基础教育改革方向分析论文

2022-04-16

摘要:通过对多家企事业单位走访及问卷调研的基础上,考察中等职业学校工业分析与检验专业毕业生的需求现状和企业岗位设置情况,分析岗位应具备的相关知识和基本能力,反推提升归纳总结出中等职业学校工业分析与检验专业教师应具备的专业理论知识、职业和工作过程知识以及专业实践能力。下面是小编整理的《基础教育改革方向分析论文(精选3篇)》,希望对大家有所帮助。

基础教育改革方向分析论文 篇1:

基于OBE模式的“水分析化学与实验”课程教学改革

摘  要:提升高等学校的教学水平和创新能力、发展新工科建设,是实现建设世界一流大学和一流学科战略任务的必由之路。作为水利类工科专业的基础课,“水分析化学与实验”需要参考以成果为目标的教育理念(OBE)进行相应的教育改革。文章结合具体教学经验,深入分析课程的特点及目前教学中存在的问题。从课程定位、内容设计、教学方法和评价体系四方面针对OBE教学模式在“水分析化学与实验”课程教学中的应用进行阐述。

关键词:“水分析化学与实验”;OBE;教学改革;水利类工科专业

作者简介:路莹,吉林大学新能源与环境学院讲师,博士,研究方向为水环境化学、污染水文地质学。(吉林 长春 130021)

基金项目:本文系吉林大学本科教学改革研究项目“水分析化学与实验课程教学改革与学生实践能力培养”(编号:2019XYB415)的研究成果。

成果导向教育(Outcomes-based Education,简称OBE)是指基于学习产出的教育模式,最早出现在美国的基础教育改革。[1]OBE要求学校和教师应该先明确学习成果,配合多元弹性的个性化学习要求,让学生通过学习过程完成自我实现的挑战,再将成果反馈来改进原有的课程设计与课程教学。[2]因此,为有效提高学生的学习效果,基于OBE模式对现有课程进行重新设计与改进已势在必行。

“水分析化学与实验”课程是吉林大学水利类专业的基础课,是该专业多门课程的先导课程,学生对该课程的掌握情况直接影响到后续课程的学习效果。传统的水分析化学教学以讲述化学分析方法为主,但随着人们生活水平的提高,水环境污染加剧,水环境样品中待测成分越来越复杂,仅凭常规的化学分析法无法得到准确的结果,必须借助仪器分析的技术和手段才能完成,所以国内外高校已纷纷开展了水分析化学课程的教学改革。[3-6]但是,目前大多数水分析化学课程都是针对排水工程等专业开设的,针对地下水科学与工程、水文与水资源工程专业及其应用的领域则有所差异,同时不同专业间的课程体系也不尽相同。针对这一现状,笔者结合多年的“水分析化学与实验”课程教学实践经验,通过对吉林大学新能源与环境学院的自身条件、课程设置与OBE教学理论的分析,开展有针对性的水分析化学教学改革,致力于促进专业培养过程中先后课程的衔接,减少重复性的教学,提高教学效率,從而让学生更加明确本课程的教学重点,旨在加强对学生实践能力的培养。

一、“水分析化学与实验”课程现状与存在的问题

1.课程教学内容已无法满足社会要求。“水分析化学与实验”课程主要以滴定分析为主,滴定分析的教学课时占总学时的68.75%,仪器分析的学时仅占18.75%。而目前高灵敏度、高选择性、高自动化、数字化和智能化已成为分析化学的发展方向。但目前的学时分配无法对先进的仪器分析方法做过多地讲授,导致学生对于水质分析仅局限于传统的分析技术,所培养的学生往往无法胜任实际的水质测试研究工作。

2.水分析化学课程学时大幅缩减,水分析化学与分析化学内容重叠较多。2018年起吉林大学开始施行本科按专业类招生,随之本科培养方案进行了相当大的调整,“水分析化学与实验”从原来的48学时缩减至32学时,理论学时缩减了50%,同时水利类专业公共基础课增设了“分析化学”与“分析化学实验”,学时数分别为40和32学时。由于水分析化学是分析化学的一个分支,所以二者研究内容不可避免会有交叉,[7-8]若是依然按原教学构架开展教学活动,一方面课时不满足需求,另一方面重复内容的教学不利于学生对知识的系统掌握及横向思维能力的培养。

3.教学结果评价指标单一。“水分析化学与实验”是一门实践性很强的课程,目前该课程的考核和评价主要采用的是30%平时成绩和70%期末考试成绩计算的综合成绩作为学生的最后考核成绩。尽管平时成绩的评定有课堂测验、作业和实验报告等多种评价方式,但对于一门注重学生实践能力培养的课程而言,笔试考核方式显然不合理,忽略了实验操作过程中对实验手法和操作规程的严格要求,在一定程度上影响学生养成良好的实验习惯和严谨的科研精神。

二、OBE模式的实施方案和方法

1.教学目标的定位。在传统教学中,教学内容先于教学目标而存在并占据核心位置;而在OBE教育模式中,教学目标先于教学内容而存在,课程资源开发、学生管理和辅导等活动都要围绕预期目标而展开。[9]因此,在OBE教育模式中教学目标的制订很重要。针对“水分析化学与实验”课程,结合本专业OBE工程教育认证的12条毕业能力要求及课程规划培养方案确定以水质项目为基础,运用各种分析方法测定水质指标的实践操作能力、测试结果的数据处理能力以及对测试结果准确性的分析判断能力为具体课程目标,突出以水为研究对象的水质分析实践技能的培养。

2.教学内容改革。围绕课程教学目标,基于OBE理念反向设计教学内容,明确各知识点对于实现预期教学目标的贡献及程度。[1]“水分析化学与实验”是一门以实验为基础的学科,教学内容应分为理论教学与实验教学两部分。

结合该课程知识体系,理论教学内容可分为三大模块:①知识模块,介绍常规水质指标的含义,水质样品采集、保存、预处理的基本方法以及水质数据的分析与处理方法;②化学分析方法应用模块,由于滴定分析原理在先导课程“分析化学”中已讲授,对于“水分析化学与实验”中此部分的理论教学,应以水质指标的应用测试为主,在水质代表性指标中选择表征天然水主要特征的碱度、硬度、氯化物、有机污染综合指标(高锰酸盐指数、化学需氧量)为代表性水质指标,分别介绍四大滴定分析方法在这些指标测试中的实际应用;③仪器分析方法应用模块,主要是对酸度计、分光光度计、原子吸收分光光度计、原子荧光光谱仪、离子色谱仪、气相色谱仪、液相色谱仪的基本原理、仪器结构进行讲解,并介绍各仪器分析方法的基本流程。

实验教学内容应配合理论教学内容设置不同的实验项目,根据上述理论教学内容,本课程拟设计9个实验项目:①水中pH与碱度的测定;②水中硬度的测定;③水中氯化物含量的测定;④水中高锰酸盐指数的测定;⑤邻二氮菲分光光度法测定水中的铁;⑥水中钠、钾含量的测定(原子吸收光谱法);⑦水中氯化物、硝酸盐、硫酸盐含量的测定(离子色譜法);⑧水中砷含量的测定(原子荧光光谱法);⑨水中有机物含量的测定(气相色谱法或液相色谱法)。从实验内容可以看出,虽然部分水质指标的测定有重复,但不同实验项目中所用的方法不同,所以设置相同的测试指标,学生还可对比不同分析方法得到结果之间的差异,从而加深对不同方法的理解。此外,在各实验项目开展前应设置“实验指导课”,对实验操作的规范性以及可能出现的问题进行讲解。为提高学生的学习效果,在所有实验项目结束后还应设置“实验汇报课”,该课以学生为主体,根据实验所得结果汇报水质测试结果,并对结果的准确性进行分析讨论。教师需在学生进行实验的过程中观察学生出现的问题,在最终的汇报课上对出现的问题进行总结。

3.教学方法改革。在传统的教学过程中,教师往往通过一些例题、习题进行知识模块的训练和教学。这种方式往往只注重知识点的讲授,缺乏确定的使用环境,依然无法脱离“理论灌输”的教学模式。因此,在进行理论教学内容拆分的过程中,在现有多媒体教学手段的基础上,引入实验教学视频以及虚拟实验平台,讲解相应知识模块的体系。能够避免理论灌输,同时,让学生学以致用。另外,本门课程中还涉及很多计算的内容,而OBE教学理念是应突出“学生的主体作用和教师的主导作用”,[10]所以教学方法的改革要突破传统的“灌输式”教学模式,在基于实验原理的基础上,调动学生的思考,引导学生开展课堂讨论,激发学生的求知欲望,培养学生的思考习惯,使学生的学习状态由“要我学”变为“我要学”。[11]

在实验教学中要加强师生互动,可尝试将演示实验由教师演示改为由学生演示、同学评议、教师总结的形式,从而培养学生发现、分析、解决问题的能力。为使学生在开展实验前充分了解实验内容,实验前学生需完成实验报告中实验目的、实验试剂、仪器、用品和实验步骤等部分内容的撰写。

实验时,应采用“一人一组”的形式,保证每人均能独立自主完成实验,如果部分仪器分析实验受仪器数量的限制需采用多人一组,每人都需有明确的分工。而且由于学生数量较多,每次实验应平行开设多个实验项目,学生轮流操作,最大限度地提高教学效率,但由于实验中涉及多台仪器的教学,这种教学方式务必要保证每类实验仪器有专业人员从旁协助。为防个别学生捏造数据,每个学生得出的实验数据需经指导教师签字后方为有效,最后写出实验报告,在实验报告中还应强调对实验成功与失败经验的总结与讨论。

4.教学结果评价方式的改革。评估学习产出是OBE教育模式中十分重要的环节,合理地对各项能力进行客观评价,对课程的改革及持续改进有非常重要的作用。[12]结合本门课程的毕业要求,其评价体系应着重强调水质分析相关实践操作、数据处理以及结果检验三方面内容的考核。首先,实践操作的考核应采用面试的形式,一人一题,题目从多个实验中抽签产生,主要包括考核取样、溶液配制、浓度标定和测定水中某项指标等内容;数据处理能力的考核比较适合沿用试卷考试的形式;对水质分析结果准确性的检验,结合实验测试结果,通过撰写水质分析报告及答辩的形式,在实验项目结束后的实验总结课上,学生将各自的实验结果以水质分析报告的形式呈现,同学之间互相对比,展开对结果差异与准确性的讨论。通过这种形式,有利于活跃学生的思维,发挥学生的主动性,使学生在学习过程中保持较高的学习兴趣和饱满的状态,积极主动地完成相关学习思考。

三、结语

OBE模式应用于“水分析化学与实验”课程教学中,虽然对教师、学生提出了更高的要求,但其教学效果是显著的。首先,在课程定位上更加明确清晰,结合具体专业要求设置教学内容;其次,在教学过程的实施上更加切合学生学情,改变单一全程灌输的方法,运用多种教学法,最大限度地调动学生学习的积极性和主动性;最后,在课程评价标准和方式上更加灵活化和多样化,考核的力度更大、覆盖面更广。

参考文献:

[1] 李志义,朱泓,刘志军,等.用成果导向教育理念引导高等工程教育教学改革[J].高等工程教育研究,2014,(2):29-34+70.

[2] 申天恩,斯蒂文?洛克.论成果导向的教育理念[J].高校教育管理,2016,10(5):47-51.

[3] 李国辉.水分析化学实验教学改革探讨[J].湖南城建高等专科学校学报,2002,(2):64-65+78.

[4] 王淑静,王文琴.给排水科学与工程专业《水分析化学》实验教学探索研究——以天津大学仁爱学院为例[J].居业,2019,(2):133+135.

[5] 张会文,丁磊,单淇,等.水分析化学课程教学改革研究[J].安徽工业大学学报(社会科学版),2017,34(1):86+90.

[6] 杨金辉,杨斌,周书葵,等.水分析化学课程的改革与探讨[J].亚太教育,2015,(33):75+51.

[7] 黄君礼.水分析化学:第4版[M].北京:中国建筑工业出版社,2013.

[8] 武汉大学.分析化学[M].北京:高等教育出版社,2016.

[9] 顾佩华,胡文龙,林鹏,等.基于“学习产出”(OBE)的工程教育模式——汕头大学的实践与探索[J].高等工程教育研究,2014,(1):27-37.

[10] 凤权.OBE教育模式下应用型人才培养的研究[J].安徽工程大学学报,2016,31(3):81-85+95.

[11] 姜灵彦,刘蕾,郑宾国,等.水分析化学教学改革与实践[J].化工时刊,2008,22(12):71-72.

[12] 赵健.OBE理念下理工科实践教学研究[J].教育评论,2019,(2):41-44+158.

责任编辑  陈  佩

作者:路莹

基础教育改革方向分析论文 篇2:

中等职业学校工业分析与检验专业师资专业知识与专业实践能力的分析研究

摘 要:通过对多家企事业单位走访及问卷调研的基础上,考察中等职业学校工业分析与检验专业毕业生的需求现状和企业岗位设置情况,分析岗位应具备的相关知识和基本能力,反推提升归纳总结出中等职业学校工业分析与检验专业教师应具备的专业理论知识、职业和工作过程知识以及专业实践能力。

关键词:中等职业学校;工业分析与检验专业教师;专业理论知识;职业和工作过程知识;专业实践能力

0 引言

《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》发布之后,我国职业教育改革发展进入到加快建设现代职业教育体系、全面提高技能型人才培养质量的新阶段。实现职业教育科学发展,进一步保证规模、调整结构、加强管理、提高质量,对中等职业学校教师队伍建设提出了更高的要求。在这一背景下,教育部、财政部在“职业院校教师素质提高计划”框架内专门设置了培养资源开发项目,系统开发用于职教师资本科培养专业的培养标准、培养方案、核心课程和特色教材等资源。

本课题组通过企事业单位调研,考察中等职业学校工业分析与检验专业毕业生的需求现状和企业岗位设置情况,分析工业分析与检验专业所对应的分析化验岗位群应具备的相关知识和基本能力,进而倒推出作为合格的中等职业学校工业分析与检验专业教师应该具备的职业工作知识和职业实践能力。

本次调研对象为我国东北、华北、华东、西北、华中地区50多家化工企事业单位。发放调查问卷227份,回收214份,有效问卷206份,有效率96.26%。同时,实地走访以及电话访谈了其中部分企事业单位,进行工作过程和工作内容的调研。召开了相应的专家技术工人研讨会,明确了分析化验岗位群应具备的岗位知识和岗位能力,初步确定了中职工业分析与检验专业教师需要具备的职业工作知识和职业实践能力。

1 分析化验岗位群简介

分析化验岗位群主要分布在化工、食品和制药等行业的分析测试中心以及上述各行业所属生产企业的化验室中,包括从事原材料、中间体和产品的分析检验的QC岗位以及质量控制的QA岗位。QC岗位的任务是分析检验化工原辅材料、中间产品和成品的成分、含量,以指导和控制生产过程。有的企业设有生产方向和研发方向的分析检验岗位,有的只设有生产方向的分析检验岗位。大型企业一般对原料、各中间环节的产物和成品进行严格的质量控制,而小型企业一般对产品检验严格,对原料、中间产物只进行抽检,采用的分析手段包括手化学分析和仪器分析。另外,部分企业还设有质量控制的QA岗位,通过建立和维护质量管理体系来保证产品质量。

2 分析化验岗位群员工概况

2.1 员工来源总体情况

通过调研发现,分析化验岗位群员工的构成情况如下:本科生的比例高达42.23%,研究生比例为16.02%,科研单位或高校调入比例为14.56%,高职生和中职生的比例分别为16.02%和5.34%,其他来源人员比例为5.83%。多数企业表示,随着企业对产品研发的重视,近年来逐步招收了一些高学历高水平的人员从事技术研发。可见,目前工业分析与检验专业的中职毕业生在分析化验岗位群的择业竞争力较弱。

2.2 企事业单位对中职毕业生整体评价

据调研结果发现,用人单位对目前的中职工业分析与检验专业的毕业生的整体评价并不十分理想,仅有23.79%的单位表示对中职生的综合素质很满意,56.80%的单位表示基本满意,另有19.41%的单位表示不满意。

江苏理工学院学报第21卷

第4期刘维桥 尚通明 刘玉海 等:中等职业学校工业分析与检验专业师资专业知识与专业实践能力的分析研究

2.3 中职毕业生欠缺的专业能力

对中职毕业生所欠缺的能力进行看问卷调查,具体统计结果见表1。从表1可以看出,改进设计实验方法与程序、实验室建设与管理、熟练进行分析与检验的动手、分析仪器设备使用操作维修和编写技术报告等5项能力,是目前中职最为欠缺的能力。

表1 中职毕业生欠缺能力分析%

缺少能力改进和设计实验方法和程序实验室建设与管理熟练进行分析与检验的动手能力分析仪器设备使用操作维修编写技术报告

比例55.3444.6622.3320.8712.62

2.4 中职毕业生上岗培训情况

大部分用人单位招收中职工业分析与检验专业的毕业生只能从事一线分析检测和质量控制,企业对员工理论知识的要求就是能满足岗位工作需求,对操作技能的要求是熟练、快速和准确。但从目前的调查可知中职毕业生上岗前都需要一段时间的岗前培训,培训主要内容为:实验室基本知识、溶液的制备、标准溶液的配制和标定、常用分析仪器的使用与维护、检验结果的表述以及实验室安全知识等。

2.5 岗位职业资格证书

对分析化验岗位群,一般单位都要求员工获得化学检验工职业资格证书。用人单位都非常重视应聘人员是否取得职业资格证书及等级,持有职业资格证书的毕业生对择业非常有利。

3 分析化验岗位群的岗位分析

3.1 工作任务

通过对分析化验岗位群需要完成的工作任务进行深入调研和分析,明确了分析化验岗位群所需要完成的工作任务——使用化学分析仪器和理化仪器等设备,对化工产品的成品、半成品、原材料及中间过程进行检验、检测、监测和分析。

3.2 岗位基本能力

分析化验岗位群对毕业生岗位职业能力要求的问卷调查结果如表2所示。

表2 岗位职业能力的重要性程度%

序号项目重要性

1正确运用各类分析仪器、器皿进行定性、定量分析检测的能力100

2采样和制备能力100

3对常用的分析仪器和设备的维护能力100

4对检测过程进行质量控制的能力100

5具有分析数据、编制分析报告能力100

6具有一定实验室管理的能力56

7初步运用计算机处理工作领域内的信息和技术交流能力46

8自学能力43

9具有改进和设计实验方法和程序的能力20

10了解国内外分析检测与质量管理领域的发展动态能力10

课题组继而对部分单位相关人员针对分析化验岗位群应具备的职业能力展开座谈,座谈的结果归纳如表3所示。

表3 分析化验岗位群需要具备的职业能力

职业能力具体职业能力

分析检测能力 (1)资料搜集分析能力

(2)分析方法选择及方案设计能力

(3)选用仪器与试剂能力

(4)化学分析操作能力

(5)分析仪器操作能力

取样和制备能力 (1)一般溶液配制能力

(2)标准溶液配制能力

(3)采样能力

(4)样品处理能力

常用的分析仪器和设备的维护能力

(5) 仪器管理能力(校准、使用、洗涤等能力)

(6) 设备管理能力(验证、校准、使用、保养)

检测过程进行质量控制的能力 (7)发现、分析及解决问题能力

处理分析数据,编制分析报告的能力

(8)实验结果校正能力

(9)数据处理能力

(10)正确编制分析报告的能力

总结和归纳调研结果,根据岗位的工作任务和内容,研究分析完成工作任务分析化验岗位群员工所要掌握的通用能力及针对化学品分析检验岗要求的特有能力汇总于表4。

表4 分析化验岗位群要求的基本能力

类 别基本能力

通用能力 (1)具有熟练进行分析与检验的动手能力

(2)具有改进和设计实验方法和程序的能力

(3)具有各种分析仪器设备使用操作、维修的能力

(4)具有编写技术报告、总结归纳技术问题的写作能力

(5)具有一定的学习能力

对化学品进行分析与检验的能力 (1)能按国家标准或行业标准,进行原料、中间产品、成品、废料样品的采集和制备

(2)能正确解读化学品检验标准

(3)能用化分、仪分技术检测化学品主含量及杂质含量

(4)能正确处理检测数据、报告分析结果

(5)能对检测过程进行质量控制

3.3 岗位基本知识

在关于中职毕业生所掌握的专业理论知识是否能满足岗位需求的调研中发现,66.50%的企业选择满足,27.18%选择基本满足,另有6.32%的企业选择不满足。

通过对调研结果的总结和归纳,根据岗位的工作任务和内容,研究分析分析化验岗位群需要具备的专业知识应涵盖:基础化学、实验室基本操作、化学分析检测、仪器分析检测、实验室安全与质量管理和产品质量控制等相关知识。岗位基本知识汇总于表5。

表5 分析化验岗位群需具备的岗位基本知识

序号岗位基本知识包括序号岗位基本知识包括

1基础化学知识

2实验室基本操作知识

3化学分析检测知识

4仪器分析检测知识

5实验室安全与质量管理相关知识

6产品质量控制相关知识

4 中职专业教师应具备的专业理论知识与能力

企事业单位将中职毕业生的就业岗位定位为生产一线,希望中职生掌握一定的理论知识,具有较强的实践动手操作能力和工作适应能力。从调研的结果来看,目前中职毕业生在专业知识和实践动手能力都和企业的要求有一定的差距,存在综合素质偏低,后续发展乏力等现象。所以要求中职学校在中职学生培养过程中应加强专业知识和实践动手能力等方面的培养。

企业分析化验岗位群所应具备的基本知识和基本能力,是对中职毕业生的知识与能力的基本要求。通过进一步的分析和研讨,在中职毕业生应掌握的基本知识和能力的基础上,反推提升归纳总结出中职工业分析与检验专业教师应具备的专业理论知识、职业和工作过程知识以及专业实践能力,具体见表6。

表6 中职专业教师应具备的专业理论知识、职业和工作过程知识以及专业实践能力

项 目专业理论知识、职业和工作过程知识以及专业实践能力分解

专业理论知识热力学知识、动力学知识、电化学知识、界面及胶体化学知识、量子力学基础和原子结构知识、分子结构知识、配位化学知识、元素化学知识、定量分析知识、有机化学知识、化工基本理论知识和化学信息及处理知识

职业和工作过程知识了解化工行业现状与发展趋势、应用化学专业与职业、应用化学专业知识体系、进行职业培训与技能鉴定、管理实验室

专业实践能力

基 本 实 践 能 力

基本操作技术加热方法、煤气灯和酒精喷灯的使用、冷却方法、搅拌方法、气体制备净化和吸收、固液分离、沉淀转移洗涤烘干和灼烧、结晶和重结晶、试样的干燥、回流、蒸馏、高压钢瓶的识别和使用、压力的控制与测量、温度的控制与测量、流体的加料、常用电极的制备

综合实验训练制备与合成、性质和表征

基本物理量及有关物理参数的测定基本物理量、热力学性质、电化学性质、表面与胶体和动力学性质的测定

化工实验操作化工参数的测定、简单二元系统精馏分离操作及管道阻力的测定

工业分析与检验方向实践能力

选择和使用常用玻璃仪器和设备

采集和制备样品

分析准备设计分析方案、配制溶液

化学分析法测定物质的含量滴定分析法、重量分析法测定物质的含量

仪器分析法分析样品光谱分析法、应用电分析法分析样品、色谱法分离分析样品

数据处理与分析记录与运算测试数据、分析误差和撰写分析测试报告

参考文献:

[1]中国化工教育协会.中国化工职业技术教育研究[M].北京:化学工业出版社,2007.

[2]陈少东,陈福北,何帆.工业分析与检验专业学生职业素养培育初探[J].广西轻工业.2010,135(2):107.

[3]陈茂乔.浅谈用人单位对中职毕业生的职场素养要求——以长安汽车企业[J].当代职业教育.2011(11):81-83.

[4]刘庆文.工业分析与检验专业的课程体系建设[J].天津职业院校联合学报,2010,12(4):64-66.

[5]李平辉,隆平,黄铃.化工类专业对应职业岗位群职业能力探析[J].职业教育研究,2009(2): 27-28.

Research and Analysis of Professional Knowledge and Practical Ability of Industrial Analysis and Test Professional Teachers in Secondary Vocational Schools

LIU Wei-qiao,SHANG Tong-ming,LIU Yu-hai,MOU Zhi-gang,LI Wei-hua,JIA Hong-bin,ZHAO Yu

(School of Chemistry and Environmental Engineering,Jiangsu University of Technology,Changzhou 213001,China)

Key words:secondary vocational school;industrial analysis and test professional teachers;professional knowledge;knowledge of work process;professional practical ability

责任编辑 祁秀春

作者:刘维桥等

基础教育改革方向分析论文 篇3:

论学习分析技术在社区教育中的应用

摘要:随着教育信息化的发展和在线学习方式的普及,学习分析技术在教育领域被广泛应用,并成为实现个性化教育,促进教学方式变革的重要基础。该文在对社区教育、学习分析技术等基本概念界定的基础上,对学习分析技术在社区教育领域中的应用,包括学习分析的关键技术、分析方法和模式,以及学习分析技术在教务管理、移动学习、社交管理、资源库管理中的运用进行了分析与探讨。

关键词:学习分析;学习分析技术;社区教育

在过去的几十年里,教育系统最大的创新莫过于在线学习技术的出现。随着教育信息化的发展和在线学习方式的普及,教育数据成为重要的教育资源。对教育数据有效利用成为发展在线学习的关键。因此,学习分析技术在教育领域被广泛应用,并成为实现个性化教育,促进教学方式变革的重要基础。美国新媒体联盟与美国高校教育信息化协会合作的“地平线项目”在年度报告中多次预测学习分析技术将成为主流。近年来,随着社区教育的普及化,学习分析技术也进入社区教育领域。

1 概念的界定

1.1社区教育

Deway(1915)在“学校是社会的基础”思想中提出了社区教育(Community Education)一词。此后,社区教育的内涵不断地被丰富和完善,越来越被各国所接受,成为现代国际教育的一种现象和趋势。厉以贤(1999)将社区教育界定为提高社区全体成员素质和生活质量以及实现社区发展的一种社区性的教育活动过程。

与基础教育和高等教育相比,社区教育存在着用户量大,涉及年龄层次广泛,组织松散,知识体系不完整,学习路径不清晰,结果导向不明显,社交需求多样化,动机不强烈,学习时间随机的特性。但同时,社区教育也兼具其他教育不具备的优势,由于涉及年龄层次和涉及的学习内容的广泛性,更容易记录长期学习结果,将其转化成为个人学习档案,该学习档案具备长久分析的价值。

1.2 学习分析技术

首届“学习分析和知识国际会议”上对学习分析技术初次进行定义,学习分析技术是测量、收集、分析和报告有关学生及其学习环境的数据,用以理解和优化学习及其产生的环境的技术。G.Siemens(2010)认为:“学习分析是利用数据挖掘成果,学习者产生的数据和分析模型探究信息和社会联系,并且对学习做出预测和建议。”《2012NMC地平线报告(高教版)》中将学习分析技术定义为对学生生成的海量数据的解释和分析,以评估学生的学术进展,预测未来的表现,并发现潜在的问题的技术。李青,王涛(2012)总结出学习分析是兼具多样化的数据来源,面向学生和老师,采用现代化的分析工具和分析方法对数据进行加工、挖掘和分析,提供可视化的分析结果。

综上所述,因此本文采用魏顺平(2013)概括的定义,即学习分析技术是以学生及其学习环境为分析对象,以大数据为基础,以评估学生、发现潜在问题、理解和优化为目的的技术。

1.3 学习分析技术在传统教育中的应用

学习分析技术在基础教育和高等教育中得到广泛的运用。北亚利桑那大学研发了学生线上绩效评价系统GPS(Grade Performance Status),主要用于评估该校全日制学生的课堂学习绩效。澳大利亚Wollongong大学发起,多所学校共同参与的“学习网络可视化与评估项目”,项目基于学习分析的理念研发了学习网络可视化评估工具(SNAPP)。从学习管理系统和论坛中提取学习者的行为数据和互动数据,以可视化的形式绘制学生的学习网络,分析学习网络对学习的影响,以调整教学并未学习者提供指导。德国的亚琛工业大学的探究型学习分析工具(eLat)可帮助教师挖掘学习者的用户属性、用户行为和内容的使用情况,并作出评估。

在国内,学习分析技术也被广泛运用于基础教育和高等教育中。浙江温岭市中学信息技术教师从2005年开始着手开发的一款信息技术教学辅助平台——ITtools3.0,已经被包括大连海湾高中、浙江省湖州五中、浙江省海盐第二高级中学、广州宜州一中和浙江省义乌市实验小学等多所学校使用。该平台能够实现机房对机器的特殊保护,并且记录教师和学生的操作记录,便利查询,大大提高学生的自主学习能力,而平台的数据支持,能够有效帮助教师分析结果,优化教学。

2 关键技术与分析方法

2.1关键技术和模式

学习分析萌发于数据分析,虽然学习分析技术进入教育领域的时日尚浅,但是早已广泛运用于商业及信息产业,如商业智能、网络分析、教育数据挖掘、学术分析等学习。在商业应用中,系统从海量消费行为数据中挖掘有价值的信息,识别同质化消费者,从而更精准的定位消费者的需求,形成最优的消费模式,以获取商业利润。然而数据分析应用于教育领域后,又衍生出不同的应用模式:教育数据挖掘、学习分析和学术分析。区别于教育数据挖掘和学术分析,学习分析更加偏向个人、实时和多元数据分析。

学习分析关键技术涉及内容分析、话语分析、社会网络分析、系统建模等技术以及统计分析与可视化、聚类、预测、关系挖掘、文本挖掘等数据挖掘方法。李青、王涛(2012)指出学习分析技术是计算机辅助教学管理与教育数据挖掘技术发展的产物,学习分析技术是网络分析技术与学术分析技术综合应用的结果。

2.2 分析方法和模式

除了整合网络分析技术与学术分析技术外,学习分析还不断的吸收整合其他的技术和方法。包括社会网络分析法、话语分析法和内容分析法、仪表盘技术、预警分析技术等。根据分析对象的不同,李艳燕(2012)将学习分析方法分成五类:(1)从教育学的过程分析;(2)从教学资源的角度分析;(3)从学习者间的网络分析;(4)从学习者的特征分析;(5)从学习者行为与情感分析。

顾小清(2012)认为学习分析的要素应该包括数据收集、分析、学生学习、听众、干预五个部分。学习分析模式由“学习分析流程”、“工具与算法”及“数据与信息”三要素构成。“学习分析流程”包括数据收集、数据预处理、分析、预测、应用等环节,首先通过网络教学平台采集数据,然后进行平台日志的预处理,之后对学生登录行为、学生资源浏览模式、师生交互论坛、学生行为影响因素进行分析,最后进行模式解释、评价与应用,得出数据支撑学习方案的再修改。但根据应用情境的不同“学习分析流程”各环节有所区别。“工具与算法”为“学习分析流程”提供支撑,使用SQL语言、SSAS聚类分析与顺序分析、关联规则、UCINET网络图绘制等工具。“数据与信息”向“工具和算法”提供数据,从”工具与算法”获得信息和知识。

3 学习分析技术在社区教育中的应用

3.1 教务管理的应用

社区教育存在无组织管理、长期学习路径不明确的特性。因此教务管理上存在学习档案建档难、总体教学情况难以把握的问题。因此社区教育中通常会使用学习分析技术中“统计分析与可视化”来了解教学情况,如师生数量、学生各类活动总量及平均情况、教师各类活动总量及平均情况。

此外,为了在无组织管理情况下收集到更多用户信息,在社区教育中采用注册信息多样化采集。学习分析技术通过对用户信息注册表,对用户年龄、身份证信息,学历,爱好等信息进行收集和分析,建立更完整、更具有分析价值的学员的终身学习档案。根据学习档案社区教育中设定更为有效的内容特色路径,调整平台技术。对于社区教育中对于技能型成体系的课程,将其设定为学习单元,如:会计培训,手工绢花制作这种在大的社区教育体系中处于3,4级目录的课程系列,学员通过学习和考试,获得学分、积分、成绩证书并通过市级学分银行认定作为学历兑换依据。这也是改变原有社区教育学习目标不明确,学习动机不强烈的问题。在平台技术层面设定报名条件,学习时间范围,学习通过结果,是否参与考试,考试次数,考试通过条件,课程学分设置,学习积分学分转化设置,证书在线申请等解决学习结果纪录的问题。

3.2 移动学习的应用

区别于基础教育和高等教育。社区教育大量采用移动学习的教学模式。该模式打破了时间,地域的限制,实现人人皆学,时时可学,处处能学。通过三屏合一方式做到无缝对接,时时连通。社区教育通过PC后台管理,APP,微信做到一次发布,数据同步。相比于传统的课堂学习,移动学习提供了大量的学生运动、信息搜索行为、社会交往、环境(位置)因素等数据。

因此,在社区教育的移动学习应用中,学习分析以学生表现为研究对象,并可进行课程设置、专业和机构评价。分析学习/者在学习过程中产生的学习日志、在线作业完成情况、教学视频学习时长、上线频率、在线测评得分、学习者的学习路径等信息,可以获知学习者的学习情况,学生自身可运用学习分析对正式和非正式学习活动进行更全面的评估,有助于学习者调整学习计划和学习进展。同时,通过可视化图表呈现知识建构过程和个人在小组学习中的贡献情况,获知社区教育移动学习者的整体特点,得到关于课程的相关信息,如对课程的学习态度,教师的接受度,有助于教师及时调整课程内容。通过对全体学习者的数据统计分析,可以获知学习者的普遍特点和对课程设置的接受度,它可提高学校现行的评价体系水平,提供更深层次的分析,甚至用于教育改革创新。

3.3 社交的应用

社区教育承载的另外一个重要功能就是对群众正向传播信息,保持社会稳定和谐。而社交化程度也决定了一个平台的生命里是否持久,对于社区教育平台建设,这是一个非常大的挑战。社区教育的社交化不是以传统教学中固定组织和话题引发的,没有学校和老师的强制干预,更多的是根据地理位置,兴趣爱好,线下活动引发的。学习分析技术能够优化在线学习平台社交功能的管理。

学习分析技术从学习管理系统中获得学生间互动频次、时长数据,绘制社会化网络图。从论坛中提取学习过程中的交流互动数据,如发帖数量、讨论内容、互动人群、互动频率等学生间互动,根据学生间的社交化活动,形成对学生个体或团体的诊断性评估。根据社会化网络图和诊断性评估结果有针对性地进行活动、课程、圈子推送,有效引导用户的学习行为。同时能够有效地进行舆情监控,及时品比敏感词,敏感话题,在内容上传中设定审核机制和权限,对于个别不良用户进行信用评级,近而进行权限控制,保持平台舆论正向性,有效地优化社交平台的管理。

此外,社区教育存在组织松散、消息传递层级多、信息传递易失真等情况,学习分析技术能够有效的优化消息传递路径。学习分析技术收集分析师生交流互动的及时性、时长、内容、频次等数据,能够有效识别远离学习网络的学习者,提示教师给予关注;并且识别出班级中的主要信息传播着,寻找信息交换的节点,规划消息传递最佳路径削减消息传递层级,保证师生交流的及时性、有效性、信息完整性。

3.4 资源库应用

社区教育由于其用户年龄层涉及广、需求多样化,因此内容呈现多样化的情况。社区教育的在线学习整合了大量教学资源,其中最大的内容资源为视频和文档。在线学习平台的文档视频的读取调用系统是一个复杂的分布式软件系统,支持多种数据收集和分析,承担视频管理的组件的管理,播放器自定义设置,平台管理员系统,视频分发服务,分布式视频转码列队,消息通知系统,统计系统,平台监控系统的协同工作,系统承担较为繁重的处理任务。

学习分析能够有效优化资源库的管理,提升系统的可用性和接入速度。通过学习分析技术对资源的使用情况进行收集和分析,如:资源的使用频次,资源的使用方式(阅读、观看、下载、分享),资源的使用人群。根据资源的使用情况定义学习用户的需求及潜在需求,进行资源筛选、更新、替换,以满足用户需求。

4 小结

在大数据时代,随着在线学习的普及,教育信息化进程的推进,学习分析技术必然成为社区教育便捷教务管理、优化教学模式、增强学习体验、实现个性化学习的关键。相较于学习分析技术在基础教育和高等教育上的应用,由于社区教育用户量大,涉及年龄层次广泛,组织松散,知识体系不完整,学习路径不清晰,结果导向不明显,社交需求多样化,动机不强烈,学习时间随机的特性,学习分析技术对于社区教育更具有有效性。因此,在社区教育的相关研究上,学习分析技术仍然是一个非常重要的研究方向。

因此,未来研究可以从以下三个方面深入,首先,在研究方法上,可以引入定量分析,搜集开大教学数据,通过实验组和参照组数据分析对比学习分析技术对于教务管理、移动学习、社交功能以及数据库管理应用方面的影响;其次,可以在研究方向上进行一定的深入,如学习分析在未来社区教育上的拓展应用,如个性化教育服务、学习环境改良等;第三,从学习分析技术的技术发展深入,学习分析技术在在线学习平台上现在更多的是数据的收集和分析,形成报告后再对模式进行修正,未来学习分析技术的及时反馈机制将会成为发展趋势。

参考文献:

[1] 顾小清,张进良,蔡慧英.学习分析:正在浮现中的数据技术[J].远程教育杂志,2012(2):18-25.

[2] 李青,王涛.学习分析技术研究与应用现状述评[J].中国电化教育,2012(8):129-133.

作者:张红霞

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