◇河南工學(xué)院教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控與評(píng)估中心 王明斐

河南工學(xué)院管理學(xué)院 常 恒

信息處理技術(shù)課程面向高校各專業(yè)大一新生開設(shè)，屬于計(jì)算機(jī)信息技術(shù)基礎(chǔ)，是環(huán)境不同專業(yè)學(xué)生走向信息化道路的大門，有著很強(qiáng)的應(yīng)用性和實(shí)踐性。教學(xué)過(guò)程中合理運(yùn)用數(shù)據(jù)可視化等信息技術(shù)，重構(gòu)課程知識(shí)體系和圖譜。在教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)和過(guò)程性評(píng)價(jià)可視化中引入可視化技術(shù)，有效提升教學(xué)管理水平和學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。通過(guò)對(duì)教學(xué)模式、課程內(nèi)容和評(píng)價(jià)方式的創(chuàng)新和改革，解決教學(xué)中存在的問(wèn)題和學(xué)生學(xué)習(xí)中面臨的困難。

作為大數(shù)據(jù)時(shí)代的產(chǎn)物，數(shù)據(jù)可視化技術(shù)是有效推動(dòng)課程教學(xué)的重要工具。通過(guò)數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的利用，能夠讓課程管理更加輕松便捷、教學(xué)目標(biāo)更加清晰明確、課程設(shè)計(jì)更加豐富多彩。數(shù)據(jù)可視化技術(shù)借助圖形化手段，能夠清晰有效地傳達(dá)信息，為師生間更好的溝通提供幫助[1]。通過(guò)建立數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程信息進(jìn)行整合，幫助教師做出更好的指導(dǎo)決策，實(shí)時(shí)反饋到教學(xué)過(guò)程中，為教學(xué)質(zhì)量的提高奠定良好的基礎(chǔ)。

1 信息處理技術(shù)教學(xué)現(xiàn)狀分析

現(xiàn)階段高校各專業(yè)課程安排中，“信息處理技術(shù)”課程作為普遍開設(shè)的第一門計(jì)算機(jī)信息類基礎(chǔ)課程，其特點(diǎn)是所涉及的內(nèi)容廣、概念多，具有較強(qiáng)的應(yīng)用性和實(shí)踐性。主要任務(wù)是學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)、概念和操作技能。通過(guò)課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握常用系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的使用，提高學(xué)生的信息技術(shù)應(yīng)用能力、實(shí)驗(yàn)研究能力、總結(jié)歸納能力和自學(xué)新知識(shí)的能力，同時(shí)兼顧計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的前沿知識(shí)，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)和應(yīng)用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。目前，教學(xué)中存在的主要問(wèn)題如下所示。

1.1 教學(xué)模式多以教師為中心

現(xiàn)階段大多數(shù)課程教學(xué)模式仍是以教師為主導(dǎo)，既教師當(dāng)堂按照教材上案例進(jìn)行講解演示，學(xué)生按照操作步驟討論學(xué)習(xí)，再結(jié)合實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重復(fù)的練習(xí)。因?yàn)轭}目?jī)?nèi)容統(tǒng)一，造成部分學(xué)生缺少了自主思考設(shè)計(jì)的過(guò)程，有些同學(xué)甚至直接照搬其他同學(xué)的作業(yè)，最后教師看到的都是差別不大的作業(yè)，無(wú)法真實(shí)了解每一個(gè)學(xué)生對(duì)知識(shí)和技能的掌握程度。而該課程面向的是全校各專業(yè)的大一新生，專業(yè)基礎(chǔ)不同，學(xué)生的學(xué)習(xí)和接受能力也有差別，傳統(tǒng)模式容易導(dǎo)致師生都只注重結(jié)果而忽視過(guò)程的差異[2]。

1.2 教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)單一

采用項(xiàng)目式教學(xué)法能夠有助于促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，但面臨的挑戰(zhàn)是，一方面，授課教師希望借助“項(xiàng)目”實(shí)現(xiàn)更加有趣、有效的教學(xué)，但另一方面，大部分教師又缺乏相應(yīng)的精力、資源實(shí)現(xiàn)[3]。盡管有一定數(shù)量的教師具備了設(shè)計(jì)高質(zhì)量項(xiàng)目的能力，但項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜耗時(shí)。因此，在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，項(xiàng)目往往無(wú)法與教學(xué)內(nèi)容緊密融合，經(jīng)常淪為與核心知識(shí)無(wú)關(guān)的趣味活動(dòng)。

1.3 過(guò)程性評(píng)價(jià)不足

長(zhǎng)期以來(lái)，教學(xué)評(píng)價(jià)多以結(jié)果把關(guān)，既以期末卷面成績(jī)對(duì)學(xué)生的知識(shí)掌握程度和應(yīng)用能力進(jìn)行評(píng)判。只從考試結(jié)果把關(guān)，無(wú)法對(duì)學(xué)生整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，缺失對(duì)學(xué)生成長(zhǎng)過(guò)程關(guān)注和反饋[4]。這種只注重學(xué)習(xí)結(jié)果的單一評(píng)價(jià)體系下，忽視了學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程和身心的發(fā)展，往往會(huì)造成部分學(xué)生自主性缺失、學(xué)習(xí)體驗(yàn)較差等問(wèn)題。而這些問(wèn)題，無(wú)法顯現(xiàn)于分?jǐn)?shù)之中，但卻是學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中最真實(shí)的感知。

因此，探討數(shù)據(jù)可視化技術(shù)在“信息處理技術(shù)”課程教學(xué)中的應(yīng)用與研究，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式有著非常重要的意義。

2 數(shù)據(jù)可視化技術(shù)在課程教學(xué)中的具體應(yīng)用

2.1 可視化知識(shí)圖譜構(gòu)建知識(shí)體系

合理運(yùn)用數(shù)據(jù)可視化等信息技術(shù)，進(jìn)行教學(xué)模式“創(chuàng)新性”改革，采用慕課、對(duì)分課堂、PBL問(wèn)題式學(xué)習(xí)、BOPPPS有效教學(xué)、線上線下混合式教學(xué)等，教學(xué)形式呈現(xiàn)先進(jìn)性和互動(dòng)性[5]。開展啟發(fā)式、參與式、討論式、合作式教學(xué)，進(jìn)行教學(xué)方式、方法與手段創(chuàng)新，充分運(yùn)用學(xué)習(xí)通、簡(jiǎn)道云、云班課等智慧教學(xué)工具[6]。

在學(xué)習(xí)過(guò)程中，可視化圖形比文字有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。開展課程教學(xué)內(nèi)容的重構(gòu)，對(duì)課程進(jìn)行深入剖析和二次開發(fā)，抽取課程中基本核心概念的關(guān)系，構(gòu)建相應(yīng)的知識(shí)體系和圖譜，把文本進(jìn)行可視化圖像表征，幫助學(xué)生有效構(gòu)建知識(shí)框架和體系，增強(qiáng)對(duì)知識(shí)技能的理解和深化，從而降低信息技術(shù)學(xué)習(xí)的門檻，減少非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生對(duì)信息技術(shù)的排斥度。注重以學(xué)生為中心創(chuàng)新教學(xué)，體現(xiàn)學(xué)生為主體、培養(yǎng)學(xué)生自主獲取和更新知識(shí)的能力。

2.2 數(shù)據(jù)可視化項(xiàng)目融入教學(xué)設(shè)計(jì)

以“數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析”項(xiàng)目為例，常規(guī)的電子表格工具（如Excel等）對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)無(wú)法高效的展開，數(shù)據(jù)共享成本高，多以后期人工匯總的形式，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且容易遺漏出錯(cuò)。在移動(dòng)端難以進(jìn)行操作管理，統(tǒng)計(jì)后呈現(xiàn)的分析效果不夠生動(dòng)，容易導(dǎo)致數(shù)據(jù)外泄，無(wú)法充分發(fā)揮信息化新技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。引入數(shù)據(jù)可視化是一種有效的方法，使用數(shù)據(jù)可視化工具來(lái)展示數(shù)據(jù)，可以幫助學(xué)生更好地理解和掌握基礎(chǔ)知識(shí)概念，更好地掌握數(shù)據(jù)分析的技能，并且能夠幫助學(xué)生更好地分析和解決生活中的實(shí)際問(wèn)題。因此，在教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)中引入簡(jiǎn)道云，作為一個(gè)零代碼輕量級(jí)應(yīng)用搭建平臺(tái)，可以滿足用戶的個(gè)性化管理需求。讓學(xué)生通過(guò)拖拉拽的簡(jiǎn)單操作，靈活快速搭建出符合自身需求的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)應(yīng)用。

以往的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析項(xiàng)目案例中，往往存在統(tǒng)計(jì)信息陳舊、數(shù)據(jù)量偏小、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)失真等問(wèn)題。其實(shí)在各學(xué)校的日常教學(xué)管理信息平臺(tái)中，就存在著海量的教學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)，從中挖掘出學(xué)生熟悉和關(guān)心數(shù)據(jù)，最大化利用資源，并將分析結(jié)果通過(guò)數(shù)據(jù)可視化技術(shù)呈現(xiàn)。例如，在教學(xué)設(shè)計(jì)中引入對(duì)線上教學(xué)期間教學(xué)平臺(tái)和直播平臺(tái)的統(tǒng)計(jì)分析。引導(dǎo)學(xué)生首先對(duì)數(shù)據(jù)表單進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體的內(nèi)容和形式可以自主設(shè)計(jì)發(fā)揮，還可以給不同權(quán)限的用戶設(shè)計(jì)不同的數(shù)據(jù)管理權(quán)限，給學(xué)生提供更大的靈活度。設(shè)計(jì)好的表單，可以通過(guò)二維碼的形式發(fā)布給其他的填寫者，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集。對(duì)表單收集后的數(shù)據(jù)，可以通過(guò)儀表盤進(jìn)行加工處理后展示，通過(guò)簡(jiǎn)單的拖拽設(shè)置便可以將分析后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)時(shí)可聯(lián)動(dòng)的可視化圖表，將用戶感興趣的結(jié)果通過(guò)更加豐富、直觀的展現(xiàn)出來(lái)，如圖1所示。

圖1 學(xué)生儀表盤作品示例

2.3 過(guò)程性評(píng)價(jià)可視化

為了扭轉(zhuǎn)目前評(píng)價(jià)單一的現(xiàn)狀，讓評(píng)價(jià)真正融入學(xué)生的整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程和生活中，催化學(xué)生的自信心和自主性。在課程實(shí)施過(guò)程中不斷對(duì)評(píng)價(jià)體系進(jìn)行創(chuàng)新，旨在構(gòu)建課內(nèi)外評(píng)價(jià)相結(jié)合、過(guò)程性考核與考試成績(jī)相結(jié)合、學(xué)生互評(píng)和自評(píng)相結(jié)合的綜合評(píng)價(jià)體系。營(yíng)造樂(lè)觀積極的學(xué)習(xí)文化，尊重每個(gè)學(xué)生的想法和特長(zhǎng)，讓學(xué)生全程參與評(píng)價(jià)活動(dòng)中，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮個(gè)體優(yōu)勢(shì)，同時(shí)學(xué)會(huì)彼此合作和相互評(píng)價(jià)。營(yíng)造空間讓來(lái)自不同專業(yè)背景的學(xué)生之間形成有效溝通交流，進(jìn)行多元碰撞，逐步引導(dǎo)學(xué)生具有自我評(píng)價(jià)的能力。

開展課程評(píng)價(jià)方式改革，豐富完善過(guò)程性考核內(nèi)容，考核方式科學(xué)多樣，運(yùn)用超星、簡(jiǎn)道云等在線平臺(tái)進(jìn)行學(xué)情分析和評(píng)價(jià)，注重形成性評(píng)價(jià)和過(guò)程化考核。鼓勵(lì)學(xué)生參與到評(píng)價(jià)過(guò)程中，有機(jī)會(huì)發(fā)表自己的想法，從而提高學(xué)生的參與意識(shí)。讓學(xué)生參與到評(píng)價(jià)的決策和結(jié)果分析過(guò)程中，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，有效提升成績(jī)。

以提高學(xué)習(xí)成績(jī)?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)，以形成創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神為目的，以合理評(píng)價(jià)學(xué)生技能的應(yīng)用情況為基礎(chǔ)，注重靈活性、多元性價(jià)，設(shè)計(jì)可視化的過(guò)程性評(píng)價(jià)方式，針對(duì)學(xué)情預(yù)警實(shí)時(shí)反饋。在具體的課程實(shí)施中，過(guò)程性考核形式包括隨堂練習(xí)、課堂表現(xiàn)、作業(yè)、PBL分組任務(wù)、平時(shí)測(cè)試等多種形式。如圖2所示，學(xué)生的每一次參與和表現(xiàn)，都能夠被記錄和關(guān)注，形成過(guò)程性考核的依據(jù)。課堂的活動(dòng)多以開放式的題目為主，不去設(shè)定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)答案，旨在鼓勵(lì)不同程度的學(xué)生都可以積極的參與。還可以通過(guò)PBL分組任務(wù)，幫助學(xué)生學(xué)會(huì)團(tuán)隊(duì)合作，分析解決問(wèn)題，有效進(jìn)行溝通討論，提出解決方案，并把解決方案應(yīng)用到實(shí)踐中。提高團(tuán)隊(duì)合作能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，從而提高學(xué)習(xí)效果。

圖2 課堂活動(dòng)展示

過(guò)程性評(píng)價(jià)結(jié)果可以通過(guò)使用數(shù)據(jù)可視化技術(shù)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)圖表等形式幫助評(píng)估者更好地理解評(píng)估結(jié)果，并且可以更容易地發(fā)現(xiàn)趨勢(shì)和模式。例如如圖3所示，通過(guò)對(duì)學(xué)生的各項(xiàng)過(guò)程性評(píng)價(jià)數(shù)值進(jìn)行綜合分析，可以生產(chǎn)學(xué)生的用戶畫像，形象化數(shù)據(jù)更有效的幫助教師了解學(xué)生過(guò)程性評(píng)估結(jié)果，并且更容易發(fā)現(xiàn)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)趨勢(shì)和差異，找出海量數(shù)據(jù)中包含的信息和規(guī)律，用于學(xué)情監(jiān)測(cè)和預(yù)警決策服務(wù)?？梢暬Y(jié)果也更有利于學(xué)生進(jìn)行自我評(píng)估，及時(shí)發(fā)現(xiàn)階段性問(wèn)題，為過(guò)程性評(píng)價(jià)創(chuàng)新改革提供新的幫助。

圖3 學(xué)生用戶畫像

3 結(jié)束語(yǔ)

數(shù)據(jù)可視化技術(shù)可以幫助教師更好地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和習(xí)慣，從而更有針對(duì)性地進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)。在教學(xué)項(xiàng)目的創(chuàng)新、教學(xué)數(shù)據(jù)的有效分析、教學(xué)效果的及時(shí)反饋等方面，通過(guò)清晰簡(jiǎn)介的可視化圖表呈現(xiàn)出，可以使教師跟全面、適時(shí)、準(zhǔn)確的了解全體學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，及其所展現(xiàn)出來(lái)的過(guò)程、效果。通過(guò)在重構(gòu)知識(shí)體系、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)，以及過(guò)程性評(píng)價(jià)實(shí)施過(guò)程中，有效融入數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，讓教師能夠更加精準(zhǔn)的進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)、課堂管理，更加有效的豐富教學(xué)過(guò)程。通過(guò)實(shí)踐應(yīng)用證明，數(shù)據(jù)可視化技術(shù)在“信息處理技術(shù)”課程教學(xué)實(shí)施中，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力得到較大提升，整體學(xué)生的學(xué)習(xí)效果有共同進(jìn)步，個(gè)體學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度有明顯改進(jìn)。