大數(shù)據(jù)背景下的計算機(jī)課程分層教學(xué)設(shè)計與創(chuàng)新路徑探究

摘要：在大數(shù)據(jù)時代浪潮的推動下，計算機(jī)教育正迎來一場深刻的教學(xué)革新。文章提出大數(shù)據(jù)背景下的計算機(jī)課程分層教學(xué)設(shè)計與創(chuàng)新路徑探究。勾勒出計算機(jī)課程分層教學(xué)的藍(lán)圖，旨在通過精準(zhǔn)識別學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能、興趣點和職業(yè)抱負(fù)，將教學(xué)內(nèi)容與方法個性化定制，以滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。進(jìn)一步地，文章深入探討了分層教學(xué)的創(chuàng)新實踐路徑，強(qiáng)調(diào)了大數(shù)據(jù)分析在優(yōu)化教學(xué)策略中的核心作用，倡導(dǎo)構(gòu)建一個多元、動態(tài)的教學(xué)資源庫，并提出實施實時反饋與評估機(jī)制，以促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的飛躍。這些創(chuàng)新舉措旨在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，挖掘其潛在能力，并最終培養(yǎng)出一批既具備實踐技能又富有創(chuàng)新精神的計算機(jī)領(lǐng)域精英。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；課程分層；教學(xué)創(chuàng)新；創(chuàng)新路徑

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2025）01-0165-03 開放科學(xué)（資源服務(wù)） 標(biāo)識碼（OSID） ：

0 引言

在當(dāng)前信息化快速發(fā)展的背景下，大數(shù)據(jù)正逐漸成為推動人類社會發(fā)展的一股不可忽視的動力。在教育領(lǐng)域，特別是在計算機(jī)課程教學(xué)中，大數(shù)據(jù)的引入為傳統(tǒng)教學(xué)模式帶來了革命性的變革。由于傳統(tǒng)的計算機(jī)課程教學(xué)方式與內(nèi)容過于單一，忽略了學(xué)生的個性與學(xué)習(xí)需要，因而造成了教學(xué)質(zhì)量上的不均衡。而大數(shù)據(jù)技術(shù)的運用，使得教育者能夠全面、深入地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)行為、能力水平和興趣點，為計算機(jī)課程的分層教學(xué)提供了有力支持[1]。

本文的研究旨在探討大數(shù)據(jù)背景下的計算機(jī)課程分層教學(xué)設(shè)計與創(chuàng)新路徑。通過深入分析大數(shù)據(jù)在教學(xué)中的應(yīng)用價值，結(jié)合教學(xué)實踐，本文期望能夠提出一套科學(xué)、有效的分層教學(xué)策略和方法。這樣既可以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，發(fā)揮學(xué)生的潛力，改善學(xué)校的教育質(zhì)量，同時也可以使學(xué)生的自學(xué)和創(chuàng)造意識得到發(fā)展，從而為將來的計算機(jī)事業(yè)提供更多的人才。希望通過本文的研究，能對我國的計算機(jī)專業(yè)課程的改革和發(fā)展起到一定的借鑒作用，從而促進(jìn)我國的教育事業(yè)不斷地進(jìn)步和發(fā)展[2]。通過大數(shù)據(jù)與分層教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，本文相信能夠打造更加高效、個性化的計算機(jī)課程，為培養(yǎng)新時代的計算機(jī)人才貢獻(xiàn)力量。

1 大數(shù)據(jù)背景下的計算機(jī)課程教學(xué)的分層設(shè)計

1.1 學(xué)生分層

分層教學(xué)是一種以學(xué)生為中心的教育模式，旨在針對不同的學(xué)生，針對學(xué)生的個性特點，采用適當(dāng)?shù)慕逃呗院头绞?。所以，首先必須要對學(xué)生的個人差異有一個全面的認(rèn)識，比如：基本知識的掌握情況，學(xué)習(xí)興趣，階段性測試成績，課堂表現(xiàn)等[3]。結(jié)合學(xué)生的實際情況，對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)、合理的分組，并針對不同學(xué)生的特征進(jìn)行針對性的教學(xué)設(shè)計。學(xué)生分層并不是一次性工作，隨著教學(xué)工作的推進(jìn)，需要根據(jù)學(xué)生的變化進(jìn)行調(diào)整，這樣有利于提高教學(xué)效果。

本文將學(xué)生分為三個層次：A層（基礎(chǔ)組） 、B層（提高組） 和C層（創(chuàng)新組） 。首先，根據(jù)學(xué)生的編程基礎(chǔ)水平成績進(jìn)行初步分層：60分以下歸入A層，60分（含60 分） 至80分之間歸入B層，80分（含80分） 至100分歸入C層。隨后，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力對初步分層進(jìn)行適度調(diào)整：若學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力較強(qiáng)，且成績優(yōu)異，可提升至更高層次；反之，若學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力較弱，且成績一般，則可降低至較低層次。首次分層結(jié)果如表1所示：A層（基礎(chǔ)組） 有8 人，B層（提高組） 有19人，C層（創(chuàng)新組） 有8人。此后，將根據(jù)學(xué)生階段性的學(xué)習(xí)表現(xiàn)進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。

A層：這一級別的學(xué)生，基礎(chǔ)相對較差，學(xué)習(xí)成績并不是很好，很少與計算機(jī)打交道，對程序的了解也很少，學(xué)習(xí)水平很差，對學(xué)習(xí)也不感興趣，在課堂上的表現(xiàn)也很枯燥，學(xué)業(yè)也很困難，而且也不能夠自己去完成課后作業(yè)。在此階段，最重要的是培養(yǎng)對學(xué)習(xí)的濃厚興趣，使其牢固地掌握計算機(jī)基本理論。

B層：這一層的學(xué)生占據(jù)班級的大多數(shù)，屬于班級的中層，有一定的前置基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)興趣較高，有一定的編程能力和學(xué)習(xí)夠獨立完成任務(wù)，但自主探究能力較弱創(chuàng)新能力有待提高。在此階段，應(yīng)該在掌握基本知識的同時，著重培養(yǎng)學(xué)生的探索精神。

C層：這些學(xué)生的思想比較積極，學(xué)習(xí)成績也比較令人滿意，他們的學(xué)習(xí)興趣很高，學(xué)習(xí)水平也很高，能夠迅速地把課程中的任務(wù)做好，并且能夠運用自己所學(xué)到的東西進(jìn)行推理。這部分學(xué)生在完成基礎(chǔ)的任務(wù)后可著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，首次學(xué)生分層結(jié)果如表1所示。

1.2 教學(xué)目標(biāo)分層

對教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行分層設(shè)計是課堂教學(xué)活動順利進(jìn)行的重要環(huán)節(jié)。在對學(xué)生進(jìn)行分層的基礎(chǔ)上，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)合理的分區(qū)。教學(xué)目標(biāo)的分層既要與學(xué)生原有的知識結(jié)構(gòu)相聯(lián)系，又要遵守維果茨基的最近發(fā)展區(qū)理論，也就是說，在教學(xué)中要鼓勵學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中進(jìn)行思考與提高，使其與目前的知識層次相比，具有更高的層次[4]。這種更高的知識水平不是絕對的，而是相對于自身而言，是學(xué)生通過努力之后可以達(dá)到的。不同層次的學(xué)生在完成對應(yīng)層次的目標(biāo)后，教師還應(yīng)鼓勵學(xué)生朝著更高一層的目標(biāo)努力，激發(fā)學(xué)生的無限潛能。

將教育目標(biāo)分為三個層次：基本目標(biāo)、中等目標(biāo)和發(fā)展目標(biāo)?；灸繕?biāo)是所有學(xué)生都必須達(dá)到的目標(biāo)，這部分以示范模仿為主，要求在教師演示后學(xué)生能夠?qū)⒀菔镜娜蝿?wù)獨立完成。中等目標(biāo)主要是提高學(xué)生舉一反三的能力，在學(xué)生達(dá)成基礎(chǔ)目標(biāo)的條件下，鼓勵學(xué)生利用學(xué)過的知識進(jìn)行探究學(xué)習(xí)[5]。發(fā)展目標(biāo)要求學(xué)生可以利用所學(xué)解決生活中的實際問題，進(jìn)行作品的創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

1.3 教學(xué)任務(wù)分層

教學(xué)任務(wù)是對教學(xué)目的的具體體現(xiàn)，按照每個課程的教學(xué)目的以及教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計出一個分層的教學(xué)任務(wù)，讓學(xué)生能夠在這個過程中，學(xué)會如何去學(xué)習(xí)，去提升自己的技能，以此達(dá)到教育目的。計算機(jī)課程不僅考驗學(xué)生的理解能力還考驗學(xué)生的動手操作能力，課堂任務(wù)的完成情況可以直接反映出學(xué)生的動手操作能力和教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成情況，因此，要實現(xiàn)分層教學(xué)，就必須要根據(jù)不同水平的同學(xué)，來制訂相應(yīng)的課堂任務(wù)。

基礎(chǔ)課堂任務(wù)以獨立完成示范模仿為主，是所有層次學(xué)生必須完成的任務(wù)。提高課堂任務(wù)以舉一反三為主，結(jié)合以往所學(xué)知識進(jìn)行探究，是B層學(xué)生必須完成的任務(wù)。基于上述兩項，創(chuàng)新課堂任務(wù)主要針對解決現(xiàn)實問題和培養(yǎng)創(chuàng)造性思維，對C層同學(xué)來說是一項艱巨的工作。

教師應(yīng)合理地安排座位，使同層級的學(xué)生坐在一起，在教學(xué)任務(wù)發(fā)布時，教師可以采取利用教師機(jī)和學(xué)生機(jī)傳輸文件的方式，為不同層次的學(xué)生分別發(fā)放任務(wù)清單，待學(xué)生完成后可根據(jù)學(xué)生情況，下發(fā)更具挑戰(zhàn)的任務(wù)，從而做到隱形性分層。

1.4 計算機(jī)課程的分層教學(xué)流程

本文制定了如圖1所示的計算機(jī)課程的分層教學(xué)流程圖。

首先進(jìn)行前期分析，通過調(diào)查問卷、訪談等方式，了解學(xué)生的成績、學(xué)習(xí)興趣等，進(jìn)行學(xué)習(xí)者特征分析，對學(xué)生之間的差別進(jìn)行分析，并對教學(xué)目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)戰(zhàn)略進(jìn)行分析。根據(jù)前期分析結(jié)果，進(jìn)行學(xué)生分層、教學(xué)目標(biāo)分層、教學(xué)任務(wù)分層和教學(xué)策略分層，其中教學(xué)策略分層包含了教學(xué)評價分層和教學(xué)資源分層。

根據(jù)計算機(jī)專業(yè)的分層教學(xué)來進(jìn)行教學(xué)實踐，給學(xué)生創(chuàng)造一個與現(xiàn)實世界更加接近的學(xué)習(xí)情景，使學(xué)生能夠更好地融入課堂中去。進(jìn)行新知講授后，讓學(xué)生采用探究的學(xué)習(xí)方式完成基礎(chǔ)任務(wù)，挑戰(zhàn)更高難度任務(wù)，教師按照分層教學(xué)策略，對學(xué)生進(jìn)行評價，給予學(xué)生個性化的學(xué)習(xí)資源，幫助學(xué)生完成任務(wù)提高自己[6]。課后教師向能力較為薄弱并未能按時完成任務(wù)的學(xué)生提供個性化輔導(dǎo)，使學(xué)生能夠更好地理解所學(xué)的知識，以此達(dá)到自己的教育目的；為學(xué)習(xí)興趣濃厚并希望自主探究的學(xué)生布置課后任務(wù)。幫助各個層級的學(xué)生學(xué)習(xí)，使每個學(xué)生都能達(dá)到最優(yōu)發(fā)展。通過問卷和試題的方式了解學(xué)生在成績、創(chuàng)新能力、學(xué)習(xí)興趣上的變化，根據(jù)教學(xué)效果的反饋進(jìn)行學(xué)生分層的調(diào)整，達(dá)到動態(tài)分層的目的，為后續(xù)的教學(xué)打好基礎(chǔ)。

2 計算機(jī)課程分層教學(xué)的創(chuàng)新路徑

2.1 構(gòu)建個性化學(xué)習(xí)路徑

隨著教育信息化的深入發(fā)展，大數(shù)據(jù)為計算機(jī)課程的個性化教學(xué)提供了前所未有的可能性。在評估了學(xué)生的能力水平后，構(gòu)建個性化學(xué)習(xí)路徑成為分層教學(xué)的核心任務(wù)。這一路徑的建設(shè)，不僅要針對不同的學(xué)生進(jìn)行針對性的學(xué)習(xí)，還要針對學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度、興趣點以及反饋量身定做屬于他們自己的學(xué)習(xí)軌跡。

大數(shù)據(jù)技術(shù)的引入，使得教育者能夠?qū)崟r追蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，包括學(xué)生在不同模塊的學(xué)習(xí)時長、完成的練習(xí)以及遇到的難點等。基于這些數(shù)據(jù)，教育者能夠精準(zhǔn)地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，并為學(xué)生提供個性化的學(xué)習(xí)資源和輔導(dǎo)。例如，對于那些正在快速進(jìn)步的學(xué)生，可以提供更高水平的知識講解；而對于在某些知識點上遇到困難的學(xué)生，則可以推送相關(guān)的輔導(dǎo)材料和練習(xí)題。個性化學(xué)習(xí)路徑的構(gòu)建強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體性和參與性。學(xué)生不再是被動地接受知識，而是根據(jù)自己的實際情況，主動選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容和進(jìn)度。這種積極參與的教學(xué)方法，不僅能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，還能促進(jìn)學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)造性。

2.2 動態(tài)適應(yīng)的教學(xué)環(huán)境

隨著教育技術(shù)的不斷進(jìn)步，教學(xué)環(huán)境正逐漸從靜態(tài)向動態(tài)轉(zhuǎn)變。尤其是在計算機(jī)專業(yè)的分層教學(xué)環(huán)境下，更是如此。借助大數(shù)據(jù)技術(shù)的力量，教學(xué)環(huán)境得以實時調(diào)整，確保與學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和能力水平保持同步。在動態(tài)適應(yīng)的教學(xué)環(huán)境中，教學(xué)內(nèi)容和難度的調(diào)整不再是事先預(yù)設(shè)好的，而是根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)動態(tài)生成。這意味著，當(dāng)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度加快或遇到難點時，教學(xué)內(nèi)容會相應(yīng)地調(diào)整，以滿足學(xué)生的需求。這種實時反饋的機(jī)制確保了教學(xué)的針對性和有效性。

除了教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整，動態(tài)適應(yīng)的教學(xué)環(huán)境還強(qiáng)調(diào)個性化的學(xué)習(xí)支持和反饋。每個學(xué)生都有自己獨特的學(xué)習(xí)軌跡和難點，因此，學(xué)生需要個性化的指導(dǎo)和幫助。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)，教育者可以精確地識別學(xué)生的學(xué)習(xí)問題，并提供針對性的解決方案。這種個性化的學(xué)習(xí)支持不僅幫助學(xué)生克服學(xué)習(xí)難題，還激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)造力。

2.3 教師專業(yè)發(fā)展和培訓(xùn)

隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，計算機(jī)課程的分層教學(xué)對教師的能力提出了更高要求。為了有效實施這種教學(xué)模式，教師的專業(yè)發(fā)展和培訓(xùn)變得至關(guān)重要。

掌握大數(shù)據(jù)技術(shù)的基礎(chǔ)知識是教師適應(yīng)新教學(xué)環(huán)境的基石。為了從海量數(shù)據(jù)中提煉出有價值的資料，以指導(dǎo)教育實踐，教師必須掌握數(shù)據(jù)的收集、存儲、分析和解釋等關(guān)鍵技能。這種技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠幫助教師更精確地評估學(xué)生的能力水平，還能為個性化教學(xué)提供有力支持。同時，教師需要學(xué)會如何根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)調(diào)整教學(xué)策略，這意味著教師必須轉(zhuǎn)變原有的教育理念，從單純的知識傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)者和促進(jìn)者。通過深入分析學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，教師能夠洞察學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度、難點和興趣點，并據(jù)此提供針對性的學(xué)習(xí)資源和指導(dǎo)。這種以數(shù)據(jù)為支撐的教學(xué)策略調(diào)整，能夠使教學(xué)更加貼近學(xué)生的實際需求，從而提升教學(xué)效果。

3 結(jié)束語

在大數(shù)據(jù)的時代浪潮中，計算機(jī)課程分層教學(xué)迎來了前所未有的創(chuàng)新機(jī)遇。通過對大數(shù)據(jù)的精確評價和動態(tài)調(diào)整，為每個學(xué)生設(shè)計一條適合自己的學(xué)習(xí)路線，既可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，又可以提高學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)造力。教師的專業(yè)發(fā)展和培訓(xùn)也在這場變革中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，為分層教學(xué)的順利實施提供了有力保障。未來，大數(shù)據(jù)與分層教學(xué)的融合將繼續(xù)深化，為計算機(jī)教育領(lǐng)域注入更多活力。期待這種創(chuàng)新路徑能夠培養(yǎng)出更多具備高度專業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神的計算機(jī)人才，為社會的科技進(jìn)步貢獻(xiàn)力量。同時，下一步研究應(yīng)不斷反思和完善教學(xué)方法，確保教育與時俱進(jìn)，滿足未來社會的需求。

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【通聯(lián)編輯：王 力】

基金項目：西安翻譯學(xué)院2023 年度教育教學(xué)改革研究項目“科技創(chuàng)新思路下高校計算機(jī)通識課程分層教學(xué)的探究”（項目編號：J23B30） ；西安翻譯學(xué)院2023 年校級品牌課程項目“《網(wǎng)頁設(shè)計》課程思政課程”（項目編號：ZK2303）