吴枰

关键词：协同过滤算法；微课；高职；计算机；评量

0 引言

信息化教学是现代教育的发展方向，微课已经作为一种重要的教学资源应用在了计算机通识教育的课堂上，使教学更直观且更具针对性。但是大部分教师缺少获取微课资源的途径，且微课的质量不能满足上课需求[1-3]。例如：微课录制时镜头单一、缺乏多媒体元素、没有趣味性、时长控制不到位、字幕缺失或者大小不合理、与当前课程知识匹配不完全一致等。亟须提升教师自主开发能力，录制适合自己课堂需求的微课资源，做到重点突出，详略得当。目前大部分的微课资源平台主要有两种提供微课的方式：一种是提供搜索栏，学生可以根据自己的需求进行搜索，搜索引擎会根据学生提供的关键字进行搜索匹配。另一种是平台按照预设的标准对微课进行了分类，学生根据自己的需求在相关的分类目录下寻找。但是由于高职院校学生学情差异很大、学习能力薄弱，部分学生获取知识的本领有限，不能有效的检索到自己的需求，这就需要提供一个能够依据学生的学情自主推荐微课资源的平台[4-6]。计算机通识教育是一个闭环的过程，不仅要侧重教学环节，更要关注学生学习的效果，根据学习的效果及时对微课资源进行调整[7-9]。本文首先阐述了进行本课题研究所用到的理论基础，并针对上文所提出的问题设计了微课资源的开发与应用平台。实践结果表明，本平台可以有效地提升教师微课的自主开发能力，使教师深入理解微课开发的策略。同时考虑到不同学生学习层次的差异性，平台通过整合协同过滤算法为学生个性化地推荐微课资源，丰富了学生的知识体系，使学生的学习意愿得到提升。最后，平台要关注学生的学习效果，并及时进行反馈，为下一步的教学改革和微课资源的调整指明了方向。

1 方法

1.1 微课资源开发方法

微课开发要紧紧围绕教学内容展开，规范微课的设计流程，同时兼具互动性、趣味性和创新性。微课的目标并不是要展现出本节课程的所有内容，而是要把课本中易于微课展示的内容挑选出来进行制作，用以丰富教学形式和方法。微课使用过程中需要配合试题、课件、难点反思和专家点评等，它们是一个有机的整体，不可分割。微课开发的流程包括确定教学目标、提取教学知识点、准备配套素材、录制教学视频、对视频进行优化调整，只有按照规范进行开发才能保证微课的质量。此外，现阶段的课堂对微课的利用进行了延伸，从最初只是教师课堂教学讲解的补充内容，演变成一种互动的工具。合理地设计好微课中的互动环节会极大地提升学生的学习兴趣，能够实现把课堂交还给学生，做到以学生为主体，增强学生主动学习和探索的意识。教师的角色更多的是引导而不是灌输，学生自己主动获取的知识印象最深，也减少了课后知识的遗忘，从而有效地提升了教学效果。

1.2 协同过滤算法

高职院校学生获取信息的能力薄弱，通过自动化的推荐算法进行个性化的推荐能有效解决当前的困境。在推荐领域中，协同过滤算法是应用最广泛、最成熟的算法，也是业界主流的推荐模型。它是基于用户的历史行为数据作为依据，深度挖掘用户的兴趣信息，从而能够从海量的数据中快速捕捉所需资源，进而进行精准的推荐。本文协同过滤算法以学生曾经选择过的微课资源作为依据，充分分析学生的历史行为数据，把具有相似选择结果的学生筛选出来作为一个集合，把这些学生感兴趣的微课资源推荐给集合内的其他同学。如图1所示，对学生的历史行为数据进行分析，可以发现学生A和学生C都对微课资源1和2 感兴趣，这两位同学的相似性最高，从而可以初步判断学生C感兴趣的微课资源5也很有可能是学生A感兴趣的，从而向学生A进行推荐。

1.3 微课教学效果评量策略

本文构建了四个维度的评量体系来对微课教学效果进行评量：一是学生自评维度。学生依据自己的微课学习效果进行自主评量，自主评量虽然受学生自己的主观性的影响较大，但是却是不可或缺的过程，它可以实现学生的自我教育，使学生自己认识到自己的不足。二是学生互评维度。这个维度的评量增加了客观性，学生大部分的学习时间是在课堂上，课堂上是否参与微課的互动，是否积极地回答教师提问，注意力是否集中，这些行为都在周围同学的关注之下，因此学生互评也是非常重要的。互评的全程是匿名的，学生打分的过程不会受到其他因素的干扰，从而保证了打分的准确性。三是教师评量维度。教师需要记录学生学习成长过程中的关键环节，依据学生的作业完成情况、测试答题情况、学习进展情况等进行打分。四是系统评量维度。学生在使用微课资源平台时，平台会记录学生的实际操作情况，包含学生观看微课的数量、时长、完成率和评论次数，来对学生的学习效果进行客观的评量。最终结合四个维度的评量分数，并依据实际情况给每个维度赋予不同的权重，从而实现对微课教学效果的评量。

2 基于协同过滤算法的高职计算机微课资源开发与应用平台的重要作用

2.1 使微课的质量得到提升

教师明确了当前课程的教学目标，仔细理解好知识的难点和重点，对细节进行提炼和重新排列，认真准备好当前课程的课件、习题和案例等配套素材，最后通过变换选题来丰富教学内容，保证了微课的内容质量。在录课环节中教师采取实地录像的模式，使教学的过程更真实可靠。平台提供了摄像和视频后期处理的专业人员来辅助，辅助的过程不仅仅是帮助教师解决技术层面的问题，更注重传授相关专业知识，提升教师的开发能力。同时对视频的质量按照规范进行监督，包括清晰度、时长、拍摄角度、互动环节和字幕大小等，保证了微课的成像质量。

2.2 利用个性化推荐的微课可实现分层次教学

高职院校学生基础薄弱、学习能力差异很大，要针对不同学生的实际情况开展分层次教学，才能实现不同层次学生的学习水平都能得到提升。分层次教学是一个系统性的操作，需要在课前预习、课堂教学、随堂演练和课后作业等多个环节开展。现阶段的实际教学中由于教师的教学任务较多，教师没有更多的时间和精力实现系统性的分层次教学，只能在课后作业等部分环节进行。但是基于个性化推荐的微课平台的引入有效改变了现状，系统可以结合学生的学习现状进行针对性的推荐，而且微课资源的推荐是系统性的，包括课前、课中和课后的各个环节的学习资源。这种教学方式尊重了学生的个性差异，对不同层次学生的学习效果均能有效提升。

2.3 丰富了学生的学习资源库

在目前的教学中，一直都在强调学生是课堂的主体，要把课堂还给学生，提升学生自主学习的能力。尤其在计算机通识教育中，十分关注学生的灵活变通能力和解决突发问题能力。教师不能简单地把知识灌输给学生，应该让学生主动去探索和学习，待学生走向工作岗位后，才能独立自主完成任务。但是大多数教师没有充当好引导者的角色，他们担心学生自主学习的过程中不能精准地把握好学习方向，或者在理解知识的时候走弯路影响学习效率。学生在寻找学习资源的时候也浪费了大量的时间，需建立一个适合学生学情的学习资源库，基于个性化推荐的微课平台充当了这个角色，保障了学生学习的资源、方向和效率。微课资源是教师依据实际情况录制的，无论知识体系还是教学环节都是完整的，系统还会依照学生的学习层次进行个性化推荐，不会存在学生看不懂微课的情况。微课资源在开发的过程中均设有互动环节，帮助学生在互动中获取和巩固知识，增加了学习趣味性。

3 平台系统的构建

3.1 系统模型及权限划分

本文提出的基于协同过滤算法的高职计算机微课资源开发与应用平台架构如图2所示，主要包括微课资源开发子系统、基于协同过滤算法的微课推荐子系统、微课学习效果评量子系统。教师利用微课开发模块进行素材整理和微课开发，学生利用微课推荐模块获取微课资源，系统利用评量模块展现最终学习效果。系统的使用者主要包括三类：分别为系统管理员、教师和学生。系统根据使用者的角色划分不同的使用权限，其中系统管理员拥有系统的最高权限，可以进行查询、选择、添加、更新和删除系统中的微课资源，可以对教师和学生使用权限进行调整和限制，可以对系统的显示情况进行调整，包括每页的字体、颜色、图片等元素。教师可以查询、选择、添加和更新系统中的微课资源，没有删除权限。学生权限最小，只可以进行查询和选择。

3.2 微课资源开发子系统

微课资源开发子系统提供了微课开发的标准流程，包含确定教学目标、提取教学知识点、准备配套素材、录制教学视频和对视频进行优化调整，全过程均由系统指引，教师亲自制作完成。其中，确定教学目标、提取教学知识点和准备配套素材环节是以系统页面填表和上传文件的方式完成。录制教学视频和对视频进行优化调整环节需要教师采取实地录像的模式，录制完毕后需要上传至系统服务器，系统会分配专业的视频指导老师辅助进行优化调整，从而既提升了教师的微课开发能力又保证了开发质量。教师最终把满足需求的微课添加到微课资源数据库中，如果数据库中存在相关知识点的微课，教师没有删除权限，可以点击更新按钮，原有的微课会被移入历史页面，以备未来对原有微课的查阅。

3.3 基于协同过滤算法的微课推荐子系统

基于协同过滤算法的微课推荐子系统工作初期是依据学生注册时填写的学习层次、兴趣点等信息进行微课推荐，此后系统会记录用户的行为，构建如表1 所示的微课资源评价表。其中评分權重可以依据学生的实际学习情况进行调整，逐步完善调整学生的信息档案，以便更加精准地定位学生的学习层次和偏好。系统通过构建最近邻用户集合，筛选出微课推荐列表，推荐最适合的微课。

3.4 微课学习效果评量子系统

微课学习效果评量子系统构建了四个维度的评量体系：一是学生自评维度。采取网页填表的方式，共20道评量题，包含微课的观看情况、知识点的掌握情况和课后自习情况等多个方面。二是学生互评维度。采取网页填表的方式，共20道评量题，重点围绕听课状态、回答积极性和小组讨论情况展开。三是教师评量维度。采取网页填表的方式，共20道评量题，重点关注作业完成情况、测试答题情况和学习进展情况。四是系统评量维度。这个维度的评量没有人为参与，系统自动记录学生在平台操作的全过程数据，更加关注学生的学习过程效果，有效解决了学习过程效果因为具有内隐性和复杂性的特征给学习效果评量带来的困难。数据记录和获取是在学生不知道的情况下悄然进行，使数据更加真实可靠。最终结合四个维度的评量分数，并依据实际情况给每个维度赋予不同的权重，从而实现对微课教学效果的评量。

4 结束语

微课资源已广泛应用在计算机通识课的教学中，提高教师微课的自主开发能力，开发出优质、高效且最适合当前课堂所需的微课资源至关重要。本文通过设计微课资源的开发与应用平台，其中包括微课资源开发子系统、基于协同过滤算法的微课推荐子系统、微课学习效果评量子系统，可提升教师微课的自主开发能力，能够分层次、个性化地向学生推荐微课资源，有效地提升了学生的学习效果。