互聯網大數據下“建筑材料”課程教學模式改革研究與實踐

李長輝　陳宇　吳堃

摘 要 基于線上教學平臺在疫情期間開展了“建筑材料”課程的線上教學工作，同時利用線上教學平臺記錄的課程大數據針對“建筑材料”課程的線上教學模式開展了系統的分析與研究。研究結果表明，線上教學模式相比較于傳統的線下教學模式，在考勤記錄、隨堂測驗、掌握學生知識吸收程度等方面更具優勢，通過對線上教學課均學習時長的分析可詳細的掌握每一名同學的學習習慣，有助于教師適時調整線上教學節奏并總結教學經驗。

關鍵詞 線上教學 建筑材料 教學模式 翻轉課堂

中圖分類號：G424? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.11.032

Study and Practice on Teaching Mode of "Building Material"

Course Based on the Internet Large Data

LI Changhui， CHEN Yu， WU Kun

（College of Airport Engineering， Civil Aviation University of China， Tianjin 300300）

Abstract The online teaching of "Building Material" course was developed during epidemic situation based on the online teaching platform. Meanwhile， the large data of "Building Material" course recorded by the online teaching platform is used to analysis and study the online teaching mode of "Building Material" course systematically. The results showed that， the online teaching mode have advantages over traditional teaching mode on obtaining the attendance record of students， quiz on the class and degree of learning mastery of students. The learning habit could be mastered through the analysis of the online learning time per class. It is helpful to the teacher to adjust the rhythm and summarize the experience of online teaching mode.

Keywords online teaching; Building Material; teaching mode; flipped classroom

0 引言

2020年初，一場突如其來的疫情打亂了所有人的節奏。推遲開學，開展網上教學替代線下教學勢在必行。如何從眾多線上學習平臺中選擇最適合自己的教學平臺，或是將兩個甚至三個教學平臺混合使用，將各個教學平臺的優點相結合做到優勢互補、揚長避短，對于保證線上教學的正常、順利及高效進行具有重要的意義。

孔德文和王玲玲[1]以“土木建筑材料”課程為切入點，針對貴州大學土木工程專業本科生開展了由“被動接受”轉變為“主動學習”的教學模式改革。于海波[2]將“課程思政”的教學理念融入“建筑裝飾與材料”課程，從國家、行業、地區三個層面入手，同時增強學生的專業和思想素養。在“雙一流”建設過程中，[3-5]本科教育質量和研究生特色教學體系構建應做到兩翼齊飛。吳福飛等[6]以CDIO和OBE相結合的教學模式對于“工程材料”課程的教學目標和培養大綱進行了調整，在課程內容中增加了更多地試驗內容，既拓展了學生的工程視野同時也增強了學生的實踐動手操作能力。梅蘭和張宇[7]通過課堂討論和微課學習相結合的方法，使學生能夠更多地掌握課堂的主動性，變被動接受為主動學習。

上述文獻針對“建筑材料”課程、 “雙一流”建設等幾方面開展了詳細的討論，對于互聯網模式下的“建筑材料”課程教學模式及課程網絡大數據的挖掘研究有限。因此本文以互聯網模式下的各個網絡教學平臺為切入點，利用網絡教學平臺記錄的大數據對“建筑材料”課程的線上教學模式、線上教學特點及線上教學效果進行了深入的研究和探討。

1 “建筑材料”課程線上教學模式實踐數據分析

1.1 現狀分析

傳統的線下教學模式與學生互動性較好，可以及時得到學生在課堂上的學習狀態，但是信息化程度較低，無法運用大數據及時迅速地統計課堂教學情況。線上教學則依托于各個網絡教學平臺，可以全方位的掌握學生的聽課時間、及時統計并實時給出隨堂測驗結果、可以對課程進行全程錄像并隨時播放課程的回放等。為響應教育部“停課不停學”的號召，在綜合比較各平臺的功能及實用性之后，最終選擇采用釘釘平臺+雨課堂+騰訊會議的組合方案開展網絡授課。利用釘釘平臺主要開展線上課程的講授，利用雨課堂完成線上課程的隨堂測驗及作業布置，利用騰訊會議進行翻轉課堂的開展。

1.2 出勤及互動情況分析

由出勤百分率折線圖1可知，全部課程的出勤率均穩定保持在90%以上。有少數未出勤的同學是由于重修課程時間與該課程時間重疊所致，對于此情況釘釘平臺自帶的教學視頻回放功能可以很好地化解由于課程時間沖突所帶來的矛盾。同時，采用釘釘群上課打卡的功能代替傳統的紙質考勤點名，每節課出勤率的數據統計效率也有了極大的提高。

圖2給出了“建筑材料”19次理論課程每節課的出勤人次、觀看人次及觀看+回放觀看人次。如果用出勤率來表示誰來上課，那么觀看人次和回放觀看人次則從更大程度上反映了誰在聽課以及誰聽課更為仔細、認真。由圖2可知，幾乎每節課的觀看人次為出勤人次的2-3倍，且前期課程的觀看人次數量要高于后期課程的觀看人次。這是由于在授課初期，網絡教學平臺需要經常切換且網絡不穩定所導致，每次斷開連接后重新進入課堂就會累計1次得觀看次數。在課程進入后期之后，老師與同學們和網絡教學平臺之間的磨合日趨穩定、成熟，因而導致觀看人次的下降。與此同時，在對比雨課堂的在線測試成績之后發現，經常觀看課程回放同學的測試成績要略高于班級平均水平，這也從側面反映了該部分同學對于該門課程的重視程度也更高，并且適當的觀看課程中重點、難點的回放有助于知識更快的消化吸收。

課程互動一直是在尚未開展線上教學之前較為擔心的問題之一。線下教學能夠做到師生面對面，因此在課上的互動會更直接明了。然而在真正實施開展線上教學之后，眾多教學平臺所帶來的線上互動形式則打消了這一疑慮。圖3（a）、（b）分別給出了由釘釘平臺所記錄的“建筑材料”課程每節課的點贊數和消息互動數。“點贊數”可以直觀的反映學生對于每節課的教學滿意程度，在19次理論課當中，“點贊數”最高的是第13次課的12000余次點贊。這些課程直播過程中的“點贊數”為教師適時的調整線上教學節奏、總結教學經驗、優化教學方法提供了重要的參考。“消息互動數”則可以直接反映學生對課堂的參與程度，例如學生及時在課程進行過程中提出疑問，老師則及時予以解答。“消息互動數”的峰值與“點贊數”峰值基本一致，同樣也出現在第12次和第13次課，分別為299次和307次。綜合來看，19次理論課的課均“消息互動數”達到了213次，互動頻率達到了2.4次/分鐘，表明同學們對于本學期的“建筑材料”課程始終保持了較高的學習熱情。

2 課均學習時長分析

網絡教學平臺的應用帶來了全新的教學模式，同時利用平臺所記錄的后臺數據也為教學效果分析提供了大量的、寶貴的第一手數據。通過對學生網上聽課大數據的分析，可以了解學生對于課堂所授內容的掌握程度以及對于教師教學節奏的適應情況。根據教學平臺所記錄的課程數據，經過處理分析后利用Origin軟件完成繪圖，便于在新教學模式下的規律總結、查缺補漏，可以為課程教學模式的改革提供有力的支撐。

圖4 學生課均學習時長箱線圖

橫向的箱線圖可以直觀給出班級中每位同學的在線學習情況，圖中的橫軸為每一名同學的學號用S1-S73表示，圖中的縱軸為每名同學第一次至第十九次課（共19次課）的學習時長分布情況，每節課的標準學習時長為1.5hour。圖中的空心正方形表示每一名同學19次上課時長的平均值，實心正方形表示超出正常范圍的異常值，例如上課時間過短或在線時間過長。由上圖可知，箱體位于中間區域的學生均能按照要求及時完成在線課程的學習，且學習時長達標并略高于每節課1.5hour的標準（含課前預習、課后復習及回放觀看教學視頻的時間）。箱體的高低直接反映了學生的學習習慣，當箱體越低（越扁）時，說明該名學生的每節課平均學習時長數據波動越小，即該生學習習慣良好，學習時長分配穩定。

當箱體位于下部區域部分時，說明該名學生的課均學習時長無法完全達標，少數有學時為0的數據點說明該名學生有上課缺勤的情況。一般落入該區域的箱體高度較高，也從側面反映了該名學生的學習習慣較差，無法合理安排自己的線上學習時間且對于線上教學的參與程度較低，課均學習時長分布不均，波動較大。當箱體位于上部區域時，說明該名學生的課均學習時長在一定程度上遠超過1.5hour。通過雨課堂的隨堂測驗情況可知，學生學習時長的增加與在線測試成績并非呈現正相關趨勢。引起該情況的原因有可能是學生無法完全跟上線上教學進度，從而反復觀看教學視頻回放，導致課均學習時長的增長。因此對于此類單節課學習時長偏高的情況，同樣應引起教師的重視，及時與學生溝通，了解其中原因。

3 結論

本文利用線上教學平臺針對“建筑材料”課程的線上教學模式、線上教學手段及線上教學所記錄的大數據開展了深入的分析、研究及數據挖掘，主要得到了以下結論：

（1）線上教學模式相比較于傳統的線下教學模式，在考勤記錄、隨堂測驗、掌握學生學習程度等方面具有明顯優勢;

（2）采取以小組為單位的大作業布置形式及翻轉課堂的教學手段可以極大程度上調動每一名學生的積極性和主觀能動性，使學生從被動接受知識轉變為主動學習知識;

（3）通過對線上教學當中所記錄的每名學生課均學習時長的分析可詳細的掌握每一名同學的學習習慣，有助于教師適時調整線上教學節奏并總結教學經驗。

參考文獻

[1] 孔德文，王玲玲.《土木建筑材料》課程教學改革探討[J].高教學刊， 2019， 000（002）：133-134，137.

[2] 于海波.《建筑與裝飾材料》課程思政建設開發的探索與實踐[J].建材與裝飾，2019， No.591（30）：156-157.

[3] 王添翼.“雙一流”建設背景下推進研究生課程建設國際化的思考與探索[J].高教學刊，2018，000（003）：16-18.

[4] 李宇杰，劉雙科，王琿，等.“雙一流”建設背景下科學構建研究生課程體系的思考——基于麻省理工學院材料學科的對比研究[J].高等教育研究，2018，041（004）：62-70.

[5] 徐銘銘，房小紅，蔣雪松，等.關于一流本科課程建設的思考[J].科教文匯（中旬刊），2020（04）：3-4.

[6] 吳福飛，董雙快，王紅，等.基于CDIO-OBE的工程材料課實踐教學模式探索[J].四川建材，2020，46（04）：233-234.

[7] 梅蘭，張宇.“互聯網+”背景下建筑材料課程的交互教學模式探索[J].大眾標準化，2020（13）：23-24.