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大数据驱动模式计算机基础的研究分析论文
1计算机基础教育面临的问题
目前，国内高等院校的计算机基础教育更多地沿用了传统计算机教育的方法，只注重讲授计算机的理论知识和操作要领，未考虑学生学习的效果。这导致学生只是记住一些概念和理论，能做基本的操作，却很难用所学的知识灵活地解决实际问题。当前大学计算机基础教育面临以下4个问题：
（1）学生的计算机应用能力差异大
高等院校的学生来自全国各地，而不同地区的中小学计算机教育水平参差不齐。单一的课堂教学已无法保证所有的学生学得会、学得好，这给教学带来了问题。
（2）教学和实验的学时严重不足
目前，各个高校都在减少课时，教师只能在课堂上和实验中加大讲授的知识量，加快教学进度。当一个教师面对几十个学生时，基础较差的学生往往得不到教师足够的指导和练习时间，这给辅导答疑带来了问题。
（3）学习的结果与过程未被记录下来
学生可以利用丰富的网络资源巩固课堂内容，扩大知识面，加深对知识的理解。在传统教学中，教师往往忽视了学生的课后学习，没有记录学习结果与过程，这给教育过程的改进带来了问题。
（4）目前的网络教学系统很少区分学习个体
网络教学系统能够提供大量的多媒体教学资源，帮助教师进行课后辅导答疑，却很少区分学习个体，导致缺乏个体相关的数据，从而难以提供个性化的指导，这给网络教学系统的智能化带来了问题。这些问题归根结底是数据的问题，是数据没有被有效地规划和整合的问题。我们把与学习过程相关的大量数据收集起来，对这些数据进行分析，挖掘出有价值的信息，最后传递给学习者，这是一种解决计算机基础教育所面临问题的可行方法。
2面向计算机基础教育的大数据
在当前知识大爆炸的时代，人们获取知识的途径不仅仅局限于课堂，更多的是网络资源。当代的大学生接受新生事物更快，更愿意在特定的学习情境下去主动构建知识。因此，大学计算机基础教育需要改革现有的教育模式，将大数据技术融入到大学计算机基础教育中，建立与时俱进的大数据驱动的教育模式可以有效解决上述问题。在大数据时代涌现出大量的网络教学系统，随着这些网络教学系统的推广和普遍应用，使用者数量急剧增加，产生了大量的数据。数据之间可能存在某种联系，对这些联系进行分析和挖掘可能会找到有价值的信息。将有价值的信息展现出来，能够帮助我们做出正确的决策。在人类社会的发展已经由动力驱动转变为数据驱动的背景下，教育正在发生着一场新的变革，大学计算机基础教育也面临着类似的机遇和挑战。通过网络教学系统，可以更加方便地获取和利用大学计算机基础教育相关的各种数据
。大学计算机基础教育涉及的数据主要有以下几种：
（1）课件。课件是文字、声音、图像、动画等素材的集合，帮助教师更加生动地讲解课程内容，主要使用PPT和Flash两种文件。
（2）视频。视频是将教师在课堂上的授课内容录制下来，为学生提供课后学习的方式。学生可以在教学系统中下载或在线学习视频内容。
（3）题目。题目主要用于测试学习效果，包括判断题、填空题、选择题、问答题、程序设计题等各种题型。
（4）问题。学生在学习过程中遇到的问题，通过教学系统提交给教师。这些问题反映了学习的难点，是教师在课堂上需要详细讲解的教学内容。
（5）代码。代码是学生做程序设计类题目时所编写的程序代码。学生编写代码的质量可以由教师评判，也可以由系统自动评判。
（6）行为。行为用来记录学生的学习活动，如课件下载行为、视频点播行为、作业浏览行为、编程行为等。这些行为能够反映出学生的学习情况。
（7）缺陷。缺陷是学生提交的作业中包含的各种错误，反映了学习过程中存在的问题。对教学系统而言，这些数据是进行个性化推荐学习的参考依据；对教师而言，这些数据能够提示教学过程中需要特别关注的地方。
（8）过程。过程是指在教学过程中收集到的一些宏观数据，如课件学习过程、视频学习过程、测试过程等。这些过程能够反映出学生学习的个体差异。
3大数据驱动的新模式
在大数据时代，我们可以利用大数据技术在大量与学习相关的数据中挖掘出有价值的信息。这些信息能够帮助学生更加科学有效地学习，较好地解决当前计算机基础教育面临的问题。因此，我们将大数据技术融入到大学计算机基础教育中，提出一种大数据驱动的计算机基础教育新模式。它是在有效规划和整合计算机基础教育大数据的前提下，为学生提供各种自主学习资源和服务的新模式。学生和教师在使用各种网络教学系统时，输入的数据和学习行为都被系统记录下来。利用大数据技术对记录下来的数据进行分析，挖掘出与学生学习特征相关的数据。这些数据为学生的后续学习提供个性化的推荐，规划个性化的学习路线；向教师反馈学生的学习行为和效果，为后续教学提供个性化的推荐，帮助教师改进教学方法。以在线课程系统、在线编程系统和在线答疑系统为代表的各种网络教学系统目前得到了广泛的应用，这些系统本质上都是大数据驱动。实践证明，这些系统的应用将为学生学习和教师教学提供实质性的帮助。
1）在线课程系统是课堂教学的延伸
大型开放式网络课程MOOC是国际上流行的教学平台。自2013年5月以来，北京大学、清华大学、复旦大学、上海交通大学等国内一流高校纷纷宣布加入MOOC，向全球提供免费的在线课程。MOOC采用云计算架构，提供大量的视频学习资源和人机交互功能。学生提交作业后，系统能自动评判作业的质量，以评估学习效果。MOOC的出现给计算机基础教育带来巨大影响。MOOC解决了学生计算机应用能力差异大的问题，学生不管基础如何，都能找到与之相应的学习内容；MOOC弥补了课堂教学学时不足的问题，学生能在课后随时随地找到学习资源；MOOC能够记录学习的结果与过程以及作业中的错误等，这些对于改进教学方式和调整教学重点等都有意义。
2）在线编程系统是实验环节的补充
随着SaaS技术(软件即服务)的不断成熟，出现了许多功能强大的在线编程系统。这给大学计算机基础教育中的程序设计类课程的实验教学
带来了巨大的帮助。使用在线编程系统进行实验的好处有以下几点：
（1）教师不用在实验室的每台计算机中安装软件，学生通过浏览器就可以编写程序；
（2）学生编写的代码都存储在云端，能上网的地方就能练习编程，并且随时可以修改代码，解决了实验教学学时不足的问题；
（3）在线编程系统主要记录代码和代码编写的过程，能够收集实验过程中与学习相关的数据。国外在线编程系统CodeCademy提供了一种学习编程的新方式。它的用户群是零基础的学习者，所以CodeCademy创设趣味性的学习环境，手把手帮助学习者了解编程的过程。它的在线编辑器能让学习者不用寻找、下载和安装编程环境就可以在网络上编程。在线编程系统不仅为实验教学提供了方便的实验环境，还能收集大量的程序代码和学生的编程行为，有助于分析学生的学习特点与习惯，区分学习个体，为制订个性化学习路线提供有价值的数据。
3）在线答疑系统是课后辅导的平台
学生在学习过程中常常会遇到很多问题，这些问题如果能及时得到解答，就能促进学生更深入地学习；反之，就会影响学生的学习效果和积极性。目前，互联网上已经出现了许多人工解答和自动解答的系统。有代表性的是上海交通大学的远程教育设计中心设计开发的AnswerWeb自动答疑系统，它是一个动态的问题及答案的数据库。学生输入关键词后可以在系统已有的问题和答案数据库中查找相关的材料。如果没有找到答案，则会自动转发给教师请求帮助解答。随后，新的提问和答案将被增加到系统库中。系统会记录所有的问题和答案以及学生提问过程中的行为。在线答疑系统应用到大学计算机基础教育中，解决了教师无法在课后对每位学生进行辅导答疑的问题。同时，利用大数据技术，答疑系统将学生提问和获得解答的行为记录下来，自动的分析这些数据，挖掘学习个体特征，为学生的后续学习提供个性化的推荐。
4结语
计算机基础教育必须与时俱进，通过转变教育模式才能满足社会的需求。大数据驱动的计算机基础教育新模式不仅有利于解决当前大学计算机基础教育面临的问题，而且能推荐个性化的学习规划，为学生找到适合自己的学习路线。网络教学系统在收集了大量的学习过程数据后，对这些数据进行分析、挖掘，进而延伸课堂教学，补充实验环节，实现课后辅导，并向学生推荐个性化的学习路线。大数据驱动的新模式给计算机基础教育带来了新天地。
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