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“互联网+”教学新模式下大学计算机(信息技术)与程序语言类课程在线教学平台、试题库建设与研究

来源:南京师范大学泰州学院作者:周巧扣发布:2023-09-28 14:50分享:

南京师范大学泰州学院周巧扣 主持完成了2022年江苏省高校“高质量公共课教学改革研究”专项课题““互联网+”教学新模式下大学计算机(信息技术)与程序语言类课程在线教学平台、试题库建设与研究”(课题编号:2022JDKT080),课题组主要成员:倪红军、孙秋凤、李霞。

       本课题的研究成果主要体现在三个方面:(1)《大学计算机基础》在线课程的创建以及相关教学资源的建设;(2)教学方法的改革以及混合教学模式的实施;(3)在线课程推荐算法的研究,学术论文已发表。
一、在线课程的创建以及相关教学资源的建设
      课题组成员选择“学习通”在线教学平台建设《大学计算机基础》课程,课程包含:理论课程教学视频、实验课程教学视频、历年计算机等级考试试卷讲解视频,以及习题库。理论课程包含六章内容:第一章信息技术概述,第二章计算机的组成,第三章计算机软件,第四章计算机网络,第五章数字媒体及应用,第六章信息系统与数据库,全部课程分为22小节,每个小节内容录制一个教学视频。实验课程包含三个部分的内容:Word操作、Excel操作、以及PPT操作,每个部分录制一个教学视频。等级考试试卷讲解包含5次等级考试的讲解视频,每一套试卷又分为理论部分和操作部分,分别录制一个教学视频。习题库中包含100条单选题、50条判断题以及40条填空题,题型与等级考试的理论题题型一致,大部分是从等考试卷中抽取的,部分是团队教师自编的。
二、教学方法改革研究
      随着在线课程的创建,传统课堂教学方式已经不能满足学生发展的个性化需求,需要结合在线课程对传统的课堂教学方法进行改革,既要充分利用在线课程教学的优点,同时也要尽量避免或者降低在线课程存在的不足。下面从混合教学模式的内涵、课程教学的现状、混合教学过程的实施以及混合教学模式的评价方案等四个方面介绍教学方法的改革。
1.混合教学模式的内涵
      当前的混合教学模式主要指将传统教学和在线教学有机融合,充分发挥两者的优势。也就是说,既要发挥教师引导、启发、监督教学过程的主导作用,又要充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性。混合教学模式的组织形式分为“线上”和“线下”两个部分,教学内容上需要对传统教学进行重构,从空间和时间上进行拓展,线下教学也并非传统教学的复制,必须结合“线上教学”开展更深入的教学活动。
2.课程现状
     《大学计算机基础》是针对非计算机专业学生开设的计算机基础课程,是大一新生的必修课程,课程分为理论课和实验课,理论主要讲授信息技术、计算机组成、计算机网络以及信息系统等知识,实验课程主要讲授Office办公软件的使用方法,为后续课程的学习奠定一定的基础。课程为每周5课程,其中3节理论课时,2节操作课时。学生学习该课程不仅需要通过期末测试,还需要通过计算机一级考试。目前课程存在以下几个方面的问题:
(1)不同专业学生的计算机基础相差较大
      目前,南京师范大学泰州学院分为12个二级学院共38个专业,不同专业的学生计算机基础相差较大,比如外语专业、小教专业学生进校的成绩较好具有一定的自学能力,比较容易接受课上的知识。然而,体育和音乐这些专业的学生上课的接受能力稍差,很难一次性接受课程内容,需要借助课外的辅助练习。
(2)课程涉及较多的Office办公软件操作容易遗忘
     《大学计算机基础》课程的操作涉及Word、Excel、PPT,之前还包含Access,考试的知识点较为丰富,而且题型广泛,导致学生课堂上可能会听懂了、学会了,但时间一长就忘记了,尤其是Excel部分的函数操作。

(3)期末考试与等级考试的时间具有一学期的时间差
      一般课程学习完毕后在本学期的期末组织期末测试,因为学生学习了一学期,往往期末测试成绩比较不错。但计算机等级考试的时间在每年的3月和10月,所以本学期学习的课程,只能参加下学期的等级考试,学生往往没有相关的复习资料。
       基于以上课程的现状和存在的问题,在线课程的建设有助于平衡不同专业学生计算机基础相差较大的现象,使得基础较差的学生能够使用碎片时间预习和复习。与传统的上完就结束的课堂教学相比,在线课程可以长期保存,学生可以在需要的时候进行复习和巩固。
3.混合教学模式的实施过程
(1)线下课程
      线下课程分为理论课和实验课,理论课讲授6章的理论知识,按照教学大纲的要求完成每个章节内容的讲授,此外设置一部分课时作为习题讲解,解答学生线下或线上理论习题的问题。实验课首先按步依次完成Word、Excel、PPT的讲解,同时解答学生操作过程中遇到的问题。
(2)线上课程
      线上课程主要是方便学生预习和复习,同样包含理论知识讲解和操作知识讲解,与线下课程同步,理论章节讲完后会有单元测试,检测学生学习的效果。同样在每个操作部分讲完后也会有针对单项的综合练习。师生可以通过平台或即时通信软件进行师生互动或生生互动,及时解答学生学习过程中的问题。
(3)习题库
      习题库中的习题来自于两个方面:教师根据平时的教学经验设计的题目和从等级考试中抽取的题目。学生完成所有线上课程后可以生成模拟试卷进行综合测试,模式试卷的试题来自习题库。
4.混合教学模式的评价方案
      混合教学模式更侧重于学生自主学习能力、应用实践能力、团队协作能力以及创新能力的培养。因此,采用过程性评价与结果性评价相结合的原则,更注重对学生实践动手能力和创新能力的考核。
      课程的考核由五个部分组成:期末测试、学习理论和实验视频、单元测试、综合练习、以及线上模拟试卷的测试的平均成绩。期末测试为学院所有学生统一参加占比40%,线上学习视频占比30%,线上单元测试、综合练习以及模拟试卷占30%,评价指标兼顾的线下和线上,具有一定的灵活性。
三、线上课程推荐算法的研究
      随着教育信息化的发展,在线学习平台增多,学习资源也越来越多样化,导致学习者在面对海量资源时,容易产生“信息过载”和“知识迷航”等问题。本研究,以在线课程之间的关系为基础,创建在线课程之间的知识图谱,并且在矩阵分解算法的基础上,提出了一种融合知识图谱的矩阵分解在线课程推荐算法。
1.矩阵分解算法
       矩阵分解算法通过将用户评分矩阵X使用机器学习的方法分解为一个代表用户偏好的用户矩阵P和一个代表被推荐项目特征的项目矩阵Q,用户矩阵中的行向量和项目矩阵中的列向量的点积即为行向量用户对列项目的评分。定义如公式(1)所示:





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