大数据与高校计算机公共基础课教学改革

陈琨

摘 要 在大数据时代背景下，传统的计算机公共基础课程教学必须做出相应改革，以顺应时代的需求和教学的需要。利用大数据可有效地对教学内容和教学模式进行调整，从而获得更好的教学效果。

关键词 大数据 计算机基础课 教学改革

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2017.07.061

大数据时代的来临，给世界带来众多的冲击，如何适应这个时代，充分利用大数据的特点，与时俱进、不断创新，是各行各业都面临的挑战。

1 大数据时代背景

进入二十一世纪，数据呈爆炸性膨胀状态。如今的数据量已经从过去的TB级别，上升到了PB、EB甚至ZB级别。研究表明，2008年人类大约存储了超过500EB数据，而到了2011年，数据量已经达到了1.8ZB。根据IDC公司的预测，每过两年全球的数据量将会翻一番，到2020年数据量将达到35ZB。“如今，只需两天就能创造出自文明诞生以来到2003年所产生的数据总量”。信息爆炸已经积累到了一个开始引发变革的程度。

人们用“大数据（big data）”一词来描述信息爆炸时代那些数量庞大到无法用人工进行处理的海量数据及与之相关的技术。从各种各样类型的大数据中，人们可以快速获得有价值的信息，并据此作出相应决策。

大数据时代已经悄然来临。在这个时代，人们需要学会用大数据分析问题、解决问题，让大数据成为促进学习、生活与工作的利器。

2 高校计算机公共基础课程教学现状

当前，全国高校普遍开设了计算机公共基础课程，计算机基础教育在高校收到前所未有的重视。然而，由于诸多因素的影响，高校计算机基础课程的教学效果却往往不尽如人意，难以达到预期的目的。主要存在以下几个方面的问题：

（1）不同学生的基础差异。一般来说，计算机公共基础课的授课对象是大一新生，而由于地区、环境、家境等因素的影响，不同的新生对于计算机基础知识的了解和应用能力都有着很大的不同。有些新生在进入大学之前就基本掌握了计算机的一般操作，而有些新生（尤其是一些农村地区、家境贫寒的学生）却连计算机都没有接触过，没有任何基础，起点低。

（2）班级制教学导致无法因材施教。现有的教学模式是教师同时面对一个班级的所有学生，使用统一的教材、采用同一个标准进行教学，属于“一刀切”的模式，无法根据学生之间的差异采取不同的教学措施，就会出现有些学生听不懂，而有些学生觉得过于简单的现象。

（3）学生计算机操作能力较好、理论水平较差。很多学生能掌握基本操作和应用，但对于一些基本的计算机理论知识似懂非懂、模糊不清。例如，对内存跟外存的概念和功能分不清，将硬盘跟内存混为一谈等。

（4）教学过程不是以“学”为主，而是以“教”为主。教师在课堂上以“填鸭”方式将知识灌输给学生，学生只能被动接受，没有自主思考和自主学习的时间。长此以往，学生不仅容易对学习丧失兴趣，而且也失去了质疑和创新的精神。

3 利用大数据促进高校计算机公共基础课程教学改革

大数据与传统数据相比，具有数据量大、类型多、展现方法多、时效性要求高等特征，这些特征正好可以适应人们个性化和人性化的学习要求。

大数据技术使得建立覆盖学生学习过程中所有要素的信息库成为可能。随着各种数字材料、数字设备在教学过程中的应用越来越广，整个教学活动越来越多地呈现出数字化的特征，例如，知识点可以被数字化并与试题建立联系，学生每次答题的背景、过程和结果包括答题时间、答题步骤、答对的题和答错的题等，以及学生在课堂学习过程中的各种行为表现，都能被详细记录下来。这些信息让教学分析变得更加容易。比如，可以利用计算机统计出来，哪些知识点对于学生来说较难掌握，哪些概念容易被学生混淆，学生在学习哪些内容或完成哪些习题时花费的时间较多等等，这些信息都成为为教师推荐更好的改进措施和为学生推荐更适合的学习方法的依据。

同时，教师的直觉和经验不再是解决教学问题的关键。大量的对于各种教学问题的描述，以及针对这些问题的可行方案的记载，为解决问题提供了依据和参考。通过将教学过程中的各种问题、各种解决方法及其效果记录下来，可以利用计算机对问题及其解决方案进行分析，当这种记录与分析达到一定数量时，就能找到在遇到类似问题时的最佳处理方案，为别的教师或遇到类似情况时提供参考。

3.1 教学内容的调整

通过对学生学习情况的数据进行分析，可以对现有的教学内容进行增加、删减，可以调整授课时的侧重点，对于学生普遍容易掌握的知识点可以少讲或不讲，而对于学生普遍感觉理解困难的地方，如一些比较抽象的理论知识点，则可以采用增加讲解时间、提高讲解详尽度、补充相关知识等方式，使学生更易理解和吸收。

此外，教师和学生都应该掌握一些大数据技术相关知识。学生学会对数据资源进行记录、分析和处理，并将它们应用于未来发展和学习规划的制定上。为此应在教学内容中增加大数据技术及其应用的章节，增加介绍一些通俗易懂的数据分析和处理软件的章节。

3.2 教学模式的改变

在大数据时代，教师授课的重点除了备课和讲授，更应放在课后对学生学习数据的分析上，并據此调整教学策略。通过大数据，可以对学生的学习行为、学习习惯、学习难点、认知能力的高低等进行分析评价，找到不同学生的薄弱环节，形成适合不同学生的教学策略，彰显个性化，突出学生在学习过程中的主体性，做到真正的因材施教。同时可以研究学生行为的内在联系，找出教学过程中的规律，改进教学方式，提高教学效率。呈现“备课-讲课-记录/测试-分析-调整”的模式。

3.3 实现过程中的关键之处

要利用大数据进行分析和决策，先要收集足够大的数据。因此需要一套方便、快捷、又能捕捉到学习过程数据的工具，要能获得有关每个学生的准确的学习信息，使用时又不会过度干扰正常的授课和学习过程。同时，还需要一套有效的评估分析工具，用于分析数据，评估学生的学习情况、教学策略的有效性及提出合理建议。endprint

可以自主研制、也可以利用市面现有的一些在线智能教学平台来进行数据的收集和分析。无论用何种平台，都应具有以下功能：

（1）提供大量的教学和练习单元。学生可以根据自己的情况，按照自己的节奏和方式决定如何学习、如何练习以及学习的重点内容。

为了更好地实现学生的个性化学习，可以利用一些新兴的教学手段，例如微课。微课的主要组成部分是教师教学的视频，同时还包含与该教学主题相关的资料、素材和练习。既跟前后知识点有一定联系，又是一个个独立的小单元。将微课资源分享到网上平台后，学生自己选择学习时间、学习地点、学习内容，听不懂的地方可以随时重放、重学，可以自行选择要练习的习题或项目，不会做的部分可以查阅参考答案。

（2）以數字化形式记录下学生学习的轨迹。比如，学生学习了哪些单元、学习了多长时间、选做了哪些单元的哪些习题、做每道习题所花费的时间、是否查阅了参考答案，等等。这些数据是评估和改进教学的基础及依据。

（3）根据记录的各种数据进行测评分析。比如，哪些内容是学生普遍学习时间较多、重学次数较多的，哪些内容经常被学生直接跳过不学，哪些习题的解答正确率较高、哪些习题被查阅答案的次数较多等等。通过这些分析和评估，可以做到有的放矢，对教学内容、习题和练习、讲解方式和手段等做出针对性的调整。由此可以得到“备课-录制并分享-记录/测试-分析-调整”的教学模式，其最终目的是寻求更好的教学效果。

这些都是在过去的年代无法做到的，大数据时代对于海量数据的应用将会彻底地改变当前的教学方式。

4 小结

在大数据时代背景下，传统的教育思维受到冲击，教学模式、教学内容、教学方法都将发生巨大的改革和转变。以数据分析为主的决策分析在教学过程中扮演着越来越重要的角色，也必将深度改变高校计算机公共基础课程的教学。

参考文献

[1] 章沛轩.一本书读懂大数据， 北京华阅时代文化发展有限公司，2015.

[2] 金陵.大数据与信息化教学变革，中国电化教育，2013（10）：8-13.

[3] 魏星等.大数据与分析论驱动医学院校计算机基础教学新模式研究，西北医学教育，2015.23（5）：823-827.

[4] 梁文鑫.大数据时代——课堂教学将迎来真正的变革.北京教育学院学报（自然科学版），2013.8（1）：14-16.endprint