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1、课堂教学质量大数据监测平台 西安交通大学西安交通大学 郑庆华郑庆华 2016年11月 “十三五”高等教育科学研究规划重大课题“十三五”高等教育科学研究规划重大课题 一、研制背景及目的一、研制背景及目的 二、设计理念及技术实现二、设计理念及技术实现 三、实际应用成效三、实际应用成效 目目 录录 本项目从影响课堂教学质量的外因、内因（教师主体和学生客体）和技术手段等多个 角度深入系统地分析当前面临的问题。 外因：外因： 受大环境功利主义影响，大学难以专心致志、聚精会神地办教育。 为应对排名和评估，高校重显性指标，轻内涵品质，重科研轻教学，造成教 学中心地位严重偏离，课堂教学质量和秩序严重受损。 内
2、因：内因： 教师主体：教师的职业素养和教学能力。 学生客体：受“应试教育”和“网络数字化”的影响。 技术手段技术手段: : 尚未建立起目标导向、过程可控，能对来自学生、督导、同行专家、管理人员甚至开放学习者等的课堂教学质量大数据监测与分析系统。 课堂教学是人才培养的主阵地课堂教学是人才培养的主阵地，占占7070% %以上的资源投入以上的资源投入。其质量受：其质量受： 一、一、研究背景及目的研究背景及目的 重知识传授，轻人格养成，缺人文情怀重知识传授，轻人格养成，缺人文情怀 重技巧，轻思想，重课堂，轻实践重技巧，轻思想，重课堂，轻实践 重标准答案，轻求异创新，读书少，美国大学生的阅读量为重标准答
3、案，轻求异创新，读书少，美国大学生的阅读量为500页页800 页页/周，而中国大学生不到周，而中国大学生不到100页页/周周 重个人绩效，轻团队协作，重优秀学生，轻问题学生重个人绩效，轻团队协作，重优秀学生，轻问题学生 课堂课堂教学存在的问题教学存在的问题 国内外研究现状：国内外研究现状： 加州大学洛杉矶分校（加州大学洛杉矶分校（UCLA）副校长）副校长Cindy Fan教授：教授： “单声道单声道”的课堂教学模式是掣肘一流本科教育质量的课堂教学模式是掣肘一流本科教育质量 的最大短板的最大短板。 课堂教学课堂教学“五重境界五重境界”：沉默：沉默(Silence)，回答回答(Answer) ，互
4、动交流互动交流(Dialogue)，提问质疑提问质疑(Critical)和辩论和辩论（ Debate）。 中国一流大学与世界一流大学的质量差距很可能就在中国一流大学与世界一流大学的质量差距很可能就在 “单声道单声道”的课堂教学模式上的课堂教学模式上。 一、一、研究背景及目的研究背景及目的 研究对象：研究对象：针对普通高校的课堂教学质量问题，从内因(教师、学生)和外因等角度开展深入、系统研究，研制一套面向课堂教学质量的大数据采集、分析与评价系统。 影响课堂教学质量的内外部因素：影响课堂教学质量的内外部因素： 社会环境，价值观社会环境，价值观 校园文化校园文化 5 7 3 1 6 2 条件及资源投
5、入条件及资源投入 4 8 评教体系、奖惩办法评教体系、奖惩办法 职业素养、师德水平、育人观念职业素养、师德水平、育人观念 教学能力、经验和水平教学能力、经验和水平 学习目标、价值取向学习目标、价值取向 学习兴趣、评价体系学习兴趣、评价体系 教学方法和手段教学方法和手段 一、一、研究背景及目的研究背景及目的 一、研制背景及目的一、研制背景及目的 二、设计理念及技术实现二、设计理念及技术实现 三、实际应用成效三、实际应用成效 目目 录录 01 02 04 03 “四位一体”“四位一体”的教育质量观的教育质量观 具备扎实的基础知识和具备扎实的基础知识和 深入系统的专业知识深入系统的专业知识； 知识知
6、识 具备运用所学知识解具备运用所学知识解 决实际问题的方法和决实际问题的方法和 能力能力； 能力能力 具备强烈的责任感具备强烈的责任感、事事 业心和担当精神业心和担当精神。 境界境界 具备不断进取的创新意识具备不断进取的创新意识 和思维；和思维； 思维思维 2 PART 设计理念：设计理念：正确的质量观正确的质量观 + + 有效的技术有效的技术 PART 提升人才培养质量的总体思路提升人才培养质量的总体思路 “四位一体”的培养目标“四位一体”的培养目标 一流的生源一流的生源 大类培养方案大类培养方案 （通识教育（通识教育+ +宽口径专业）宽口径专业） 一流的师资一流的师资 夯 实 综 合 基
7、础 强 化 实 践 创 新 加 强 国 际 联 培 拓 展 综 合 素 质 目标驱动，过程可控的精细化、规范化、信息化管理平台目标驱动，过程可控的精细化、规范化、信息化管理平台 PART PART PART 2 基本思路：基本思路：成人成人 + + 成才，抓秩序，促内涵成才，抓秩序，促内涵 PART 2 PART PART 8 项工程项工程 生源质量提升工程生源质量提升工程 名师、名课名师、名课、名教材、名教材建设工程建设工程 创意创意、创新创新、创业（三创）平台建设工程创业（三创）平台建设工程 学科学科/专业专业经典经典文献集建设工程文献集建设工程 学生双向国际交流、双学位推进工程学生双向国
8、际交流、双学位推进工程 研究生研究生“三助一辅三助一辅”体系建设工程体系建设工程 教学条件改善工程教学条件改善工程 大学生文化素质教育工程大学生文化素质教育工程 5 7 3 1 6 2 4 8 举措：举措：“双一流计划”“双一流计划”1.6亿元人才培养亿元人才培养8大工程大工程 PART 2 PART PART 实施实施教育教学质量提升行动计划教育教学质量提升行动计划 1 1. . 使命教育：品行养成使命教育：品行养成 弘扬社会主义核心价值观弘扬社会主义核心价值观，西迁精神西迁精神，将百年交大的文化将百年交大的文化和西迁精神融入到师生的血脉和西迁精神融入到师生的血脉之中之中。 2 2. .践行
9、践行“四个一百四个一百”，厚实厚实人文素养人文素养 阅读阅读100100本经典本经典，聆听聆听100100场场报告报告，认识认识100100名老师名老师，参加参加100100场活动场活动，将其纳入课外八学分考将其纳入课外八学分考核体系核体系。 3 3. .名家名师投入教学名家名师投入教学 邀请国家级邀请国家级、省级教学名师省级教学名师和青年教师一起研讨如何实现卓和青年教师一起研讨如何实现卓越教学越教学。 4 4. .课堂教学质量综合评价课堂教学质量综合评价 开展启发式开展启发式、互动式互动式、研讨式研讨式教学教学，严肃教学秩序严肃教学秩序，建立品行建立品行、知识知识、能力多维度的质量评价与能力
10、多维度的质量评价与监控体系监控体系。 PART 2 PART PART 5 5. .规范管理规范管理，精细服务精细服务，营营造良好氛围造良好氛围 认真梳理问题认真梳理问题，实现精细实现精细化化、规范化规范化、个性化精准服务个性化精准服务。 图书馆图书馆2424小时开放小时开放。 6 6. .褒扬尊师重教褒扬尊师重教，追求卓越追求卓越教学教学 开展教师评优活动开展教师评优活动，营造尊营造尊师重教师重教、追求卓越教学的良好氛追求卓越教学的良好氛围围，出台出台“教师乐教教师乐教”的激励政的激励政策策。 7 7. .科教融合科教融合，校企合作校企合作，协同协同育人育人 与龙头企业与龙头企业、科研院所合
11、作科研院所合作 创办创办“菁英班菁英班”，打破门户界限打破门户界限， 以研促学以研促学，知行合一知行合一。 8 8. .践行践行“体育精神体育精神”，为祖为祖国健康工作国健康工作5050年年 实施实施教育教学质量提升行动计划教育教学质量提升行动计划 PART 2 加强基础课、核心课质量建设加强基础课、核心课质量建设 开展基础课、核心课质量建设，瞄准国内引领地位开展基础课、核心课质量建设，瞄准国内引领地位 选派教师到选派教师到UCB培训培训 正在制定正在制定基础课教师评价考核发展办法基础课教师评价考核发展办法 顶层设计顶层设计 1 1、基层教学组织与团队建设、基层教学组织与团队建设 2 2、教师
12、进修与培训、教师进修与培训 3 3、大班授课，小班辅导、大班授课，小班辅导 4 4、第三方命题与评测、第三方命题与评测 5 5、建立过程累加式评价体系、建立过程累加式评价体系 。 主 要 措 施研究目标研究目标 提高课堂教学质量的总体设计提高课堂教学质量的总体设计 模糊宏观模糊宏观 量化精准量化精准 每学期制每学期制 常态持续常态持续 部分随机部分随机 全面覆盖全面覆盖 事后评价事后评价 实时动态实时动态 实现四大转变实现四大转变 学校本科教育五项重点工作之一学校本科教育五项重点工作之一 技术支撑：技术支撑：课堂教学质量实时监测系统课堂教学质量实时监测系统 地位：西北高校最快超算系统 运算速率
13、：122.79万亿次/秒 计算节点：双路刀片*110台 异构节点：GPU机架*2 计算网络：56Gbps FDR 全线速 管理网络：万兆交换 存储系统：总计340TB，5GB/s高带宽 基础平台：建立基础平台：建立122万亿次高性能云平台万亿次高性能云平台 数据采集的真实性、实时性、权威性问题；数据采集的真实性、实时性、权威性问题； 来自学生评教、督导评教、同行评教、管理来自学生评教、督导评教、同行评教、管理人员巡教等多源数据的权重比例、融合计算人员巡教等多源数据的权重比例、融合计算与结果排序问题；与结果排序问题； 评教结果的实际应用问题。评教结果的实际应用问题。 （二）平台设计及功能（二）平
14、台设计及功能 当前综合评教面临的问题： 1. 服务学生服务学生 2. 服务教师服务教师 3. 服务督导专家服务督导专家 4. 服务校服务校、院领导和管理部门院领导和管理部门 随堂在线评教，实时查看评教结果 及时温馨提示/警示 手机查看评教结果、建议及教学班级出勤情况； 精准定位问题，横纵比较找差距，改进教学。 实时采集每堂课的到课率、抬头率 精准督导，采集电子证据 帮助老师改进教学，通过视频录像重现课堂教学实景，实现质量问题的准确定位和精准督导精准督导。 通过数据统计、图表分析，提供教学情况、教学质量的量化分析，对比分析，趋势分析； 科学、客观评价教学质量，表彰先进，鞭策落后，淘汰不合格，客观
15、公正处理教学事故。 根本目标：提升教学管理与服务水平 平台设计及功能平台设计及功能 Input 数据来源数据来源 学生评教数据 督导评价数据 同行评议数据 教管检查数据 一卡通刷卡数据 课堂视频数据 Output 典型场景典型场景 课堂教学 课堂考勤 图书馆门禁借阅 食堂刷卡 宿舍出入 超市消费 技术手段技术手段 聚类分析 相关性分析 回归分析 多源数据融合 深度学习 序列模式挖掘 应应 用用 量化教学质量 教学精准督导 教管数据分析 教学过程预警 教学管理辅助 学生学习预警 解决方案：通过技术手段对海量数据进行采集解决方案：通过技术手段对海量数据进行采集处理处理关联分析关联分析应用应用 基于“物联网基于“物联网+云计算”技术的智慧教室管理，实时统计云计算”技术的智慧教室管理，实时统计学生出勤率，教师到课率。课堂教学的全程录制。学生出勤率，教师到课率。课堂教学的全程录制。 解决数据精准采集问题解决数据精准采集问题，从而严肃教学秩序。，从而严肃教学秩序。 考勤数据：考勤数据：每天约每天约187,726条，每周约条，每周约1,314,083条。条。 课堂录像数据：课堂录像数据：目前采集的教
