大數據背景下的計算機課程分層教學設計與創新路徑探究

摘要：在大數據時代浪潮的推動下，計算機教育正迎來一場深刻的教學革新。文章提出大數據背景下的計算機課程分層教學設計與創新路徑探究。勾勒出計算機課程分層教學的藍圖，旨在通過精準識別學生的學習潛能、興趣點和職業抱負，將教學內容與方法個性化定制，以滿足不同層次學生的學習需求。進一步地，文章深入探討了分層教學的創新實踐路徑，強調了大數據分析在優化教學策略中的核心作用，倡導構建一個多元、動態的教學資源庫，并提出實施實時反饋與評估機制，以促進教學質量的飛躍。這些創新舉措旨在激發學生的學習熱情，挖掘其潛在能力，并最終培養出一批既具備實踐技能又富有創新精神的計算機領域精英。

關鍵詞：大數據；課程分層；教學創新；創新路徑

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2025）01-0165-03 開放科學（資源服務） 標識碼（OSID） ：

0 引言

在當前信息化快速發展的背景下，大數據正逐漸成為推動人類社會發展的一股不可忽視的動力。在教育領域，特別是在計算機課程教學中，大數據的引入為傳統教學模式帶來了革命性的變革。由于傳統的計算機課程教學方式與內容過于單一，忽略了學生的個性與學習需要，因而造成了教學質量上的不均衡。而大數據技術的運用，使得教育者能夠全面、深入地了解學生的學習行為、能力水平和興趣點，為計算機課程的分層教學提供了有力支持[1]。

本文的研究旨在探討大數據背景下的計算機課程分層教學設計與創新路徑。通過深入分析大數據在教學中的應用價值，結合教學實踐，本文期望能夠提出一套科學、有效的分層教學策略和方法。這樣既可以調動學生的學習積極性，發揮學生的潛力，改善學校的教育質量，同時也可以使學生的自學和創造意識得到發展，從而為將來的計算機事業提供更多的人才。希望通過本文的研究，能對我國的計算機專業課程的改革和發展起到一定的借鑒作用，從而促進我國的教育事業不斷地進步和發展[2]。通過大數據與分層教學的有機結合，本文相信能夠打造更加高效、個性化的計算機課程，為培養新時代的計算機人才貢獻力量。

1 大數據背景下的計算機課程教學的分層設計

1.1 學生分層

分層教學是一種以學生為中心的教育模式，旨在針對不同的學生，針對學生的個性特點，采用適當的教育策略和方式。所以，首先必須要對學生的個人差異有一個全面的認識，比如：基本知識的掌握情況，學習興趣，階段性測試成績，課堂表現等[3]。結合學生的實際情況，對學生進行科學、合理的分組，并針對不同學生的特征進行針對性的教學設計。學生分層并不是一次性工作，隨著教學工作的推進，需要根據學生的變化進行調整，這樣有利于提高教學效果。

本文將學生分為三個層次：A層（基礎組） 、B層（提高組） 和C層（創新組） 。首先，根據學生的編程基礎水平成績進行初步分層：60分以下歸入A層，60分（含60 分） 至80分之間歸入B層，80分（含80分） 至100分歸入C層。隨后，根據學生的學習興趣和創新能力對初步分層進行適度調整：若學生的學習興趣和創新能力較強，且成績優異，可提升至更高層次；反之，若學習興趣和創新能力較弱，且成績一般，則可降低至較低層次。首次分層結果如表1所示：A層（基礎組） 有8 人，B層（提高組） 有19人，C層（創新組） 有8人。此后，將根據學生階段性的學習表現進行動態調整。

A層：這一級別的學生，基礎相對較差，學習成績并不是很好，很少與計算機打交道，對程序的了解也很少，學習水平很差，對學習也不感興趣，在課堂上的表現也很枯燥，學業也很困難，而且也不能夠自己去完成課后作業。在此階段，最重要的是培養對學習的濃厚興趣，使其牢固地掌握計算機基本理論。

B層：這一層的學生占據班級的大多數，屬于班級的中層，有一定的前置基礎，學習興趣較高，有一定的編程能力和學習夠獨立完成任務，但自主探究能力較弱創新能力有待提高。在此階段，應該在掌握基本知識的同時，著重培養學生的探索精神。

C層：這些學生的思想比較積極，學習成績也比較令人滿意，他們的學習興趣很高，學習水平也很高，能夠迅速地把課程中的任務做好，并且能夠運用自己所學到的東西進行推理。這部分學生在完成基礎的任務后可著重培養學生的創新能力，首次學生分層結果如表1所示。

1.2 教學目標分層

對教學目標進行分層設計是課堂教學活動順利進行的重要環節。在對學生進行分層的基礎上，對教學內容進行科學合理的分區。教學目標的分層既要與學生原有的知識結構相聯系，又要遵守維果茨基的最近發展區理論，也就是說，在教學中要鼓勵學生，引導學生，使學生在學習中進行思考與提高，使其與目前的知識層次相比，具有更高的層次[4]。這種更高的知識水平不是絕對的，而是相對于自身而言，是學生通過努力之后可以達到的。不同層次的學生在完成對應層次的目標后，教師還應鼓勵學生朝著更高一層的目標努力，激發學生的無限潛能。

將教育目標分為三個層次：基本目標、中等目標和發展目標。基本目標是所有學生都必須達到的目標，這部分以示范模仿為主，要求在教師演示后學生能夠將演示的任務獨立完成。中等目標主要是提高學生舉一反三的能力，在學生達成基礎目標的條件下，鼓勵學生利用學過的知識進行探究學習[5]。發展目標要求學生可以利用所學解決生活中的實際問題，進行作品的創新，培養學生的創新能力。

1.3 教學任務分層

教學任務是對教學目的的具體體現，按照每個課程的教學目的以及教學內容，設計出一個分層的教學任務，讓學生能夠在這個過程中，學會如何去學習，去提升自己的技能，以此達到教育目的。計算機課程不僅考驗學生的理解能力還考驗學生的動手操作能力，課堂任務的完成情況可以直接反映出學生的動手操作能力和教學目標的達成情況，因此，要實現分層教學，就必須要根據不同水平的同學，來制訂相應的課堂任務。

基礎課堂任務以獨立完成示范模仿為主，是所有層次學生必須完成的任務。提高課堂任務以舉一反三為主，結合以往所學知識進行探究，是B層學生必須完成的任務。基于上述兩項，創新課堂任務主要針對解決現實問題和培養創造性思維，對C層同學來說是一項艱巨的工作。

教師應合理地安排座位，使同層級的學生坐在一起，在教學任務發布時，教師可以采取利用教師機和學生機傳輸文件的方式，為不同層次的學生分別發放任務清單，待學生完成后可根據學生情況，下發更具挑戰的任務，從而做到隱形性分層。

1.4 計算機課程的分層教學流程

本文制定了如圖1所示的計算機課程的分層教學流程圖。

首先進行前期分析，通過調查問卷、訪談等方式，了解學生的成績、學習興趣等，進行學習者特征分析，對學生之間的差別進行分析，并對教學目標、學習內容和教學戰略進行分析。根據前期分析結果，進行學生分層、教學目標分層、教學任務分層和教學策略分層，其中教學策略分層包含了教學評價分層和教學資源分層。

根據計算機專業的分層教學來進行教學實踐，給學生創造一個與現實世界更加接近的學習情景，使學生能夠更好地融入課堂中去。進行新知講授后，讓學生采用探究的學習方式完成基礎任務，挑戰更高難度任務，教師按照分層教學策略，對學生進行評價，給予學生個性化的學習資源，幫助學生完成任務提高自己[6]。課后教師向能力較為薄弱并未能按時完成任務的學生提供個性化輔導，使學生能夠更好地理解所學的知識，以此達到自己的教育目的；為學習興趣濃厚并希望自主探究的學生布置課后任務。幫助各個層級的學生學習，使每個學生都能達到最優發展。通過問卷和試題的方式了解學生在成績、創新能力、學習興趣上的變化，根據教學效果的反饋進行學生分層的調整，達到動態分層的目的，為后續的教學打好基礎。

2 計算機課程分層教學的創新路徑

2.1 構建個性化學習路徑

隨著教育信息化的深入發展，大數據為計算機課程的個性化教學提供了前所未有的可能性。在評估了學生的能力水平后，構建個性化學習路徑成為分層教學的核心任務。這一路徑的建設，不僅要針對不同的學生進行針對性的學習，還要針對學生的學習進度、興趣點以及反饋量身定做屬于他們自己的學習軌跡。

大數據技術的引入，使得教育者能夠實時追蹤學生的學習行為，包括學生在不同模塊的學習時長、完成的練習以及遇到的難點等。基于這些數據，教育者能夠精準地掌握學生的學習狀態，并為學生提供個性化的學習資源和輔導。例如，對于那些正在快速進步的學生，可以提供更高水平的知識講解；而對于在某些知識點上遇到困難的學生，則可以推送相關的輔導材料和練習題。個性化學習路徑的構建強調學生的主體性和參與性。學生不再是被動地接受知識，而是根據自己的實際情況，主動選擇學習內容和進度。這種積極參與的教學方法，不僅能夠激發學生的學習積極性，還能促進學生的自學能力和創造性。

2.2 動態適應的教學環境

隨著教育技術的不斷進步，教學環境正逐漸從靜態向動態轉變。尤其是在計算機專業的分層教學環境下，更是如此。借助大數據技術的力量，教學環境得以實時調整，確保與學生的學習進度和能力水平保持同步。在動態適應的教學環境中，教學內容和難度的調整不再是事先預設好的，而是根據學生的學習數據動態生成。這意味著，當學生的學習進度加快或遇到難點時，教學內容會相應地調整，以滿足學生的需求。這種實時反饋的機制確保了教學的針對性和有效性。

除了教學內容的調整，動態適應的教學環境還強調個性化的學習支持和反饋。每個學生都有自己獨特的學習軌跡和難點，因此，學生需要個性化的指導和幫助。通過大數據技術，教育者可以精確地識別學生的學習問題，并提供針對性的解決方案。這種個性化的學習支持不僅幫助學生克服學習難題，還激發了學生的學習熱情和創造力。

2.3 教師專業發展和培訓

隨著大數據技術的廣泛應用，計算機課程的分層教學對教師的能力提出了更高要求。為了有效實施這種教學模式，教師的專業發展和培訓變得至關重要。

掌握大數據技術的基礎知識是教師適應新教學環境的基石。為了從海量數據中提煉出有價值的資料，以指導教育實踐，教師必須掌握數據的收集、存儲、分析和解釋等關鍵技能。這種技術的應用不僅能夠幫助教師更精確地評估學生的能力水平，還能為個性化教學提供有力支持。同時，教師需要學會如何根據學生的學習數據調整教學策略，這意味著教師必須轉變原有的教育理念，從單純的知識傳授者轉變為引導者和促進者。通過深入分析學習數據，教師能夠洞察學生的學習進度、難點和興趣點，并據此提供針對性的學習資源和指導。這種以數據為支撐的教學策略調整，能夠使教學更加貼近學生的實際需求，從而提升教學效果。

3 結束語

在大數據的時代浪潮中，計算機課程分層教學迎來了前所未有的創新機遇。通過對大數據的精確評價和動態調整，為每個學生設計一條適合自己的學習路線，既可以提高學生的學習熱情，又可以提高學生的自學能力和創造力。教師的專業發展和培訓也在這場變革中發揮了關鍵作用，為分層教學的順利實施提供了有力保障。未來，大數據與分層教學的融合將繼續深化，為計算機教育領域注入更多活力。期待這種創新路徑能夠培養出更多具備高度專業素養和創新精神的計算機人才，為社會的科技進步貢獻力量。同時，下一步研究應不斷反思和完善教學方法，確保教育與時俱進，滿足未來社會的需求。

參考文獻：

[1] 賈若男，劉雨霖，蘇杰.大數據背景下高校教育教學改革路徑探究：評《高校教育教學改革的理論思考與實踐探索》[J].中國油脂，2023，48（9）：161.

[2] 王向科，沈建軍. 大數據分析驅動教學創新[J]. 人民教育，2020（1）：66-67.

[3] 胡蓉.大數據背景下高等教育管理信息化創新路徑研究[J].食品研究與開發，2021，42（17）：242.

[4] 鐘紹春.課堂教學新模式構建方向與途徑研究[J].中國電化教育，2020（10）：40-48.

[5] 高麗芳.基于大數據背景下的高校醫學教育管理創新與研究：評《實用高等醫學教育管理學》[J].林產工業，2020，57（3）：115.

[6] 楊軍.大數據背景下高校教育管理信息化創新路徑研究：評《基于大數據的高校教育管理研究》[J].科研管理，2020，41（10）：1.

【通聯編輯：王 力】

基金項目：西安翻譯學院2023 年度教育教學改革研究項目“科技創新思路下高校計算機通識課程分層教學的探究”（項目編號：J23B30） ；西安翻譯學院2023 年校級品牌課程項目“《網頁設計》課程思政課程”（項目編號：ZK2303）