學(xué)生數(shù)據(jù)分析下教學(xué)改革思考

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摘要：在教育教學(xué)中，教育人員無法全面掌握學(xué)生數(shù)據(jù)，導(dǎo)致對(duì)學(xué)生的教學(xué)和管理效率低、難度高。本文思考基于學(xué)生數(shù)據(jù)分析的教學(xué)改革，其以學(xué)生的多項(xiàng)主觀和客觀信息作為輸入。綜合應(yīng)用深度學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)處理等計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行多方面的智能分析，并將分析結(jié)果分享給教育教學(xué)人員，以期提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果，降低問題學(xué)生概率，從總體上提高教育教學(xué)效率和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)栴}學(xué)生；學(xué)生數(shù)據(jù)分析；教育教學(xué)；教學(xué)質(zhì)量

一、教學(xué)改革背景

因材施教長(zhǎng)期以來備受教育界的推崇，但是其實(shí)施有大的難度[1]。在教育教學(xué)中，教育人員難以全面準(zhǔn)確地了解學(xué)生，導(dǎo)致對(duì)學(xué)生教學(xué)和管理效率低、難度高。以問題學(xué)生為例，其是指那些與同年齡段學(xué)生相比，由于受到家庭、社會(huì)、學(xué)校等方面的不良因素的影響及自身的因素，從而導(dǎo)致在思想、認(rèn)識(shí)、心理、行為、學(xué)習(xí)等方面偏離常態(tài)，需要在特殊幫助下才能解決問題的學(xué)生[2]。主要表現(xiàn)在品德、學(xué)習(xí)、行為、心理等方面，如大學(xué)生中較為常見的心理健康問題和厭學(xué)問題[3]。下面以大學(xué)生心理健康為例展開討論。研究數(shù)據(jù)表明，大學(xué)生心理問題嚴(yán)重影響大學(xué)生的健康，據(jù)統(tǒng)計(jì)有20%至30%的大學(xué)生存在心理問題，其中有10%的心理問題障礙嚴(yán)重，直接影響日常學(xué)習(xí)和生活，嚴(yán)重的心理健康問題甚至引起校園暴力和自殺行為[4]。并且，心理健康與學(xué)生自身的出勤率、考試成績(jī)等客觀指標(biāo)存在密切的關(guān)系。丁澍等基于某重點(diǎn)理工類高校2002級(jí)學(xué)生入學(xué)時(shí)的心理健康調(diào)查表結(jié)果及大學(xué)成績(jī)，用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法分析入學(xué)時(shí)的心理狀態(tài)等屬性數(shù)據(jù)對(duì)大學(xué)各個(gè)時(shí)期平均成績(jī)及各類課程平均成績(jī)的影響[5]。結(jié)果表明：存在心理問題的學(xué)生成績(jī)顯著低于正常學(xué)生，心理健康是大學(xué)階段取得較好成績(jī)的重要保證?？荚嚦煽?jī)的波動(dòng)會(huì)極大影響大學(xué)生的心理健康，而心理健康反過來又阻礙了考試成績(jī)的提高。目前各大高校對(duì)大學(xué)生的心理健康問題均投入了大量的人力物力[6]。以筆者所在的深圳大學(xué)和武漢大學(xué)為例，主要包括：輔導(dǎo)員、班主任、心理班委、心理健康咨詢中心等。但是，這些基于人力的管理模式存在以下幾點(diǎn)問題：（1）學(xué)生基數(shù)龐大，有限的人力難于顧及到所有的學(xué)生。高校的師生比基準(zhǔn)為1：14，但較少高校能符合這一標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)專任教師數(shù)量超過1000名的重點(diǎn)大學(xué)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，245所中僅有41所（占比16.7%）大學(xué)師生比在1：14之內(nèi)，其余83.3%的高校高于此數(shù)。投入到大學(xué)生心理健康問題上的師生比則更少[7]。（2）管理人員難于獲取到學(xué)生的全部信息，依靠人力檢查的方式對(duì)大學(xué)生的判定較為困難。（3）發(fā)現(xiàn)學(xué)生心理問題具有遲滯性，發(fā)現(xiàn)時(shí)學(xué)生已經(jīng)具有了很嚴(yán)重的心理問題。（4）作為最為了解和關(guān)心學(xué)生本人的父母等親屬往往被排除在外，構(gòu)成了嚴(yán)重的信息不對(duì)稱[8]。以上各種因素減弱了高校對(duì)心理健康問題學(xué)生教育教學(xué)效果。隨著現(xiàn)在計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)可以自動(dòng)、快速、準(zhǔn)確地提取和分析數(shù)據(jù)中所隱藏的信息，從而提高人類進(jìn)行管理和決策的效率[9][10]。如何準(zhǔn)確高效的評(píng)價(jià)、分析、預(yù)測(cè)一名學(xué)生的狀態(tài)，從而對(duì)學(xué)生進(jìn)行有差別化的管理教育，是高等教育長(zhǎng)期以來存在的難點(diǎn)問題。啟發(fā)于以上分析，本文提出基于學(xué)生數(shù)據(jù)分析的教學(xué)改革，該系統(tǒng)以學(xué)生的客觀數(shù)據(jù)為主要輸入，學(xué)生的主觀數(shù)據(jù)為次要輸入，對(duì)學(xué)生的思想、認(rèn)識(shí)、心理、行為、學(xué)習(xí)等方面進(jìn)行全面的分析，實(shí)時(shí)輸出學(xué)生全方位的分析結(jié)果，進(jìn)而將結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給輔導(dǎo)員、班主任、學(xué)生家長(zhǎng)等，使得學(xué)校人力和學(xué)生家長(zhǎng)互享學(xué)生信息，達(dá)到防患未然、降低問題學(xué)生比例、提高學(xué)校教育教學(xué)效果。

二、學(xué)生數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)

本部分主要簡(jiǎn)介學(xué)生數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的框架，如附圖所示。該系統(tǒng)框架可以根據(jù)教學(xué)中的需求，擴(kuò)展到更加多樣化的數(shù)據(jù)輸入和輸出結(jié)果。該簡(jiǎn)化框架主要分為以下幾個(gè)部分：系統(tǒng)輸入、學(xué)生數(shù)據(jù)分析、分析結(jié)果、結(jié)果接收端。

（一）系統(tǒng)輸入

系統(tǒng)的輸入可以來自于學(xué)校現(xiàn)有的學(xué)生管理平臺(tái)接口。主要有智能簽到、作業(yè)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)、考試成績(jī)、身體健康狀況等客觀數(shù)據(jù)，以及主觀評(píng)價(jià)等主觀評(píng)價(jià)信息。1.智能簽到。學(xué)生課堂的出勤率是衡量學(xué)生課程學(xué)習(xí)質(zhì)量的很重要的因素。研究表明問題學(xué)生的出勤率大大低于平均出勤率[11]。目前大部分高校學(xué)生課堂出勤率主要靠教師在課堂上人工統(tǒng)計(jì)完成，占用了大量的授課時(shí)間。而企業(yè)中采用的非常完善的指紋簽到或者WIFI簽到系統(tǒng)，如指紋簽到機(jī)和阿里釘釘，將會(huì)為高校提供可靠高效的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。且系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)地將學(xué)生課堂出勤情況反饋給學(xué)生家長(zhǎng)，在家長(zhǎng)的幫助下完善對(duì)學(xué)生的監(jiān)督。2.作業(yè)成績(jī)。作業(yè)成績(jī)作為衡量學(xué)生課堂上課質(zhì)量的另一個(gè)重要指標(biāo)，可以用來衡量學(xué)生知識(shí)接收效果，可以用來預(yù)測(cè)學(xué)生的掛科率，并可以為班主任、輔導(dǎo)員等提供重要的信息參考。3.實(shí)驗(yàn)成績(jī)。類似于作業(yè)成績(jī)，實(shí)驗(yàn)成績(jī)作為衡量學(xué)生課程實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要指標(biāo)，可以用來衡量學(xué)生知識(shí)應(yīng)用的效果。4.考試成績(jī)。考試成績(jī)作為最為重要的學(xué)習(xí)衡量指標(biāo)，不僅反映了學(xué)生某門課程最終的學(xué)習(xí)效果，還可以根據(jù)具體某門課程反映學(xué)生在學(xué)習(xí)中碰到的難點(diǎn)。這給系統(tǒng)的綜合分析提供最為重要和直觀的客觀指標(biāo)。5.健康狀況。身體等健康因素往往嚴(yán)重地影響學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，并最終產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。因此，其也是系統(tǒng)的重要客觀數(shù)據(jù)輸入。6.主觀評(píng)價(jià)。A-E五點(diǎn)指標(biāo)都是學(xué)生學(xué)習(xí)指標(biāo)的客觀數(shù)據(jù)。但是，在很多情況下，客觀數(shù)據(jù)并不能全部地反映學(xué)生存在的問題。因此，系統(tǒng)需要某些的主觀評(píng)價(jià)信息作為補(bǔ)充，如：學(xué)生關(guān)系、業(yè)余活動(dòng)情況等。

（二）數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析是該系統(tǒng)的核心，其以系統(tǒng)輸入為處理對(duì)象，并從附圖中的歷史數(shù)據(jù)庫(kù)獲取歷史信息，綜合采用深度學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)處理等計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)時(shí)產(chǎn)生詳細(xì)的分析結(jié)果。

（三）分析結(jié)果

該部分簡(jiǎn)要介紹學(xué)生數(shù)據(jù)分析模塊的輸出結(jié)果。其中包含掛科率、出勤率等客觀指標(biāo)，以及學(xué)習(xí)效果指標(biāo)、心理健康指標(biāo)等非直觀分析結(jié)果。1.掛科率。該輸出主要對(duì)學(xué)生所有課程的掛科率提供客觀的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，也可以提供學(xué)生某門課程掛科率的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，起到對(duì)學(xué)生、學(xué)校、學(xué)生家長(zhǎng)的警示和參考作用。2.出勤率。調(diào)查研究表明，出勤率與大學(xué)生成績(jī)之間存在密切的關(guān)系[11]。該輸出主要對(duì)學(xué)生所有課程的出勤率提供客觀的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，起到對(duì)學(xué)生、學(xué)校、學(xué)生家長(zhǎng)的警示和參考作用。3.學(xué)習(xí)效果指標(biāo)。根據(jù)系統(tǒng)的輸入，綜合的分析學(xué)生目前的學(xué)習(xí)狀況。包含學(xué)生的學(xué)習(xí)投入、學(xué)習(xí)效率、學(xué)習(xí)中碰到的難點(diǎn)等，起到對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)、學(xué)校管理、教師授課、學(xué)生家長(zhǎng)監(jiān)督重要的參考作用。4.健康指標(biāo)。根據(jù)系統(tǒng)的輸入，綜合的分析學(xué)生目前的生理和心理狀況，包含學(xué)生生理健康狀態(tài)、心理問題幾率、心理問題傾向等，起到對(duì)學(xué)生、學(xué)校、教師、學(xué)生家長(zhǎng)的警示和參考作用，以期防患于未然，降低問題學(xué)生的比例。

（四）結(jié)果接收端

1.學(xué)生。大學(xué)生自我認(rèn)知的內(nèi)部差異比較大，表現(xiàn)為不同性別、年齡、年級(jí)、政治面貌、生源地的大學(xué)生在不同的維度上的差異?？梢赃x擇性地將部分信息定期推送給學(xué)生，讓學(xué)生對(duì)自身有很好的認(rèn)知作用。2.教學(xué)人員。可以選擇性地將信息分享給輔導(dǎo)員、班主任、課程老師、心理咨詢中心等教學(xué)人員。教學(xué)人員可以因材施教、防患于未然地對(duì)學(xué)生進(jìn)行課程、心理輔導(dǎo)監(jiān)督，改善學(xué)生學(xué)習(xí)效果，降低問題學(xué)生概率，從而從總體上提高教育教學(xué)效率和質(zhì)量。3.管理人員。將數(shù)據(jù)分享給學(xué)校的管理人員，使得學(xué)校對(duì)學(xué)校的教育教學(xué)效果和質(zhì)量有很好的認(rèn)識(shí)和監(jiān)督作用，用于持續(xù)改進(jìn)學(xué)校的教育教學(xué)方法。必要時(shí)采取有效及時(shí)的管理手段，解決教育教學(xué)中出現(xiàn)的突發(fā)問題。4.學(xué)生家長(zhǎng)。正如前文所述，學(xué)生家長(zhǎng)對(duì)于學(xué)生的了解和關(guān)心程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于教育人員。但是目前學(xué)生家長(zhǎng)，尤其是大學(xué)生家長(zhǎng)，了解學(xué)生狀況的渠道只能來自于學(xué)生自身的片面信息，嚴(yán)重的缺乏信息渠道。針對(duì)云南在校90后大學(xué)生與父母的交流現(xiàn)狀的問卷調(diào)查顯示[8]：86.53％的學(xué)生會(huì)選擇用電話與父母溝通；51.84％的學(xué)生每周都會(huì)與父母聯(lián)系；29.8％的學(xué)生會(huì)假裝同意父母的觀點(diǎn)；23.7％的學(xué)生與父母存在溝通障礙時(shí)會(huì)選擇放棄。因此將信息及時(shí)反饋給家長(zhǎng)，可以在家長(zhǎng)的參與下對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)、心理、行為等方面上的監(jiān)督。從而改善學(xué)生學(xué)習(xí)效果，降低問題學(xué)生概率，從總體上提高教育教學(xué)效率和質(zhì)量。

三、結(jié)語(yǔ)

基于作者在教育教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的教育人員信息不健全，對(duì)學(xué)生教學(xué)和管理中效率低、難度高等現(xiàn)象。提出了基于學(xué)生數(shù)據(jù)分析的教學(xué)改革思考，其以學(xué)生的多項(xiàng)主觀和客觀數(shù)據(jù)作為輸入。綜合應(yīng)用深度學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)處理等計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行多方面的智能分析，并將分析結(jié)果分享給學(xué)生、教育人員、學(xué)校管理部門、學(xué)生家長(zhǎng)等接收群體。以期改善學(xué)生學(xué)習(xí)效果，降低問題學(xué)生概率，從總體上提高教育教學(xué)效率和質(zhì)量。本文討論的主要群體是高等教育機(jī)構(gòu)中的大學(xué)生教育，但是其也同樣適用于中小學(xué)教育機(jī)構(gòu)。

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作者：霍永凱 葉珍  單位：深圳大學(xué) 計(jì)算機(jī)與軟件學(xué)院 武漢大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院