概率论与数理统计的SPOC教学改革探索.pdf 10页

'中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn#概率论与数理统计的SPOC教学改革探索1111121**朱梦婷，李俊君，黄浈伊，傅佳杰，金豪宇，洪金珠，诸葛斌（1.浙江工商大学信息与电子工程学院，杭州310018；52.浙江工商大学统计与数学学院，杭州310018）摘要：在互联网+的背景下，课堂教学改革正从以教师为主向以学生为主转变、以课堂教学为主向课内外结合转变。本文提出的是针对重点学科“概率论与数理统计”的SPOC教学改革探索，改革基于微信教学平台，将移动互联网、云计算和大数据分析的理念引入教学领10域，创建个性化SPOC课堂教学辅助平台，改变传统模式下课堂教学的弊端，实现以问题为基础、以学生为中心、教师为引导、学生自主学习的教学特点，培养学生自主学习的能力。本文以互联网+教育为切入点，依托互联网数据挖掘，研究搭建了一个支持多屏融合的概率论与数理统计的SPOC教学互动平台。基于微信的概率论与数理统计SPOC教学模式能积极推动翻转课堂的发展，是运用移动互联网技术及移动设备来获取教育资源的一种新型15学习方式，更是建立了一种新型的评价机制。关键词：概率论与数理统计；SPOC；教学改革中图分类号：G40-034ExplorationonSPOCTeachingReformofProbability20TheoryandMathematicalStatistics111112ZhuMengting,LiJunjun,HuangZhenyi,FuJiajie,JinHaoyu,HongJinzhu,1ZhugeBin(1.Schoolofinformationandelectronicengineering,ZhejiangGongshanguniversity,Hangzhou310018;252.Schoolofstatisticsandmathematics,ZhejiangGongshanguniversity,Hangzhou310018)Abstract:IntheInternetplusbackground,thereformofclassroomteachingfromteachercenteredtostudent-centered,tochangetheclassroomteachingasthemainchangestothecombinationofinsideandoutsideclass.ThisisfortheSPOCteachingreformofkeydisciplinesofprobabilitytheoryandmathematicalstatisticstoexplore,reformtheteachingplatformbasedonWeChat,30mobileInternet,cloudcomputingandbigdataanalysisconceptintotheteachingfield,tocreateapersonalizedSPOCclassroomteachingauxiliaryplatform,changethedrawbacksofthetraditionalclassroomteachingmode,realizetheproblembased,student-centered,teacherteachingcharacteristics,guidestudents"autonomouslearning,cultivatingstudents"autonomouslearningability.Inthispaper,Internetpluseducationasthestartingpoint,relyingontheInternetdata35miningresearch,setupaSPOCinteractiveteachingplatformsupportsmultiscreenintegrationofprobabilitytheoryandmathematicalstatistics.WeChat"stheoryofprobabilityandmathematicalstatisticsSPOCteachingmodelcanactivelypromotethedevelopmentoftheflippedclassroombasedonanewwayofstudyingtheuseofmobileInternettechnologyandmobiledevicestoaccesstoeducationalresources,istheestablishmentofanewevaluationmechanism.40Keywords:probabilitytheoryandmathematicalstatistics;SPOC;teachingreform0引言在互联网教育推动课堂教学改革探索的过程中，MOOCs（大规模的网络开放课程）是新近涌现出来的一种在线课程开发模式，是在线学习平台的典型代表，它发端于过去的那种基金项目：教育部大学生创新创业训练计划基金（201610353027）；浙江省大学生科技创新活动基金（2016R408）作者简介：朱梦婷(1996-)，女，在校本科生，主要研究方向：通信技术通信联系人：诸葛斌（1976-），男，博士，教授，主要研究方向为网络与通信技术、互联网技术和网络安全.E-mail:zhugebin@zjgsu.edu.cn-1- 中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn45发布资源、学习管理系统以及将学习管理系统与更多的开放网络资源综合起来的旧的课程开[1]发模式，具有大规模，开放的特点。而相对于MOOCs，搭建一个具有小型、便捷、个性[2]化等特点，通过移动终端和PC为媒介，服务于校园课堂教学的SPOC教学互动平台将是[3]促进在线教育发展的一个新方向。小规模私有在线课程（SmallPrivateOnlineCourse，SPOC）平台作为MOOCs的一种补50充，将丰富的教学资源与传统课堂教学结合一起，满足教师个性化的教学需求，并能够随时进行改进优化和更新，并通过所得大数据分析学生的学习行为，最终优化“教”与“学”的双边[4]活动。SPOC教学平台因此小而精美的特点迅速成为了新的一种教学方式。[5]微信(WeChat)是一款为智能终端提供即时通讯服务的免费应用程序软件。从推向市场以来，逐渐成为了亚洲地区最大用户群体的移动即时通讯软件。此外，微信还集成了中国55最大的自媒体平台——微信公众平台。截至2016年1月微信公众平台已有超过1000万个公众号，每天带来的用户访问超过30亿。微信集成文字消息、语音通信、图片以及位置共享[5]等多种丰富的交互方式，为基于微信的SPOC教学互动平台课堂教学改革的实现成为可能。概率论与数理统计的SPOC教学互动平台与传统课堂的对比，针对它专业性及实践性较强的特点，解决了传统的课堂教学存在一些弊端。例如实现传统课堂无法实现的分层次教学；60运用大数据分析实现因材施教；增强师生之间互动性，使教师及时了解学生对知识点的掌握[6]情况；更加实现了便捷的教学回放、拓展平台等。本文将在线教学和传统课堂教学利用互联网思维进行融合，在《概率论与数理统计》课堂教学实践中提出并尝试了通过建设个性化[7]SPOC课堂实现互动教学的新思路。概率论与数理统计的SPOC教学互动平台基于云端化、数据化，能够突破时空限制，充65分利用碎片化学习思维，最重要的是基于平台的大数据挖掘，实时分析同学们做题情况，根据每个学生的盲点弱点，让老师真正实现针对性教学，积极推进了教学改革的广度和深度。1概率论与数理统计的SPOC教学互动平台的教学实施《概率论与数理统计》课程是本学院专业的基础必修课，在全院各专业的本科教学计划中占有重要地位和作用，又是高等院校理工类、经管类的重要课程之一，在考研数学中的比70重大约占22%左右，为学生进一步学习其他专业课程和工作打下坚实的基础。我们研究搭建了《概率论与数理统计》SPOC课堂的互动平台，经过教学实践，利用SPOC课堂进行教学的模式获得了同学们的认可，通过分析平台自动统计的同学们完成习题和平时成绩情况，做到了碎片化、趣味化、移动化的概率论与数理统计学习，较好的督促同学们积极做题，相互竞争，形成良好的学习氛围，较好较快的掌握的《概率论与数理统计》的知识点，帮助教75师与更多的学生接触，依据学生的学习需求，最终提高了同学们的学习效果。1.1教学互动平台简介概率论与数理统计教学互动平台是一款以移动终端为依托，以微信公众号为窗口，以新浪云计算平台为后台的简易便捷课堂教学平台。平台分为老师版的公众号和学生版的公众号，搭建一个集上传、下载资料、留言、后台管理的于一身的框架。实现了一系列课堂教学[8]80一体化需求服务，是一个名副其实的智能课堂教学平台。平台作为一种课堂与课后关联的工具，能够督促学生按时完成作业和平台任务，积极参与到课程学习中来。平台作为一种记录工具也能够保存学生的学习记录，通过对学习记录的分析，教师能够了解到学生对概率论与数理统计知识点的掌握程度，发现学生的潜在问题。-2- 中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn最重要的是平台作为一种便捷式教学工具，能够节约教师的大量琐碎教学工作时间，运营数85据分析对学生知识点的掌握情况一目了然，能够针对性的进行课堂教学，减轻教师和学生双方的学习工作压力。平台具体功能框架如图1：图1概率论与数理统计的SPOC教学互动平台主要功能1.2平台的教学流程90概率论与数理统计的SPOC教学互动平台旨在构建一个服务课前、掌握课中、跟随课后的课堂教学服务平台，实现学生在教学课堂和课下的无缝对接，通过平台上得练习、教学资料、提问的等形式，提高学生的学习兴趣、学习成绩和自主学习能力。帮助老师减轻课堂压力，方便老师的课堂管理，学生平时成绩管理，让老师把更多的精力放到提高教学质量上去[8]。方便老师和学生的交流，建立老师和学生学术交流的渠道，深化教学改革。下面对平台95主要教学流程进行如下说明：1.课前智能点名，节约上课时间上课前，老师无需拿着一张点名签到表，一个个点名签到，只需要学生打开手机定位功能，点击微信点名签到界面，发送自己的GPS地理位置，平台会利用后台算法，来判断学生是否到场，为老师和学生节省了宝贵的上课时间。1002.课中随堂测试，优化测试上课过程中，老师不需要提前准备好纸质试卷，也不需要分发和收集试卷，只要通过老师端录题模块，以Word形式上传课堂习题，平台后台会自动识别题目，录入到平台数据库，学生可以在上课进行随堂测试，针对平台数据反馈情况，教师可以实时进行针对性的评讲，聚焦到每一个学生每一道题目每一个选项，实现智能讲评，让学生能够对知识点印象深刻。1053.课后教学互动讨论，及时解决问题课堂外，学生有学习上的疑问将不需要单独联系老师解疑，学生能够在概率论与数理统计SPOC教学互动平台中的讨论区发布自己的问题，充分利用时间进行知识学习。此外，还建立了一个概率论平台的微信交流群。这些方式，都在学生在无法和教师面对面交流的情况下，提供一个交流的平台，教师能够在空余时间解答这个问题，或者由助教来回答相关问题。110当然最好的方式是由学生之间相互解答，通过对题目的讨论，来加深对题目的理解。这种模式能够促进老师和学生的知识交流，及时解决学习上的问题。4.课后随机测试，全面查漏补缺课下，通过历年的学习数据积累，平台可以作为一个开源的资源共享平台，包括课程的-3- 中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn软件作品、重要知识点分析讲解视音频资料、课程习题及详细答案解析等，平台成员均可共115享所有资料。数据库中还保存有上百道的关于“概率论与数理统计”的题目，学生想做题目时能够利用碎片化时间随时随地做题目，帮助巩固基础知识，错误题目将自动进入错题库，学生可进行错题回顾，同时老师能够根据学生的实际做题情况评定学生的平时成绩。5.课后错题回顾，无需整理课下，学生不需要花时间整理错题，概率论与数理统计的SPOC教学互动平台还能自动120生成学生的个人错题回顾、错题重做以及整个班级的错题回顾和错题重做，使学生能有针对性地进行复习，做到温故而知新。并且随机练习题目提供标记功能，学生可以通过回顾标记过的题目进行重点复习，弥补自己的知识短板。学生可以很方便地查看错题，进行课后复习。6.课后成绩查询，平时分有依有据不同于传统课程的成绩评定机制，概率论与数理统计的SPOC教学方式更加注重的是过125程，平台会根据学生平时在平台上的操作记录，上课情况，作业情况等一系列的计分项，通过教师自定义数据权重，自动生成平台积分，平台根据积分排名生成百分制正态分布分数，以供教师参考。这样生成的平时分会更加客观公正，更能真实反映学生的学习情况。平台数据库记录用户个人基本信息、平时作业评定结果、平时成绩各项得分、在线学习访问记录、作业上传记录、在线互动学习记录、随堂练习及随机练习正确率等，所有数据经统计分析后，130可通过设置算法生成实时显示的学生平时分。平时成绩设定成绩统计系数，能够灵活调节基础分和竞赛分，合理调节学生成绩分布。学生能够随时随地在平台上查询自己的平时成绩，能够对自己平时分不够满意的学生更加努力学习，充分调动学生的积极性。7.课后作业，实现无纸化，数据化概率论与数理统计的SPOC教学节省了老师收发作业和批改作业的精力，教师可以在平135台教师端发布课后作业，学生端就可看到作业列表。学生进入对应的作业列表后，在规定的时候内拍照上交题目即可。由学生上传的作业，对于客观题平台会自动批改，极大减轻了教师工作量。教师可在后台受到所有学生作业进行批改查阅，后台可统计作业完成度、错题数量，错题率等各种分析数据，是老师对学生掌握情况一目了然。实现了智能的批改，做题情况汇总，教师将有更多的时间来进行对于学生问题的答疑。1401.3平台的预期发展在概率论与数理统计的SPOC教学互动平台的前期发展阶段，在学院的授课教学中起到重要作用，不断完善，优化平台功能，增加题目类型数量和质量，不断吸收其他平台的优点为自身所用。中期发展，在杭州高校中扩张开来，成为大家广为所知的学习概率论与数理统计的一个优秀教学互动平台，使得平台和这个教学改革方式在接触这门课的教师和学生中有145良好口碑。后期发展，每一位接触这门课的教师或学生都喜欢这个平台，习惯这个教学模式。2概率论与数理统计的SPOC教学改革效果2.1SPOC教学互动平台现状概率论与数理统计的SPOC教学互动平台在投入使用过程中，得到了学校和老师的多方支持和赞赏。目前洪金珠老师作为统计与数学学院的一名老师率先使用了这个平台运用于概150率论与数理统计，在网络1401和1402班，金融1403班，保险1401班，电子商务1401和1402班中开展SPOC教学互动。除去以上班级，还有许多自发关注平台的不同班级的同学，如图2，这也极大表示了同学对平台的大力支持与赞赏。在学校也已有相当数量的同学使用-4- 中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn了这个平台的事实基础上，我们可以得出，在平台运行阶段，该平台已经得到了同学们的青睐与大力支持。155图2自发关注平台的班级同学截止2016年11月平台用户人数837人，如图3：图3平台用户人数160新浪云SAE记录用户访问量超15万人次，如图4：图4新浪云SAE记录用户访问量情况平台年数据请求量11000万，如图5：-5- 中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn165图5平台年数据请求量情况学生课外累计做题超30万题，如图6：图6学生课外累计做题情况在微信公众号查询搜索中，查询“概率论与数理统计”，排名第一的就是我们的“概率论170与数理统计教学互动平台”，如图7，这说明，我们的平台在概率论与数理统计这个学科学习平台中的关注度和地位都很高，比其他类似的学习平台更受学生关注和喜爱的，想在移动微信端学习这门课的学生基本都会关注我们平台。这绝不是偶然，而是我们平台的确有他吸引人的优点和独到之处，也是我们针对概率论与数理统计SPOC教学改革效果的最好体现。175图7微信搜索平台排名情况2.2SCOP教学互动平台问卷调查分析表1SPOC教学互动平台问卷调查分析表题目1.您是否使用过相关网络课堂或在线教学软件？[单选题]选项A.是B.否答题人数44581占百分比84.6%15.4%题目2.您所在学校采用过哪些网络在线教学方式？[多选题]选项A.网络视频公开B.微信教学平台C.慕课、私慕课等在D.在线教学E.其它课线教学平台APP答题人数2502872761699占百分比47.53%54.56%52.47%32.13%1.71%题目3.您更倾向在什么终端上使用在教学软件？[排序题]选项A.移动端APP平台B.移动端微信平台C.PC端D.平板电脑综合得分2.1332.011.19题目4.您一般在什么时候使用教学软件?[多选题]选项A.课前预习B.课上C.课间休息时D.课后复习答题人数252207179141-6- 中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn占百分比56.63%46.52%40.22%31.69%题目5.您使用在线教育平台的频率[单选题]选项A.少于一周1次B.一周1-3次C.一周3-5次D.一周5-7次E.一周7次以上答题人数602181164110占百分比13.48%48.99%26.07%9.21%2.25%题目6.假设你们学校在建设在线教育平台，您希望学校采用哪种模式建设？[单选题]选项A.线上自主学习+线上讨论+B.线上自主学习+线下答疑+C.线上自主学习+线下答疑+线线上考试线上考试下考试答题人数15729376占百分比29.85%55.7%14.45%题目7.以下是本项目组开发的在线平台的几个功能简介，你觉得哪些比较实用？[多选题]选项A.在线签到B.课后作业C.随堂测试D.资料下载E.自由练习答题人数240309276227141占百分比45.63%58.75%52.47%43.16%26.81%题目8.您希望从在线教学平台获得什么帮助？[多选题]选项A.利于考试、考证B.提升工作技能C.真正知识收获D.利于兴趣的发展答题人数134358280112占百分比25.53%68.09%53.19%21.28%题目9.您希望通过在线教育平台获得哪些资料？[多选题]选项A.教学视频及课件B.往年考试真题C.影视学习资料D.远程辅导答题人数213291257134占百分比40.43%55.32%48.94%25.53%题目10.您希望在线教学平台的包括哪些功能[多选题]选项A.在线测试B.平台互动C.课程笔记D.课后作业E.其它答题人数22429128013411占百分比42.55%55.32%53.19%25.53%2.13%题目11.您认为在线教学平台所设定的平时成绩占期末总成绩多少比例比较合适？[单选题]选项A.20%以下B.20%C.30%D.40%E.50%F.50%以上答题人数72134169854620占百分比13.69%25.48%32.13%16.16%8.75%3.8%为了更好地了解概率论与数理统计的SPOC教学互动平台的改革效果，我们还进一步开展了问卷调查活动，线上调查了526人，线下调查了107人，其中在线上调查中男生220180人，占调查人数41.83%，女生306人，占调查人数68.17%，调查包含各个专业，调查范围广泛。依据问卷调查，我们发现随着互联网教育的发展，我们发现绝大多数的人都接触过在线教学平台，在线教学平台的普及面在一定程度上来说已经相当广泛。大多数学校都有采用网络在线教学方式，其中微信教学平台的教学方式使用的最多，其次是慕课、私慕课等在线教185学平台，网络视频公开课的教学方式也占到相当大的比例。这说明我们针对概率论与数理统计科目的教学改革探索，采用的微信平台是可取的。根据调查表明，大多数人群更倾向于在移动端微信平台上使用教学软件，移动端APP平台仅次于它，倾向于使用PC端的人群也有较大比例。这也反映出我们针对移动端微信平台来开发我们的概率论与数理统计教学互动平台是正确的选择。关于教学软件的使用时间，在课前预习时使用教学软件的频率是最高的，190在课上与课件使用的频率也比较频繁，在课后复习使用则是最少的。这显示了大家更倾向于用教学软件来辅助我们来预习功课。在线教育平台的使用频率，在一周内使用1-3次以及-7- 中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn3-5次较为居多。由此看来，在线教育平台的使用情况较为可观。与传统的教学方式相比，大多数人认为在线学习平台最大的优势在于减轻了教师的教学辅导。其次是提高了学习者的学习兴趣，再者是在线学习平台拥有大量的题库资源。当然，195在线学习平台的方便更在于可以让我们利用碎片化的时间进行学习。以上情况表明，在线学习平台与传统的教学方式相比，有一些独特的优势。在使用了在线教学平台后，大部分的人的学习成绩都有显著的提高，成绩下滑的情况出现的比较少。调查显示，在线教学平台对我们学习成绩的提高起到很大的促进作用。在学校建设在线教育平台，大多数人希望学校采用线上自主学习+线下答疑+线上考试200的模式建设。这说明我们的学习是需要同时兼顾线上与线下，才能达到最好的学习效果。平台拟定开发的几个功能，大部分人认为最实用的是课后作业以及课堂测试，在线签到和资料下载也占了不小的比例，自由练习也有一定的需求。平台作为一种课堂与课下关联的工具，一方面能够督促学生按时完成作业和平台任务，积极参与到课程学习中来；另一方面，平台作为一种记录工具，能够保存学生的学习记录，205通过对学习记录的分析，教师能够了解到学生对概率论与数理统计课程的掌握程度和热衷程度。并且，通过对历年学习记录的比较分析，教师能够评估本学期的教学质量和教学效果。2.3SPOC教学互动平台的价值体现概率论与数理统计教学互动平台的存在是有教学价值的。如今的社会发展，手机应该是最离不开每个人的存在，基于移动端的SPOC教学互动平台是最符合时代发展的教学改革。210而在移动端使用最广泛的社交应用当属于QQ，微信，微博，对搜索引擎的使用也已经逐渐减弱，而基于微信公众号的SPOC教学互动平台就存在着庞大的用户基数，可以得到更多的[9]关注和更好的发展。平台发展会逐渐实现个性化定制，不单单局限于概率论与数理统计教学互动平台，而是做一名“学习小秘书”，作为资料的整理组织者，讲学习过程简单化，一句每个人的兴趣学215科给用户推荐相关课程。平台将会把学习细分化，节约学习者的时间和精力，删除无效的过程，将更加简便的学习模式呈现在大家面前。未来还会将重点放在做概率论与数理统计的免费习题集，将大量优质的资源习题汇总到平台上，随着用户的做题给题目贴上标签和评价，后台一句评价定期删减题库，将习题集不断优质化，成为最有价值的学习平台，成为学习概率论与数理统计者最希望关注的SPOC教220学互动平台。-8- 中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn图8手机端答题互动情况225图9《概率论与数理统计教学互动平台》部分功能截图3结论概率论与数理统计教学互动平台，是基于微信平台的新兴教学工具，提供课堂测试，智能化点名签到，试题发布，课后练习，教学资料下载等服务功能，实现师生间互动学习，使得老师更好的掌握学生学习动态，增加学生对概率论的学习能力。平台能改变传统模式下概230率论教学的弊端，实现以学生为中心、教师为引导、学生自主学习的教学特点，培养学生自主学习的能力。对于学生而言，平台操作的便捷性，人际交流的高时效性，满足大学生实时变动的个性化教育需求，有利于增加对学习的实质性帮助。对于老师来说，平台能够提高[10]教师授课效率，平台的SPOC式管理和运行具有很好的应用价值和前景。[参考文献](References)235[1]李晓明."人群与网络"慕课(MOOC)实践杂感[J].工业和信息化教育,2014(9):46-55.[2]周蕾.微信广告传播力研究[J].东南传播,2012(1):21-23.[3]李红美,陆国栋,张剑平.后MOOC时期高等学校教学新模式探索[J].高等工程教育研究,2014(6):58-67.[4]贺斌,曹阳.SPOC:基于MOOC的教学流程创新[J].中国电化教育,2015(3):22-29.240[5]戎骞,刘宇阳.微信的数字出版发展研究[J].出版参考,2014(24).[6]鲁文英.基于SPOC教学模式的师生互动探究[J].包头职业技术学院学报,2016,17(2):52-55.[7]任莺.论基于MOOC的"SPOC"教学新模式--以广告设计基础课程为例[J].亚太教育,2015(34):100-101.-9- 中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn[8]廖善武,鲁南南,彭丹,等.微信移动教育互动平台构建与应用[J].人才培养与教学改革-浙江工商大学教学改革论文集,2014.245[9]胡铁生.微课的内涵理解与教学设计方法[J].广东教育:综合版,2014(4):33-35.[10]曾明星,李桂平,周清平,等.从MOOC到SPOC:一种深度学习模式建构[J].中国电化教育,2015(11):28-34.-10-'