以数据驱动计算机教学改革,这所高校搭建全链路在线教育平台

来源:上海教育新闻网

作者:刘时玉 王伟

时间:2023-08-24 10:30:39

从高中教育走向大学教育,计算机课程如何高效衔接过渡?暑假期间,正值新生正式迈入大学的前期,华东师范大学通过“水杉在线”实践开放平台,引导新生完成“新生计算机第一课”的学习与能力测评,实现高中和大学计算机课程的顺利对接。

“互联网+”时代,信息技术与教育进一步融合创新。时代的发展需要将信息技术、行为数据、教育理论进行深度的融合,以数据驱动的教育研究与实践成为必然趋势。而“新生计算机第一课”计划,正是华东师范大学在大学计算机公共课与数字化人才培养的语境下,通过技术与教育的深度融合,推动规模化个性化人才培养的积极探索路径之一。

数据驱动,搭建全链路在线教育平台

数据科学与工程学院自主开发的“水杉在线”,是新一代数字化全链路在线学习平台,也是“学”“练”“测”“创”一体的综合性学习社区。

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“水杉在线”的数据驱动全链路学习

平台包括目前已上线多门数据学院的专业课程和公共计算机通识课程的“水杉学堂”、基于Docker容器技术和基于Jupyterhub技术的两类在线实训平台“水杉工坊”、基于OnlineJudge和VSCode的个性化在线编程学习的自动评测平台的“水杉校场”和基于Gitea的社交化软件项目协作平台“水杉码园”。

学校将课程讲义、慕课视频、客观测试题、程序设计题等优质教学内容放在“水杉学堂”,并注重实践操作,配合“水杉工坊”和“水杉校场”进行交互式在线代码实训和个性化在线编程学习的自动评测,利用“水杉码园”进行软件项目的协作训练,构建“课前-课中-课后”一体化,大大提升了计算机课堂的教学实效。

除此之外,“水杉在线”还通过构建系统性的学习行为指标体系,采集学生在在线平台上的学习行为,融合线下传统课堂教学,实现数据驱动的学习闭环与用户体验;通过教育数据中台,基于平台上积累的学习行为数据,将持续拓展个性化导学、自适应学习、AI助教等智能教育应用;通过云计算、大数据、人工智能等技术手段,实现“有教无类、因材施教、寓教于乐、教学相长”的中国教育智慧。

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线上线下混合教学、评价、分析,形成数据闭环

作为“水杉在线”的附属项目,2020年学院“高通量流数据与可伸缩云计算虚拟仿真实验”入选上海市虚拟仿真实验一流课程,并被推荐至教育部参与国家级一流课程的评选;2021年,“水杉在线”通过“新生计算机第一课”为本科新生提供一门开放课程、一个学习平台和一份评测证书,以数据与计算、信息系统与数字社会、操作系统与网络基础和办公软件与数字化工具为课程内容进行基础补齐,对学生学习行为数据分析与可视化,进行入学后的分层个性化培养;同年“水杉在线”参展2021世界人工智能大会并成功承担了中国高校人工智能人才国际培养计划“2021高校人工智能教学研讨班(英特尔)”;2022年,“水杉在线”旗下的“新生计算机第一课”同时在包括华东师范大学、贵州大学、桂林电子科技大学三所学校试点推广,近2万名学生参与了进来;2023年,华东师范大学成功入选“全民数字素养与技能培训基地”,将进一步推动相关成果的推广与落地。

理念为引,推行计算机科学教育改革

据悉,华东师范大学数据科学与工程学院于2019年成立计算机科学教育教学部,三年多来立足于数据驱动的教育数字化转型,对数据科学与大数据技术本科专业课程和全校非计算机专业的计算机通识课进行改革。

学院率先提出CS4ALL(Computer Science for All, 全民计算机科学教育)理念,即以编程思维为核心,培养能够利用各种计算技术探索数字世界、改造数字界、在数字世界中不断进行学习与创新的人。

据学院相关教师介绍,CS4ALL包括五个方面:对数字世界的学科大图景进行理解和把握的数字素养;以编程思维为核心的思维训练,培养学生在形象思维、逻辑思维、批判性思维和创造性思维等方面的思维能力;能够把自然界和数字世界的问题表述成计算机学科的问题,并用计算机学科的典型思维方式和分析方法来解决这个问题;培养学生数字化学习的能力,能够利用互联网、云计算、大数据、人工智能等数字化技术提高自身的学习能力,进而为终身学习打好基础;利用各种计算技术、数字化工具与编程思维方法,在各个具体的学科领域中进行数字化创新。

“我们希望,对本校计算机公共课的培养方案进行改革,以数据驱动的计算教育学为理论指导思想,从而对学生开展以数据驱动的全链路过程性评价,用数字化学习环境与方法培养数字化能力。”数据科学与工程学院教学部负责人表示。

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记者 刘时玉 通讯员 王伟

责任编辑:刘时玉

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