基于云計(jì)算的教學(xué)決策模式研究

葉 飛，牛傳明，金宗安

葉飛/六安職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，在職碩士研究生（安徽六安237005）；牛傳明/六安職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，在職碩士研究生（安徽六安237005）；金宗安/六安職業(yè)技術(shù)學(xué)院助教，碩士（安徽六安237005）。

隨著現(xiàn)代教育的發(fā)展，民眾對(duì)國(guó)民教育的要求水漲船高，對(duì)教育內(nèi)容改革的要求尤為突出。如何及時(shí)更新教育教學(xué)內(nèi)容、提高教育時(shí)效性和針對(duì)性成為當(dāng)前教育改革的一個(gè)難點(diǎn)，隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與普及，網(wǎng)絡(luò)成為獲取這類信息的重要來(lái)源，云計(jì)算技術(shù)的出現(xiàn)為通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲取教育需求信息并提供教育決策依據(jù)給出了一個(gè)有效的途徑。目前有眾多的決策算法，基于云計(jì)算平臺(tái)可以開發(fā)出更為有效的決策算法。本文基于云計(jì)算平臺(tái)，結(jié)合決策算法思想設(shè)計(jì)了一種新的構(gòu)建模型，我們稱之為“三級(jí)購(gòu)物車決策模式”，可以為目前教學(xué)改革的內(nèi)容決策提供一個(gè)全程數(shù)字化解決方案。

一、教育決策與教學(xué)決策

過(guò)去的教育研究往往停留于研究層面，對(duì)于教育本身的反饋不足，也就是在教育決策上教育研究往往不能給出反饋，或者說(shuō)，教育決策并沒(méi)有成為教育研究的一個(gè)主要內(nèi)容。而目前對(duì)教育決策的研究開始呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)。

決策理論從最初的基于數(shù)學(xué)的對(duì)策理論，發(fā)展到范性范式(Normative Paradigm)，直至現(xiàn)代“有限理性說(shuō)”決策理論，日益成為社會(huì)發(fā)展中應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜情況的重要理論武器。圍繞這一理論，發(fā)展出多種學(xué)科和技術(shù)，同時(shí)，決策理論在教育研究領(lǐng)域的應(yīng)用也日益廣泛。

目前，發(fā)達(dá)國(guó)家在教育決策方面進(jìn)行了諸多實(shí)踐，取得了不少成果。比如美國(guó)，采用智庫(kù)（思想庫(kù)）報(bào)告作為決策依據(jù)；法國(guó)更是直接基于專門設(shè)立的互聯(lián)網(wǎng)站開展了全民參與的調(diào)查，形成最終報(bào)告，這份報(bào)告成為2005年3月24日法國(guó)議會(huì)通過(guò)的《學(xué)校未來(lái)的導(dǎo)向與綱要法》法案的重要依據(jù)，2005年4月23日法國(guó)總統(tǒng)正式頒布了此法；日本在教育決策上也是通過(guò)組織不同教育相關(guān)利益團(tuán)體加入教育決策過(guò)程中來(lái)，這些團(tuán)體五花八門，比如政黨、教育研究團(tuán)體、教育職員團(tuán)體、地方教育行政機(jī)構(gòu)的聯(lián)絡(luò)協(xié)議團(tuán)體、教員與家長(zhǎng)的聯(lián)絡(luò)研修團(tuán)體、教育服務(wù)團(tuán)體、產(chǎn)業(yè)界、文化團(tuán)體、學(xué)術(shù)研究團(tuán)體、市民團(tuán)體等等，他們通過(guò)提交報(bào)告形式影響決策。

教學(xué)決策是教師對(duì)所授課程的一種判斷與選擇的行為。在教育決策的影響下，目前教育改革的主要對(duì)象是教學(xué)內(nèi)容改革，結(jié)合教學(xué)形式的改革。而教學(xué)改革的決策方式基本與教育決策過(guò)程類似，其核心過(guò)程就是對(duì)教學(xué)課程相關(guān)信息的搜集、判斷、選擇與評(píng)估。教學(xué)改革的主要推動(dòng)力是知識(shí)上的三個(gè)方面的需求：學(xué)生知識(shí)需求、教師知識(shí)需求和崗位知識(shí)需求。

二、教學(xué)決策現(xiàn)狀與實(shí)現(xiàn)途徑

早期教育界以及教師行業(yè)，對(duì)于教育目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容的決策分析主要依據(jù)就是以下幾個(gè)方面：個(gè)人知識(shí)積累與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；專業(yè)設(shè)置的教學(xué)大綱；行業(yè)、用人單位崗位需求信息；其他院校教育教學(xué)實(shí)踐。此類決策基本思想其實(shí)都是一樣的，以知識(shí)為本、學(xué)科為本，其決策結(jié)果主要是三種類型知識(shí)：理論知識(shí)、實(shí)踐知識(shí)和應(yīng)用能力。與現(xiàn)代決策體系相比，不具備明確操作性、不能數(shù)字化、不具備穩(wěn)定性、更新速度慢。

教學(xué)決策支持系統(tǒng)出現(xiàn)后，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)以及高校信息化的發(fā)展，出現(xiàn)了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)決策系統(tǒng)，但總體來(lái)說(shuō)由于系統(tǒng)自身與生俱來(lái)的自閉性，使得決策系統(tǒng)往往不能及時(shí)跟上實(shí)際需要，不能及時(shí)反饋給決策者所需要的信息。

三、“購(gòu)物車教學(xué)決策模式”設(shè)計(jì)

（一）當(dāng)前教學(xué)改革的主要需求分析

學(xué)生需求：學(xué)生需要最新的符合個(gè)性發(fā)展需要的知識(shí)，能夠提高自身在未來(lái)社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)能力的知識(shí)。

教師需求：教師需要符合現(xiàn)代教育理念、能展示自身水平和反映所授課程思想的教學(xué)內(nèi)容和信息。

崗位需求：社會(huì)需要大量適應(yīng)行業(yè)、崗位需求的人才，要求他們擁有符合行業(yè)、崗位專業(yè)性的知識(shí)和能力。

教育機(jī)構(gòu)需求：主要是教學(xué)內(nèi)容能否符合當(dāng)前教育政策、符合教育規(guī)律、符合教育機(jī)構(gòu)現(xiàn)有條件的實(shí)施要求。

其他需求：比如用人單位對(duì)人才的專業(yè)特殊需要、學(xué)科交叉的教學(xué)需要等等。

（二）“購(gòu)物車教學(xué)決策模式”基本思想

1.按照決策內(nèi)容指定購(gòu)物車數(shù)量。如“網(wǎng)絡(luò)信息購(gòu)物車”、“行業(yè)需求購(gòu)物車”、“社會(huì)需求購(gòu)物車”、“職業(yè)需求購(gòu)物車”等。這里我們稱之為“三級(jí)購(gòu)物車”，基于云計(jì)算平臺(tái)構(gòu)建。

2.利用云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建購(gòu)物車內(nèi)容，生成數(shù)據(jù)集，并進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，獲得實(shí)際有用的決策信息，生成“學(xué)生購(gòu)物車”、“教師購(gòu)物車”、“崗位購(gòu)物車”等。這里我們稱之為“二級(jí)購(gòu)物車”。它在“三級(jí)購(gòu)物車”的內(nèi)容基礎(chǔ)上，基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)生成。

3.根據(jù)教育改革需求，我們通過(guò)設(shè)計(jì)相關(guān)決策算法，選擇生成最終決策信息。這里我們稱之為“一級(jí)購(gòu)物車”。基于決策樹算法生成。

4.利用決策算法給出的決策信息應(yīng)用于數(shù)據(jù)庫(kù)，最后做出決策結(jié)論。

此模式的一個(gè)最大優(yōu)點(diǎn)在于，完全基于計(jì)算機(jī)信息平臺(tái)獲得決策信息，決策過(guò)程完全信息化，而且決策結(jié)論很方便地應(yīng)用于多個(gè)不同決策方面，比如教改的大綱修訂、教改的內(nèi)容確定、教改的教材選擇等方面，所以效率會(huì)非常高。

（三）應(yīng)用于教材選擇實(shí)驗(yàn)

為了驗(yàn)證此模式的效果，我們做了一個(gè)教材選擇的對(duì)比試驗(yàn)，此實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖峭ㄟ^(guò)決策系統(tǒng)選擇符合教學(xué)要求的一批教材以供教學(xué)使用。

本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境：有50套教材，我們通過(guò)決策體系制定選擇標(biāo)準(zhǔn)，再根據(jù)教材內(nèi)容和特點(diǎn)，選擇符合決策要求的教材作為最終教材。因?yàn)檫x擇過(guò)程有時(shí)間消耗，為此我們又備了另外50套與本課程無(wú)關(guān)的教材作為干擾因素，以便對(duì)比兩套方案的時(shí)間效率，也就是要從100套教材中選擇最合適的教材。

第一套方案：我們首先使用傳統(tǒng)選擇教材方法，通過(guò)教改大綱結(jié)合教師自己的判斷制定出選擇的決策依據(jù)，并考察每本教材內(nèi)容與特點(diǎn)，從100套教材中選擇出所有自己認(rèn)為符合要求的教材。

第二套方案：基于“購(gòu)物車決策模式”設(shè)計(jì)一套決策算法，并使用微軟.NET編程系統(tǒng)編寫出軟件，通過(guò)云計(jì)算平臺(tái)確定獲得教改內(nèi)容，這個(gè)內(nèi)容不依賴人工干預(yù)，完全由系統(tǒng)自主完成，并生成決策結(jié)論作為教材選擇依據(jù)，這樣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下圖所示。

基于“購(gòu)物車決策模式”教材選擇系統(tǒng)

這套軟件系統(tǒng)一共分為3層，其中第一層的“三級(jí)購(gòu)物車”的內(nèi)容來(lái)自于云計(jì)算平臺(tái)，它是整個(gè)軟件系統(tǒng)的基礎(chǔ)，其主要功能是確定課程主要內(nèi)容，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)自行尋找并獲得該門課程教材當(dāng)前必須具備的內(nèi)容。這也是使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)最大的特點(diǎn)之所在，它使得教改全過(guò)程完全脫離人工干預(yù)。第二步基于“三級(jí)購(gòu)物車”通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘，獲得關(guān)鍵性決策信息，得到“二級(jí)購(gòu)物車”，它是“三級(jí)購(gòu)物車”內(nèi)容的二次分析與提煉。通過(guò)其中最后一步可以使用ID3決策樹算法實(shí)現(xiàn)，得到一個(gè)決策樹，這種算法成熟穩(wěn)定，能夠確保最后決策信息的有效性。最后根據(jù)這個(gè)決策樹應(yīng)用于教材庫(kù)的100套教材的選擇決策上，最終獲得一個(gè)教材選擇清單。

（四）對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果

為了比較，我們對(duì)兩套方案的時(shí)間和所選擇教材質(zhì)量進(jìn)行對(duì)比，比較結(jié)果如下表所示。

決策系統(tǒng) 決策時(shí)間消耗 教材選擇數(shù)量 教材選擇質(zhì)量人工 7天 10 符合教改要求基于云計(jì)算軟件系統(tǒng) 6個(gè)小時(shí) 9 8套符合教改要求，1套不符合。

其中人工決策由于需要事先針對(duì)專業(yè)調(diào)研，并組織教師、專家討論，需要多人多次會(huì)議討論，花去時(shí)間較多。另外，由于教材庫(kù)內(nèi)容較多，人工查看選擇耗時(shí)也很多，尤其是干擾教材消耗較多時(shí)間。教師最終選擇出10套符合教改要求的教材。

拋開軟件開發(fā)時(shí)間不算，設(shè)定好教材所屬課程名稱后，基于云計(jì)算軟件系統(tǒng)速度上遠(yuǎn)勝過(guò)傳統(tǒng)方式，其中軟件實(shí)際運(yùn)行時(shí)間只有1個(gè)小時(shí)不到而已，更多的時(shí)間是前期的軟件參數(shù)設(shè)置和教材庫(kù)建立需要人工建立導(dǎo)致較長(zhǎng)時(shí)間的消耗，云計(jì)算提供的網(wǎng)絡(luò)信息獲取由于其先天的效率高，使得在時(shí)間消耗上勝過(guò)人工方式，且選則的教材數(shù)量也少于人工選擇的教材數(shù)量。但是也由于軟件系統(tǒng)的缺陷，教材選擇的質(zhì)量并不完美，但是瑕不掩瑜，相信隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，云計(jì)算技術(shù)、人工智能技術(shù)終究能夠解決這一問(wèn)題。

“購(gòu)物車教學(xué)決策模式”可以應(yīng)用于教學(xué)決策的多個(gè)領(lǐng)域，解決多種教改的決策問(wèn)題，最關(guān)鍵的是這種決策模式使得決策過(guò)程可控、可見、可重復(fù)，它既是數(shù)字化技術(shù)的成果，也是人類智力的結(jié)晶。通過(guò)最后的實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)，這套基于云計(jì)算的教學(xué)決策模式在實(shí)踐中獲得了很好的效果，極大地提高了決策效率。

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