大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模式計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的研究分析

第第頁大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模式計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的研究分析目前，國內(nèi)高等院校的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育更多地沿用了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)教育的方法，只注意講授計(jì)算機(jī)的理論學(xué)問和操作要領(lǐng)，未考慮同學(xué)學(xué)習(xí)的效果。這導(dǎo)致同學(xué)只是記住一些概念和理論，能做基本的操作，卻很難用所學(xué)的學(xué)問敏捷地解決實(shí)際問題。當(dāng)前高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育面臨以下4個(gè)問題：

〔1〕同學(xué)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用力量差異大

高等院校的同學(xué)來自全國各地，而不同地區(qū)的中學(xué)校計(jì)算機(jī)教育水平參差不齊。單一的課堂教學(xué)已無法保證全部的同學(xué)學(xué)得會、學(xué)得好，這給教學(xué)帶來了問題。

〔2〕教學(xué)和試驗(yàn)的學(xué)時(shí)嚴(yán)峻缺乏

目前，各個(gè)高校都在削減課時(shí)，老師只能在課堂上和試驗(yàn)中加大講授的學(xué)問量，加快教學(xué)進(jìn)度。當(dāng)一個(gè)老師面對幾十個(gè)同學(xué)時(shí)，基礎(chǔ)較差的同學(xué)往往得不到老師足夠的指導(dǎo)和練習(xí)時(shí)間，這給輔導(dǎo)答疑帶來了問題。

〔3〕學(xué)習(xí)的結(jié)果與過程未被記錄下來

同學(xué)可以利用豐富的網(wǎng)絡(luò)資源穩(wěn)固課堂內(nèi)容，擴(kuò)大學(xué)問面，加深對學(xué)問的理解。在傳統(tǒng)教學(xué)中，老師往往忽視了同學(xué)的課后學(xué)習(xí)，沒有記錄學(xué)習(xí)結(jié)果與過程，這給教育過程的改良帶來了問題。

〔4〕目前的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)很少區(qū)分學(xué)習(xí)個(gè)體

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)能夠供應(yīng)大量的多媒體教學(xué)資源，關(guān)心老師進(jìn)行課后輔導(dǎo)答疑，卻很少區(qū)分學(xué)習(xí)個(gè)體，導(dǎo)致缺乏個(gè)體相關(guān)的數(shù)據(jù)，從而難以供應(yīng)獨(dú)特化的指導(dǎo)，這給網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的智能化帶來了問題。這些問題歸根結(jié)底是數(shù)據(jù)的問題，是數(shù)據(jù)沒有被有效地規(guī)劃和整合的問題。我們把與學(xué)習(xí)過程相關(guān)的大量數(shù)據(jù)收集起來，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，挖掘出有價(jià)值的信息，最終傳遞給學(xué)習(xí)者，這是一種解決計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育所面臨問題的'可行方法。

2面對計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育的大數(shù)據(jù)

在當(dāng)前學(xué)問大爆炸的時(shí)代，人們獵取學(xué)問的途徑不僅僅局限于課堂，更多的是網(wǎng)絡(luò)資源。當(dāng)代的高校生接受新生事物更快，更情愿在特定的學(xué)習(xí)情境下去主動(dòng)構(gòu)建學(xué)問。因此，高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育需要改革現(xiàn)有的教育模式，將大數(shù)據(jù)技術(shù)融入到高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育中，建立與時(shí)俱進(jìn)的大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教育模式可以有效解決上述問題。在大數(shù)據(jù)時(shí)代涌現(xiàn)出大量的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，隨著這些網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的推廣和普遍應(yīng)用，使用者數(shù)量急劇增加，產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)之間可能存在某種聯(lián)系，對這些聯(lián)系進(jìn)行分析和挖掘可能會找到有價(jià)值的信息。將有價(jià)值的信息呈現(xiàn)出來，能夠關(guān)心我們做出正確的決策。在人類社會的進(jìn)展已經(jīng)由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的背景下，教育正在發(fā)生著一場新的變革，高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育也面臨著類似的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，可以更加便利地獵取和利用高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育相關(guān)的各種數(shù)據(jù)

。高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育涉及的數(shù)據(jù)主要有以下幾種：

〔1〕課件。課件是文字、聲音、圖像、動(dòng)畫等素材的集合，關(guān)心老師更加生動(dòng)地講解課程內(nèi)容，主要使用PPT和Flash兩種文件。

〔2〕視頻。視頻是將老師在課堂上的授課內(nèi)容錄制下來，為同學(xué)供應(yīng)課后學(xué)習(xí)的方式。同學(xué)可以在教學(xué)系統(tǒng)中下載或在線學(xué)習(xí)視頻內(nèi)容。

〔3〕題目。題目主要用于測試學(xué)習(xí)效果，包括推斷題、填空題、選擇題、問答題、程序設(shè)計(jì)題等各種題型。

〔4〕問題。同學(xué)在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，通過教學(xué)系統(tǒng)提交給老師。這些問題反映了學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，是老師在課堂上需要具體講解的教學(xué)內(nèi)容。

〔5〕代碼。代碼是同學(xué)做程序設(shè)計(jì)類題目時(shí)所編寫的程序代碼。同學(xué)編寫代碼的質(zhì)量可以由老師評判，也可以由系統(tǒng)自動(dòng)評判。

〔6〕行為。行為用來記錄同學(xué)的學(xué)習(xí)活動(dòng)，如課件下載行為、視頻點(diǎn)播行為、作業(yè)掃瞄行為、編程行為等。這些行為能夠反映出同學(xué)的學(xué)習(xí)狀況。

〔7〕缺陷。缺陷是同學(xué)提交的作業(yè)中包含的各種錯(cuò)誤，反映了學(xué)習(xí)過程中存在的問題。對教學(xué)系統(tǒng)而言，這些數(shù)據(jù)是進(jìn)行獨(dú)特化推舉學(xué)習(xí)的參考根據(jù)；對老師而言，這些數(shù)據(jù)能夠提示教學(xué)過程中需要特殊關(guān)注的地方。

〔8〕過程。過程是指在教學(xué)過程中收集到的一些宏觀數(shù)據(jù)，如課件學(xué)習(xí)過程、視頻學(xué)習(xí)過程、測試過程等。這些過程能夠反映出同學(xué)學(xué)習(xí)的個(gè)體差異。

3大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的新模式

在大數(shù)據(jù)時(shí)代，我們可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)在大量與學(xué)習(xí)相關(guān)的數(shù)據(jù)中挖掘出有價(jià)值的信息。這些信息能夠關(guān)心同學(xué)更加科學(xué)有效地學(xué)習(xí)，較好地解決當(dāng)前計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育面臨的問題。因此，我們將大數(shù)據(jù)技術(shù)融入到高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育中，提出一種大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育新模式。它是在有效規(guī)劃和整合計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育大數(shù)據(jù)的前提下，為同學(xué)供應(yīng)各種自主學(xué)習(xí)資源和服務(wù)的新模式。同學(xué)和老師在使用各種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)時(shí)，輸入的數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)行為都被系統(tǒng)記錄下來。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對記錄下來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，挖掘出與同學(xué)學(xué)習(xí)特征相關(guān)的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)為同學(xué)的后續(xù)學(xué)習(xí)供應(yīng)獨(dú)特化的推舉，規(guī)劃獨(dú)特化的學(xué)習(xí)路線；向老師反饋同學(xué)的學(xué)習(xí)行為和效果，為后續(xù)教學(xué)供應(yīng)獨(dú)特化的推舉，關(guān)心老師改良教學(xué)方法。以在線課程系統(tǒng)、在線編程系統(tǒng)和在線答疑系統(tǒng)為代表的各種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)目前得到了廣泛的應(yīng)用，這些系統(tǒng)本質(zhì)上都是大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)。實(shí)踐證明，這些系統(tǒng)的應(yīng)用將為同學(xué)學(xué)習(xí)和老師教學(xué)供應(yīng)實(shí)質(zhì)性的關(guān)心。

1〕在線課程系統(tǒng)是課堂教學(xué)的延長

大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程MOOC是國際上流行的教學(xué)平臺。自2022年5月以來，北京高校、清華高校、復(fù)旦高校、上海交通高校等國內(nèi)一流高校紛紛宣布加入MOOC，向全球供應(yīng)免費(fèi)的在線課程。MOOC采納云計(jì)算架構(gòu)，供應(yīng)大量的視頻學(xué)習(xí)資源和人機(jī)交互功能。同學(xué)提交作業(yè)后，系統(tǒng)能自動(dòng)評判作業(yè)的質(zhì)量，以評估學(xué)習(xí)效果。MOOC的消失給計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育帶來巨大影響。MOOC解決了同學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用力量差異大的問題，同學(xué)不管基礎(chǔ)如何，都能找到與之相應(yīng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容；MOOC彌補(bǔ)了課堂教學(xué)學(xué)時(shí)缺乏的問題，同學(xué)能在課后隨時(shí)隨地找到學(xué)習(xí)資源；MOOC能夠記錄學(xué)習(xí)的結(jié)果與過程以及作業(yè)中的錯(cuò)誤等，這些對于改良教學(xué)方式和調(diào)整教學(xué)重點(diǎn)等都有意義。

2〕在線編程系統(tǒng)是試驗(yàn)環(huán)節(jié)的補(bǔ)充

隨著SaaS技術(shù)(軟件即服務(wù))的不斷成熟，消失了很多功能強(qiáng)大的在線編程系統(tǒng)。這給高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育中的程序設(shè)計(jì)類課程的試驗(yàn)教學(xué)

帶來了巨大的關(guān)心。使用在線編程系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)的好處有以下幾點(diǎn)：

〔1〕老師不用在試驗(yàn)室的每臺計(jì)算機(jī)中安裝軟件，同學(xué)通過掃瞄器就可以編寫程序；

〔2〕同學(xué)編寫的代碼都存儲在云端，能上網(wǎng)的地方就能練習(xí)編程，并且隨時(shí)可以修改代碼，解決了試驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)缺乏的問題；

〔3〕在線編程系統(tǒng)主要記錄代碼和代碼編寫的過程，能夠收集試驗(yàn)過程中與學(xué)習(xí)相關(guān)的數(shù)據(jù)。國外在線編程系統(tǒng)CodeCademy供應(yīng)了一種學(xué)習(xí)編程的新方式。它的用戶群是零基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)者，所以CodeCademy創(chuàng)設(shè)趣味性的學(xué)習(xí)環(huán)境，手把手關(guān)心學(xué)習(xí)者了解編程的過程。它的在線編輯器能讓學(xué)習(xí)者不用查找、下載和安裝編程環(huán)境就可以在網(wǎng)絡(luò)上編程。在線編程系統(tǒng)不僅為試驗(yàn)教學(xué)供應(yīng)了便利的試驗(yàn)環(huán)境，還能收集大量的程序代碼和同學(xué)的編程行為，有助于分析同學(xué)的學(xué)習(xí)特點(diǎn)與習(xí)慣，區(qū)分學(xué)習(xí)個(gè)體，為制訂獨(dú)特化學(xué)習(xí)路線供應(yīng)有價(jià)值的數(shù)據(jù)。

3〕在線答疑系統(tǒng)是課后輔導(dǎo)的平臺

同學(xué)在學(xué)習(xí)過程中經(jīng)常會遇到許多問題，這些問題假如能準(zhǔn)時(shí)得到解答，就能促進(jìn)同學(xué)更深化地學(xué)習(xí)；反之，就會影響同學(xué)的學(xué)習(xí)效果和主動(dòng)性。目前，互聯(lián)網(wǎng)上已經(jīng)消失了很多人工解答和自動(dòng)解答的系統(tǒng)。有代表性的是上海交通高校的遠(yuǎn)程教育設(shè)計(jì)中心設(shè)計(jì)開發(fā)的AnswerWeb自動(dòng)答疑系統(tǒng)，它是一個(gè)動(dòng)態(tài)的問題及答案的數(shù)據(jù)庫。同學(xué)輸入關(guān)鍵詞后可以在系統(tǒng)已有的問題和答案數(shù)據(jù)庫中查找相關(guān)的材料。假如沒有找到答案，則會自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)給老師懇求關(guān)心解答。隨后，新的提問和答案將被增加到系統(tǒng)庫中。系統(tǒng)會記錄全部的問題和答案以及同學(xué)提問過程中的行為。在線答疑系統(tǒng)應(yīng)用到高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育中，解決了老師無法在課后對每位同學(xué)進(jìn)行輔導(dǎo)答疑的問題。同時(shí)，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，答疑系統(tǒng)將同學(xué)提問和獲得解答的行為記錄下來，自動(dòng)的分析這些數(shù)據(jù)，挖掘?qū)W習(xí)個(gè)體特征，為同學(xué)的后續(xù)學(xué)習(xí)供應(yīng)獨(dú)特化的推舉。

4結(jié)語

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育必需與時(shí)俱進(jìn)，通過