《云計(jì)算與數(shù)據(jù)挖掘》混合教學(xué)模式的研究與實(shí)踐

周雷 尹梓名 鄭建立

摘? 要： 隨著社會信息化技術(shù)的不斷發(fā)展與普及，混合教學(xué)也成為當(dāng)下高校的信息化教學(xué)方式之一，混合教學(xué)主要指將課堂教學(xué)與在線教學(xué)相結(jié)合的一種教學(xué)方式?！对朴?jì)算與數(shù)據(jù)挖掘》是信息工程相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，為了更好的學(xué)習(xí)此課程，提高課堂教學(xué)效率，本論文將主要針對云計(jì)算與數(shù)據(jù)挖掘在線課程的授課內(nèi)容、混合教學(xué)授課方式、在線課程展示方式等核心技術(shù)問題進(jìn)行分析，并提出解決方案。

關(guān)鍵詞： SVM混合教學(xué)法;云計(jì)算和數(shù)據(jù)挖掘;在線教學(xué)

中圖分類號： TP391. 41 ???文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A??? DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2020.07.058

本文著錄格式：周雷，尹梓名，鄭建立. 《云計(jì)算與數(shù)據(jù)挖掘》混合教學(xué)模式的研究與實(shí)踐[J]. 軟件，2020，41（07）：281-283

Hybrid Teaching Methods for “Cloud Computing and Data Mining”

ZHOU Lei， YIN Zi-ming， ZHENG Jian-li

（School of Medical Instrument and Food Engineering， University of Shanghai for Science and Technology， Shanghai， 2000082）

【Abstract】： With the continuous development and popularization of social information technology， mixed teaching has become one of the current information teaching methods in colleges and universities. Hybrid teaching stands for a teaching method which combines course teaching and online teaching. “Cloud Computing and Data Mining” is the basic course for information engineering related majors. In order to learn this course better and improving classroom teaching efficiency， this paper will mainly focus on analyzing the issues such as refining the teaching content for online course “cloud computing and data mining”， designing the hybrid teaching methods， and creating the online videos.

【Key words】： SVM hybrid teaching method; Cloud computing and data mining; Online teaching

0? 引言

在線課程主要是對課堂教學(xué)工作的輔助，作為學(xué)生課堂前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)的重要輔導(dǎo)材料，是將課堂教學(xué)與在線教學(xué)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)混合教學(xué)的重要方式。通過對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行篩選，教師可以將課堂上難以深入展開的教學(xué)內(nèi)容，如算法公式推導(dǎo)、算法應(yīng)用實(shí)例演示或工具的使用等，制作成在線視頻供學(xué)生學(xué)習(xí)。通過這種方式，教師在教學(xué)過程中，可以在課堂上更側(cè)重于學(xué)習(xí)易于接受的核心知識點(diǎn)的教學(xué)，提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)通過在線課程中對輔助知識點(diǎn)的深入講解，多思考學(xué)生可能遇到的問題，也有助于教師教學(xué)能力的提升;對學(xué)生而言，通過掌握好教師在課堂上講解的核心知識

點(diǎn)，能做到對基礎(chǔ)知識和基礎(chǔ)工具的掌握，這些知識對今后參與創(chuàng)新項(xiàng)目、畢業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目、找工作等都會很有幫助，此外通過對在線課堂的學(xué)習(xí)，能進(jìn)一步拓展知識面，通過在線課堂手把手的教學(xué)方式，并結(jié)合實(shí)際的科研項(xiàng)目，能更好的掌握本門課程的核心知識點(diǎn)，同時(shí)能做到學(xué)以致用。

1? 教學(xué)現(xiàn)狀分析

目前國內(nèi)高等學(xué)校都采用混合教學(xué)模式，即將課堂教學(xué)與在線教學(xué)相結(jié)合的一種教學(xué)方式。上海理工大學(xué)醫(yī)療器械與食品學(xué)院所設(shè)置的本科課程“云計(jì)算與數(shù)據(jù)挖掘”緊扣技術(shù)發(fā)展的前沿?zé)狳c(diǎn)和人工智能的國家發(fā)展戰(zhàn)略，課程教學(xué)的目的是讓學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)器學(xué)習(xí)算法的基本原理、掌握數(shù)據(jù)分析的

基礎(chǔ)流程、學(xué)習(xí)機(jī)器學(xué)習(xí)和云計(jì)算的基礎(chǔ)知識并掌握用機(jī)器學(xué)習(xí)和云計(jì)算技術(shù)解決實(shí)際問題的能力，本門課程具有較強(qiáng)的實(shí)戰(zhàn)技能與創(chuàng)新能力培養(yǎng)。目前課程每年第2學(xué)期開設(shè)一次，課程包括理論課和實(shí)踐課，每次課程理論課32個學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課16個學(xué)時(shí)。授課對象為醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)的本科生，班級人數(shù)為35～40人。該學(xué)院積極進(jìn)行混合教學(xué)實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建了在線課程以補(bǔ)充課堂教學(xué)的不足。在線課程主要是對課堂教學(xué)工作的輔助，作為學(xué)生課堂前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)的重要輔導(dǎo)材料，是將課堂教學(xué)與在線教學(xué)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)混合教學(xué)的重要方式。通過對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行篩選，教師可以將課堂上難以深入展開的教學(xué)內(nèi)容，如算法公式推導(dǎo)、算法應(yīng)用實(shí)例演示或工具的使用等，制作成在線視頻供學(xué)生學(xué)習(xí)。通過這種方式，教師在教學(xué)過程中，可以在課堂上更側(cè)重于學(xué)習(xí)易于接受的核心知識點(diǎn)的教學(xué)，提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)通過在線課程中對輔助知識點(diǎn)的深入講解，多思考學(xué)生可能遇到的問題，也有助于教師教學(xué)能力的提升;對學(xué)生而言，通過掌握好教師在課堂上講解的核心知識點(diǎn)，能做到對基礎(chǔ)知識和基礎(chǔ)工具的掌握，這些知識對今后參與創(chuàng)新項(xiàng)目、畢業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目、找工作等都會很有幫助。此外通過對在線課堂的學(xué)習(xí)，能進(jìn)一步拓展知識面，通過在線課堂手把手的教學(xué)方式，并結(jié)合實(shí)際的科研項(xiàng)目，能更好的掌握本門課程的核心知識點(diǎn)，同時(shí)能做到學(xué)以致用，因此在線課程建設(shè)對提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果有很大的促進(jìn)作用。

如何設(shè)計(jì)優(yōu)質(zhì)的教學(xué)內(nèi)容和混合教學(xué)方法是本門課程能否最終提升教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)效率的關(guān)鍵。除了不斷優(yōu)化授課內(nèi)容外，對線上課堂教學(xué)內(nèi)容和方法的探索也是改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量和提升教學(xué)效果的重要手段。該方向的研究也受到國內(nèi)學(xué)者的廣泛關(guān)注^[1-5]，如論文^[2]對在線課程師生交互與生生交互的話語分析進(jìn)行研究，以提高“媒體輔助英語教學(xué)”課程的教學(xué)水平。論文^[4]對基于混合式教學(xué)方法的可編程控制器課程教學(xué)改革探索進(jìn)行了論述，并提出了多項(xiàng)有效的改進(jìn)措施。論文^[5]則對基于在線課堂的混合式教學(xué)模式在新護(hù)士規(guī)范化培訓(xùn)中的應(yīng)用效果進(jìn)行了分析，同時(shí)提出了創(chuàng)新的混合教學(xué)模式。此外神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等新技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于教學(xué)質(zhì)量評估等教學(xué)策略設(shè)計(jì)、教學(xué)質(zhì)量評價(jià)等任務(wù)中^[6-10]。但現(xiàn)有研究主要從在線課程師生交互、教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺的創(chuàng)新、教學(xué)互動等方面開展研究，本論文將以本科課程“云計(jì)算與數(shù)據(jù)挖掘”為切入點(diǎn)，提出能改進(jìn)教學(xué)效率的，高效混合教學(xué)課堂設(shè)計(jì)方法。

2 ?混合教學(xué)課堂設(shè)計(jì)方法的創(chuàng)新與研究

鑒于以上現(xiàn)狀，該校積極創(chuàng)新教學(xué)方法，將在實(shí)際課堂中難以展開或?qū)W生需要更多時(shí)間進(jìn)行課下學(xué)習(xí)的知識點(diǎn)進(jìn)行梳理，制作成在線視頻課程，并結(jié)合課堂教學(xué)設(shè)計(jì)新的混合式教學(xué)方法?；旌辖虒W(xué)分課堂教學(xué)和在線教學(xué)兩種方式，在線課程側(cè)重?cái)?shù)據(jù)分析方法的介紹，作為對課堂教學(xué)的補(bǔ)充，在線課程主要培養(yǎng)學(xué)生利用機(jī)器學(xué)習(xí)和云計(jì)算等技術(shù)解決實(shí)際問題的能力。因此將從課程授課內(nèi)容設(shè)計(jì)和，探索高效混合教學(xué)課堂設(shè)計(jì)方法兩方面開展分析。

2.1? 課程內(nèi)容設(shè)置

本課程的目的是讓學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)器學(xué)習(xí)算法的基本原理、掌握數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)流程、學(xué)習(xí)云計(jì)算的基礎(chǔ)知識并掌握用機(jī)器學(xué)習(xí)和云計(jì)算技術(shù)解決實(shí)際問題的能力，本門課程具有較強(qiáng)的實(shí)戰(zhàn)技能與創(chuàng)新能力培養(yǎng)。因此從課程內(nèi)容設(shè)計(jì)的角度講，課程將側(cè)重?cái)?shù)據(jù)分析方法的介紹，主要培養(yǎng)學(xué)生利用機(jī)器學(xué)習(xí)和云計(jì)算等技術(shù)解決實(shí)際問題的能力。培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用邏輯回歸、樸素貝葉斯、支持向量機(jī)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的能力，并形成良好的編程習(xí)慣和團(tuán)隊(duì)合作精神。以醫(yī)學(xué)信息應(yīng)用為背景，培養(yǎng)學(xué)生利用利用機(jī)器學(xué)習(xí)和云計(jì)算等技術(shù)解決實(shí)際問題的能力;培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力，為其成長為一名合格的數(shù)據(jù)分析工程師奠定良好的基礎(chǔ)。

2.2? 混合教學(xué)課堂設(shè)計(jì)方法

混合教學(xué)課堂應(yīng)該具備知識結(jié)構(gòu)層次化、教學(xué)方式多樣化和教學(xué)手段科學(xué)化等特點(diǎn)，因此將從以下幾個方面進(jìn)行混合教學(xué)方法的創(chuàng)新和設(shè)計(jì)。

（1）課程目標(biāo)定位

本門課程緊扣人工智能發(fā)展的國家戰(zhàn)略，讓學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)器學(xué)習(xí)算法的基本原理、掌握數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)流程、學(xué)習(xí)云計(jì)算的基礎(chǔ)知識并掌握用機(jī)器學(xué)習(xí)和云計(jì)算技術(shù)解決實(shí)際問題的能力，本門課程具有較強(qiáng)的實(shí)戰(zhàn)技能與創(chuàng)新能力培養(yǎng)。課程以實(shí)戰(zhàn)形式，結(jié)合創(chuàng)新，并采用開源代碼庫github進(jìn)行代碼的學(xué)習(xí)和管理。加強(qiáng)學(xué)生對工程化能力的培養(yǎng)，彌補(bǔ)了以前“理論與實(shí)踐脫節(jié)”的常見問題，對學(xué)生未來就業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

（2）課程內(nèi)容優(yōu)化

內(nèi)容的優(yōu)化主要體現(xiàn)在大數(shù)據(jù)分析技術(shù)發(fā)展很快，幾乎每年都有新的內(nèi)容、新的框架、新的趨勢，這就要求更快、更新、線上線下結(jié)合、校內(nèi)校外結(jié)合的內(nèi)容模式和教學(xué)模式。數(shù)據(jù)分析中的決策樹算法、邏輯回歸算法和樸素貝葉斯算法是基礎(chǔ)，對新的框架Hadoop、Matout等開源工具進(jìn)行重點(diǎn)研究，并對結(jié)合云計(jì)算技術(shù)的大數(shù)據(jù)分析技術(shù)深入研究實(shí)現(xiàn)。結(jié)合人工智能的創(chuàng)新項(xiàng)目，緊跟產(chǎn)業(yè)趨勢發(fā)展，并實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療的一系列項(xiàng)目。

（3）ppt等多媒體課件制作

需要不斷豐富PPT內(nèi)容，結(jié)合一些科技公司和業(yè)內(nèi)專家的教程補(bǔ)充PPT內(nèi)容，盡量做到先進(jìn)性和深入淺出。從多媒體課件的角度，對于之前的課程教學(xué)，學(xué)生往往不知道第一步怎么做，通過課程改革，加強(qiáng)對演示視頻的制作，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容對課程的內(nèi)容給予及時(shí)指導(dǎo)。

（4）教學(xué)視頻及各視頻之間進(jìn)階式測試

錄制視頻可通過學(xué)校的多媒體教師錄制教學(xué)視頻，跟上課同步。對教學(xué)微視頻，可通過手機(jī)、錄播軟件等錄制教學(xué)微視頻，可以讓學(xué)生更靈活的學(xué)習(xí)。

（5）階段性自測

自測分兩個階段，第一個是教學(xué)過程中的階段性自測，以衡量學(xué)生對理論、實(shí)踐的理解，通過學(xué)生的上機(jī)，通過在線github等工具管理學(xué)生代碼來跟蹤反饋學(xué)生學(xué)習(xí)情況。第二個自測是學(xué)期結(jié)束前，答辯、項(xiàng)目演示評估，并及時(shí)更新課程內(nèi)容。

（6）作業(yè)及題解

作業(yè)在線發(fā)布，并采用技術(shù)進(jìn)行代碼、版本控制。在線解答及線下坐班答疑結(jié)合。

（7）相關(guān)參考資料的配置

參考資料主要以各開源社區(qū)教程，github，oschina，csdn等為主。來自于產(chǎn)業(yè)界的方案、案例、講座、交流等。

（8）線上與線下教學(xué)環(huán)節(jié)的安排

可通過課程微信群開展討論，也可利用課程直播間等互聯(lián)網(wǎng)模式開展同步直播、錄播等。此外也可組織線下沙龍，組織分享會，邀請互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)界專家，醫(yī)療信息專家分享。

（9）課程測試與評價(jià)

可采用同行評議的手段，通過與相關(guān)院校和行業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)專家交流，進(jìn)行評估。從用戶測試的角度分析，學(xué)生利用課程項(xiàng)目進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，并利用產(chǎn)品開展與醫(yī)院和企業(yè)的合作，并發(fā)放問卷調(diào)查，以用戶使用產(chǎn)品效果進(jìn)行課程效果的評估。

3 ?結(jié)語

本論文主要提出了用于提升本科課程“云計(jì)算與數(shù)據(jù)挖掘”教學(xué)效率的混合教學(xué)模式設(shè)計(jì)方法，主要從課程內(nèi)容設(shè)置和混合教學(xué)方法設(shè)計(jì)兩方面展開闡述。提出了從課程目標(biāo)定位，多媒體課件制作，課程測試與評價(jià)等9個方面進(jìn)行混合教學(xué)課堂設(shè)計(jì)的方法。在今后的教學(xué)過程中，我們將根據(jù)學(xué)生的實(shí)際反饋，對混合教學(xué)課堂進(jìn)行不斷的完善。

參考文獻(xiàn)

1. 范潤宇， 鄧婷. 基于學(xué)銀在線的《電工電子技術(shù)》教學(xué)改革探索[J]. 教育現(xiàn)代化， 2019， 6（A5）： 100-101+115.

2. 楊敏， 葉志宏， 韓艷輝. 在線課程師生交互與生生交互的話語分析——以國家開放大學(xué)“媒體輔助英語教學(xué)”課程為例[J]. 中國遠(yuǎn)程教育， 2019， 40（12）： 34-41.

3. 吳云雁. 國際經(jīng)濟(jì)學(xué)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺的創(chuàng)新與實(shí)踐[J]. 高教學(xué)刊， 2019（24）： 37-39.

4. 崔少晨. 基于混合式教學(xué)方法的可編程控制器課程教學(xué)改革探索[J]. 科技與創(chuàng)新， 2019（23）： 51-52.

5. 張淑清， 張建榮， 郭長瓊， 羅芳梅， 袁群弟， 羅漢媚， 李桂蘭. 基于在線課堂的混合式教學(xué)模式在新護(hù)士規(guī)范化培訓(xùn)中的應(yīng)用效果[J]. 中國當(dāng)代醫(yī)藥， 2019， 26（33）： 183-186.

6. 王芳， 肖皇培. 以爬蟲為興趣牽引的Python教學(xué)方案探索與實(shí)踐[J]. 軟件， 2018， 39（12）： 28-31.

7. 孫天超， 李彩娟， 李竹， 等. 現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在醫(yī)學(xué)院校核心課程輔助教學(xué)中的應(yīng)用與實(shí)踐[J]. 軟件， 2018， 39（12）： 55-57.

8. 金海峰. 高職計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)分層分類教學(xué)策略的探討[J]. 軟件， 2018， 39（12）： 177-180.

9. 朱斐. 面向工程教育專業(yè)認(rèn)證的《軟件項(xiàng)目管理》實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索[J]. 軟件， 2018， 39（12）： 187-190.

10. 石黎， 孫志梅. 教學(xué)質(zhì)量評價(jià)的BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型[J]. 軟件， 2015， 36（3）： 19-21.