基于教育大数据课堂教学质量提升 郑庆华

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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
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
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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]
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
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
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
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。
“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。
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)
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;
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。
“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。
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























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
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
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
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
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 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
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
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 督导评价数据 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
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
• 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
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%、
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

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
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
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
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