基于教育大数据课堂教学质量提升 郑庆华

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5、建立过程累加式评价体系 。。。
提高课堂教学质量的总体设计
研究目标
技术支撑:课堂教学质量实时监测系统
实现四大转变
模糊宏观 量化精准 每学期制 常态持续 部分随机 全面覆盖 事后评价 实时动态
学校本科教育五项重点工作之一
基础平台:建立122万亿次高性能云平台
地位:西北高校最快超算系统 运算速率:122.79万亿次/秒
gc1 教师评分计算
分数标准化 NORM

课程类别1
gC1(
x
c1
,
wC1T
)
wC1T
x(c1)
gCn(xcn ,wCnT ) wCnT x(cn)

指标集
教师
课程类别N
gcn 教师评分计算
分数标准化 NORM
推选前N名 TOPN
推选前N名 TOPN
决策融合 f y, f
指标集
c1
教师

综合打分
纪律要求,敬畏课堂。
核心技术2:建立分类多维度评教体系
课程分类:理论课程、实验课程、体育类课程、艺术类课 程、医学见习课程、实践类课。
评教维度
主要指标
学生评教
学习效果、教学方法、教学内容、 互动交流、教学手段、教学资源
督导听课 同行评价
教学效果、教学方法、教学内容、 教学态度、学生表现、教学条件
7 教学方法和手段
8 学习目标、价值取向 学习兴趣、评价体系
目录
一、研制背景及目的 二、设计理念及技术实现
三、实际应用成效
2
PART
设计理念:正确的质量观 + 有效的技术
“四位一体”的教育质量观
知识
01
具备扎实的基础知识和 深入系统的专业知识;
04
境界
具备强烈的责任感、事
业心和担当精神。
03
能力
后5%等分类排序。 课程排名:按照课程评分进行排序。 开课单位排名:按照开课学院评分进行排序。
y=
核心技术3:教学质量综合评价模型
提出“分类推选—决策融合”的二级综合评教模型,解 决综合评价一致性评价难题。
分类推选
TOPN(NORM(gci (x(Ci ), wCiT )))

指标集
c1
教师
14332570
(2014-03-14—2016-11-21)
10 图书馆门禁刷卡记录 图书馆门禁系统
19383595
(2011-05-23—2016-11-21)
11 一卡通消费数据 12 督导评价数据 13 教管人员评价数据
一卡通系统
综合教学质量评价 系统
24779302
(2015-12-31—2016-11-21)
3. 服务督导专家
• 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。
• 科学、客观评价教学质量,表彰先进,鞭策 落后,淘汰不合格,客观公正处理教学事故。
平台设计及功能
解决方案:通过技术手段对海量数据进行采集—处理—关联分析—应用
8.践行“体育精神”,为祖 国健康工作50年
2 加强基础课、核心课质量建设
PART
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UCB培训 正在制定《基础课教师评价考核发展办法》
顶层设计
1、基层教学组织与团队建设
主 2、教师进修与培训 要 措 3、大班授课,小班辅导 施 4、第三方命题与评测
862
(2015-2016年第二学期、小学期-2016-2017年 第一学期)
206
(2015-2016年第二学期及小学期)
精准回答:学生去哪儿了?学生喜欢上哪些课?
• 到 课 率:实时反映和跟踪每节课的到课情况,未到课学生的去向分析 • 教师维度:实时给出每位教师的课堂到课率 • 课程维度:按课程统计并分析到课率 • 学院维度:分学院统计并分析到课率 • 秩序建设:可以自动精准地知会未按时到课的教师和学生,增强师生的
一、研究背景及目的
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:
社会环境,价值观 1
5 职业素养、师德水平、育人观念
校园文化 2
6 教学能力、经验和水平
条件及资源投入 3 评教体系、奖惩办法 4
阅 读 100 本 经 典 , 聆 听 100 场 报告,认识100名老师,参加100 场活动,将其纳入课外八学分考 核体系。
4.课堂教学质量综合评价
开展启发式、互动式、研讨式 教学,严肃教学秩序,建立品行、 知识、能力多维度的质量评价与 监控体系。
2
PART
实施教育教学质量提升行动计划
5.规范管理,精细服务,营 造良好氛围
“十三五”高等教育科学研究规划重大课题
课堂教学质量大数据监测平台
西安交通大学 郑庆华 2016年11月
目录
一、研制背景及目的 二、设计理念及技术实现
三、实际应用成效
一、研究背景及目的
课堂教学是人才培养的主阵地,占70%以上的资源投入。其质量受:
外因:
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 入受系大统环地境分功析利当主前义面影临响的,问大题学。难以专心致志、聚精会神地办教育。
核心技术1:课堂教学数据的实时准确采集
基于“物联网+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。
解决数据精准采集问题,从而严肃教学秩序。
考勤数据:每天约187,726条,每周约1,314,083条。 课堂录像数据:目前采集的教室约110个,全程实时录制;同时每堂课截
f (y, f )
f (y,f ) wfT y(f )
评价结果 Top1.张三 97分 Top2.李四 96.5分 Top3.王五 96分 ...
目录
一、背景及目的 二、平台设计及功能
三、实际应用成效
作用1:全过程监测,师生一起敬畏课堂
开课首周
阶段1
[开课周起3次课]
阶段2 [第4次课至课程结束]
• 综合评价授课质量,赏优、罚劣 • 促进授课内容和方法持续改进、提高
作用2:及时发现问题课堂,及时“精准督导”
专家评价
学生评教
到课率
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
(二)平台设计及功能
当前综合评教面临的问题: 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 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; 评教结果的实际应用问题。

目标驱动,过程可控的精细化、规范化、信息化管理平台
2
PART
举措:“双一流计划”1.6亿元人才培养8大工程
生源质量提升工程 1
名师、名课、名教材建设工程 2
创意、创新、创业(三创)平台建设工程 3
学科/专业经典文献集建设工程 4
学生双向国际交流、双学位推进工程 5 研究生“三助一辅”体系建设工程 6
认真梳理问题,实现精细 化、规范化、个性化精准服务。
图书馆24小时开放。
7.科教融合,校企合作,协同 育人
与龙头企业、科研院所合作 创办“菁英班”,打破门户界限, 以研促学,知行合一。
6. 褒 扬 尊 师 重 教 , 追 求 卓 越 教学
开展教师评优活动,营造尊 师重教、追求卓越教学的良好氛 围,出台“教师乐教”的激励政 策。
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:
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。
抽取共性指标
教学认真 负责
课程资源 丰富
讲授熟练
课堂氛围 活跃
抬头率
备课充分 条理清晰 善于引导 学生积极
指标融合
教学态度 教学内容 教学方法 教学效果
y=
核心技术3:教学质量综合评价模型
目的与思路:分类测评,多维排序
按年龄分析:对35岁以下、35-50岁、50岁以 上进行分类分析。
按职称分析:正高、副高、其他。 教师排名:按照综合评分进行前5%、10%、
期末考核/考试
阶段3
下一轮首周
[本轮结束到下轮开始]
阶段1
• 学生评价结果实时排序,及时发现问题课堂 • 督导专家及时跟进,通过一对一辅导改进教学(尤其对新开课教师)
阶段2
• 抓秩序:考勤数据+历史成绩 及时发现问题学生,学工跟进 • 抓内涵:学生+督导+同行+教管评价 发现问题课堂,精准督导
阶段3
具备运用所学知识解 02 决实际问题的方法和
能力;
思维
具备不断进取的创新意识 和思维;
2 提升人才培养质量的总体思路
PART
PART 基本思路:成人 + 成才,抓秩序,促内涵
“四位一体”的培养目标
一流的生源
大类培养方案
(通识教育+宽口径专业)
一流的师资























考勤服务系统
99767
(2015-09-11—2016-11-21)
3 学生考勤
1787270
(2015-09-07—2016-11-21)
4 学生课表
4679868
(2016-2017年第一学期)
5 教学班课表
教务系统
2598691 (2011-2012第二学期—2016-2017年第一学期)
6 学生评教数据
根本目标:提升教学管理与服务水平
2. 服务教师
1. 服务学生 随堂在线评教,实时查看评教结果
• 手机查看评教结果、建议
及时温馨提示/警示
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。
4. 服务校、院领导和管理部门
• 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;
6479352 (2012-2013第一学期---2016-2017年第一学期)
7 视频截图
教室视频监控系统 46588张,6G
(2016-09-05--2016-11-21)
8 宿舍门禁刷卡记录 宿舍身份识别系统
6499367
(2015-01-01--2016-11-21)
9 宿舍门禁刷卡记录
宿舍门禁系统
取12张采样照,每天约6,870张(600MB),每周4.8万张约4GB,每学期 约80GB。
核心技术1:课堂教学数据的实时准确采集
评教数据采集:自2011年至今2200余门课程共计8067万条
序号
数据项
数据源
数据量
备注
1 学院考勤统计
5535
(2015-09-07—2016-11-21)
2 课程考勤统计
“单声道”的课堂教学模式是掣肘一流本科教育质量 的最大短板。
课堂教学“五重境界”:沉默(Silence),回答(Answer) , 互 动 交 流 (Dialogue), 提 问 质 疑 (Critical)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 “单声道”的课堂教学模式上。
教学效果、教学方法、教学内容、 考核方式
管理员巡查
教学秩序、教学态度、课堂效果、 教学条件
核心技术2:建立分类多维度评教体系
解决多源指标融合问题,对不同维度原始数据进行共性指 标抽取与整合,实现数据规范化,并将多维评教指标进行 融合计算。
评教原始数据
学生评教数据 督导评价数Leabharlann Baidu 同行评议数据 教管检查数据 课堂录像数据
一、研究背景及目的
课堂教学存在的问题
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 重标准答案,轻求异创新,读书少,美国大学生的阅读量为500页~800
页/周,而中国大学生不到100页/周 重个人绩效,轻团队协作,重优秀学生,轻问题学生
加州国大内学外洛研杉究矶现分状校:(UCLA)副校长Cindy Fan教授:
Input
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
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
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
应用
量化教学质量 教学精准督导
教管数据分析 Output
教学过程预警 教学管理辅助 学生学习预警
8 项工程
教学条件改善工程 7
大学生文化素质教育工程 8
2
PART
实施教育教学质量提升行动计划
1. 使命教育:品行养成
弘扬社会主义核心价值观, 西迁精神,将百年交大的文化 和西迁精神融入到师生的血脉 之中。
3.名家名师投入教学
邀请国家级、省级教学名师 和青年教师一起研讨如何实现卓 越教学。
2. 践 行 “ 四 个 一 百 ” , 厚 实 人文素养
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