數(shù)據(jù)挖掘翻轉(zhuǎn)課堂混合式教學(xué)模式研究

劉 彤，馬夢(mèng)冉，倪維健

（山東科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，山東青島 266510）

0 引言

近年來(lái)，大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)在許多行業(yè)得到了迅速發(fā)展，實(shí)施國(guó)家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略也已經(jīng)成為我國(guó)的基礎(chǔ)性戰(zhàn)略［1］。數(shù)據(jù)挖掘?qū)I(yè)人才在大數(shù)據(jù)行業(yè)日益發(fā)展的社會(huì)顯得供不應(yīng)求，因此各高校高度重視數(shù)據(jù)挖掘人才培養(yǎng)。國(guó)內(nèi)外各高校紛紛開設(shè)了數(shù)據(jù)挖掘相關(guān)課程，但許多概念的抽象性、內(nèi)容的學(xué)科交叉性，以及實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)性都為該課程教學(xué)增加了難度，如果再以傳統(tǒng)教學(xué)模式授課，學(xué)生難以在短時(shí)間內(nèi)理解其實(shí)質(zhì)，若僅僅理解了某一算法原理但并沒(méi)有真正與實(shí)際應(yīng)用相聯(lián)系，亦無(wú)法滿足大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)需求［2-3］。

在這種大背景下，對(duì)數(shù)據(jù)挖掘課程進(jìn)行教學(xué)模式改革尤為必要。為了解決該問(wèn)題，多所高校提出了不同的教學(xué)模式。葉明全等［4］提出采用WEKA 開元數(shù)據(jù)挖掘工具進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘算法實(shí)驗(yàn)，側(cè)重學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力培養(yǎng)；郭瑾等［5］提出以計(jì)算思維為導(dǎo)向的多元混合教學(xué)模式；王瑞等［6］、覃子珍［7］提出MOOC+翻轉(zhuǎn)課堂的多元化教學(xué)模式；任麗芳等［8］提出采用分級(jí)教學(xué)模式，利用現(xiàn)代教育技術(shù)提高財(cái)經(jīng)類專業(yè)計(jì)算機(jī)課程教學(xué)質(zhì)量；丁飛等［9］提出基于虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的交互式教學(xué)模式，并將其運(yùn)用于教學(xué)實(shí)踐。但在相關(guān)舉措中，有的是從教學(xué)模式角度進(jìn)行闡述，有的是針對(duì)某一專業(yè)的闡述，而缺乏對(duì)于數(shù)據(jù)挖掘課程具體內(nèi)容的教學(xué)講解。本文提出的混合式教學(xué)模式，是一種線上＋線下的基于翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學(xué)模式，將整個(gè)教學(xué)過(guò)程分成“四模塊三階段二層面”，對(duì)數(shù)據(jù)挖掘課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深入探究。

1 混合式教學(xué)模式可行性分析

1.1 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘課堂教學(xué)存在的問(wèn)題

數(shù)據(jù)挖掘課程是一門多學(xué)科交叉課程，需要學(xué)生掌握統(tǒng)計(jì)分析的理論和方法、數(shù)學(xué)建模和計(jì)算機(jī)編程能力以及數(shù)據(jù)收集、存儲(chǔ)和處理能力［10］。數(shù)據(jù)挖掘課程現(xiàn)在已然成為各大高校計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)必修課程，其教學(xué)目的是使學(xué)生掌握數(shù)據(jù)挖掘理論，并且能夠運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘理論解決實(shí)際問(wèn)題。該課程對(duì)于培養(yǎng)大學(xué)生計(jì)算機(jī)邏輯思維和信息素養(yǎng)十分重要，但在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中卻面臨諸多問(wèn)題：

（1）單一教學(xué)目標(biāo)與多元化應(yīng)用存在較大差距。現(xiàn)階段的數(shù)據(jù)挖掘教學(xué)過(guò)程大多平淡無(wú)奇，主要以理論為主，著重基本概念、公式的講解，僅僅解決了學(xué)生對(duì)某些具體算法原理的理解，卻忽略了理論知識(shí)和實(shí)踐的結(jié)合。

（2）教學(xué)內(nèi)容、方式與技術(shù)發(fā)展不相匹配。在當(dāng)今人工智能和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)如此流行的高科技背景下，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣顯然已經(jīng)不足以依靠傳統(tǒng)的教學(xué)模式加以提高，再加上數(shù)據(jù)挖掘概念抽象性等特點(diǎn)，在學(xué)習(xí)過(guò)程中，不僅難以理解知識(shí)，而且過(guò)程也枯燥無(wú)趣。

（3）有限的教學(xué)學(xué)時(shí)與數(shù)據(jù)挖掘課程難度不平衡［11］。數(shù)據(jù)挖掘課程由于存在較為抽象的概念定義以及復(fù)雜的語(yǔ)法邏輯，需要更多課堂學(xué)時(shí)進(jìn)行講解。但教學(xué)學(xué)時(shí)通常非常有限，導(dǎo)致該課程對(duì)問(wèn)題求解過(guò)程及方法的講授不足，對(duì)學(xué)生思維能力培養(yǎng)有限。

綜上所述，對(duì)數(shù)據(jù)挖掘課程教學(xué)探索非常有必要。教師應(yīng)該了解每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，對(duì)其進(jìn)行正確、合理的引導(dǎo)，做到因材施教，同時(shí)還應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生的信息數(shù)據(jù)意識(shí)，進(jìn)一步提升學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)挖掘課程的主動(dòng)性和積極性。

1.2 翻轉(zhuǎn)課堂

翻轉(zhuǎn)課堂又稱為“顛倒課堂”，是在課堂中對(duì)換教師和學(xué)生的角色，決定權(quán)不再是任課教師的專屬，而是轉(zhuǎn)移給學(xué)生［12］。學(xué)生可以通過(guò)看視頻、PPT 課件等多種教學(xué)資源，或者在網(wǎng)絡(luò)上與其他同學(xué)進(jìn)行討論，以及查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料等方法完成對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，這樣可以節(jié)省出大量的課堂時(shí)間［13］，使得課堂中有更多時(shí)間用來(lái)交流、討論。增加小組討論或?qū)W生發(fā)表感悟的環(huán)節(jié)，有助于增加師生之間的互動(dòng)性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

1.3 混合式教學(xué)

混合式教學(xué)是一種綜合教學(xué)模式，結(jié)合了傳統(tǒng)課堂線下教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)線上教學(xué)兩者優(yōu)勢(shì)。線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的空間、時(shí)間不便等弊端，同時(shí)傳統(tǒng)面對(duì)面教學(xué)中的靈活、交流感等優(yōu)勢(shì)也保存下來(lái)，并且將傳統(tǒng)課堂中教師教學(xué)生學(xué)的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)榉D(zhuǎn)課堂模式，將學(xué)生變?yōu)檎麄€(gè)課堂的主體，同時(shí)發(fā)揮教師主導(dǎo)和學(xué)生主體作用，通過(guò)這兩種教學(xué)方式的有機(jī)結(jié)合，更好地踐行“以學(xué)生為中心，發(fā)揮教師主導(dǎo)能力”的教學(xué)原則。

本文提出的“四模塊三階段二層面”教學(xué)方法是混合式教學(xué)的延伸，是線上慕課+翻轉(zhuǎn)課堂模式“。四模塊”指將課程按照其難易程度分為引論學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)預(yù)處理、算法學(xué)習(xí)以及評(píng)估學(xué)習(xí)4 個(gè)模塊，各模塊知識(shí)點(diǎn)既相對(duì)獨(dú)立又緊密聯(lián)合；“三階段”指每個(gè)模塊的學(xué)習(xí)過(guò)程分為課前自主學(xué)習(xí)、課中知識(shí)升華以及課后鞏固提升3 個(gè)階段；“二層面”指線上＋線下兩個(gè)層面的評(píng)估機(jī)制，更好地反映其學(xué)習(xí)效果。本文以數(shù)據(jù)挖掘課程為例，講述該教學(xué)模式具體實(shí)施過(guò)程與教學(xué)效果。

2 翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學(xué)實(shí)施

2.1 “四模塊”

模塊化教學(xué)是將現(xiàn)代化的系統(tǒng)論用于教育領(lǐng)域中所形成的產(chǎn)物，強(qiáng)調(diào)產(chǎn)學(xué)結(jié)合。在模塊化教學(xué)中，學(xué)生應(yīng)學(xué)會(huì)如何更迅速地獲取信息、加工信息等［14］。數(shù)據(jù)挖掘課程知識(shí)模塊主要?jiǎng)澐譃橐搶W(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)預(yù)處理、算法學(xué)習(xí)以及評(píng)估學(xué)習(xí)4 個(gè)模塊［15］。各部分知識(shí)點(diǎn)既相對(duì)獨(dú)立又緊密聯(lián)合，其中對(duì)知識(shí)點(diǎn)側(cè)重也極為不同，數(shù)據(jù)預(yù)處理與算法學(xué)習(xí)內(nèi)容最為龐大，具體知識(shí)占比如圖1 所示。

Fig.1 Proportion of data mining modules圖1 數(shù)據(jù)挖掘各模塊占比

引論學(xué)習(xí)模塊主要包括數(shù)據(jù)挖掘背景以及一些簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)知識(shí)，包括認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)與多維數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的立方體等基礎(chǔ)理論知識(shí)［16］。這部分內(nèi)容是數(shù)據(jù)挖掘課程的開篇之論，對(duì)于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣具有重要意義。教師應(yīng)將教材當(dāng)作制作教學(xué)資源的基礎(chǔ)，并且在其中融入更多生動(dòng)的人物、事例和更多數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)相關(guān)成果，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊在數(shù)據(jù)挖掘算法中最基礎(chǔ)，也最常用，在實(shí)戰(zhàn)中起重要作用。算法學(xué)習(xí)也是該課程中非常重要的一部分，在教學(xué)目標(biāo)上更多的是以熟練操作和靈活運(yùn)用為主。教師在制作此模塊的教學(xué)資源時(shí)要注意以基礎(chǔ)為主，在學(xué)生觀看教學(xué)資源前適當(dāng)設(shè)計(jì)一些具有導(dǎo)向性的問(wèn)題去引導(dǎo)學(xué)生，盡可能地使學(xué)生帶著問(wèn)題去看視頻，并且鼓勵(lì)學(xué)生在自主學(xué)習(xí)時(shí)發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題，形成發(fā)現(xiàn)問(wèn)題—思考問(wèn)題—查閱相關(guān)資料—解決問(wèn)題—新問(wèn)題發(fā)現(xiàn)與提出的邏輯循環(huán)體系。

評(píng)估學(xué)習(xí)模塊指在觀看完每個(gè)模塊的教學(xué)資源后，通過(guò)相應(yīng)的練習(xí)題檢驗(yàn)對(duì)于該模塊知識(shí)的掌握程度，線上平臺(tái)將根據(jù)學(xué)生觀看視頻時(shí)長(zhǎng)、章節(jié)測(cè)試得分進(jìn)行自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，并按照一定權(quán)值計(jì)入課程總分。

2.2 “三階段”

“三階段”主要體現(xiàn)在課前自主學(xué)習(xí)、課中知識(shí)升華和進(jìn)階式的課后鞏固提升，主要流程如圖2 所示。

Fig.2 Mixed teaching model process based on flipped classroom圖2 基于翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學(xué)模式流程

2.2.1 課前自主學(xué)習(xí)

教師根據(jù)教學(xué)大綱要求，借助網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)，從教學(xué)內(nèi)容及學(xué)生實(shí)際水平出發(fā)，制作有針對(duì)性的MOOC 視頻，并通過(guò)教學(xué)平臺(tái)、QQ 群等方式推送資源，發(fā)布任務(wù)［17］。視頻自主學(xué)習(xí)完成后有相對(duì)應(yīng)的練習(xí)題，如果正確做完練習(xí)題，就會(huì)推送下一個(gè)適合該生的學(xué)習(xí)模塊，完成自動(dòng)跳轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)。經(jīng)過(guò)課前視頻和練習(xí)題訓(xùn)練，學(xué)生對(duì)該知識(shí)模塊的主要內(nèi)容就有了大致的認(rèn)識(shí)和了解，以便構(gòu)建自己的知識(shí)框架。此外，教師也可以通過(guò)多媒體教學(xué)軟件查看學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度以及練習(xí)題完成情況，有針對(duì)性地督促學(xué)生學(xué)習(xí)。

在線課程不僅可以幫助教師上好課，還可以彌補(bǔ)教師人員不足以及空間、時(shí)間等問(wèn)題，只要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，學(xué)生能夠自己把握學(xué)習(xí)節(jié)奏，既可以在家學(xué)習(xí)，也可以在學(xué)校空余時(shí)間學(xué)習(xí)，在觀看視頻時(shí)對(duì)于已經(jīng)掌握的內(nèi)容可以快進(jìn)以節(jié)省時(shí)間，而不理解的地方則可以反復(fù)觀看。更重要的一點(diǎn)是，它改善了傳統(tǒng)課堂填鴨式教學(xué)方法，讓學(xué)生先自主學(xué)習(xí)，然后帶著問(wèn)題去上課，這樣課堂上教師就有足夠的時(shí)間和學(xué)生交流各種問(wèn)題，呈現(xiàn)出“先學(xué)后教”的教學(xué)順序。這樣的學(xué)習(xí)是高效的，既提高了學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)能力和興趣，還能幫助學(xué)生在課堂中發(fā)現(xiàn)更多知識(shí)和學(xué)習(xí)資源。尤其是在目前受疫情影響，無(wú)法去學(xué)校進(jìn)行面對(duì)面課堂授課的情況下，采用網(wǎng)絡(luò)線上平臺(tái)開展教學(xué)也能起到傳授知識(shí)、提升能力的目的。

2.2.2 課中知識(shí)升華

傳統(tǒng)課堂的優(yōu)勢(shì)在于面對(duì)面的交流使得教學(xué)過(guò)程更加靈活，但本文提到的混合式教學(xué)中的線下課堂并不僅僅是師生面對(duì)面，教師教、學(xué)生學(xué)的模式，而是利用翻轉(zhuǎn)課堂轉(zhuǎn)變師生角色，教師為個(gè)性化學(xué)習(xí)中的指導(dǎo)者、協(xié)作者和監(jiān)督者，學(xué)生是整個(gè)課堂的主體。

課中知識(shí)升華主要包括3 個(gè)方面：①案例教學(xué)，在教學(xué)過(guò)程中為了更好地?cái)U(kuò)展知識(shí)，必要時(shí)在講解過(guò)程中引入個(gè)性化案例，不僅僅是要學(xué)生掌握理論知識(shí)，更重要的是讓學(xué)生將其運(yùn)用到實(shí)際中；②教學(xué)答疑部分，解答學(xué)生在課堂中出現(xiàn)的問(wèn)題以及在課前自主觀看視頻時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題；③總結(jié)點(diǎn)評(píng)，總結(jié)學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)，布置相應(yīng)的課后作業(yè)。

（1）案例教學(xué)。案例教學(xué)包括創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境、獨(dú)立思考或小組討論發(fā)言以及案例講解3 個(gè)部分。教師通過(guò)講解個(gè)性化案例對(duì)該算法的知識(shí)進(jìn)行詳細(xì)講解，主要目的是讓學(xué)生了解該算法如何解決實(shí)際生活中的應(yīng)用問(wèn)題。例如，在講解分類算法并利用其進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)，可以運(yùn)用醫(yī)院糖尿病數(shù)據(jù)根據(jù)身體各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)預(yù)測(cè)該患者是否患有糖尿病，或者患糖尿病的概率是多少；在講解挖掘頻繁模式時(shí)，利用淘寶用戶近期購(gòu)物車的商品預(yù)測(cè)下一個(gè)即將購(gòu)買的商品是什么，具體的實(shí)驗(yàn)步驟是什么等。在講解過(guò)程中，注重對(duì)學(xué)生思辨能力的培養(yǎng)。具體案例如表1 所示。

Table 1 Theoretical teaching and corresponding cases in the data mining course表1 數(shù)據(jù)挖掘課程中理論教學(xué)以及其對(duì)應(yīng)案例

（2）教學(xué)答疑。線上網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)缺乏面對(duì)面授課時(shí)教師隨時(shí)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行解答和演繹的靈活性，導(dǎo)致學(xué)生在自主學(xué)習(xí)時(shí)會(huì)有很多困惑，因此教師為學(xué)生解答問(wèn)題這一環(huán)節(jié)尤為重要。對(duì)于簡(jiǎn)單的問(wèn)題，學(xué)生要養(yǎng)成自己查閱相關(guān)資料解決問(wèn)題的習(xí)慣，也可將問(wèn)題留在線上教學(xué)平臺(tái)的留言板處，教師或其他學(xué)生在留言板處討論。實(shí)在無(wú)法解決的問(wèn)題應(yīng)記錄下來(lái)，留在上課時(shí)統(tǒng)一解決。課堂答疑時(shí)要注意以學(xué)生為主體，以提高學(xué)生參與度為目的。教師將學(xué)生分為幾組，將解答思路提供給學(xué)生，組織學(xué)生獨(dú)立思考。每解決一個(gè)問(wèn)題或者發(fā)表出好的意見時(shí)，將為學(xué)生所在小組加1 分。最后計(jì)算小組總分，對(duì)于高分小組予以適當(dāng)獎(jiǎng)勵(lì)。讓學(xué)生先進(jìn)行解答，教師再作補(bǔ)充，這種教學(xué)方法既可以掌握學(xué)生對(duì)于課堂知識(shí)消化的情況，靈活調(diào)整后期課堂教學(xué)計(jì)劃和時(shí)間安排，又有利于學(xué)生間的互幫互助，提高學(xué)習(xí)的積極性和參與度。在回答問(wèn)題的基礎(chǔ)上，提出新的問(wèn)題，進(jìn)一步深化知識(shí)，啟發(fā)學(xué)生思維。

（3）總結(jié)點(diǎn)評(píng)。對(duì)于學(xué)生的課堂表現(xiàn)進(jìn)行總結(jié)點(diǎn)評(píng)，或者讓學(xué)生之間相互評(píng)價(jià)，互相了解。必要時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生積極發(fā)表課堂收獲。此外，對(duì)課堂中學(xué)生與教師的直接互動(dòng)進(jìn)行學(xué)情分析，包括學(xué)生對(duì)于已有知識(shí)的掌握、實(shí)際需要、能力水平情況，以及此節(jié)課中學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、小組討論的參與性和積極性等方面。學(xué)情分析能夠有效地優(yōu)化教學(xué)過(guò)程，幫助教師全面了解學(xué)生情況，因材施教，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)。最后在課堂結(jié)束時(shí)布置相應(yīng)的課后作業(yè)。

2.2.3 課后鞏固提升

（1）完成每一章節(jié)或每一模塊的學(xué)習(xí)內(nèi)容后，要及時(shí)完成線上教學(xué)平臺(tái)上的章節(jié)檢測(cè)，以檢測(cè)自己對(duì)于知識(shí)是否完全掌握，是否有遺漏的地方，其得分將作為綜合考核的一部分計(jì)入學(xué)生總成績(jī)。

（2）獨(dú)立完成內(nèi)容總結(jié)并撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。學(xué)生將記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程并對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析，這樣教師能夠更多地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況。如果想要復(fù)習(xí)某課程內(nèi)容，也可以重新進(jìn)入該章節(jié)的學(xué)習(xí)模塊反復(fù)學(xué)習(xí)，或者想要真正動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，編寫代碼，也有相應(yīng)的代碼編寫及結(jié)果可視化部分，真正實(shí)現(xiàn)教學(xué)一體化。

（3）課后教師可以利用教學(xué)平臺(tái)分享各種類型的教學(xué)資源，適當(dāng)推送計(jì)算機(jī)相關(guān)知識(shí)、消息新聞、教后心得（教師）及學(xué)后收獲（學(xué)生）等。

2.3 “二層面”

“二層面”指“線上＋線下”評(píng)分機(jī)制。在進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)針對(duì)不同內(nèi)容和相應(yīng)課程目標(biāo)，全面評(píng)價(jià)學(xué)生線上和線下的學(xué)習(xí)和綜合應(yīng)用［18］。混合式教學(xué)的效果評(píng)價(jià)方式不僅考查學(xué)生期末考試試卷上的分?jǐn)?shù)情況，還要考查學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)情況，課中學(xué)習(xí)參與度、積極性以及知識(shí)掌握情況等多方面因素，是一種過(guò)程性的動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)。

混合式教學(xué)的線上評(píng)估主要來(lái)源于該教學(xué)平臺(tái)對(duì)于學(xué)生觀看視頻在線時(shí)長(zhǎng)、課程資源閱讀，以及課后習(xí)題準(zhǔn)確率等方面的監(jiān)測(cè)功能和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能。線上評(píng)估不僅能客觀、公正、及時(shí)地反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，掌握學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，還能根據(jù)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況及時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度。線下成績(jī)包括平時(shí)上課出勤率、學(xué)生課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況以及期末考試成績(jī)總和。

采用過(guò)程性評(píng)價(jià)和綜合性評(píng)價(jià)混合、線上評(píng)價(jià)和線下評(píng)價(jià)混合的模式，更能夠及時(shí)、清楚、全面地了解學(xué)生整個(gè)學(xué)習(xí)狀況以及每一個(gè)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)效果，評(píng)測(cè)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，避免“一張?jiān)嚲矶ńK身”的情況。這種評(píng)價(jià)模式能夠使學(xué)生更加注重平時(shí)學(xué)習(xí)與積累，而不僅僅是期末考試時(shí)考前突擊，更充分地彰顯人性化學(xué)習(xí)。

3 教學(xué)實(shí)施效果

為了驗(yàn)證本文所提數(shù)據(jù)挖掘課程“四模塊三階段二層面”教學(xué)方法的有效性，在山東科技大學(xué)2017 級(jí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及人工智能共4 個(gè)專業(yè)的學(xué)生之間進(jìn)行分析比較。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、物聯(lián)網(wǎng)3 個(gè)專業(yè)的班級(jí)在講解數(shù)據(jù)挖掘課程時(shí)，采用改進(jìn)的混合式教學(xué)模式，線上采用MOOC 視頻完成自主學(xué)習(xí)部分，線下采用翻轉(zhuǎn)課堂模式進(jìn)行講解與討論。而人工智能專業(yè)的學(xué)生采用傳統(tǒng)課上“教師教，學(xué)生學(xué)”的教學(xué)方式。按照每月一考核的方式，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用“四模塊三階段二層面”教學(xué)方法的學(xué)生考試成績(jī)普遍比人工智能專業(yè)的學(xué)生要高，并且隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，效果越明顯。

通過(guò)圖3 可知，在2 月份剛開始采用此教學(xué)模式時(shí)，4個(gè)專業(yè)的差別并不大，平均分為60～70 分，然而隨著實(shí)施效果的凸顯，使用“四模塊三階段二層面”教學(xué)方法的3 個(gè)專業(yè)的班級(jí)平均分明顯上升，在7 月份達(dá)90 分以上，而人工智能專業(yè)的學(xué)生采用傳統(tǒng)教學(xué)模式的平均分仍然保持在70 分左右，并沒(méi)有明顯提高，且成績(jī)上下浮動(dòng)較大。這說(shuō)明本文所提“四模塊三階段二層面”教學(xué)方法對(duì)于教學(xué)有明顯促進(jìn)作用。

在混合式教學(xué)模式中引入翻轉(zhuǎn)課堂理念，學(xué)生不僅能夠靈活地完成課程內(nèi)容的自主學(xué)習(xí)，課堂學(xué)習(xí)中也極大地提高了注意力和積極性。據(jù)學(xué)生們反映，這種教學(xué)模式有助于加強(qiáng)他們對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握，提升綜合能力，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。

Fig.3 Comparison of average scores of different majors圖3 不同專業(yè)平均成績(jī)對(duì)比

4 結(jié)語(yǔ)

本文提出的“四模塊三階段二層面”教學(xué)方法作為混合式教學(xué)的有效補(bǔ)充，通過(guò)線上多媒體和計(jì)算機(jī)等網(wǎng)絡(luò)手段，將網(wǎng)上觀看教學(xué)資源與線下教師、學(xué)生面對(duì)面交流相結(jié)合，更加適合大學(xué)生對(duì)于數(shù)據(jù)挖掘?qū)W習(xí)方面的需求。整個(gè)教學(xué)模式科學(xué)地覆蓋了教學(xué)課前課中課后的每一個(gè)重要教學(xué)階段和環(huán)節(jié)，充分體現(xiàn)了教學(xué)過(guò)程中以教師和學(xué)生成長(zhǎng)為中心的一系列教學(xué)理念和原則，以確保將科學(xué)的教育理念充分地融入教育教學(xué)，保證教學(xué)高效實(shí)施。其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：①學(xué)生在課前自主學(xué)習(xí)后，對(duì)知識(shí)有了一定了解，學(xué)生出勤率明顯上升；②教師提前安排資料學(xué)習(xí)，課中學(xué)生之間的互動(dòng)交流增多，課堂氣氛明顯更活躍；③師生之間的交流更緊密，尤其是對(duì)數(shù)據(jù)挖掘行業(yè)前沿問(wèn)題的探討，隨著交流的深入，有些學(xué)生甚至開始加入教師科研項(xiàng)目中，更好地學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)。基于混合學(xué)習(xí)、案例學(xué)習(xí)、小組學(xué)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)方式更加適應(yīng)了大數(shù)據(jù)時(shí)代對(duì)應(yīng)用型數(shù)據(jù)分析和挖掘人才的需求，師生綜合素質(zhì)也得到較大提升，既達(dá)到了深化教育改革之目的，又提高了課程教學(xué)質(zhì)量。