数据分析在线开放课程建设探索与实践

来源 :高教学刊 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ie286
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘  要:信息技术与教学的深度融合,推动了教学模式的创新和变革,提高了教学效率,提升了教学质量。在线开放课程是一种信息技术与教学资源融合的新型教学模式。在一流课程建设背景下,在线课程建设是有效提高教学质量的重要途径。文章以我校数据分析在线开放课程为例,从课程建设目标、建设理念、教学方法和教学手段等方面详细阐述了在线开放课程建设,并对在线课程教学以及一流课程建设进行了探讨。
  关键词:在线开放课程;数据分析;一流课程;教学模式
  中图分类号:G640        文献标志码:A         文章编号:2096-000X(2021)23-0105-04
  Abstract: The deep integration of information technology and teaching promotes the innovation and reform of teaching mode, improves teaching efficiency and improves teaching quality. Online open course is a new teaching mode integrating information technology and teaching resources. Under the background of first-class curriculum construction, online course construction is an important way to effectively improve teaching quality. Based on the online open course of data analysis in our school as an example, this paper expounds the construction of online open course from the aspects of course construction goal, construction concept, teaching methods and teaching means, and probes into online course teaching and first-class course construction.
  Keywords: online open course; data analysis; first class course; teaching mode
  2018年9月10日,中共中央召开全国教育大会,就加快推进教育现代化、建设教育强国、办好人民满意的教育作出了全面部署,向全党全國全社会发出了加快教育现代化的动员令。2019年,中共中央、国务院印发了《中国教育现代化2035》,中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《加快推进教育现代化实施方案(2018-2022年)》,这两个重要文件共同构成了教育现代化的顶层设计和行动方案, 为我国教育现代化的发展明确了定位和方向。
  教育信息化推进教育治理现代化是我国当前教育发展的重要定位和策略[1-2]。教育信息化是教育现代化全面实现的基本途径,是对全面推动教育现代化的有力支撑。2012年以来,随着以慕课(“大规模在线开放课程”)为代表的在线开放课程的迅速兴起,各种在线教育新模式不断涌现,推动了信息技术与教育教学深度融合,促进了优质教育资源应用与共享[3]。在不断推进教学内容、方法、模式和教学管理体制机制变革中,在线开放课程已经成为教育信息化应用领域中不可忽视的重要力量[4-6]。特别是2020年新冠肺炎疫情期间,教育部和部分教育企业推出的免费在线课程、直播课程,保障了学校“停课不停教,停课不停学”。
  一、课程建设情况
  数据分析课程是我校信息与计算科学专业的核心必修课程,2006年开设该课程以来,课程组先后了制定和修订了数据分析课程的理论教学大纲、实验教学大纲、授课计划等一系列教学文件;不断调整与完善课程体系;改进教学方法和教学手段。引进国际先进专业统计分析软件SAS、SPSS、MATLAB和Python进行数据分析方法的实践与应用教学。开发与制作理论课、实验课教学课件,充分、恰当地使用多媒体教学。有机结合课件、专业软件和网络资源,在精简授课学时、突出实践与应用、激发学生学习兴趣、提高教学效果等方面取得实效。
  随着学校教育教学一体化改革的不断深入,数据分析课程组加大对该课程的改革力度,充分利用在线教学平台、立体化教学资源等辅助教学,拓展教学视野、理论联系实际、探索多样化的考核模式,提高学生学习积极性和学习能力。实践教学方面借鉴国际工程教育教学理念,将该课程的实践教学融入科学计算实践教学体系整体建设,鼓励学生参与“做中学、学中做”教学实践活动。近年来,利用数据分析基本理论做毕业论文的学生逐年增加,论文质量稳步提高,应用所学知识解决实际问题的能力得以提升[7]。2017年,我校完成校精品重点课程建设,完善了课程体系并优化了课程的资源,同时在线教学平台在学校的教学平台完成建设。2018年,我校开展教育部产学研协同育人项目建设。2019年我校以在线开放课程建设为核心,积极开展金课建设。
  目前数据分析课程已经发展成为内容体系完整、别具教学特色的专业课程。本课程在教学内容上,将理论推导与软件应用有机融合起来,将基本原理和方法与实践结合起来;在教学方法上,根据信息与计算科学专业的特点,结合国际工程教育教学理念,强调该学科的工具性和应用性,形成“立足基本原理,突出应用性”的教学特色。数据分析课程已经建成了课程教学资源库、知识展拓资源库、数学建模竞赛资源库、实验教学平台,完成了两轮授课视频。为学生提供了优质教育资源,学生利用学校在线教学平台,可以自主查阅相关教学资源,了解课程性质、内容、要求和教学动态,学习更多的扩展性知识,实现课程教学网上交流、讨论、答疑等,拓宽学生学习途径、学习时间和空间。   二、课程建设思路
  (一)建设目标
  根据我校本专业的定位,以省级及全国精品在线开放课程建设为指南,贯彻素质教育,因材施教,确定相应的课程内容体系结构;建设优质课程资源,注重对学生利用计算机实现数据处理与计算机绘图能力的培养,推进教学方法、教学手段现代化,提高教、学双方的效率。建设优质网络在线课程,在保持现有特色和优势的基础上,推进本课程立体化建设与教学模式的整体优化,丰富课程资源,提升课程质量。通过在线开放课程建设,为教师开展线上线下混合式教学、学生进行自主学习提供优质的线上课程资源。
  (二)教学理念
  课程组在保证掌握基本理论知识的前提下,课程建设以学生理解与应用知识为目标,理论教学与实验实践教学相结合,侧重学生综合应用知识能力的培养。
  1. 理论教学理念
  数据分析课程主要介绍数据处理的常见统计分析方法,是一门工程应用性极强的学科。本课程是数学学科中一个有特色且又十分活跃的分支,在我校信息与计算科学专业学生培养中具有十分重要的作用,是信息与计算科学专业的一门重要的专业基础课。一方面,它与该专业其他基础课程有显著的区别,其独特的概念与方法,非常有利于培养学生逻辑思辨能力和数据处理能力,能使学生掌握研究随机现象与处理大量统计数据的基本思想和方法;另一方面,它与其他学科又有紧密的联系,是信息与计算科学专业许多课程的基础和相互联系的纽带,在专业课程设置中有着极其重要的地位和作用。因此,理论教学理念基于多方向的基础融合,依托研究课题,重视对学生的综合应用能力培养。注重科学思维方法,强调重要数学思想方法与计算工具的突出作用,以解决问题为核心,构建“目标牵引,数据分析知识结合实际应用”的理论教学模式,根据课程内容与实际生产、生活联系紧密的特点,强调课程内容的实际应用背景和应用范围。
  在线开放课程建设的关键是建设优质的课程资源,课程组在课程设计时,不仅要准备优质的教学素材、教学课件、教学视频等教学资源,还要及时了解科技前沿动态,将新的技术融入教学设计中。在线开放课程的框架设计了课程介绍、课程团队介绍、教学大纲、教学视频、教学课件、课程通知、习题库、案例库、教学互动等模块,既提供了丰富的线上教学资源,有利于开展线上教学及个人自学,又提供了教师学生的互动交流平台,弥补了个性化学习的差异,保障了学习效果。
  在线课程的核心内容是课程的教学视频,为了区别于传统45分钟一堂课的教学模式,同时满足后续线上线下混合式教学的开展,视频主要采用教师教学的微课视频。课程录制内容以课程知识点为单元进行了划分,每个教学视频时长控制在15分钟以内,每个视频配套相应的教学演示文稿,每个视频保证了内容的完整性,便于学生进行个性化和碎片式的学习。
  2. 实践教学理念
  数据分析是一门理论推导过程繁琐、实用性很强的课程,而课程教学的目的是培养学生應用数据分析方法来处理实际问题的能力。该课程在实践教学方面进行了有益的尝试和探索,以培养学生综合应用知识的能力为目标,帮助学生理解理论知识,熟练掌握一个数据分析软件,比如SPSS,MATLAB、R或Python等,将数据分析方法的理论与软件应用相结合。
  本课程将理论与实践相结合,根据教学知识点设计了实验项目,每章设计了3-5个实验,录制了实验教学微视频,便于学生使用软件完成相应的实验项目。同时每章还设计了1-2个综合实验项目,录制了教学视频,便于学生掌握解决实际问题的方法和技巧。
  (三)教学方法与教学手段
  课程组根据数据分析课程的特点和对教学的要求,坚持教师的主导作用与学生的主体作用相结合,充分调动学生学习的主动性与自觉性,积极在教学模式、教学方法、考核方式和教学手段等多方面进行教学改革与探索。我校在教学过程中综合多种灵活多样的教学方法与手段,采用课堂集中讲授、专题讲座、分组讨论、实验演示以及课外辅导等形式多样、灵活有效的教学方法与手段,并取得了良好的教学效果。
  1. 对于课程中的基本理论部分,主要采用课堂讲授与多媒体课件演示等集中式教学方法。课堂集中教学使学生能在较短时间内直观地了解并掌握课程的基本理论与方法,对课程理论知识形成较为全面、整体的认识。教师应从课程内容中精心挑选适当的章节和知识点,分别采用启发式教学、设问以及分组讨论等多种方法调动学生进行积极思考,激发其主动学习、积极思考等意识,强调数据分析的基本思想与原理,强化学生对知识点的理解和掌握。由于数据分析课程具有数据处理繁琐、基本原理的推导枯燥等特点,因此在教学过程中尝试将计算机辅助学习融于教学,以计算机软件为工具,作为支撑教学活动的手段。软件演示与基本理论互补,计算结果阐明理论,帮助学生理解基本原理和基本步骤,培养学生解决问题的技巧,感性认识和积极主动思考的能力。
  2. 对课程中的数据分析方法及应用部分,运用各种软件制作动画课件,进行多媒体课件演示,主要采用案例教学法对数据分析方法的基本思想、基本操作过程,在课堂讲解的基础上,制作形象生动的计算机实验动画课件,使讲解的内容图像化、动态化,极大地增强了课程内容的生动性、直观性和形象性,激发了学生的学习兴趣和学习热情。同时,采用案例教学法,通过实例让学生能亲自体验随机实验的特点和统计方法的实用性,能自己通过计算机互动实验总结和归纳随机现象的统计规律性,解决现实的应用问题,提高学生对数据分析课程理论知识的认识与理解,起到了提高教学效果和学习效率的双重作用。
  3. 在课程教学中融入数学建模思想,培养学生建立数学模型解决实际问题的能力。根据课程内容与实际生产、生活联系紧密的特点,强调课程内容的实际应用背景和应用范围,采用与数学建模相结合的教学方法。在讲授理论知识的基础上,针对某些知识点的实际应用问题,组织课外活动小组,在课程组的指导下逐步完成从提出问题-分析问题-建立数学模型-该课程及其他相关知识的应用-数学软件实现-模型求解-结果分析、解释和验证-探讨更深入问题的全过程,使学生能够真正理解和掌握数据分析课程理论知识在实际中的应用,做到学以致用,同时进一步巩固对理论知识的认识和理解。   4. 对课前准备、课堂教学和课后巩固三个教学阶段提出了相应的教学改革措施(见图1),将在线课程资源和课堂教学有机融合,实施混合式教学改革,提升教学的效率,提高了学生的学习主动性。混合式教学设计侧重于学生学习能力的培养,围绕以学生为中心,线上线下一体化教学设计,采取课前准备、课堂教学和课后巩固的形式进行。教学活动围绕在线课程平台开展,课前准备主要包括自主学习教师推送的课程资源、课前练习等。课堂教学按教学任务安排开展课堂活动,组织学生讲解研讨、师生共同提出问题、小组协作学习探究、展示学生应用作品、测试反馈、教师点评总结等。课后巩固包括平台交流、作业反馈、学科前沿介绍、模型剖析等,根据教学内容的难易程度对课堂内容进行总结、分层布置附加任务。
  5. 实验教学采用传统内容与现代内容相结合、虚拟与实际相结合、课内实验与课外实践相结合、教师设计实验与学生自主拟题实验相结合,培养学生独立工作能力和创新思维能力。因此,实践教学理念基于多层次实验实践活动,结合由浅入深的实验项目,锻炼学生实践能力与创新意识,培养学生运用所学知识、借助计算机手段来解决实际问题的综合能力和素质。
  6. 通过各种方式、途径开辟第二课堂,拓展课堂教学,提高教学质量。开放在线教学平台、实行网上答疑,为学生提供丰富的学习参考资料;同时通过课后辅导、课外学习小组以及举办专题讲座等形式,进一步增加学生对数据分析课程及相关知识的了解,拓宽视野,了解该学科的最新发展和应用,并且取得了良好的效果。
  (四)教学评价
  将培养学生创新能力和综合能力作为构建多元化、多层次考核模式的重点,考核方法改革侧重数学素养、逻辑思维能力的考核;突出学生软件应用能力和算法设计能力的考核;加强学生实践能力和解决实际问题能力的考核;重视其创新能力的考核,增加开放性研讨项目,加大平时考核力度,拓宽考核方式,实施课程教学全过程综合评价。根据学生线上学习过程的成绩记录,对学生学习情况进行分析,形成教学评价,了解学生的学习情况,促使学生自主学习。根据教学评价结果,既了解了学生自主学习进度,又可以根据学生的学习情况改进教学方法、调整相应教学设计,强化学生知识的薄弱环节,实时把握学生的学习动态,因势利导,提高教学效果。
  三、结束语
  在线开放课程是互联网与教育教学结合的产物,近年来在我国迅速兴起,对高等教育教学改革产生了深刻的影响,促进了优质教学资源的大范围共享。在线开放课程极大推动了教学改革,改变了传统课堂讲授的教学模式,丰富了教学内容、形式和环境。“以学生为中心”的混合式、探究式、合作式教学调动了学生学习主动性和能动性。同时,在线课程建设是一个持续改进的过程,在线开放课程还需要不断完善、不断优化,需要不断完善和更新教学内容和教學资源,优化教学组织和实践。同时,随着在课程建设应用中对一流课程的深入认识,本课程也将以建设在线课程建设为抓手,积极打造优质金课。充分利用信息技术,拓展课程建设形式,通过线上与线下教学实践,探索“以学生为主体,以教师为主导”的线上线下混合式教学模式。实现教学资源的开放与共享,提高教学效果,提升教学水平,为一流课程建设和一流专业建设提供重要支撑。
  参考文献:
  [1]张伟平,陈梅芬.信息化促进教育治理现代化:价值、问题与建议[J].科教文汇(中旬刊),2020(6):1-3.
  [2]陈琳,陈耀华,毛文秀,等.教育信息化何以引领教育现代化?——中国教育信息化25年回眸与展望[J].远程教育杂志,2020,38(4):56-63.
  [3]吴岩.建好用好学好国家精品在线开放课程,努力写好高等教育“奋进之笔”[J].中国大学教学,2018(1):7-9.
  [4]张臻.教育信息化2.0背景下在线开放课程应用模式变革与思考[J].中国教育信息化,2019(1):17-22.
  [5]苏莹.以在线课程建设为抓手,打造一流课程[J].当代教育实践与教学研究,2020(14):31-32.
  [6]顾晓薇,胥孝川,王青.国家精品在线开放课程建设研究[J].现代教育管理,2020(6):82-88.
  [7]杨韧.立足特色专业建设的科学计算课程群改革探索[J].中国电力教育,2014(21):50-52.
其他文献
摘 要:在“双一流”的高水平学科建设背景下,高校教师队伍的整体教学水平,特别是青年教师的教学水平急需提升,导师制是提升青年教师教学能力的重要手段之一。文章分析青年教师专业发展状况和导师制实施效果的影响因素,提出合适的改进方法和措施。  关键词:青年教师;导师制;教学能力;改进方法  中图分类号:G640 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2021)22-0023-04  
摘 要:随着科学技术的迅猛发展,现代教育信息技术有了突飞猛进的进步,教学模式和教学手段发生了巨大的变化。高等职业教育的出发点是为国家培养一大批高技术、高技能型人才。为了让学生毕业后能够适应企业的需要,高职院校的教师们不断探索和挖掘新的教学策略。其中,专业课程的开发、建设已成为一项重要手段。结合高职教育存在的问题,借助OBE教育理念,提出了基于OBE教育理念的O2O混合教学模式下高职金课建设的思路。
摘 要:结合生活中的实际事例,重点探究了如何把动量定理、质心运动定理、伯努利方程和全反射等理论知识实用化。实践结果发现,科学地把物理知识实用化不仅能激发学生的学习兴趣,提高其学习效率,还能培养学生学以致用的能力。  关键词:动量定理;质心运动定律;伯努利方程;全反射  中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2021)22-0091-04  Abstrac
摘 要:文章基于问卷调查和访谈的方式,通过对不同英语水平的高校一年级非英语专业本科生对现行学术英语素质拓展课的需求分析,揭示不同英语水平学生在目标需求方面的差异主要体现在必须掌握的知识(necessities)和缺乏的知识(lacks)两个方面,体现在学生学习动机和学习环境两个层次。最终对比分析不同英语水平学生学术英语课程需求,认为高校本科生学术英语课程需要基于不同层次学生学术英语学习需求开展英语
摘 要:5G技术的发展,启动了新技术革命,催化了物联网、车联网、人工智能等技术潮流不断涌现,造就了大量高端技能人才需求,而产教深度融合的发展道路是培养合格高端技能人才的必由之路。文章阐述了校企产教融合的意义,展现了国内高职院校产教融合的现状,描述了产学深度融合的不同途径,给出了产教融合的实践效果,实践证明,校企产教深度融合是高职教育发展的有效途径,可以有效提高人才培养质量,产出合格高端技能人才。 
摘 要:机械制造技术基础是介绍机械制造业中所必需的基本原理和方法、基础知识和技能、基本工艺和装备等的课程,具有很强的综合性、实践性和灵活性,是机械类和近机械类本科生及工程技术人员的技术基础课。文章在分析了目前机械制造技术基础课程的教学特点和教学现状的基础上,以培养学生的学习兴趣和积极性为目标,提出了引导式教学方法,提高了学生的学习热情;提出了教-学-实践一体化教学模式,教学与实践交替进行,增强了教
摘 要:南宋诗人杨万里诗作中有500余首涉及植物的诗歌,将其中描述植物形态结构、生长发育、物候特征和园林园艺应用的诗句加以发掘,并进行专业化解读,不仅可以增添语言的文化气息,活跃课堂气氛,激发学生兴趣,增强教学效果,而且还能达到将自然科学与人文文化交融的目的。  关键词:形态结构;生长发育;物候;观赏植物;古诗词  中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(20
摘 要:在高校建设新工科的背景下,郑州航空工业管理学院材料类专业实施了“毕业论文(设计)四年一贯制”改革,毕业论文质量和毕业生科研创新能力逐年提高。文章提出了“毕业论文(设计)四年一贯制”过程管理体系,主要包括选题管理、开题管理、中期管理、答辩与成绩管理四大模块。实践表明:该体系有利于导师因材施教,有利于提高毕业生质量,有利于“毕业论文(设计)四年一贯制”的复制推广。  关键词:本科生教育;毕业论