李仕陽(yáng) 唐萬(wàn)梅

摘 ?要： 在互聯(lián)網(wǎng)的依托下，MOOC和SPOC得到了廣泛的應(yīng)用。為了提高教學(xué)效果，提出利用爬蟲(chóng)和可視化技術(shù)來(lái)獲取MOOC平臺(tái)上相關(guān)課程信息，選取優(yōu)質(zhì)的課程，并爬取SPOC平臺(tái)上學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中在討論區(qū)中的相關(guān)發(fā)帖信息，對(duì)混合式教學(xué)提供支持。文章以Python課程的教學(xué)為例，探索了輔助性技術(shù)手段在混合式教學(xué)實(shí)踐中對(duì)學(xué)情把握、提高學(xué)生參與度和積極性上的促進(jìn)作用，獲得了良好的效果。

關(guān)鍵詞： Python; 爬蟲(chóng); 可視化; MOOC; SPOC; 混合式教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G43 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： ? ? ?文章編號(hào)：1006-8228（2020）01-98-04

Abstract： With the support of Internet， MOOC and SPOC have been widely used. In order to improve the teaching effect， it is proposed to use the crawler and visualization technology to obtain the relevant course information on the MOOC platform， select the high-quality courses， and crawl the relevant posted information in the discussion area during the learning process of students on the SPOC platform， so as to provide support for the blended teaching. Taking the teaching of Python course as an example， this paper explores the promoting effect of auxiliary technical means in the practice of blended teaching， in grasping learning situation， improving students' participation and enthusiasm， and obtains good results.

Key words： Python; crawler; visualization; MOOC; SPOC; blended teaching

0 引言

90年代前我國(guó)采用的傳統(tǒng)教學(xué)模式有利于系統(tǒng)的科學(xué)知識(shí)的傳授，卻忽視了學(xué)生的認(rèn)知主體作用，不利于具有創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的創(chuàng)造型人材的成長(zhǎng)[1]。90年代末，互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的產(chǎn)生。網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，實(shí)質(zhì)就是在先進(jìn)的教育教學(xué)理論指導(dǎo)下，通過(guò)教育環(huán)境、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)習(xí)工具的數(shù)字化，來(lái)改變傳統(tǒng)教學(xué)中教師、教材、教學(xué)媒體的作用以及它們與學(xué)生之間的關(guān)系，促進(jìn)傳統(tǒng)教育觀點(diǎn)、教育模式乃至教育組織形式的全面變革，實(shí)現(xiàn)一種全新的學(xué)習(xí)與教學(xué)模式[2]。但在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中，學(xué)生學(xué)習(xí)自由度高，教師監(jiān)控難度大，無(wú)法保證學(xué)習(xí)效果。而混合式教學(xué)是把傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)結(jié)合?；旌鲜綄W(xué)習(xí)其主要思想是把面對(duì)面教學(xué)和在線學(xué)習(xí)兩種教學(xué)模式有機(jī)整合，是可以降低成本、提高效益的一種教學(xué)方式[3]。隨著慕課的興起，混合式教學(xué)在教育領(lǐng)域形成一大趨勢(shì)[4]?；旌鲜浇虒W(xué)的優(yōu)勢(shì)源于教師對(duì)教學(xué)的設(shè)計(jì)。網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)，可根據(jù)特定的規(guī)則和給定的URL自動(dòng)收集互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和信息[5]。可視化技術(shù)可以通過(guò)圖形的方式表達(dá)，展示數(shù)據(jù)的來(lái)源、數(shù)據(jù)挖掘過(guò)程以及人們想要的結(jié)果[6]。因此，本文以Python課程為例，通過(guò)爬取教學(xué)過(guò)程中的相關(guān)信息并進(jìn)行可視化分析，對(duì)MOOC+SPOC混合式教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行指導(dǎo)，解決混合式教學(xué)中存在的問(wèn)題。

1 MOOC課程資源的選取

混合式教學(xué)需要線上資源的支撐，中國(guó)大學(xué)MOOC等平臺(tái)在資源上給予了教師和學(xué)生更靈活的選擇。但MOOC平臺(tái)上充斥著金課和水課，選擇優(yōu)質(zhì)的線上課程，成為混合式學(xué)習(xí)下保證學(xué)生學(xué)習(xí)效果的前提。本文利用爬蟲(chóng)獲取平臺(tái)上大量Python相關(guān)的課程，通過(guò)Selenium+Webdriver方式獲取平臺(tái)上相關(guān)課程信息，并通過(guò)可視化輔助教師對(duì)課程資源做出判斷。

1.1 課程爬蟲(chóng)的工作流程

編寫(xiě)爬蟲(chóng)獲取中國(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)上Python相關(guān)課程的課程名、開(kāi)課機(jī)構(gòu)、課程狀態(tài)、課程參與人數(shù)、課程評(píng)分等信息，保存并進(jìn)行可視化處理。工作流程如圖1所示。

在MOOC平臺(tái)搜索Python相關(guān)課程。通過(guò)driver的find_elements（）方法獲取結(jié)果頁(yè)面中一系列節(jié)點(diǎn)列表信息（課程名、開(kāi)課機(jī)構(gòu)、課程狀態(tài)、參與人數(shù)），再自動(dòng)模擬點(diǎn)擊課程名所在節(jié)點(diǎn)，切換句柄進(jìn)入課程內(nèi)頁(yè)面獲取課程評(píng)分信息，將信息按需求的格式進(jìn)行保存。切換句柄回到初始課程搜索結(jié)果，循環(huán)獲取全部課程的相關(guān)信息。

1.2 課程信息可視化處理

中國(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)為學(xué)習(xí)者提供了大量開(kāi)放免費(fèi)的課程，使得教育資源不足的地區(qū)的學(xué)生也能獲得豐富的教育資源。在質(zhì)量不一的課程中，確定一門(mén)高質(zhì)量的課程，才能更好的保證學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。以Python課程為例，搜索相關(guān)課程，爬取的課程信息如表1示。

對(duì)于課程的接受度，依據(jù)課程參與人數(shù)因素，高參與人數(shù)代表著課程被更多的人認(rèn)可，課程質(zhì)量相對(duì)更高，適合大部分學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)。考慮到開(kāi)課時(shí)間會(huì)影響到參與人數(shù)，因此將課程評(píng)分也作為影響因素，分值高說(shuō)明課程認(rèn)可度高。利用Python中的matplotlib、numpy庫(kù)，對(duì)課程參與人數(shù)與課程評(píng)分進(jìn)行規(guī)范和可視化處理，結(jié)果如圖2所示。

橫軸是圖1中的課程序號(hào)，縱軸代表課程參與人數(shù)，單位為千，散點(diǎn)顏色表示評(píng)分高低，顏色淺者評(píng)分高，顏色深者評(píng)分低。教師和學(xué)生可參考圖示信息選擇課程，圖中課程0參與人數(shù)超過(guò)20萬(wàn)，課程評(píng)分顏色呈淺色，評(píng)價(jià)高。鑒于此，我們選擇課程0為混合式教學(xué)下學(xué)生的課前學(xué)習(xí)資源。課程0為北京理工大學(xué)嵩天等開(kāi)設(shè)的“Python語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”，課程狀態(tài)為已結(jié)束，可查看內(nèi)容。

2 課程教學(xué)中的應(yīng)用

慕課的大規(guī)模、開(kāi)放性的特點(diǎn)，導(dǎo)致慕課學(xué)習(xí)中學(xué)習(xí)者自由度高，教師監(jiān)控難度大，無(wú)法保證學(xué)習(xí)效果，并且慕課不能針對(duì)多種學(xué)習(xí)者的需要，難以適應(yīng)高等教育的具體需求。而SPOC不僅對(duì)學(xué)習(xí)者設(shè)置了限制性準(zhǔn)入條件，使課程更具針對(duì)性，還要求選課者必須保證學(xué)習(xí)時(shí)間和強(qiáng)度，完成規(guī)定的任務(wù)等，加強(qiáng)了學(xué)生管理，能保證更好的教學(xué)效果。鑒于此，申請(qǐng)愛(ài)課程平臺(tái)的SPOC課程應(yīng)用到混合式教學(xué)實(shí)踐中。SPOC能一鍵關(guān)聯(lián)中國(guó)大學(xué)MOOC的課程網(wǎng)站，也可關(guān)聯(lián)到其他相關(guān)平臺(tái)，如Python123（https：//python123.io/）。

以Python中的turtle庫(kù)為例，在課后作業(yè)環(huán)節(jié)，要求學(xué)生利用turtle庫(kù)進(jìn)行繪畫(huà)創(chuàng)作，強(qiáng)化所學(xué)知識(shí)。學(xué)生利用CamtasiaStudio將作品錄制成視頻上傳到SPOC作品展示區(qū)集中展示，學(xué)生在下方討論區(qū)發(fā)布投票評(píng)論，教師對(duì)學(xué)生作品設(shè)置一二三等獎(jiǎng)，根據(jù)投票結(jié)果選出獲獎(jiǎng)作品，設(shè)置頒獎(jiǎng)儀式。此過(guò)程可提高學(xué)生學(xué)習(xí)參與度，發(fā)揮其主動(dòng)性，擴(kuò)展學(xué)生思維，將個(gè)人知識(shí)建構(gòu)和群體知識(shí)創(chuàng)新融合在一起。通過(guò)編寫(xiě)爬蟲(chóng)獲取投票的評(píng)論信息，并進(jìn)行規(guī)范化處理，利用wordcloud庫(kù)進(jìn)行可視化處理，結(jié)果如圖3所示。

在詞云圖中，投票數(shù)越高的作品其作者字體越大，反之越小。由圖可知姚逸鳴作品的票數(shù)最高。教師設(shè)置的獎(jiǎng)項(xiàng)數(shù)目是有限制的，詞云圖可通過(guò)設(shè)置最大顯示數(shù)來(lái)呈現(xiàn)符合數(shù)目要求的獲獎(jiǎng)?wù)?，支持教師的教學(xué)過(guò)程。信息的爬取以及可視化技術(shù)皆屬于Python教學(xué)內(nèi)容，以此來(lái)輔助教學(xué)，同樣會(huì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)預(yù)期，促使其主動(dòng)參與到學(xué)習(xí)過(guò)程中。

3 混合式教學(xué)中的形成性考核

傳統(tǒng)教學(xué)中，教師往往只采用考試等終結(jié)性評(píng)價(jià)手段，不能完全反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)成就，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致學(xué)生平時(shí)不學(xué)，考前突擊現(xiàn)象的發(fā)生。針對(duì)傳統(tǒng)的授課方式和授課方法，研究者普遍認(rèn)為，形成性考核是一種能夠適應(yīng)新的教學(xué)模式與教學(xué)手段，有效的評(píng)測(cè)學(xué)生學(xué)習(xí)效果并且能夠較為真實(shí)的反映教學(xué)質(zhì)量的一種高效的考核形式[7]。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)，在混合式教學(xué)中，學(xué)習(xí)氛圍、交互行為是影響學(xué)習(xí)滿(mǎn)意度最直接的因素[8]。交互行為又包括師生交互、生生交互以及學(xué)生與內(nèi)容的交互。學(xué)習(xí)滿(mǎn)意度是評(píng)價(jià)混合式學(xué)習(xí)效果的重要因素。因此，為保證混合式教學(xué)效果，加強(qiáng)了對(duì)學(xué)生討論交互的考察。教師要求學(xué)生在SPOC課程專(zhuān)有討論區(qū)發(fā)帖，參與討論，并將此項(xiàng)計(jì)入該課程成績(jī)。學(xué)生在討論區(qū)中可發(fā)帖提問(wèn)，也可參與回答其他同學(xué)的問(wèn)題。通過(guò)討論區(qū)，教師可以更好地了解學(xué)情、把握教學(xué)，而學(xué)生互相幫助促進(jìn)了知識(shí)的交流，將個(gè)人知識(shí)建構(gòu)和群體知識(shí)創(chuàng)新融合在一起，體現(xiàn)了建構(gòu)主義、聯(lián)通主義及合作學(xué)習(xí)等理論。編寫(xiě)爬蟲(chóng)獲取了SPOC課程專(zhuān)有討論區(qū)中的帖子及發(fā)帖學(xué)生用戶(hù)名，通過(guò)處理后，可得到學(xué)生用戶(hù)的發(fā)言次數(shù)，以及每位同學(xué)的發(fā)帖內(nèi)容，克服了SPOC后臺(tái)教師只能查看學(xué)生發(fā)帖數(shù)，無(wú)法查看發(fā)帖內(nèi)容的缺點(diǎn)，增加了對(duì)學(xué)生低質(zhì)量或無(wú)關(guān)發(fā)帖的審核，使該部分成績(jī)?cè)u(píng)定更加客觀，同時(shí)教師可根據(jù)帖子內(nèi)容進(jìn)行針對(duì)性輔導(dǎo)，促進(jìn)個(gè)性化教學(xué)。通過(guò)平時(shí)作業(yè)、論壇發(fā)帖等考核手段，教師可掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的監(jiān)控，體現(xiàn)出學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的現(xiàn)代教育思想，更有效發(fā)揮出混合式教學(xué)的優(yōu)勢(shì)。

4 結(jié)束語(yǔ)

NETP2010中談到，若要看到教育生產(chǎn)力的顯著提高，就需要進(jìn)行由技術(shù)支持的重大結(jié)構(gòu)性變革。本文以混合式教學(xué)為指導(dǎo)思想，在Python課程混合教學(xué)中，利用爬蟲(chóng)和可視化技術(shù)，對(duì)混合式教學(xué)提供支持，一定程度上減輕了教師教學(xué)負(fù)擔(dān)，有利于教師對(duì)學(xué)生學(xué)情的掌握和監(jiān)督，利于及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)在提高學(xué)生學(xué)習(xí)參與、學(xué)習(xí)積極性、形成性考核等方面起到了積極作用。該探索以期為混合式教學(xué)實(shí)踐中輔以技術(shù)手段的教學(xué)研究起到借鑒作用。

參考文獻(xiàn)（References）：

[1] 何克抗，李克東，謝幼如，王本中.“主導(dǎo)—主體”教學(xué)模式的理論基礎(chǔ)[J].電化教育研究，2000.2：3-9

[2] 齊從謙.E-Learning： 信息社會(huì)的新型教學(xué)模式[J].中小學(xué)電教，2002.10：75.

[3] 李克東，趙建華.混合學(xué)習(xí)的原理與應(yīng)用模式[J].電化教育研究，2004.7：1-6

[4] Alla L.Nazarenko. Blended Learning vs Traditional Learning：What Works？ （A Case Study Research）[J]. Procedia-Social and Behavioral Sciences，2015.200： 77-82

[5] 吳永聰.淺談Python爬蟲(chóng)技術(shù)的網(wǎng)頁(yè)數(shù)據(jù)抓取與分析[J].計(jì)算機(jī)時(shí)代，2019.8：94-96

[6] 付蓉.可視化數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用分析[J].信息與電腦（理論版），2019.5：169-170

[7] 張磊，于莉莉，王斌，張旭.慕課環(huán)境下計(jì)算機(jī)類(lèi)課程形成性考核的研究與探索[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2018.14（15）： 163-164

[8] 李寶，張文蘭，張思琦，趙姝. 混合式學(xué)習(xí)中學(xué)習(xí)滿(mǎn)意度影響因素的模型研究[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2016.34（1）：69-75