基于布魯姆教育目標(biāo)分類的“數(shù)據(jù)可視化”線上教學(xué)實(shí)踐

李香林

摘? ? 要：以學(xué)生為中心的教學(xué)更多地關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)，突如其來的新冠疫情對線上教學(xué)提出挑戰(zhàn)。依據(jù)布魯姆教學(xué)目標(biāo)分類法，“數(shù)據(jù)可視化”課程在線教學(xué)設(shè)計(jì)課前、課中、課后三個階段的學(xué)習(xí)目標(biāo)，提出“課前自主學(xué)習(xí)、課中研討、課后綜合訓(xùn)練”的學(xué)習(xí)模式。MOOC課程、自建課程資源、討論、互評、參加比賽等為學(xué)生提供多種自由、互助式的學(xué)習(xí)情境與學(xué)習(xí)方法。分析學(xué)習(xí)效果及學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成，認(rèn)為此學(xué)習(xí)模式是可行的、有效的，實(shí)現(xiàn)了OBE理念下以學(xué)生為中心的教學(xué)。

關(guān)鍵詞：布魯姆教育目標(biāo)分類法;學(xué)習(xí)模式;學(xué)生中心;課程思政

中圖分類號：G642? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? 文章編號：1002-4107（2021）11-0049-04

教育部關(guān)于深化本科教育教學(xué)改革全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的意見（教高〔2019〕6號）指出，圍繞立德樹人，讓學(xué)生忙起來，教師強(qiáng)起來[1]。OBE理念強(qiáng)調(diào)“成果導(dǎo)向、學(xué)生中心、持續(xù)改進(jìn)”。落實(shí)以學(xué)生為中心理念，讓學(xué)生忙起來，讓效果實(shí)起來[2]。國內(nèi)學(xué)者趙炬明在關(guān)于以學(xué)生為中心和美國大學(xué)本科教學(xué)改革的一系列研究中指出，大學(xué)中的“學(xué)”就是學(xué)生在自己頭腦中構(gòu)建認(rèn)知模型，“教”就是教師幫助學(xué)生建立認(rèn)知模型[3]38。腦科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)等學(xué)科的發(fā)展促進(jìn)了傳統(tǒng)教學(xué)模式的改變，即“以教為中心”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫W(xué)為中心”，教是手段，學(xué)是目的。2020年新冠疫情突發(fā)后，線上教學(xué)大規(guī)模開展，并得到了快速推動。大量的實(shí)踐證明，線上教學(xué)有利于優(yōu)質(zhì)資源共享，能夠充分發(fā)揮現(xiàn)代信息化技術(shù)的作用，但也顯現(xiàn)出師生溝通、學(xué)習(xí)管理、學(xué)習(xí)效果等問題。依據(jù)布魯姆教育目標(biāo)分類法，以學(xué)為中心設(shè)計(jì)教學(xué)過程，“數(shù)據(jù)可視化”課前自主學(xué)習(xí)、課中研討、課后綜合訓(xùn)練的線上教學(xué)模式從低階學(xué)習(xí)到高階學(xué)習(xí)依次構(gòu)建學(xué)生認(rèn)知，有利于師生、生生充分交流，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性和創(chuàng)造性。

一、布魯姆教育目標(biāo)分類法

美國學(xué)者布魯姆于1956年提出教育目標(biāo)分類法模型，如圖1。記住、理解為“低階學(xué)習(xí)”，應(yīng)用、分析、評價、創(chuàng)造為“高階學(xué)習(xí)”[3]38。布魯姆主張，教學(xué)認(rèn)知水平要從低階學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向高階學(xué)習(xí)，培養(yǎng)能思考、會創(chuàng)造的人。該模型充分體現(xiàn)了以學(xué)為中心，至今在美國大學(xué)中被廣泛使用。

二、“數(shù)據(jù)可視化”線上教學(xué)

以教為中心轉(zhuǎn)為以學(xué)為中心，教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程、教學(xué)方法、教學(xué)效果轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心視角的學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)效果[4]。

（一）課程性質(zhì)及地位

“數(shù)據(jù)可視化”是呂梁學(xué)院信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的一門專業(yè)課，主要介紹可視化基礎(chǔ)、方法、過程等基本理論，以及使用Tableau、Python等工具實(shí)現(xiàn)不同行業(yè)案例可視化。通過教學(xué)使學(xué)生學(xué)會數(shù)據(jù)可視化的基本方法、過程，運(yùn)用可視化方法實(shí)現(xiàn)行業(yè)應(yīng)用，創(chuàng)新性地展示可視化需求，為專業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)論文等綜合實(shí)踐服務(wù)。

（二）教學(xué)設(shè)計(jì)

1.學(xué)習(xí)目標(biāo)

以布魯姆教育目標(biāo)分類法確定學(xué)習(xí)目標(biāo)。學(xué)生通過學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)可視化基礎(chǔ)理論，學(xué)會使用Tableau、Python等可視化工具實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)用領(lǐng)域中簡單統(tǒng)計(jì)圖到復(fù)雜圖數(shù)據(jù)的可視化，實(shí)現(xiàn)行業(yè)應(yīng)用、分析，強(qiáng)化觀察能力、動手操作能力，解決數(shù)據(jù)領(lǐng)域?qū)嶋H問題的能力，養(yǎng)成善于團(tuán)隊(duì)合作、獨(dú)立思考和勇于探索、創(chuàng)新的科學(xué)精神。

2.學(xué)習(xí)內(nèi)容

根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)和課程大綱要求設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)內(nèi)容，具體模塊、內(nèi)容、課時、時間等如表1所示。

3.學(xué)習(xí)過程

依據(jù)表1中的設(shè)計(jì)思路，將學(xué)習(xí)過程設(shè)計(jì)為課前自主學(xué)習(xí)、課中研討、課后綜合訓(xùn)練三個階段，即在課前預(yù)習(xí)完成記住、理解，課中教師組織討論提升學(xué)生的應(yīng)用、分析、評價、創(chuàng)造的能力，課后學(xué)生完成實(shí)際運(yùn)用，培養(yǎng)應(yīng)用和創(chuàng)造能力。具體學(xué)習(xí)過程如圖2所示。

4.學(xué)習(xí)方法與特色

（1）引入MOOC課程預(yù)習(xí)任務(wù)。引入中國大學(xué)MOOC浙江大學(xué)陳為與巫英才教授開設(shè)的“可視化導(dǎo)論”，該課程是為數(shù)不多的優(yōu)質(zhì)可視化課程，理論知識面廣而全、技術(shù)新，而且有學(xué)習(xí)任務(wù)節(jié)點(diǎn)、測試、討論、考試等。課前要求學(xué)生自主完成該課程全部內(nèi)容，最終成績作為本課程理論成績。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生完成EXCEL基本圖表可視化實(shí)驗(yàn)。

（2）使用超星學(xué)習(xí)通平臺自建課程資源。課前，教師在超星學(xué)習(xí)通平臺完成課程資源建設(shè)供學(xué)生學(xué)習(xí)，如大綱、進(jìn)度表、教案、PPT、視頻、數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)報告、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源、比賽等。部分視頻、實(shí)驗(yàn)報告后期由學(xué)生提供。學(xué)生按照每節(jié)課預(yù)習(xí)要求完成相應(yīng)的內(nèi)容，如播放PPT、視頻，參加討論、投票等。

（3）線上討論學(xué)生實(shí)驗(yàn)報告、視頻。課前，教師調(diào)試好平臺、PPT、耳麥等，充分挖掘平臺的共享屏幕、投票、作業(yè)、討論等功能。課上，在回顧課前預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上要求學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)，最后挑選典型的實(shí)驗(yàn)報告和實(shí)驗(yàn)視頻進(jìn)行具體討論。另外，要求每個學(xué)生與其他同學(xué)進(jìn)行視頻打分互評，并將優(yōu)秀視頻和實(shí)驗(yàn)報告作為學(xué)習(xí)案例上傳超星學(xué)習(xí)通平臺作為課程資源供大家學(xué)習(xí)。

（4）參加疫情數(shù)據(jù)可視化分析比賽?？萍伎挂?、大數(shù)據(jù)公益挑戰(zhàn)賽是由北京市政府與中國計(jì)算機(jī)學(xué)會共同組織，旨在對疫情期間各類數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化和數(shù)據(jù)分析，讓數(shù)據(jù)說話，讓老百姓對疫情發(fā)展有較清晰的認(rèn)識，為抗疫提供服務(wù)。學(xué)生按比賽要求組隊(duì)，在查找數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)疫情數(shù)據(jù)可視化。該比賽貫穿了課前、課中、課后整個階段：課前要求學(xué)生關(guān)注疫情，收集數(shù)據(jù);課中要求學(xué)生運(yùn)用學(xué)到的知識完成并提交第一階段成果;課后綜合運(yùn)用所學(xué)內(nèi)容提交最后的論文。比賽為學(xué)生提供了實(shí)踐場景，讓學(xué)生真正投入到解決社會實(shí)際問題中。

（5）滲透課程思政。新冠病毒

（COVID-19）感染的肺炎疫情牽動著全國人民的心，全國人民同舟共濟(jì)、眾志成城，打響了一場沒有硝煙的疫情阻擊戰(zhàn)。課程學(xué)習(xí)中讓學(xué)生及時參與疫情數(shù)據(jù)可視化比賽，調(diào)動學(xué)生的主動性和積極性，讓學(xué)生投入抗疫的戰(zhàn)斗中，培養(yǎng)學(xué)生強(qiáng)烈的社會責(zé)任感。參加比賽，學(xué)生真實(shí)地接觸實(shí)際問題，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。該比賽有專門的QQ交流群，約有1500人，成員來自不同行業(yè)，學(xué)生明顯地感受到山外有山，培養(yǎng)學(xué)生謙虛學(xué)習(xí)、務(wù)實(shí)上進(jìn)的品德。

學(xué)生學(xué)習(xí)MOOC課程，自建課程資源不受時間、地點(diǎn)的約束，完全是自主的。課堂討論、互評時，師生、生生是平等的，少了拘束，學(xué)生發(fā)言的自由度增加，溝通充分。比賽時，學(xué)生自由組隊(duì)，不受約束，可以充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)作用。滲透課程思政使學(xué)生自覺地接受了責(zé)任、擔(dān)當(dāng)教育。

（三）學(xué)習(xí)效果

學(xué)習(xí)效果衡量的是教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成，包括長期效果和短期效果，長期效果當(dāng)下不好測評，而短期學(xué)習(xí)效果滲透到教學(xué)中，成為教學(xué)過程的一部分。課前，根據(jù)學(xué)生預(yù)習(xí)情況重新調(diào)整上課方法、節(jié)奏，課中學(xué)生討論、互評促使學(xué)生對自己的認(rèn)知建構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，培養(yǎng)學(xué)生資料查閱、交流表達(dá)等綜合能力，有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)化學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，并以此作為學(xué)習(xí)效果的反饋。教師根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)效果反饋調(diào)整教學(xué)過程，更能體現(xiàn)教師教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)的因果關(guān)系[5]。另外，可以用評價量表對學(xué)生學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評價，如表2為可視化比賽論文評價量表，學(xué)生對照評價量表調(diào)整自己的論文。

課程結(jié)束后做調(diào)查，生成的能力提升詞云圖如圖3所示。分析可知，學(xué)生除了學(xué)會使用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化外，提高、提升、自學(xué)能力、數(shù)據(jù)分析、論文成為中心詞，這充分說明學(xué)生自學(xué)能力、完成論文和數(shù)據(jù)分析能力得到了提高。

（四）學(xué)習(xí)成果

學(xué)習(xí)成果不同于學(xué)習(xí)效果，學(xué)習(xí)成果一般由課程考核評價來體現(xiàn)。課前自主學(xué)習(xí)、課中研討、課后綜合訓(xùn)練的學(xué)習(xí)模式基本實(shí)現(xiàn)了課程預(yù)定的學(xué)習(xí)目標(biāo)，同時實(shí)現(xiàn)了OBE理念下成果導(dǎo)向課堂教學(xué)的幾個轉(zhuǎn)變：灌輸—對話、封閉—開放、知識—能力、重學(xué)輕思—學(xué)思結(jié)合、重教輕學(xué)—教主于學(xué)，布魯姆教育目標(biāo)分類思想在“數(shù)據(jù)可視化”線上教學(xué)中有效地實(shí)現(xiàn)了以學(xué)為中心。

1.課程考核與評價

“數(shù)據(jù)可視化”課程考核采取多元化形式，由MOOC課程學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)、視頻、可視化比賽組成，體現(xiàn)課前、課中、課后的全環(huán)節(jié)考核。課前通過對MOOC課程學(xué)習(xí)情況考查課程理論部分記憶、理解的情況;課中通過學(xué)生錄制視頻和提交實(shí)驗(yàn)報告考查學(xué)生可視化設(shè)計(jì)、分析及會用軟件的程度;課后以提交的疫情可視化比賽論文考查學(xué)生綜合應(yīng)用及解決實(shí)際問題的能力。

課程評價由課前、課中、課后三部分成績構(gòu)成。綜合成績=課前（20%）+課中（50%）+課后（30%）。課前：MOOC課程“可視化導(dǎo)論”考試成績;課中：實(shí)驗(yàn)視頻學(xué)生互評及實(shí)驗(yàn)報告成績組成;課后：疫情可視化比賽論文成績。

成績分布如圖4所示，課前、課中、課后、綜合成績清晰顯示，課前學(xué)生能積極參與MOOC課程的學(xué)習(xí)，完成要求內(nèi)容。課中實(shí)驗(yàn)報告及視頻完成較好，全部達(dá)到要求。課后比賽論文成績不如前面幾項(xiàng)理想，但也基本達(dá)到目標(biāo)要求。實(shí)驗(yàn)、論文、綜合成績基本符合正態(tài)分布。

2.討論

從學(xué)習(xí)全過程及成績分布分析可知，學(xué)生能很好地達(dá)成記憶、理解全部目標(biāo)，較好地達(dá)成應(yīng)用、分析目標(biāo)，基本達(dá)成綜合目標(biāo)。具體分析如下。

（1）MOOC課程由浙江大學(xué)師資力量雄厚的國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開設(shè)，從內(nèi)容到方法對學(xué)生有很強(qiáng)的吸引力，且低階學(xué)習(xí)階段學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)生容易完成。

（2）實(shí)驗(yàn)、視頻要求學(xué)生不僅會使用軟件，更多地要求學(xué)生將可視化理論應(yīng)用于其中，認(rèn)知構(gòu)建有一定難度。

（3）比賽論文對學(xué)生學(xué)習(xí)提出更高的要求，積極參與比賽的學(xué)生實(shí)踐了全過程，收集數(shù)據(jù)，查閱大量資料，將之前所學(xué)多門課程及社會實(shí)踐積累綜合運(yùn)用，并發(fā)揮了學(xué)生個人的主觀能動性及潛在能力。

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)還存在一些問題。學(xué)生的學(xué)習(xí)處于應(yīng)用階段，達(dá)到創(chuàng)造階段的還很少，學(xué)生發(fā)展顯現(xiàn)出不足。50%的學(xué)生還是易接受“教師講學(xué)生學(xué)”的傳統(tǒng)教學(xué)方法，20%的學(xué)生特別喜歡討論式的課堂，主動性、積極性挖掘還不夠。教師、學(xué)生在學(xué)習(xí)效果反饋中做出的調(diào)整精準(zhǔn)度還不夠。學(xué)生還不能適應(yīng)“忙”起來的學(xué)習(xí)狀態(tài)，認(rèn)為自己需要完成的學(xué)習(xí)任務(wù)過多。

布魯姆教育目標(biāo)分類思想充分體現(xiàn)以學(xué)為中心，是實(shí)現(xiàn)讓學(xué)生“忙”起來的有效途徑。以學(xué)生為中心理念轉(zhuǎn)變需要一個過程，從研究實(shí)踐過程出發(fā)，打造金課，持續(xù)創(chuàng)新，深化我國本科教學(xué)改革，逐步提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。后疫情時代，在“AI+教育”下的線上線下混合教學(xué)將會有大的發(fā)展，教師、學(xué)生、管理者如何適應(yīng)這種轉(zhuǎn)變，探索以學(xué)生為中心，提高學(xué)習(xí)效果的教學(xué)改革大有文章可做。

參考文獻(xiàn)：

[1]教育部.教育部關(guān)于深化本科教育教學(xué)改革全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的意見（教高〔2019〕6號）[EB/OL].（2019-10-12）[2021-01-05].http：//www.gov.cn/xinwen/2019-10/12/content_5438706.htm.

[2]邵澤斌.讓學(xué)生忙起來，管理如何嚴(yán)起來[EB/OL].（2019-12-03）[2021-01-05].http：//news.gmw.cn/2019-12/03/content_33368674.htm.

[3]趙炬明，高筱卉.關(guān)于實(shí)施“以學(xué)生為中心”的本科教學(xué)改革的思考[J].中國高教研究，2017（8）.

[4]高筱卉，趙炬明.大學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)：歷史、實(shí)踐與管理——美國經(jīng)驗(yàn)研究[J].中國高教研究，2019（4）：49.

[5]趙炬明.關(guān)注學(xué)習(xí)效果：美國大學(xué)課程教學(xué)評價方法述評——美國“以學(xué)生為中心”的本科教學(xué)改革研究之六[J].高等工程教育研究，2019（6）：10.

編輯∕丁俊玲