基于教學(xué)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)跟蹤的嵌入式課程教學(xué)探究

黃 毅

（西南財(cái)經(jīng)大學(xué)天府學(xué)院智能科技學(xué)院，四川 綿陽 621000）

前言

教學(xué)的發(fā)展在信息化技術(shù)的助推下，出現(xiàn)了許多全新的方式方法，隨著信息化程度的提升，智能課堂已然成為教育領(lǐng)域的新風(fēng)尚，引領(lǐng)教學(xué)變革與課堂重構(gòu)。教學(xué)質(zhì)量是教育界始終關(guān)注的問題，如何在現(xiàn)階段綜合運(yùn)用信息化技術(shù)，更好的追蹤學(xué)生教學(xué)獲得程度，動(dòng)態(tài)的實(shí)現(xiàn)教學(xué)數(shù)據(jù)跟蹤及教學(xué)方法調(diào)整，優(yōu)化課堂教學(xué)方式，對(duì)師生做到雙向提升，這是值得思考和探究的問題?，F(xiàn)階段，針對(duì)高等教育階段學(xué)生教學(xué)數(shù)據(jù)的跟蹤模式，還處于較為基礎(chǔ)的層次，學(xué)生教學(xué)數(shù)據(jù)跟蹤往往以最終評(píng)定的期末成績作為記錄數(shù)據(jù)，教師針對(duì)各個(gè)學(xué)生在教學(xué)過程中的接受程度及問題反饋并未全面具體地得以呈現(xiàn)，尤其在以授課人數(shù)較多、專業(yè)性較強(qiáng)的課程中該問題更加突出。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，高等教育可以利用信息化技術(shù)對(duì)教學(xué)過程中能夠以數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的綜合學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤，進(jìn)而有效實(shí)施教學(xué)預(yù)警和心理干預(yù)等舉措，促進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下的因材施教。本文將以《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)課程》為例，探究基于信息化手段下的教學(xué)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)跟蹤模式教學(xué)改革。

1 傳統(tǒng)模式教學(xué)數(shù)據(jù)跟蹤方式分析

在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，由于《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)》課程專業(yè)性強(qiáng)，理論豐富，實(shí)踐操作繁雜，對(duì)于教學(xué)數(shù)據(jù)的跟蹤往往以課堂交流記錄，課后提問等基礎(chǔ)方式進(jìn)行。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中存在一定學(xué)習(xí)難度，對(duì)于部分學(xué)生而言，由于先導(dǎo)課程的積累不足，以及自我的性格內(nèi)向等方面原因，往往存在疑問而不向教師主動(dòng)交流的問題，使得學(xué)生與教師之間的溝通欠缺，課程的教學(xué)質(zhì)量及能力培養(yǎng)存在一定不足。因此，傳統(tǒng)教學(xué)模式下教學(xué)數(shù)據(jù)跟蹤存在以下弊端：（1）依賴于學(xué)生的主動(dòng)性或老師的積極性，數(shù)據(jù)的跟蹤具有一定隨意性。（2）數(shù)據(jù)跟蹤呈現(xiàn)散點(diǎn)式，對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)的連續(xù)性和整體性跟蹤不足。（3）缺乏較為系統(tǒng)的一對(duì)一式學(xué)習(xí)狀態(tài)分析，難以實(shí)現(xiàn)針對(duì)每個(gè)學(xué)生個(gè)體做出詳細(xì)改進(jìn)意見的功能。（4）教師進(jìn)行教學(xué)數(shù)據(jù)跟蹤的分析內(nèi)容多，工作量大，增加了課程教學(xué)工作量。

顯然，傳統(tǒng)教學(xué)模式下，“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)”這一專業(yè)核心課程的教學(xué)效果往往不太理想，大部分學(xué)生反饋較差，在教師教學(xué)效果及學(xué)生能力培養(yǎng)方面存有明顯不足。因此，需要進(jìn)行系統(tǒng)性、連續(xù)性的教學(xué)數(shù)據(jù)跟蹤模式設(shè)計(jì)，通過信息化技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)學(xué)生教學(xué)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)跟蹤，并通過教學(xué)數(shù)據(jù)的科學(xué)分析，形成師生之間新型的信息反饋機(jī)制，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量提升。

2 實(shí)時(shí)教學(xué)數(shù)據(jù)跟蹤的課程教學(xué)改革

教育在強(qiáng)調(diào)過程性的同時(shí)，也應(yīng)該關(guān)注過程中能夠以數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的學(xué)生綜合學(xué)習(xí)狀態(tài)。針對(duì)前文所述傳統(tǒng)教學(xué)模式下《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)》課程中所存在的不足，運(yùn)用信息化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生教學(xué)過程中的各項(xiàng)自評(píng)及綜合評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)跟蹤，形成更加全面具體動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)跟蹤模式，有利于提升整體的教學(xué)質(zhì)量。

2.1 教學(xué)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)跟蹤模式設(shè)計(jì)

在教學(xué)過程中，學(xué)生針對(duì)每次教學(xué)知識(shí)掌握程度，實(shí)驗(yàn)及測試的各項(xiàng)得分及心理預(yù)期與實(shí)際感受等數(shù)據(jù)均以細(xì)化的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集并形成具體的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及趨勢分析，對(duì)整體的教學(xué)結(jié)果以可視化的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，并通過基于數(shù)據(jù)追蹤對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)心理進(jìn)行實(shí)時(shí)了解及干預(yù)。同時(shí)基于學(xué)生數(shù)據(jù)的反饋，得到精準(zhǔn)的課程優(yōu)化改進(jìn)建議，動(dòng)態(tài)調(diào)整教學(xué)方式方法，從而全面提升課程教學(xué)質(zhì)量，教學(xué)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)跟蹤模式設(shè)計(jì)具體如圖1 所示。

圖1 教學(xué)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)跟蹤模式設(shè)計(jì)

上圖介紹了教學(xué)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)跟蹤的具體實(shí)現(xiàn)模式，其中主要包括如下幾個(gè)階段的設(shè)計(jì)與實(shí)施：

在課程建立前進(jìn)行有效的實(shí)時(shí)教學(xué)數(shù)據(jù)跟蹤模式設(shè)計(jì)，該階段主要進(jìn)行課程實(shí)時(shí)教學(xué)數(shù)據(jù)的具體跟蹤對(duì)象選擇，包括數(shù)據(jù)跟蹤學(xué)生的分布范圍及跟蹤對(duì)象類型的側(cè)重點(diǎn)；其次是對(duì)跟蹤的具體數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在整個(gè)教學(xué)過程中，關(guān)鍵性參數(shù)如學(xué)習(xí)態(tài)度量化值、學(xué)生個(gè)體與整體課程滿意度、學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)困難程度等參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)選擇。另外在此階段還應(yīng)針對(duì)實(shí)時(shí)教學(xué)數(shù)據(jù)的跟蹤時(shí)間及持續(xù)周期進(jìn)行設(shè)計(jì)，針對(duì)課程性質(zhì)及培養(yǎng)目標(biāo)對(duì)整個(gè)教學(xué)周期中數(shù)據(jù)跟蹤的時(shí)間點(diǎn)、時(shí)間段及周期次數(shù)進(jìn)行選擇。

課程形成性階段，由于數(shù)據(jù)跟蹤連續(xù)性的需要，需要及時(shí)發(fā)布跟蹤任務(wù)，任務(wù)中對(duì)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行重點(diǎn)收集，同時(shí)需要在課程進(jìn)行中讓學(xué)生能夠自主參與到課程教學(xué)數(shù)據(jù)的自我更新活動(dòng)中來，學(xué)生可以根據(jù)自身學(xué)習(xí)的掌握程度有效的進(jìn)行數(shù)據(jù)多平臺(tái)多渠道網(wǎng)絡(luò)錄入，錄入數(shù)據(jù)通過教學(xué)數(shù)據(jù)跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行有效采集保存。此階段還需要預(yù)留學(xué)生自主問題反饋機(jī)制與渠道，學(xué)生可以在任務(wù)節(jié)點(diǎn)之外，根據(jù)自身察覺的學(xué)習(xí)問題進(jìn)行有效的問題反饋和記錄，能夠有效與實(shí)現(xiàn)與教師進(jìn)行信息交互和問題疏導(dǎo)等功能。

在課程教學(xué)進(jìn)行過程的同時(shí)，需要實(shí)時(shí)教學(xué)數(shù)據(jù)跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行綜合的數(shù)據(jù)收集分析處理等重要操作，數(shù)據(jù)收集后臺(tái)需要對(duì)學(xué)生的教學(xué)跟蹤數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)化整理和分析，形成直觀的可視化圖表，能夠基于設(shè)定的評(píng)價(jià)指標(biāo)閾值進(jìn)行狀態(tài)的及時(shí)預(yù)估與診斷，同時(shí)根據(jù)學(xué)生信息記錄的走勢狀態(tài)，給予相應(yīng)的學(xué)習(xí)規(guī)劃建議，對(duì)于學(xué)習(xí)狀態(tài)及學(xué)習(xí)興趣等主觀性影響因素下降時(shí)，及時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行提醒和勸誡，同時(shí)對(duì)教師進(jìn)行教學(xué)關(guān)注對(duì)象范圍選擇做出建議并給予重點(diǎn)提醒。

課程形成性階段收據(jù)收集后，教師需要在系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)記錄下進(jìn)行教學(xué)質(zhì)量的自我評(píng)估，對(duì)出現(xiàn)的類似性問題進(jìn)行反思和課程調(diào)整，同時(shí)通過學(xué)生對(duì)教學(xué)方式及教學(xué)進(jìn)度的評(píng)價(jià)反饋進(jìn)行教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)方法等相關(guān)教學(xué)手段調(diào)整，以此讓課程更加契合學(xué)生的學(xué)習(xí)曲線。此階段，教師對(duì)于學(xué)生的關(guān)注應(yīng)該基于跟蹤數(shù)據(jù)走勢進(jìn)行辨析，如果存在數(shù)據(jù)偏離嚴(yán)重的學(xué)生，應(yīng)該針對(duì)出現(xiàn)問題進(jìn)行約談和幫扶。對(duì)于數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常的地方允許進(jìn)行教師修正調(diào)整，系統(tǒng)對(duì)于教師的教學(xué)質(zhì)量也應(yīng)基于數(shù)據(jù)的追蹤給與一定的形成性建議。

課程形成性過程中，學(xué)生在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集后應(yīng)能夠通過數(shù)據(jù)反饋進(jìn)行自我學(xué)習(xí)的狀態(tài)評(píng)估，學(xué)習(xí)方式的評(píng)價(jià)，對(duì)于課程出現(xiàn)的學(xué)習(xí)問題可以有效進(jìn)行記錄并依據(jù)連續(xù)性跟進(jìn)對(duì)自我學(xué)習(xí)調(diào)整進(jìn)行反思，辨析自我學(xué)習(xí)調(diào)整是否有效，如果在連續(xù)的跟進(jìn)過程中，有自我的調(diào)節(jié)連續(xù)性執(zhí)行，但是依然學(xué)習(xí)問題存在甚至進(jìn)一步加重，則應(yīng)該系統(tǒng)基于提醒，及時(shí)更正學(xué)習(xí)的策略方法，并對(duì)學(xué)習(xí)心理進(jìn)行干涉預(yù)警。與此同時(shí)向任教老師進(jìn)行針對(duì)該類學(xué)生學(xué)習(xí)方法改進(jìn)指導(dǎo)提醒，及時(shí)鋪筑教師與學(xué)生針對(duì)學(xué)習(xí)問題交流解決的渠道。同時(shí)學(xué)生自我跟蹤數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化呈現(xiàn)有助于學(xué)生對(duì)自我學(xué)習(xí)的獲得感進(jìn)行建立，提升學(xué)生學(xué)習(xí)過程中克服問題，取得知識(shí)的成就感。

在教學(xué)周期結(jié)束時(shí)，教學(xué)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)跟蹤系統(tǒng)可以根據(jù)整個(gè)教學(xué)周期中對(duì)于學(xué)生的自我評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)、教師的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)及多維度實(shí)時(shí)教學(xué)跟蹤數(shù)據(jù)的走勢曲線對(duì)各個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)進(jìn)行綜合考核評(píng)價(jià)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果給予評(píng)分，針對(duì)學(xué)習(xí)狀態(tài)和學(xué)習(xí)方法進(jìn)行歸納總結(jié)，提出針對(duì)各個(gè)學(xué)生學(xué)習(xí)優(yōu)化的注重點(diǎn)，同時(shí)對(duì)學(xué)生反饋的教學(xué)問題形成總結(jié)性報(bào)告反饋于任課教師。教師方面則能夠通過整個(gè)周期學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)、學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)難度、課程滿意度等多個(gè)維度的數(shù)據(jù)對(duì)教學(xué)的安排合理性進(jìn)行反思，對(duì)于課程形成過程中的共性問題進(jìn)行提煉，對(duì)課程后續(xù)的教學(xué)優(yōu)化調(diào)整，教學(xué)模式更新等方面做出建議。教學(xué)管理單位也可通過實(shí)時(shí)教學(xué)數(shù)據(jù)跟蹤系統(tǒng)所反饋的問題對(duì)教學(xué)改革，教師任教評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行干預(yù)和整體的把控。

綜上，教學(xué)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)跟蹤的具體實(shí)現(xiàn)模式包含：課程前期對(duì)于教學(xué)所跟蹤的對(duì)象、數(shù)據(jù)及時(shí)間等方面的設(shè)計(jì)；教學(xué)執(zhí)行過程時(shí)期，學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行自主教學(xué)跟蹤數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)記錄采集，后臺(tái)通過獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)、教師當(dāng)前階段教學(xué)質(zhì)量給予評(píng)估，教師通過分析數(shù)據(jù)進(jìn)行教學(xué)調(diào)整，學(xué)生通過反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)狀態(tài)機(jī)方法調(diào)整，反饋數(shù)據(jù)通過增進(jìn)師生之間的聯(lián)系與信息交互實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生教學(xué)效果持續(xù)性的改進(jìn)。教學(xué)周期結(jié)束最終通過實(shí)時(shí)教學(xué)數(shù)據(jù)跟蹤記錄，實(shí)現(xiàn)教學(xué)周期內(nèi)所有教學(xué)數(shù)據(jù)的綜合分析，評(píng)估教學(xué)質(zhì)量，提出優(yōu)化改進(jìn)建議。

2.2 教學(xué)改革效果分析

通過運(yùn)用基于教學(xué)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)跟蹤的教學(xué)改革模式，對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)98 名學(xué)生進(jìn)行一個(gè)教學(xué)周期的課程教學(xué)數(shù)據(jù)跟蹤，在使用基于教學(xué)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)跟蹤的《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)》課程教學(xué)改革模式教學(xué)后，整體課程滿意度達(dá)到了92.6%，相較于該門課程的平均滿意度有了較好提升。學(xué)生對(duì)于自我能力在課程教學(xué)后得以培養(yǎng)提升方面絕大部分同學(xué)表示認(rèn)同。最終本門課程也取得了相比與傳統(tǒng)模式教學(xué)下更好的課程達(dá)成程度，由此分析可知，基于教學(xué)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)跟蹤的《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)》課程教學(xué)改革對(duì)于教學(xué)質(zhì)量提升效果顯著。

3 結(jié)語

本文探索了基于“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下的《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)》課程教學(xué)數(shù)據(jù)追蹤的改革思路。分析了目前教學(xué)模式下所中存在的問題，并提出了基于實(shí)時(shí)教學(xué)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)跟蹤的課程教學(xué)改革模式，通過教學(xué)實(shí)境驗(yàn)證，肯定了該模式對(duì)教學(xué)質(zhì)量提升有積極作用。該教學(xué)模式通過運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)數(shù)據(jù)跟蹤方法進(jìn)行了更新，將課程教學(xué)的過程性、連貫性、系統(tǒng)性和完整性進(jìn)行了鞏固，同時(shí)也為其他學(xué)科的教學(xué)數(shù)據(jù)信息化追蹤提供一定的參考和借鑒。