大数据背景下的计算机课程分层教学设计与创新路径探究

摘要：在大数据时代浪潮的推动下，计算机教育正迎来一场深刻的教学革新。文章提出大数据背景下的计算机课程分层教学设计与创新路径探究。勾勒出计算机课程分层教学的蓝图，旨在通过精准识别学生的学习潜能、兴趣点和职业抱负，将教学内容与方法个性化定制，以满足不同层次学生的学习需求。进一步地，文章深入探讨了分层教学的创新实践路径，强调了大数据分析在优化教学策略中的核心作用，倡导构建一个多元、动态的教学资源库，并提出实施实时反馈与评估机制，以促进教学质量的飞跃。这些创新举措旨在激发学生的学习热情，挖掘其潜在能力，并最终培养出一批既具备实践技能又富有创新精神的计算机领域精英。

关键词：大数据；课程分层；教学创新；创新路径

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2025）01-0165-03 开放科学（资源服务） 标识码（OSID） ：

0 引言

在当前信息化快速发展的背景下，大数据正逐渐成为推动人类社会发展的一股不可忽视的动力。在教育领域，特别是在计算机课程教学中，大数据的引入为传统教学模式带来了革命性的变革。由于传统的计算机课程教学方式与内容过于单一，忽略了学生的个性与学习需要，因而造成了教学质量上的不均衡。而大数据技术的运用，使得教育者能够全面、深入地了解学生的学习行为、能力水平和兴趣点，为计算机课程的分层教学提供了有力支持[1]。

本文的研究旨在探讨大数据背景下的计算机课程分层教学设计与创新路径。通过深入分析大数据在教学中的应用价值，结合教学实践，本文期望能够提出一套科学、有效的分层教学策略和方法。这样既可以调动学生的学习积极性，发挥学生的潜力，改善学校的教育质量，同时也可以使学生的自学和创造意识得到发展，从而为将来的计算机事业提供更多的人才。希望通过本文的研究，能对我国的计算机专业课程的改革和发展起到一定的借鉴作用，从而促进我国的教育事业不断地进步和发展[2]。通过大数据与分层教学的有机结合，本文相信能够打造更加高效、个性化的计算机课程，为培养新时代的计算机人才贡献力量。

1 大数据背景下的计算机课程教学的分层设计

1.1 学生分层

分层教学是一种以学生为中心的教育模式，旨在针对不同的学生，针对学生的个性特点，采用适当的教育策略和方式。所以，首先必须要对学生的个人差异有一个全面的认识，比如：基本知识的掌握情况，学习兴趣，阶段性测试成绩，课堂表现等[3]。结合学生的实际情况，对学生进行科学、合理的分组，并针对不同学生的特征进行针对性的教学设计。学生分层并不是一次性工作，随着教学工作的推进，需要根据学生的变化进行调整，这样有利于提高教学效果。

本文将学生分为三个层次：A层（基础组） 、B层（提高组） 和C层（创新组） 。首先，根据学生的编程基础水平成绩进行初步分层：60分以下归入A层，60分（含60 分） 至80分之间归入B层，80分（含80分） 至100分归入C层。随后，根据学生的学习兴趣和创新能力对初步分层进行适度调整：若学生的学习兴趣和创新能力较强，且成绩优异，可提升至更高层次；反之，若学习兴趣和创新能力较弱，且成绩一般，则可降低至较低层次。首次分层结果如表1所示：A层（基础组） 有8 人，B层（提高组） 有19人，C层（创新组） 有8人。此后，将根据学生阶段性的学习表现进行动态调整。

A层：这一级别的学生，基础相对较差，学习成绩并不是很好，很少与计算机打交道，对程序的了解也很少，学习水平很差，对学习也不感兴趣，在课堂上的表现也很枯燥，学业也很困难，而且也不能够自己去完成课后作业。在此阶段，最重要的是培养对学习的浓厚兴趣，使其牢固地掌握计算机基本理论。

B层：这一层的学生占据班级的大多数，属于班级的中层，有一定的前置基础，学习兴趣较高，有一定的编程能力和学习够独立完成任务，但自主探究能力较弱创新能力有待提高。在此阶段，应该在掌握基本知识的同时，着重培养学生的探索精神。

C层：这些学生的思想比较积极，学习成绩也比较令人满意，他们的学习兴趣很高，学习水平也很高，能够迅速地把课程中的任务做好，并且能够运用自己所学到的东西进行推理。这部分学生在完成基础的任务后可着重培养学生的创新能力，首次学生分层结果如表1所示。

1.2 教学目标分层

对教学目标进行分层设计是课堂教学活动顺利进行的重要环节。在对学生进行分层的基础上，对教学内容进行科学合理的分区。教学目标的分层既要与学生原有的知识结构相联系，又要遵守维果茨基的最近发展区理论，也就是说，在教学中要鼓励学生，引导学生，使学生在学习中进行思考与提高，使其与目前的知识层次相比，具有更高的层次[4]。这种更高的知识水平不是绝对的，而是相对于自身而言，是学生通过努力之后可以达到的。不同层次的学生在完成对应层次的目标后，教师还应鼓励学生朝着更高一层的目标努力，激发学生的无限潜能。

将教育目标分为三个层次：基本目标、中等目标和发展目标。基本目标是所有学生都必须达到的目标，这部分以示范模仿为主，要求在教师演示后学生能够将演示的任务独立完成。中等目标主要是提高学生举一反三的能力，在学生达成基础目标的条件下，鼓励学生利用学过的知识进行探究学习[5]。发展目标要求学生可以利用所学解决生活中的实际问题，进行作品的创新，培养学生的创新能力。

1.3 教学任务分层

教学任务是对教学目的的具体体现，按照每个课程的教学目的以及教学内容，设计出一个分层的教学任务，让学生能够在这个过程中，学会如何去学习，去提升自己的技能，以此达到教育目的。计算机课程不仅考验学生的理解能力还考验学生的动手操作能力，课堂任务的完成情况可以直接反映出学生的动手操作能力和教学目标的达成情况，因此，要实现分层教学，就必须要根据不同水平的同学，来制订相应的课堂任务。

基础课堂任务以独立完成示范模仿为主，是所有层次学生必须完成的任务。提高课堂任务以举一反三为主，结合以往所学知识进行探究，是B层学生必须完成的任务。基于上述两项，创新课堂任务主要针对解决现实问题和培养创造性思维，对C层同学来说是一项艰巨的工作。

教师应合理地安排座位，使同层级的学生坐在一起，在教学任务发布时，教师可以采取利用教师机和学生机传输文件的方式，为不同层次的学生分别发放任务清单，待学生完成后可根据学生情况，下发更具挑战的任务，从而做到隐形性分层。

1.4 计算机课程的分层教学流程

本文制定了如图1所示的计算机课程的分层教学流程图。

首先进行前期分析，通过调查问卷、访谈等方式，了解学生的成绩、学习兴趣等，进行学习者特征分析，对学生之间的差别进行分析，并对教学目标、学习内容和教学战略进行分析。根据前期分析结果，进行学生分层、教学目标分层、教学任务分层和教学策略分层，其中教学策略分层包含了教学评价分层和教学资源分层。

根据计算机专业的分层教学来进行教学实践，给学生创造一个与现实世界更加接近的学习情景，使学生能够更好地融入课堂中去。进行新知讲授后，让学生采用探究的学习方式完成基础任务，挑战更高难度任务，教师按照分层教学策略，对学生进行评价，给予学生个性化的学习资源，帮助学生完成任务提高自己[6]。课后教师向能力较为薄弱并未能按时完成任务的学生提供个性化辅导，使学生能够更好地理解所学的知识，以此达到自己的教育目的；为学习兴趣浓厚并希望自主探究的学生布置课后任务。帮助各个层级的学生学习，使每个学生都能达到最优发展。通过问卷和试题的方式了解学生在成绩、创新能力、学习兴趣上的变化，根据教学效果的反馈进行学生分层的调整，达到动态分层的目的，为后续的教学打好基础。

2 计算机课程分层教学的创新路径

2.1 构建个性化学习路径

随着教育信息化的深入发展，大数据为计算机课程的个性化教学提供了前所未有的可能性。在评估了学生的能力水平后，构建个性化学习路径成为分层教学的核心任务。这一路径的建设，不仅要针对不同的学生进行针对性的学习，还要针对学生的学习进度、兴趣点以及反馈量身定做属于他们自己的学习轨迹。

大数据技术的引入，使得教育者能够实时追踪学生的学习行为，包括学生在不同模块的学习时长、完成的练习以及遇到的难点等。基于这些数据，教育者能够精准地掌握学生的学习状态，并为学生提供个性化的学习资源和辅导。例如，对于那些正在快速进步的学生，可以提供更高水平的知识讲解；而对于在某些知识点上遇到困难的学生，则可以推送相关的辅导材料和练习题。个性化学习路径的构建强调学生的主体性和参与性。学生不再是被动地接受知识，而是根据自己的实际情况，主动选择学习内容和进度。这种积极参与的教学方法，不仅能够激发学生的学习积极性，还能促进学生的自学能力和创造性。

2.2 动态适应的教学环境

随着教育技术的不断进步，教学环境正逐渐从静态向动态转变。尤其是在计算机专业的分层教学环境下，更是如此。借助大数据技术的力量，教学环境得以实时调整，确保与学生的学习进度和能力水平保持同步。在动态适应的教学环境中，教学内容和难度的调整不再是事先预设好的，而是根据学生的学习数据动态生成。这意味着，当学生的学习进度加快或遇到难点时，教学内容会相应地调整，以满足学生的需求。这种实时反馈的机制确保了教学的针对性和有效性。

除了教学内容的调整，动态适应的教学环境还强调个性化的学习支持和反馈。每个学生都有自己独特的学习轨迹和难点，因此，学生需要个性化的指导和帮助。通过大数据技术，教育者可以精确地识别学生的学习问题，并提供针对性的解决方案。这种个性化的学习支持不仅帮助学生克服学习难题，还激发了学生的学习热情和创造力。

2.3 教师专业发展和培训

随着大数据技术的广泛应用，计算机课程的分层教学对教师的能力提出了更高要求。为了有效实施这种教学模式，教师的专业发展和培训变得至关重要。

掌握大数据技术的基础知识是教师适应新教学环境的基石。为了从海量数据中提炼出有价值的资料，以指导教育实践，教师必须掌握数据的收集、存储、分析和解释等关键技能。这种技术的应用不仅能够帮助教师更精确地评估学生的能力水平，还能为个性化教学提供有力支持。同时，教师需要学会如何根据学生的学习数据调整教学策略，这意味着教师必须转变原有的教育理念，从单纯的知识传授者转变为引导者和促进者。通过深入分析学习数据，教师能够洞察学生的学习进度、难点和兴趣点，并据此提供针对性的学习资源和指导。这种以数据为支撑的教学策略调整，能够使教学更加贴近学生的实际需求，从而提升教学效果。

3 结束语

在大数据的时代浪潮中，计算机课程分层教学迎来了前所未有的创新机遇。通过对大数据的精确评价和动态调整，为每个学生设计一条适合自己的学习路线，既可以提高学生的学习热情，又可以提高学生的自学能力和创造力。教师的专业发展和培训也在这场变革中发挥了关键作用，为分层教学的顺利实施提供了有力保障。未来，大数据与分层教学的融合将继续深化，为计算机教育领域注入更多活力。期待这种创新路径能够培养出更多具备高度专业素养和创新精神的计算机人才，为社会的科技进步贡献力量。同时，下一步研究应不断反思和完善教学方法，确保教育与时俱进，满足未来社会的需求。

参考文献：

[1] 贾若男，刘雨霖，苏杰.大数据背景下高校教育教学改革路径探究：评《高校教育教学改革的理论思考与实践探索》[J].中国油脂，2023，48（9）：161.

[2] 王向科，沈建军. 大数据分析驱动教学创新[J]. 人民教育，2020（1）：66-67.

[3] 胡蓉.大数据背景下高等教育管理信息化创新路径研究[J].食品研究与开发，2021，42（17）：242.

[4] 钟绍春.课堂教学新模式构建方向与途径研究[J].中国电化教育，2020（10）：40-48.

[5] 高丽芳.基于大数据背景下的高校医学教育管理创新与研究：评《实用高等医学教育管理学》[J].林产工业，2020，57（3）：115.

[6] 杨军.大数据背景下高校教育管理信息化创新路径研究：评《基于大数据的高校教育管理研究》[J].科研管理，2020，41（10）：1.

【通联编辑：王 力】

基金项目：西安翻译学院2023 年度教育教学改革研究项目“科技创新思路下高校计算机通识课程分层教学的探究”（项目编号：J23B30） ；西安翻译学院2023 年校级品牌课程项目“《网页设计》课程思政课程”（项目编号：ZK2303）