智慧教育推動(dòng)教學(xué)創(chuàng)新變革的研究

趙志剛 趙志方

（1.浙江工業(yè)大學(xué)，浙江 杭州 310014；（2.浙江傳媒學(xué)院，浙江 杭州 310018）

智慧教育推動(dòng)教學(xué)創(chuàng)新變革的研究

趙志剛1,2趙志方1,★

（1.浙江工業(yè)大學(xué)，浙江 杭州 310014；（2.浙江傳媒學(xué)院，浙江 杭州 310018）

隨著互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代的到來，數(shù)字化教育將會(huì)向智慧教育的方向發(fā)展，智慧教育將會(huì)變革和創(chuàng)新以往的學(xué)習(xí)方式、教學(xué)方式和評(píng)價(jià)方式，智慧教育為學(xué)習(xí)者提供了個(gè)性化的混合式教育模式。本文介紹了我院“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程在思科網(wǎng)院、百度云課堂、Blackboard系統(tǒng)中開展在線智慧教學(xué)的相關(guān)實(shí)踐，特別指出了借助智能化的學(xué)習(xí)分析技術(shù)來收集、處理教學(xué)數(shù)據(jù)，分析評(píng)估學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為并進(jìn)行必要的干涉，以便及時(shí)提高和改進(jìn)教學(xué)效果。隨著系統(tǒng)中教學(xué)數(shù)據(jù)的不斷豐富，可借助大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)進(jìn)行進(jìn)一步地分析以促進(jìn)智慧學(xué)習(xí)。

智慧教育；教學(xué)創(chuàng)新；大數(shù)據(jù)；學(xué)習(xí)分析；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程

1 智慧教育的意義

智慧教育的本意是應(yīng)用新一代信息技術(shù)，變革今天依然停留在工業(yè)時(shí)代的“教學(xué)工廠”式學(xué)校教育，提升教育系統(tǒng)的效率和智能化程度，為信息社會(huì)培養(yǎng)適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的人才。智慧教育的目標(biāo)是提高教學(xué)、科研、管理的水平與效率，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力。當(dāng)前教育云計(jì)算搭建了智慧教育的基礎(chǔ)架構(gòu)，大數(shù)據(jù)推動(dòng)智慧教育實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)使智慧教育邁向互動(dòng)、物聯(lián)網(wǎng)使智慧教育智能化。許多國(guó)家已將智慧教育作為其未來教育發(fā)展的重大方向，數(shù)字教育轉(zhuǎn)型智慧教育已是全球教育發(fā)展的趨勢(shì)。

2 智慧教育的創(chuàng)新價(jià)值

2.1 創(chuàng)新學(xué)習(xí)方式

智慧教育教學(xué)，將會(huì)與傳統(tǒng)的高校課堂學(xué)習(xí)共存，并起到有益的補(bǔ)充作用。目前，世界上知名大學(xué)（如斯坦福、清華等）和一些先進(jìn)的教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)相繼進(jìn)行了大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)開放課程的嘗試，越來越多的學(xué)生可以自己加入所喜歡的課程進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí)、社交化學(xué)習(xí)，并取得有價(jià)值的等同于學(xué)分的相應(yīng)認(rèn)證，這顛覆了傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式，這是一種集網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)與課堂學(xué)習(xí)為一體的混合型的學(xué)習(xí)方式。

2.2 創(chuàng)新教學(xué)方式

在智慧教育時(shí)代，學(xué)生的多空間學(xué)習(xí)行為增多，體現(xiàn)在使用網(wǎng)絡(luò)或移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)終端查閱及搜索資料、下載應(yīng)用、閱讀文獻(xiàn)，教師的教學(xué)主導(dǎo)角色也要積極適應(yīng)這種變化。教師應(yīng)拓寬自身知識(shí)水平，為學(xué)生自主課外學(xué)習(xí)提供必要的幫助。項(xiàng)目式研討式的教學(xué)模式也可借鑒。教師還可以對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行持續(xù)跟蹤，獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)，其中包含學(xué)習(xí)者之間的互動(dòng)數(shù)據(jù)以及學(xué)習(xí)者與教學(xué)資源間的互動(dòng)數(shù)據(jù)，教師把這些數(shù)據(jù)應(yīng)用到傳統(tǒng)教學(xué)中以隨時(shí)改進(jìn)和提高教學(xué)效果。

2.3 創(chuàng)新評(píng)價(jià)方式

在課程評(píng)價(jià)上，摒棄教師主觀印象的及靠考試分?jǐn)?shù)定終身的考核評(píng)價(jià)方式?？山柚诖髷?shù)據(jù)技術(shù)的智能化的學(xué)習(xí)分析技術(shù)，對(duì)學(xué)生的能力與知識(shí)建構(gòu)進(jìn)行評(píng)價(jià)，力求為學(xué)生提個(gè)性化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，并評(píng)估制定的學(xué)習(xí)計(jì)劃是否能有效幫助學(xué)生加強(qiáng)學(xué)習(xí)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)教學(xué)過程中可能存在的問題并及時(shí)干預(yù)，從而實(shí)現(xiàn)“智慧化”評(píng)價(jià)。

3 智慧教學(xué)設(shè)計(jì)及實(shí)踐

3.1 思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院課程

思科網(wǎng)院在全球擁有萬所學(xué)院，支持全球百萬名學(xué)生同時(shí)在線學(xué)習(xí)。思科網(wǎng)絡(luò)學(xué)院采用靈活的E-learning教學(xué)方式，最新推出的基于云的交互式學(xué)習(xí)環(huán)境NetSpace能夠支持移動(dòng)終端的訪問。配合最好的Packet Tracer仿真軟件，每個(gè)課程在規(guī)劃的開始即設(shè)定了相應(yīng)的實(shí)戰(zhàn)練習(xí)。使用以ELearning為核心的思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院在線系統(tǒng)（Netspace），教師和思科可以在線評(píng)估學(xué)生成績(jī)表現(xiàn)，并隨時(shí)做出恰當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以便更加符合教學(xué)的實(shí)際需要。我院把思科的CCNa認(rèn)證和網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)進(jìn)行結(jié)合，在教學(xué)方式上打破了理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)分離的傳統(tǒng)教學(xué)模式，在同一課堂上同時(shí)完成理論和操作教學(xué)，學(xué)生邊學(xué)邊練，通過實(shí)際操作增強(qiáng)了其對(duì)網(wǎng)絡(luò)理論的理解，也增強(qiáng)了應(yīng)用能力?？己朔绞缴希雽?shí)際操作考試。這種模式大大提高了學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。Netspace系統(tǒng)借助追蹤學(xué)生通過本學(xué)期CCNa的數(shù)目（〉=75分）、活躍的學(xué)生數(shù)量（過去1年里，完成至少一次章節(jié)測(cè)驗(yàn)的學(xué)生人數(shù)）以及學(xué)生的反饋來統(tǒng)計(jì)分析這個(gè)在線課程的質(zhì)量。教學(xué)過程中引入Cisco aspire，進(jìn)行游戲化教學(xué)，提高學(xué)生的興趣。

3.2 網(wǎng)易云課堂課程

鼓勵(lì)學(xué)生注冊(cè)網(wǎng)易云課堂，或下載手機(jī)aPP進(jìn)行隨時(shí)的學(xué)習(xí)。這個(gè)在線教育平臺(tái)基于云技術(shù)，為用戶提供個(gè)性化教學(xué)服務(wù)，在每個(gè)人的課堂里面包括“在線的課程”、“收藏的課程”和“已完成的課程”三個(gè)服務(wù)，記錄用戶的終生學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)。云課堂的筆記服務(wù)，記錄了學(xué)習(xí)者重要的學(xué)習(xí)行為習(xí)慣。云課堂的“問答”服務(wù)使用戶在學(xué)習(xí)的全過程中，對(duì)課程的難點(diǎn)和疑點(diǎn)進(jìn)行提問，并及時(shí)得到回答，這項(xiàng)功能滿足了在線學(xué)習(xí)的社交需求。學(xué)生在云課堂上完成作業(yè)、測(cè)試，查看幫助、獲得求助、進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，享受類似于現(xiàn)實(shí)中的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

3.3 BlackBoard系統(tǒng)課程的擴(kuò)展

我院的各項(xiàng)課程都借助學(xué)校引進(jìn)的Blackboard學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)展開，首先把課程-“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)a”的各種教學(xué)資源放在網(wǎng)上讓學(xué)生課余輔助學(xué)習(xí)，Blackboard學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)只有簡(jiǎn)單的分析功能，根據(jù)Johnson等學(xué)者對(duì)學(xué)習(xí)分析技術(shù)的定義，學(xué)習(xí)分析指的是對(duì)學(xué)生生成的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋和分析，以評(píng)估學(xué)生學(xué)業(yè)進(jìn)展，預(yù)測(cè)未來表現(xiàn)，并發(fā)現(xiàn)潛在問題。數(shù)據(jù)可以來自學(xué)生的顯性或隱性學(xué)習(xí)行為，如完成作業(yè)、參加考試、參與課外活動(dòng)、論壇發(fā)帖等。我們借助學(xué)習(xí)分析技術(shù)來為智慧學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)提供保障。依托學(xué)習(xí)分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程智慧教學(xué)的設(shè)計(jì)過程是：

（1）收集數(shù)據(jù)

從學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)中（如我校購買的Blackboard系統(tǒng)）收集學(xué)生的行為信息如下載資料的次數(shù)、在線學(xué)習(xí)的活躍時(shí)間等；從論壇中收集學(xué)習(xí)的交流互動(dòng)數(shù)據(jù)，如帖子數(shù)、互動(dòng)數(shù)、討論話題的內(nèi)容等。

（2）處理數(shù)據(jù)

把學(xué)生在Blackboard系統(tǒng)的“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”教學(xué)平臺(tái)上的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行量化：如與其他人相比，在本教學(xué)網(wǎng)站上學(xué)習(xí)的時(shí)間；登錄站點(diǎn)的頻率；重犯相同錯(cuò)誤的概率等。

（3）進(jìn)行學(xué)習(xí)分析

當(dāng)學(xué)生在Blackboard系統(tǒng)的“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”平臺(tái)學(xué)習(xí)的時(shí)候，系統(tǒng)能夠根據(jù)其學(xué)習(xí)的行為數(shù)據(jù)，記錄學(xué)習(xí)者的需求。如某個(gè)學(xué)生在“子網(wǎng)劃分”這個(gè)知識(shí)點(diǎn)上駐足的時(shí)間比其他同學(xué)顯著增長(zhǎng)，分析系統(tǒng)即可判定該學(xué)生對(duì)此知識(shí)點(diǎn)要么感到困惑，要么比較感興趣，則系統(tǒng)快速推薦相關(guān)的輔助資源，同時(shí)提醒教師適當(dāng)調(diào)整教學(xué)。

系統(tǒng)還應(yīng)該能對(duì)每個(gè)學(xué)習(xí)者完成長(zhǎng)時(shí)間的學(xué)習(xí)行為記錄進(jìn)行分析，包含社交信息、論壇信息、興趣方向信息、學(xué)習(xí)狀態(tài)信息等，以便進(jìn)行個(gè)性化的推送，個(gè)人學(xué)習(xí)行為狀態(tài)的追蹤和調(diào)整等。其學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)量可能會(huì)不斷增加，可借助大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)進(jìn)一步分析。分析過程中可以借助分析軟件Gephi、SPSS等，也可根據(jù)學(xué)校的教學(xué)具體情況自行設(shè)計(jì)開發(fā)（如借助開源工具Sakai進(jìn)行二次開發(fā)）。

（4）干預(yù)學(xué)習(xí)者行為

學(xué)習(xí)分析的結(jié)果可用來評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)者的當(dāng)前學(xué)習(xí)狀態(tài)，系統(tǒng)可同時(shí)提供反饋意見，由分析結(jié)果判定學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效果的好壞。并在階段性或最終的學(xué)習(xí)評(píng)估前進(jìn)行有效干預(yù)，有針對(duì)性地調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容和方法，如對(duì)于學(xué)生普遍感到困難“子網(wǎng)劃分”的內(nèi)容進(jìn)一步組織習(xí)題課與實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)加深認(rèn)識(shí)，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效果。

4 結(jié)束語

本文介紹了實(shí)施智慧教育的必要性，結(jié)合了不同網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)管理平臺(tái)對(duì)課程進(jìn)行了智慧教學(xué)的實(shí)踐嘗試。設(shè)計(jì)并搭建了基于學(xué)習(xí)分析技術(shù)的教學(xué)平臺(tái)，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)方式和評(píng)估方式創(chuàng)造出更多的可能性和靈活性，促進(jìn)教學(xué)模式的改變和教學(xué)過程的優(yōu)化。通過對(duì)教學(xué)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的挖掘與分析，識(shí)別學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)問題的學(xué)生，并主動(dòng)幫助或干預(yù)。為學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)提供智能化和自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)和分析手段，減輕教師的工作負(fù)擔(dān)，提高學(xué)習(xí)者的用戶體驗(yàn)。能夠引導(dǎo)學(xué)習(xí)者自我激勵(lì)和管理，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，同時(shí)也在一定程度上提高了教學(xué)效果。

[1]柯清超．大數(shù)據(jù)與智慧教育[J]．中國(guó)教育信息化，2013，12 (24)：8-11．[2]云亮，趙龍剛，李馨遲．智慧教育互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代的教育大轉(zhuǎn)型[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2016．

[3]王濟(jì)軍．大數(shù)據(jù)與智慧教育智慧教育引領(lǐng)教育的創(chuàng)新與變革-技術(shù)與教育深度融合的視角[J]．現(xiàn)代教育技術(shù)，2015，25(5)：53-58．

Study on the Reform of Wisdom Education to Promote the Innovation of Teaching

Zhao Zhigang1,2Zhao Zhifang1,*
(1.Zhejiang University of Technology,Hangzhou 310014,Zhejiang; 2.Zhejiang University of Media and Communications,Hangzhou 310018,Zhejiang)

With the advent of the Internet era+,digital education will develop in the direction of wisdom education.Wisdom education will change and innovate the previous learning methods,teaching methods and evaluation methods,and will provide personalized hybrid mode of education for learners.This paper describes the relevant practice of the online wisdom teaching of the computer network course in the Cisco network academy,Baidu cloud classroom and Blackboard system.It points the application of intelligent learning analysis technology in data collection and procession.It also analyses and evaluates the learning behavior of learners and gives necessary intervention to improve teaching effect timely.With the continuouse enrichment of the teaching data in the system,we can give the further analysis with the big data analysis platform to promote the wisdom learning.

wisdom education;teaching innovation;big data;study analysis;computer network course

G420

a

1008-6609(2016)03-0020-02

趙志剛，男，河南洛陽人，碩士，講師，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用，教育信息化，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。

*通訊作者：趙志方，女，河南洛陽人，博士，教授，研究方向：教育信息化，數(shù)值仿真。

2015年度浙江省教育技術(shù)研究規(guī)劃課題“大數(shù)據(jù)時(shí)代基于學(xué)習(xí)分析技術(shù)的智慧教學(xué)研究”，項(xiàng)目編號(hào)：JB031；浙江省自然科學(xué)基金“基于已有工程和溫度-應(yīng)力試驗(yàn)的超高摻量粉煤灰常態(tài)大壩混凝土早齡期抗裂性研究”，項(xiàng)目編號(hào)：LY14E090006；浙江省2015年度高等教育課堂教學(xué)改革項(xiàng)目“項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)”一體化教學(xué)法在“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程中的探索與實(shí)踐”，項(xiàng)目編號(hào)：kg2015288；浙江傳媒學(xué)院2015年度重點(diǎn)課程“網(wǎng)絡(luò)管理與維護(hù)”的階段性成果，項(xiàng)目編號(hào)：AB02970。