程序设计基础教学中的数据采集与利用
第35卷  第7期 福  建  电  脑 Vol. 35  No.7
2019年7月
Journal of Fujian Computer
Jul. 2019
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本研究项目得到福建农林大学本科教学改革项目教学过程数据采集与利用研究-以程序设计为例（No.117/111418148）和福建农林大学教改校级重点项目（基于大数据的农林院校本科教学分析研究（以福建农林大学为例）（No.111417025）资助。郑珂晖(通信作者)，男，1979年生，主要研究领域为计算机教学、生物信息学。E-mail:38193754@qq.。
程序设计基础教学中的数据采集与利用
郑珂晖 陈桢 黄伟奇 朱均燕 邹彭玲 温永仙
(福建农林大学计算机与信息学院 福州 350002)会计面试问题
摘  要  教学过程数据采集聚焦于教学的全过程，通过采集与整合教学过程中的各类数据，进行科学分析，可以了解教师和每位学生在教学过程中教与学的情况，为实现学生的个性化学习和教师的科学评教提供参考。本文以程序设计基础课程为例，阐述了在程序设计公共基础课中进行教学过程采集的基本思路与数据分析的一般流程。 关键词  教学过程；数据采集；程序设计课程；教学改革 中图法分类号  G64  DOI:10.16707/jki.fjpc.2019.07.015写给老师的贺卡内容
Acquisition and Utilization of the Teaching Data in Programming Course
ZHENG Kehui, CHEN Zhen, HUANG Weiqi, ZHU Junyan, ZOU Pengling, WEN Yongxian扫黑风暴剧情介绍
(College of Computer and Information Sciences,Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, China, 350002)
1 前言
程序设计基础课是我国各类高校各专业均要求掌握的一门课程。近年来，我国程序设计基础课程在个性化教学、科学评教、智能反馈等方面还有提升的空间。程序设计类课程在教学过程中存在着丰富的过程数据，如学生的上机实验的答题情况，在线作业完成情况，电子考勤情况、课堂行为数据等。可以通过挖掘这些过程数据与教学结果的关系，使教学模式从班级教学到针对不同学生的个性化教学转变，实现“因材施教”。
在程序设计基础课程中，需要采集哪些数据、用什么形式保存这些数据、如何利用好这些数据需要进一步研究。通过采集和分析教学过程的各类有用数据，可以为实现个性化教学、科学评教与智能反馈奠定良好的基础。杨艺利用学习分析技术对学生学习过程中的参与表现进展进行分析得到了学生的学习规律并在此基础上为学生提供个性化教学方案[1]。张华丽、杨华勇等将教学过程的微观数据进行数字化，用数字来辅助和指导教学，提高了教学质量并为科学评教提供了依据[2]。魏顺平、程罡基于2016年国家开放大学学习网的1.1亿条教学
行为日志，对44个分部的在线教学过程进行评价，对在线教学过程可以实现监控并能诊断存在的问题，为改进教学质量指明方向[3]。
在上述研究的基础上，本文对计算机基础课程中的程序设计类课程的教学过程数据的采集和利用进行研究，挖掘与教学质量密切相关的教学过程数据，为提高程序设计基础课程的教学质量、实现“精准教学、精准掌握、精准反馈”。
2 数据采集与利用
2.1 教学数据特点与采集方法
程序设计课程的教学过程可以分成课前预习、课中教学、课后复习三个阶段，不同阶段所产生的数据特点有所不同，采集方式也不尽相同。
（1）课前预习对于学生学习程序设计是必要的。因为程序设计课程的一些内容相对较为抽象，学生通常较难理解。传统的预习往往是提前看一下将要上课的教材章节内容；现在的预习则不限于提前看教材这种模式，学生们可以通过互联网、查阅参考书等方式来查待授课章节的内容。教师在授课前也可以给出一些问题，让学生根据问题来进行有目的性的预习。所以，该阶段产生的数据大多是
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利用关键字搜索与课程有关的资源链接、同学相互讨论的结果和一些较难理解的知识点。这类数据多为文本类型的数据，可采用文本形式保存。
（2）课堂教学过程中产生的数据。这部分数据包括考勤、学生学习行为、学生学习情绪、学生答题等数据，是教学过程数据采集的重点与难点。课堂教学的数据形式多样，有视频、文本、声音和图像等，需要根据具体的需求，采用适当的信息化工具来采集数据并对各种形式的数据进行预处理，最后整合成学生课堂教学过程的数据。
在程序设计课堂教学时，可采用雨课堂[4]、学习通[5]等软件来进行考勤和课堂学生答题。这样就可以直接将这两种数据转化为文本结果，还可以利用这些软件直接生成统计分析结果。可以利用教室内的视频软件如采用人脸识别程序来分析学生学习过程中的情绪和行为，如记录兴奋、茫然、无聊等情绪，并统计各种情绪的人数分布。对于课堂录音中的声音文件也可以采用声音分析软件来进行定量的
分析，以此判断课堂互动的活跃情况。
（3）课后复习一般是教师布置给学生的课后作业或练习。这类数据也以文本型数据为主。可以采用问卷星或考试星等软件将作业或测试卷发给学生，在学生完成作答后给出成绩和参考答案，也可自动生成学生的成绩统计报表，方便教师与学生。
2.2 教学过程数据的利用
教学过程数据采集以后，需要对数据进行分析利用。在数据分析和利用的基础上紧紧围绕“提高教学质量，服务教学管理”来开展。
（1）对收集的数据进行清洗。教学过程中采集的数据需要进行数据清洗，将不符合要求的数据，如缺失数据、重复数据和错误数据删除后才能被利用。数据清洗可以采用人工处理、程序自动处理。在程序设计公共基础课中，主要是针对无效数据、重复数据和缺失数据。例如：某位同学缺课，那么他（她）的教学行为、教学情绪数据为空，这时需要将这些为空的数据从数据库中删除。
（2）程序设计公共基础课的教学过程数据分析与利用。通过分析预习时遇到的常见问题关键词分析、课堂出勤率、当堂小测分析、学生听课行为与情绪分析，挖掘优秀课堂的内在规律并建立相关模型。教学管理人员可以根据数据分析结果实现精准教学。而学生也能根据教学过程的数据分析对教师进行科学评价，做到精准反馈。2.3 实际案例
本人承担的两个教学班的VB程序设计课程，其中一个班级（以下称A班）采用传统的教学方法与反馈机制，另一个班级（以下称B班）在教学过程中注重教学过程的采集与利用。在一学期的课程结束以后，有如下结果：
（1）出勤率考核。A班与B班的出勤率相比，开学初时差不多；期中后，A班出勤率略低于B班。这是因为B班采用点名软件点名，实时性强，很难逃课或让人替代点名。
（2）学习情况。从平时的学习情况来看，由于B班的教学过程数据可以做到精准掌握，在发现学生对某些知识点不太理解时，可以及时干预，帮助学生克服学习中的困难。而对学生的课堂行为与情绪的分析也使得本人在讲授一些理论性较强的知识点时，注意采用形象化的方法讲解。在期末考试中，B班全部通过了考试，总体成绩较A班要好。
（3）教学评价与反馈。从教学任务完成后学生评教的情况来看，B班同学普遍认为教师在课堂教学中讲解知识点到位，认为教师的教学工作准备充分，讲解清晰，能够较好的完成教学任务。反馈级别为92分（百分制），达到“优秀”等级。
3结论
在程序设计公共基础课程教学环节中，对教学过程数据进行采集与利用，可以较好的掌握教学动态，实现“三个精准”。端午节屈原四句诗
致谢感谢福建农林大学本科教学改革项目（No.117/111418148）和福建农林大学教改校级重点项目（No.111417025）对本文的支持。
2019高考人数
参考文献
小满这天吃什么菜[1]杨艺.大数据思维下教学过程数据分析及应用研究.中国远程教
育,2016(11):22-27
[2]张华丽, 杨华勇, 杨帆. 大数据环境下教学过程数据数字化研究.软
件导刊, 2018, 17(11):213-216
[3]魏顺平, 程罡. 数据驱动的教育机构在线教学过程评价指标体系构
建与应用.开放教育研究, 2017(2):42-48
[4]雨课堂软件,www.yuketang/,2019,4,22
[5]超星学习通,www.xuexi365/,2019,4,22

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