(shù)的面授課堂教學(xué)考勤[7]、基于人臉識別的課堂專注狀態(tài)檢測[8]等數(shù)據(jù)，存儲于服務(wù)器中。支撐平臺層對接基礎(chǔ)設(shè)施層采集的數(shù)據(jù)，為應(yīng)用平臺層做好數(shù)據(jù)交換、處理和服務(wù)接口；應(yīng)用平臺層在對接學(xué)習(xí)平臺的基礎(chǔ)上，采集與可視化教學(xué)環(huán)境信息，為教學(xué)、管理、服務(wù)提供應(yīng)用服務(wù)，并進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，其結(jié)果為教學(xué)與管理服務(wù)；應(yīng)用終端為師生員工提供瀏覽器端、小程序和App等訪問途徑。

2 基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的線上線下融合教學(xué)應(yīng)用實踐

2.1 課程介紹與學(xué)情分析

程序設(shè)計Ⅱ課程為計算機應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的必修實踐課，課程的教學(xué)內(nèi)容主要有C#基本語法、程序設(shè)計基礎(chǔ)知識、面向?qū)ο笤O(shè)計與開發(fā)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)等，通過上述知識的學(xué)習(xí)，使學(xué)員掌握網(wǎng)頁設(shè)計與制作技能、Web應(yīng)用程序開發(fā)等技術(shù)的綜合應(yīng)用，能解決網(wǎng)站設(shè)計、開發(fā)、測試等環(huán)節(jié)的問題。

筆者所教授的程序設(shè)計Ⅱ課程班級為計算機應(yīng)用技術(shù)專業(yè)，班級選課27人，在學(xué)期初對1位輔導(dǎo)員和10位學(xué)員進(jìn)行訪談，對全班同學(xué)發(fā)放調(diào)查問卷27份，收集25份，有效問卷25份，有效率100%。通過訪談及調(diào)查問卷統(tǒng)計分析，84%的學(xué)員沒有程序設(shè)計經(jīng)驗，12%的學(xué)員偶爾開發(fā)，4%從事軟件開發(fā)工作；80%的學(xué)員有使用手機進(jìn)行移動學(xué)習(xí)的習(xí)慣，92%的學(xué)員每天學(xué)習(xí)時長在0.5～2小時；學(xué)習(xí)資源按從高到低的順序依次為網(wǎng)站或公眾號、書籍、慕課；72%的學(xué)員愿意作為成員加入項目小組；學(xué)員通過課程學(xué)習(xí)，希望能設(shè)計出網(wǎng)上商城、房產(chǎn)網(wǎng)站、小游戲、搜索網(wǎng)站、Windows工具等。

筆者對該班歷史學(xué)期課程學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計與分析后得知，該班級學(xué)員學(xué)風(fēng)較好，對線上學(xué)習(xí)接受度較高，線上學(xué)習(xí)資源點擊率高，必看資源點擊率高。前導(dǎo)課程“程序設(shè)計I”的總體學(xué)習(xí)情況如圖2所示，整體學(xué)習(xí)進(jìn)度為90.41%，必看資源點擊率為184.55%，人均視頻資源學(xué)習(xí)時長為15.44小時。上述數(shù)據(jù)對程序設(shè)計Ⅱ課程的教學(xué)設(shè)計提供了必要參考。

2.2 教學(xué)活動設(shè)計與實施

1） 項目化教學(xué)

程序設(shè)計Ⅱ課程教學(xué)內(nèi)容既有適合集中講授的理論知識，也有動手實踐操作和小組研討的實踐環(huán)節(jié)，全部采用集中講授的形式不利于課程教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。在進(jìn)行了學(xué)習(xí)者分析和學(xué)習(xí)內(nèi)容分析后，設(shè)計開展項目化教學(xué)設(shè)計與實踐。具體包括項目設(shè)計、項目實施和項目評價三個階段。由3～5名學(xué)員組成一個協(xié)作小組，分工合作來完成一個網(wǎng)站開發(fā)項目的規(guī)劃、設(shè)計與實現(xiàn)。

2） 數(shù)據(jù)驅(qū)動

數(shù)據(jù)驅(qū)動教學(xué)實施路徑分為計劃階段、執(zhí)行階段、檢查階段和行動階段，并循環(huán)改進(jìn)。在計劃階段制訂線上線下融合教學(xué)方案，制訂個性化培養(yǎng)方案；在執(zhí)行階段開展教學(xué)活動，采集線下教學(xué)數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)字化存儲，獲取線上教學(xué)數(shù)據(jù)；在檢查階段對教學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，生成學(xué)習(xí)檔案和學(xué)習(xí)者畫像；在行動階段對照教學(xué)開展情況與效果，總結(jié)優(yōu)勢找出不足。

在課前，根據(jù)學(xué)習(xí)平臺的學(xué)情分析數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)檔案和學(xué)習(xí)者畫像數(shù)據(jù)，以及項目小組學(xué)習(xí)與交流數(shù)據(jù)，有針對性地對項目小組進(jìn)行指導(dǎo)。

在課中，教師關(guān)注直播教學(xué)即時反饋與學(xué)習(xí)統(tǒng)計，及時了解學(xué)員學(xué)習(xí)情況，不斷調(diào)整改進(jìn)教學(xué)。在直播教學(xué)過程中，使用軟件的文字聊天功能與學(xué)員進(jìn)行交流；使用師生屏幕共享功能讓學(xué)員展示項目與程序；學(xué)員上臺發(fā)言功能回答問題與展示項目；分組功能方便項目小組進(jìn)行交流，教師可查看項目小組進(jìn)度并參與討論。學(xué)習(xí)平臺自動記錄學(xué)員上線與學(xué)習(xí)情況，如圖3所示，直播教學(xué)報告包括整體參與率、現(xiàn)場參與率、直播完課率及人均參與時長、滿意度、學(xué)員出勤明細(xì)等數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)將有助于教師開展后續(xù)的教學(xué)。

在課后，教師密切關(guān)注班級整體學(xué)習(xí)情況和個體學(xué)習(xí)情況。圖4為學(xué)員1和學(xué)員2的課程學(xué)習(xí)路徑，學(xué)員1按課程設(shè)計從易到難，學(xué)完知識點后完成實踐作業(yè)，這是大多數(shù)學(xué)員的學(xué)習(xí)路徑。學(xué)員2在學(xué)習(xí)完課程的知識點后，對“面向?qū)ο缶幊獭敝R點的教學(xué)資源進(jìn)行反復(fù)觀看。與學(xué)員電話溝通后，了解到學(xué)員在實踐項目中存在瓶頸，在面向?qū)ο缶幊虘?yīng)用與實現(xiàn)上理解不到位。根據(jù)數(shù)據(jù)及師生溝通獲得的信息，教師在接下來的教學(xué)中對課程重難點進(jìn)行了進(jìn)一步的講解，并推薦了相關(guān)學(xué)習(xí)資源。一個月后從項目推進(jìn)情況看，該學(xué)員所在小組項目進(jìn)展順利，該學(xué)員學(xué)習(xí)狀態(tài)良好。

2.3 教學(xué)效果分析

2021—2022學(xué)年第二學(xué)期，針對2020級計算機應(yīng)用技術(shù)專業(yè)教學(xué)班進(jìn)行程序設(shè)計Ⅱ課程中該教學(xué)案例的試點，對知識點的掌握情況和實踐能力進(jìn)行多元評估。問卷及訪談數(shù)據(jù)顯示，基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的線上線下融合教學(xué)，結(jié)合項目式教學(xué)的開展，有助于激發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)自主性和自覺性，學(xué)員主動參與項目開發(fā)的積極性大大提升，數(shù)據(jù)幫助任課教師了解到學(xué)員的知識薄弱點，及時的跟進(jìn)和指導(dǎo)讓學(xué)員的學(xué)習(xí)過程不再孤獨。

1） 教學(xué)設(shè)計優(yōu)化助力學(xué)員知識點掌握

學(xué)員在學(xué)習(xí)平臺上的學(xué)習(xí)行為，如反復(fù)觀看某一知識點視頻資源等，會讓教師關(guān)注到部分同學(xué)對該知識點掌握不甚理想，因此在后續(xù)教學(xué)中會進(jìn)行優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，通過深入講解和增加練習(xí)等方式強化相關(guān)知識點，此舉將有助于學(xué)員掌握該知識點。

2） 學(xué)員實踐應(yīng)用能力有所提升

項目小組成員共同制訂任務(wù)，共同學(xué)習(xí)，出現(xiàn)問題時及時交流，這有助于學(xué)員的實踐應(yīng)用能力提升。同時，教師的個性化輔導(dǎo)也不可或缺，教師及時了解項目小組的學(xué)習(xí)進(jìn)度和項目完成展情況，有針對性地指導(dǎo)。對于學(xué)習(xí)小組內(nèi)無法解決的問題，教師亦給予及時的線上指導(dǎo)，如對于程序調(diào)試錯誤，可采用遠(yuǎn)程協(xié)助工具進(jìn)行指導(dǎo)。

3） 個性化輔導(dǎo)促進(jìn)學(xué)員個性化發(fā)展

在教學(xué)過程中，對線上線下教與學(xué)的數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析報告，了解班級課程學(xué)習(xí)總體進(jìn)度、學(xué)習(xí)資源點擊情況等信息，以及每位學(xué)員的課程學(xué)習(xí)者畫像和學(xué)習(xí)路徑，教師采取有針對性的個性化輔導(dǎo)，學(xué)員獲得了有效的學(xué)習(xí)支持，個性化發(fā)展得以實現(xiàn)。該班級中有1位學(xué)員正在從事軟件開發(fā)工作，有5位同學(xué)希望今后能從事軟件開發(fā)工作。如王同學(xué)，目前從事的工作是軟件銷售與運維，他希望通過課程學(xué)習(xí)能熟練掌握軟件開發(fā)工具的使用，掌握設(shè)計開發(fā)流程，從而提高軟件銷售量，提升軟件運維能力，他有較強的學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力，學(xué)習(xí)過程中不僅將學(xué)習(xí)資源中的所有代碼全部輸入、調(diào)試，還作為項目組長召集成員進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計、開發(fā)，進(jìn)步很明顯；張同學(xué)，目前主要從事網(wǎng)絡(luò)運維，苦于沒有掌握編程方法與技能，工作中有個性化運維與管理需求時，只能使用網(wǎng)上下載或破解的工具，而這些工具無法完全滿足他的需求。他希望學(xué)習(xí)編程工具，自己開發(fā)運維工具。帶著這一明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，他系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了課程內(nèi)容，作為組長組織項目開發(fā)，逐步開發(fā)出小工具，實現(xiàn)了從利用現(xiàn)有工具到自己開發(fā)程序的轉(zhuǎn)變，這也為他的自主創(chuàng)業(yè)路做好了技術(shù)儲備。

3 反思

盡管項目化教學(xué)設(shè)計比較完善，為每個項目組、每位學(xué)員都做了精心的項目任務(wù)設(shè)計，但有的學(xué)員工學(xué)矛盾突出，無法全程參與項目開發(fā)，有的學(xué)員也存在學(xué)習(xí)態(tài)度不積極，實際參與的工作量較少，完成質(zhì)量不高等問題，如何利用數(shù)據(jù)驅(qū)動，激發(fā)此類學(xué)員的學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力，是筆者接下來要關(guān)注的重點。

另外，如何在數(shù)據(jù)驅(qū)動的項目化教學(xué)實踐過程中，進(jìn)一步挖掘?qū)W員的特長與優(yōu)勢，進(jìn)一步開發(fā)基于人工智能的項目實踐場景，讓系統(tǒng)能自動識別學(xué)員提交的程序代碼質(zhì)量，對程序正確性與邏輯性進(jìn)行判斷，對整個項目質(zhì)量進(jìn)行分析，以提升項目完成質(zhì)量，提高項目化教學(xué)效果等問題，也值得我們?nèi)ド钊胨伎肌?/p>

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【通聯(lián)編輯：王 力】