大数据系列课程的OMO教学模式研究与实践_胡贞华.pdf

本栏目责任编辑：王 力信息化与计算机教育Computer Knowledge and Technology电脑知识与技术第19卷第18期(2023年6月）第19卷第18期(2023年6月）大数据系列课程的OMO教学模式研究与实践胡贞华，毛伊敏（韶关学院 信息工程学院，广东 韶关 512005)摘要：构建OMO教学模式是提高课堂教学质量的有效方式之一，符合国家大力发展融合化在线教育的趋势。在国内急需大数据专业课程OMO教学资源的背景下，对应大数据专业特点结合甘特图理论进行OMO课程体系建设，探讨优化教学内容、调整理论与实践课比例和开发线上课程、实验电子教材等学习资源，设计多元化考核评价体系，最终构建基于大数据技术的OMO教学资源平台和综合实践案例库。为全国大数据系列课程的OMO教学模式构建提供一定的方法参考和借鉴。关键词：OMO；大数据；教学改革中图分类号：G642 文献标识码：A文章编号：1009-3044(2023)18-0132-03开放科学（资源服务）标识码(OSID)：0 引言2020年7月，国家发改委提出“大力发展融合化在线教育，构建线上线下教育常态化融合发展机制，形成良性互动格局”，全国大中小学都在积极开展新一轮的线上线下融合化教育建设。为促进高校融合集群发展，提升高校人才培养整体质量和水平，依据国务院学位委员会 学士学位授权与授予管理办法教育部关于深化本科教育教学改革全面提高人才培养质量的意见 教育部办公厅关于深入推进国家智慧教育平台试点有关工作的通知 等相关规定要求，各高校以“线下+线上”“校内+校外”的方式构建“课程互选、学分互认、教师互聘、教学互评、资源互享、学位互授”六个方面满足本科生多样化学习和发展的需求。1在“勇于探索创新，围绕课程和教学改革目标任务，积极推广小班化教学、混合式教学、翻转课堂”的背景下，构建“线上线下(Online Merge Offline，OMO)”教学模式，探究新型“OMO”教学模式为提高课堂教学质量赋能增效。随着5G技术、分布式存储和计算的应用为海量数据增长奠定了基础，大数据技术如同雨后春笋般地快速涌出并改变着人们的生活方式，为传统产业带来颠覆性的革新。在 2022中国大数据产业发展白皮书 中阐明，147所“双一流”高校中有87所已开设了大数据专业，占比达到59%。大数据专业热度已经超过了软件工程、计算机科学与技术等传统热门专业，如何通过开展OMO教学模式进行教学活动，助力课程体系的改革创新，进而提升该专业学生自主学习能力、激发学生学习兴趣、培养学生创新应用能力和工程实践技术能力，是当前讨论的热点话题。1 国内外研究现状OMO教学模式是一种将在线学习和传统面对面教学融合在一起的教学模式，是“Online Merge Offline”的缩写。与O2O(Online To Offline，即线上到线下）模式一致，OMO模式在商业领域有了一定的发展后，教育领域也开始对这种模式进行了开发和使用，成为近年来的研究热点。近年，国内外学者针对OMO教学模式展开了研究。文献2以线上教学不打折为理念，完成实体教室向线上课堂的“高保真”转换。打破传统教学手段到线上教育的障碍，规范化专业课程平台。修正了OMO模式，保证了双线教学活动有效实施。文献3从会计专业课程与“课程思政”创新融合，构建了结合专业课程知识传授、专业能力培养以及思想价值塑造“三位一体”的教学体系。同时，深入挖掘现代信息技术与课堂教学的深度融合，建设课程思政内容与会计专业课程相结合的教学资源，提高了OMO教学模式下会计专业“课程思政”教育的质量。并以学生为中心，鼓励会计专业师生开展教学互动。文献4基于山西省精品共享课程“机械设计”的资源，增设慕课、微课、3D教材等网络教学平台，挖掘课程思政元素，构建情境、互动、体验、质疑为一体的时空学习环境。进行线上线下混合和课内课外充分融合的“OMO”教学，激发学生的学习兴趣，提高教学效果，培养学生解决复杂问题的综合能力和系统设计能力，从而促进学生知识、能力和素质的全面提高，提升人才培养质量。文献5探讨“物理性污染控制工程”课程的特点及存在的问题，从线上教学资源的筛选整合、线上线下教学方式的融合、课程考核体系建设三个方面改革OMO教学模式，充分调动学生学习的主动性，转换师生教与学的角色，增强学生团结协收稿日期：2023-03-20基金项目：韶关学院校级教育教学改革项目(SYJY20221050)作者简介：胡贞华(1979)，男，广东英德人，高级工程师，主要研究方向为大数据，数据挖掘等；毛伊敏(1970)，女，新疆伊犁人，教授，博导，主要研究方向为大数据、数据挖掘、生物技术、地理信息等。E-mail：http：/Tel：+86-551-65690963 65690964ISSN 1009-3044Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术Vol.19,No.18,June 2023132DOI:10.14004/ki.ckt.2023.0898信息化与计算机教育本栏目责任编辑：王 力Computer Knowledge and Technology电脑知识与技术第19卷第18期(2023年6月）第19卷第18期(2023年6月）作的能力，提高学生实践创新思维。从上述研究现状可以看出，研究者们已经针对某一门特定课程的特点，构建其OMO教学模式，从而提升教学质量，培养学生创新及工程实践技术能力。但也有研究不足之处：1)缺乏某一专业系列课程的OMO教学模式。针对某一门特定课程的OMO教学模式使得专业知识点是孤立的，无法衔接各个课程所包含的知识点，其推广的系统性和实用性较差；2)缺乏大数据课程的OMO教学模式。由于大数据技术近几年才兴起，教育部于2016-2019年分四批共审批同意479所高校开设大数据技术本科专业，形成专业设立时间短、师资队伍短缺，导致大数据课程的OMO教学模式研究成果很奇缺，使得构建大数据课程的OMO教学模式势在必行。2 研究内容和思路2.1 大数据系列课程目标课程目标是人才培养方案和课程设置的基本依据，大数据专业致力于培养符合国家战略及产业发展需求的德智体美劳全面发展的高级应用型人才，以适应不断演化的经济与社会发展需要6。有一定的数理基础，具备扎实的编程基础以及大数据基础知识与技能。熟练掌握大数据采集、预处理、存储、处理、分析等应用技术7，能够运用大数据思维、模型和工具解决实际问题。课程目标具体可分为知识目标、能力目标和情感目标。知识目标包括了解从数据采集到数据挖掘的数据管理技术，掌握以大数据处理技术、云计算、数据挖掘、机器学习等为重点的基础理论。重点突出教学与企业需求相结合，将科研引入教学，强化应用、实践与创新能力的培养。开展以大数据核心技术为重点的基础理论和工程素质教育，并从人才培养、学科建设和科学研究等多方面努力，为国家培养亟待的大数据优秀人才。能力目标包括能系统地获得课程基本概念、应用价值和领域的知识，具备对大宗数据进行决策分析的能力。培养学生具备较好的数理基础，熟练掌握数据挖掘、分析、建模等原理及工具使用，能对多种数据源进行数据挖掘、深度分析、数据建模及有效评估，并能向行业提供有效的分析报告，为行业运营决策提供数据支持。情感目标包括激发学生学习兴趣，提升学生对大数据技术从业忠诚度，培养学生能够跟踪大数据前沿技术并适应其发展环境，具备较强的实践和创新能力，能够运用专业工具从事大数据领域的开发、设计与管理，能较好地完成一个及以上大数据关键技术的方案设计和研发工作，成长为大数据分析师、大数据研发工程师。2.2 OMO教学模式研究思路教学模式研究需要考虑到多方面的因素，包括教学目标、教学策略、教学内容、教学媒介、学生角色、学习方式、教学评估和反馈机制等。只有全面协调地考虑这些因素，才能构建出高效、科学、适用的OMO教学模式。总体研究思路见图1所示，将信息技术与线上线下教学深度融合，优势互补、各取所长，从OMO课程体系建设、OMO课程平台构建和多元化评估体系构建等方面进行改革。依据OMO教学模式的优势和大数据专业课程的特点，重点开展如下研究内容：1)OMO课程体系建设探究需进行构建OMO的大数据系列课程。大数据技术本身体系庞杂，专业课程繁多，依据课程性质、课程内容和大数据系列课程目标对应关系的原则，选取适应构建OMO模式的大数据课程体系。比如先讲授Java、数据结构、计算机原理等基础课程，让学生积累一定的理论知识，再通过数据仓库与数据挖掘、Hadoop、Hive、Spark等技术实践课培养学生动手能力。实践能力培养课程内容主要覆盖大数据的概念与体系结构，包括数据仓库的存储与处理、数据仓库的系统设计与开发、关联规则、数据分类、数据聚类、贝叶斯网络、粗糙集、神经网络、遗传算法、统计分析、文本和Web挖掘等技术。图1 总体研究思路探索各个 OMO 课程资源知识点的构建与衔接。采用甘特图理论，研究OMO各个课程资源之间的拓扑关系，实现各个OMO课程资源的关键知识点完美衔接，为OMO平台构建奠定基础。完善教学课件、配套教学用书和教学软件，形成文字教材、多媒体教材、实验平台、网络课程平台、辅助教学资源、参考文献等资料8。构建题型丰富，考察方式灵活，覆盖知识点全面的试题库。坚持教师主导，学生为主体的原则，充实和完善大数据系列课程在线课程资源。积极组织学生参加各类竞赛，使学生在实际应用中根据问题找出对应理论和实际解决方案，有效提高学生分析问题和解决问题的能力。2)OMO课程平台构建依据大数据专业人才培养的需求目标，以构建教学情境、师生互动、案例体验、结果质疑为一体的学习环境，重点从理论与实验、实践开展研究。在理论课程方面探究OMO课程的教学设计，探索网络教学资源平台的构建，创设情境教学方法，探讨优化更新教学内容。在实验、实践课程方面，基于最新的大数据处理技术探究实验课程网络教学资源平台的构建，探索基于大数据新技术的综合实践案例的构建。3)多元化评估体系构建建立全方位追踪、全过程评价的评估体系，全面考核学生综合素质。采用线上线下相结合的学习评价，将随堂评价与期末考评结合，探索多元化考核评价体系的构建。根据专业发展需求，更新教学内容，追踪大数据处理技术发展前沿，体现本学科领域的先进性和综合化趋势。合理处理经典理论与现代科技发展的关系，增加前沿性知识，加大实践课程教学内容，有意识地将知识传授、能力培养、素质教育融于一体9。对教学方法和教学评价进行综合设计，体现以学生为主体的教育理念10。积极实行探索式、开放式、讨论式、启133本栏目责任编辑：王 力信息化与计算机教育Computer Knowledge and Technology电脑知识与技术第19卷第18期(2023年6月）第19卷第18期(2023年6月）发式的教学模式，促进学生自主性学习和研究性学习，加大教学沟通力度，促进教学相长。有效调动学生学习的积极性，引导学生积极思考、乐于实践，提高自主学习效果，促进学生学习能力发展11。3 实践与成效3.1 OMO课程体系建设1)OMO大数据课程的选取首先依据大数据产业人才需求，确定大数据行业技能，即：认知能力、基本技能、基础架构、业务处理和延展性技术；然后采用课程模块化设计思想，设计大数据行业技能与课程的关联矩阵，结合大数据各个课程的特点，选取适应构建OMO的大数据课程体系。2)OMO课程资源知识点的构建与衔接首先圈画所选大数据课程的每门课程所覆盖的知识点内容、前导课程、后续课程；然后采用甘特图理论设计课程或课程关键知识点的拓扑结构图，描绘各个课程的知识点内容列表及各个课程之间知识点的衔接内容，为构建OMO课程平台提供基本知识原点及其逻辑关系。3.2 OMO课程平台构建1)理论课程平台OMO课程的教学设计。为了取得更好的教学效果，通过课前准备、课中教学互动和课后教学辅导的方法，将教学目标与教学手段融入课堂进行整体设计。课前，重点设计课程基本知识点、知识原理、工程案例等的线上资源，供学生自我学习。课中，设计主要讲授的课程难点、重点及案例分析等内容的教学方