大數據分析課程“四位一體”混合式教學探索與實踐

［摘 要］針對大數據分析課程的教學現狀及問題，文章提出該課程可進行“四位一體”混合式教學模式改革，即從四個方面完成大數據分析課程的混合式教學，分別是學情分析多元混合、課堂組織模式多元混合、課程內容與思政多元混合、課程考核方法多元混合。這四個方面形成一個有機整體，覆蓋從開課準備到課堂組織與內容設計，再到結課等教學全過程，且每個方面內部也由多元素混合組成。

［關鍵詞］大數據分析；四位一體；混合式教學；教學模式

［中圖分類號］ G642 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2022）12-0007-04

2018年，新時代全國高等學校本科教育工作會議明確指出，高教大計，本科為本；本科不牢，地動山搖。這句話充分說明了本科教育在高等教育中的核心位置。大數據分析課程作為與大數據相關的新興本科專業中的核心骨干課程，在相應專業的人才培養課程體系中占有重要地位，需要認真研究課程建設事宜。

新工科教育的核心理念之一是教學模式改革，強調學生學習主體地位的回歸。筆者結合自身在大數據分析課程建設中的體會，重點探討在新工科教育大背景下，如何改革大數據分析課程的教學模式，使其能夠貼合學生實際，符合課程特點，同時契合新工科教育的培養目標，提出“四位一體”混合式教學模式，以期為相關專業的人才培養和課程建設提供參考和借鑒。

一、現狀與問題分析

（一）研究現狀

大數據分析屬于新開課程，國內外高校開設該課程的不多。相關研究主要集中在教學內容體系方面，例如于雷對大數據分析的課程內容范圍進行了初步探索，認為其主要內容為數據挖掘，同時應注重對學生應用能力的鍛煉、社會管理及運營經驗的培養[1]。王濤等基于開源大數據處理框架Hadoop對大數據分析課程內容進行了規劃和設計[2]。李超等研究了大數據分析課程中的案例教學法，以Python和R語言實現相關數據的文本挖掘與可視化[3]。黃賢英等針對專業學位研究生工程能力的培養，提出建設大數據分析方向課程案例庫，“漸進式”提升學生解決復雜工程問題的能力，培養其工程素質[4]。

目前，圍繞大數據分析課程教學模式的研究并不多，然而“它山之石，可以攻玉”，與教學模式改革相關的教學研究非常多?？偟膩砜?，教學模式有很多種，但沒有明確的劃分標準。

圍繞如何利用互聯網，有以下教學模式：智慧教學模式[5]，SPOC混合式教學模式[6]，MOOC+SPOC混合式教學模式[7]，基于雨課堂[8]、課堂派[9]、微信平臺[10]等的混合式教學模式等。

圍繞如何組織好課堂教學環節，有以下教學模式：加拿大教學技能工作坊提出的BOPPPS 教學模式，包括6個教學過程，即導言（bridge-in）、學習目標（objective）、前測（pre-assessment）、參與式學習（participatory learning）、后測（post-assessment）、總結（summary）[11]；CDIO教學模式，分為構思（conceive）、設計（design）、實現（implement）和運作（operate）四個階段[12]；對分課堂，其把教學在時間上清晰地分離為講授（presentation）、內化吸收（assimilation）和討論（discussion）三個過程，也可簡稱為PAD課堂[13]。

圍繞課程內容講授方法，有以下教學模式：以團隊為基礎的學習（Team-Based Learning，TBL）；以問題為基礎的學習（Problem-Based Learning，PBL）；以案例為基礎的學習（Case-Based Learning，CBL）[14]；多元互動教學模式[15]；項目驅動教學模式[16]；PI 教學（Peer Instruction）即同伴教學，常規實施方法為“學生課前學習—學生獨立思考回答教師精心設計的問題—教師講解—學生互相討論—學生互相糾錯—教師總結”等[17]。

（二）問題分析

大數據分析課程的相關研究存在以下幾方面問題：

1.研究大數據分析課程內容的多，研究面向該課程教學模式的少。已有的教學模式多針對其他課程，雖然大數據分析課程可以借鑒，但是目前仍然缺乏直接面向大數據分析課程的教學模式的相關研究。大數據分析課程的理論性和實踐性都很強，單純地依托教材“以教為主”“照本宣科”的傳統注入式教學缺乏與學生之間的互動，對啟發和引導學生學習課程的積極性和主動性作用有限，有必要重構課程教學模式，改善課程教學效果。

2.學情分析不足。課堂教學要保證效果，一定要結合學生實際充分分析學情。在以往的教學中，有些教師可能僅憑學生的專業成績對學情進行判斷，沒有深入研究所講課程內容是否符合學生實際，教學效果不盡如人意。

3.課程思政融入欠缺。如何挖掘大數據分析課程教學中蘊含的思想政治教育資源，實現全員全方位育人，尚無有效研究。

4.配套評價模式研究欠缺。上述研究多忽略了對評價方法的研究。課程評價起著“指揮棒”的作用，科學合理的評價方法不僅能起到選拔人才的作用，而且能激發學生的學習主動性。

二、“四位一體”混合式教學

針對上述問題，本文從四個方面對大數據分析課程進行混合式教學改革，分別是學情分析多元混合、課堂組織模式多元混合、課程內容與思政多元混合、課程考核方法多元混合，構建了“四位一體”的大數據分析課程混合教學模式，如圖 1所示?！八奈灰惑w”教學模式涵蓋了開課前/中期的學情分析環節，開課后的課堂組織環節，課堂內容設計環節以及結課后的課程考核環節，覆蓋教學全過程。

（一）全面調研暢通交流

全面準確的學情分析對于實現因材施教、提升教學質量具有重要作用。只有在深入分析學情的基礎上，確保講述內容與學生實際緊密結合，才能保證課堂效果，例如從學生日常生活、前期預修課程以及以往求學經歷等入手。

為實現這一目標，本文利用現代化教學手段，建立與學生之間多樣化的溝通渠道，包括郵箱、微信、電話、短信、釘釘和問卷調查等。特別是借助問卷調查小程序，可以實現快速學情調查，既可以實名也可以根據需要匿名，保證調查數據的真實可靠。在設計的過程中，應注意問卷問題的合理性，一般應根據平時的觀察和情況了解，精心設計問題。

通過多渠道收集學生信息，可以達到以下效果：

1.從多維度了解學生特點，了解不同學生預修課程的學習情況，以及對課程內容的難點困惑、特殊需求等，為把握教學進度和針對不同專業學生特點設計教學案例提供參考。

2.輔助總結共性問題和個性問題。對于共性問題應反思教學過程，結合學生實際進行再講解。對于個性問題，如果是實名的，可以直接面對面幫助分析；如果是匿名的，應在教學過程中留心觀察，特別是根據課堂提問和作業情況等發現問題所在。

表 1和表 2分別給出了大數據分析課程開課前和學期中采用的調查問卷示例。

（二）多元模式改善教學

研究分析不同教學模式的使用場景，針對每堂課的內容，結合學生特點及其反饋的難點困惑和特殊需求等，選擇合適的教學模式，提高課堂互動效果。本文以理論和實踐教學兩部分分別舉例，說明教學模式相混合的方法，具體如下。

1.BOPPPS教學模式與PBL模式相混合。在課堂教學開始時，按以下步驟組織課堂教學：①采用問題導入方式，首先拋出問題，吸引學生思考；②圍繞問題解決，明確該堂課的學習目標；③結合前期知識，測試學生學習情況；④課堂巧妙設計提問，活躍課堂氣氛，爭取人人參與；⑤以實際問題舉例，要求學生給出解決方案；⑥講評學生答案，總結課堂內容。以大數據聚類分析中的K-Means算法并行化為例，給出課堂組織方案，具體如表 3所示。

2.SPOC教學模式與CDIO教學模式相混合。大數據分析課程課時有限，而其中的部分實踐課程可能無法當堂完成，需要占用學生的課余時間。因此，可借鑒SPOC等混合式教學模式，即線上學習、堂上討論的方法組織課堂教學。在組織堂上討論時，同時引入CDIO模式，將構思、設計、實現和運作四個階段融入其中。以大數據分析中的詞頻降序排列實踐課為例，給出課堂組織方案，具體如表 4所示，其中的關鍵在于構思環節，在該環節需要合理設計問題，啟發學生思考。

（三）融入思政激發活力

在教學互動之外，教師還要與學生進行思想互動，特別是在課程內容中融入思政元素，讓課堂充滿正能量。這樣不僅能從思想上幫助學生解決問題，調動其學習熱情，提高其學習主動性，而且能夠啟迪思維，使學生在課堂內容之外學習到其他對今后有用的知識。

1.課程內容融入思政元素。將思政元素融入課程教學是針對有效提升育人水平而言的，不要勉強或胡亂“聯系”，融入的內容自然貼切最重要，否則學生不愛聽，教師自己也沒有成就感。此外，課程思政并非越多就越好，妙在畫龍點睛，運用得當。在教學過程中，只有針對教學內容恰當運用，才能達到更好的育人效果。表 5給出了大數據分析課程中的幾個典型思政案例。

2.談心交流發現個體差異?！傲紟煛笨梢酝瑫r是“益友”。教師如果有條件可以積極與學生交朋友，注重與學生談心交流，了解其學習和生活情況，特別是對學習的認識，以及對本課程的真實想法等。對于學習成績較差，特別是學習動力不足的學生，應重點進行引導和關懷，避免其掉隊。要注重個體差異，進行個性化施教，以鼓勵為主，引導學生主動進步。

（四）豐富評價現實激勵

課程考核成績是多數學生在課程學習中關注的焦點，有導向性作用。大數據分析課程重在考查學生的實際應用能力，可以在期末考試時采用機試的方式進行課程考核。然而，僅僅依賴機試，則顯得考核手段過于單一，而且由于機試時間有限，具有一定的偶然性，不利于體現學生的真實水平。

本文采用多元考核評價手段，爭取最大限度地發揮考核的激勵作用。具體來講，就是考核包括形成性考核和終結性考核兩部分。其中，形成性考核又包括課堂表現（包括回答問題情況和到課率）、課堂實驗完成情況（實驗報告）、大作業完成情況以及課程總結等；終結性考核以機試為主，開卷進行，考核題目為綜合題，題目靈活多樣，范圍涵蓋課程全部內容，尤其以大數據聚類分析、分類分析、關聯分析、回歸分析和鏈接分析為主。計分標準為形成性考核占60%，課程考核占40%。通過計算標準可以看出，形成性考核占比較大，可以降低機試偶然性因素的影響。另外，通過靈活設置課堂實驗題目和機試試題，可以較好地考查學生的理論學習情況和實際應用能力。

三、小結

本文提出的大數據分析課程“四位一體”混合式教學，將學情分析、課堂教學組織模式、課程思政以及考核手段統籌考慮，實現了學情分析多元混合、課堂組織模式多元混合、課程內容與思政多元混合、課程考核方法多元混合，具有多元性和全面性特點，對解決現有大數據分析課程教學研究中存在的問題具有一定參考意義。研究和實踐表明，該教學模式能在一定程度上提高課堂教學質量，促進學生自主學習，培養學生的實踐能力和創新精神，未來可以考慮推廣至其他課程的教學中。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 于雷.高校計算機專業《大數據分析》課程教學內容初探[J].科技創新導報，2018（18）：221-222.

[2] 王濤，邵國強，鄒紅，等.“基于Hadoop的大數據分析”課程規劃與設計[J].電腦知識與技術，2015（7）：190-192.

[3] 李超，唐義杰.基于案例的大數據分析課程教學研究：以網絡數據收集和數據可視化教學內容為例[J].白城師范學院學報，2019（6）：56-61.

[4] 黃賢英，盧玲，劉超.大數據分析方向案例庫建設及案例設計探索[J].福建電腦，2020（12）：100-101.

[5] 周金容，孫誠，唐天國，等.“互聯網+”背景下高職計算機類課程的智慧教學模式構建及實踐[J].中國信息技術教育，2019（21）：111-114.

[6] 閆麗.基于SPOC的混合式教學模式在Python語言程序設計課程教學中的應用研究[J].通化師范學院學報，2019（10）：137-140.

[7］ 趙弼皇，李艷，鄧勛.基于MOOC+SPOC的《園林計算機輔助設計》課程線上線下混合式教學模式研究[J].教育教學論壇，2020（4）：317-318.

[8］ 趙巍，婁婷婷.基于“雨課堂”的雙輪驅動教學模式探索：以《金融工程》課程為例[J].金融理論與教學，2019（5）：89-93.

[9］ 李元源.基于“課堂派”的高職項目化課程多維融合教學模式研究[J].河北農機，2019（10）：57-58.

[10］ 李英.基于微信平臺的翻轉課堂教學模式在C語言課程教學中的應用[J].科技風，2019（29）：85.

[11］ 周偉，鐘聞.基于BOPPPS教學模型的內涵與分析[J].大學教育，2018（1）：112-115.

[12］ 徐東輝，劉國東，郭文普，等.基于CDIO工程教育理念的翻轉課堂教學模式研究[J].教育教學論壇，2020（13）：316-318.

[13］ 虞曉君，張建芳，周昕.基于對分課堂模式的大學生專業能力培養[J].中外企業家，2020（9）：177-177.

[14］ 楊業.TBL、PBL與CBL三種教學模式相結合在社會心理學課程教學中的應用：以態度的改變為例[J].教書育人（高教論壇），2020（3）：102-103.

[15］ 方澤民，劉娟娟，房偉，等.“基因工程原理”課程多元互動教學模式探索[J].安慶師范大學學報（自然科學版），2019（4）：131-134.

[16］ 袁秀平，董淑冷.項目驅動教學模式在電子技術課程中的應用探索[J].湖北農機化，2019（19）：43-44.

[17］ 王英姿，杜守穎，吳清，等.基于PI教學模式的中藥藥劑學教學改革探究[J].衛生職業教育，2020（6）：38-40.

［責任編輯：劉鳳華］