基于輕量級大數(shù)據(jù)理論的個性化學習平臺構(gòu)建

喻晗

摘要

個性化教學是素質(zhì)教育的必由之路。隨著信息化的高速發(fā)展，基于大數(shù)據(jù)的個性化教學是教育技術(shù)發(fā)展的趨勢，輕量級大數(shù)據(jù)在有限的數(shù)據(jù)集中運用大數(shù)據(jù)理論去尋找信息的規(guī)律。其核心思想是依托現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，同時加入一些特定的訓練，形成決策信息，通過行動的反饋來驗證訓練的正確性，進而對訓練進行調(diào)整，促進教育信息化到智慧教育的快速發(fā)展。依托輕量級大數(shù)據(jù)理論設(shè)計的個性化學習平臺將真正成為“因材施教”的有力助手。

【關(guān)鍵詞】輕量級大數(shù)據(jù) 個性化教學 個性化學習平臺

1個性化教學的重要性

個性化教學是素質(zhì)教育的必由之路。個性化教學的思想在中國古代最早可追溯到孔子時期，他提出“因材施教”思想，對我國的教育事業(yè)發(fā)展有著重要的意義。“因材施教”在教學過程中，是一項重要的教學方法和原則。每個學生都存在著不同的性格特點、學習能力、知識水平以及學習素質(zhì)，在教學的過程中，教師應(yīng)尊重學生的個體差異，掌握每個學生的特點，了解學生的認知需求，即學生需要學什么，教師便需要教什么，教師起到引導作用，學生則是自主性的學習。

2個性化教學的現(xiàn)狀

現(xiàn)今，大部分師生已經(jīng)深刻認識到個性化教學的重要性，但是在具體的教學過程中會遇到許多困難。高中階段以前的學生，因其自身心理發(fā)育原因，對學習的認識基本停留在勤奮和懶惰、愛學和不愛學、感興趣和不感興趣上，對于自己想要什么樣的學習方法和學習模式無從表達。而教師在面對較重的教學任務(wù)，過多的學生時，不依靠外界幫助，很難針對每一節(jié)課去給每一個學生設(shè)計不同的教學過程和教學目標，很難做到個體和整體的統(tǒng)一。

其實，這都是大量模糊數(shù)據(jù)和繁雜數(shù)據(jù)產(chǎn)生的問題。隨著信息時代的到來，教育信息化的引入，為我們解決這些問題帶來了契機。

3輕量級大數(shù)據(jù)理論的應(yīng)用

3.1個性化學習平臺上大數(shù)據(jù)理論應(yīng)用的難點

大數(shù)據(jù)本身是一個比較抽象的名詞，狹義上講大數(shù)據(jù)是指龐大的數(shù)據(jù)，這種數(shù)據(jù)規(guī)模巨大，并且繁雜多樣，很難直觀的看出其中的聯(lián)系，但是這些數(shù)據(jù)又是具有一定價值的真實數(shù)據(jù)。而現(xiàn)在我們提到的大數(shù)據(jù)，已經(jīng)不僅僅指向單純的數(shù)據(jù)本身了，而是不用抽樣調(diào)查、隨機分析法捷徑，把所采用的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)挖掘、分析處理，提出有用的特征點，從而實現(xiàn)信息的精準推送，為行動提供決策指引。

3.2輕量級大數(shù)據(jù)理論

輕量級大數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)的一種特例，同樣遵循著大數(shù)據(jù)的思想，在有限的數(shù)據(jù)集中運用大數(shù)據(jù)理論去尋找信息的規(guī)律。其核心思想是依托現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，同時加入一些特定的訓練，形成決策信息，通過行動的反饋來驗證訓練的正確性，進而對訓練進行調(diào)整，使計算機系統(tǒng)擁有自我學習的能力。

4基于輕量級大數(shù)據(jù)理論的個性化學習平臺構(gòu)建

4.1基于數(shù)據(jù)的個性化學習平臺整體框架

首先我們應(yīng)該明確，數(shù)據(jù)在整個平臺中起到主導作業(yè)。因此平臺的構(gòu)建是以數(shù)據(jù)為導向，為教學提高服務(wù)。在設(shè)計之初，我們應(yīng)該拋棄傳統(tǒng)的模塊界面（例如：主界面、課前資源、教師批改等）設(shè)計思想，進而對以數(shù)據(jù)為核心做整體設(shè)計。平臺的構(gòu)建主要有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)量化、數(shù)據(jù)分析、精準推送、數(shù)據(jù)反饋、訓練學習等模式。如圖l所示。

4.2數(shù)據(jù)采集接口

數(shù)據(jù)采集接口作為整個系統(tǒng)的起始端，應(yīng)該要求能具有良好的兼容性和可擴展性。例如，能夠?qū)咏虅?wù)系統(tǒng)取得教師和學生的基本信息。同時也能為第三方系統(tǒng)提供服務(wù)，例如，能夠為第三方軟件上傳學生課堂成績提供API。因此，在設(shè)計的時候應(yīng)該采用類似于帶有加密的HTTPS Web API技術(shù)實現(xiàn)。

要注意的是，作為大數(shù)據(jù)理論的平臺，數(shù)據(jù)采集接口必須支持數(shù)據(jù)反饋的回傳數(shù)據(jù)，以使系統(tǒng)能夠持續(xù)的改進。

4.3數(shù)據(jù)量化

做為整個系統(tǒng)的核心功能，也是實現(xiàn)輕量級大數(shù)據(jù)理論的關(guān)鍵點，數(shù)據(jù)量化解決了兩個問題。第一個，將孤立的數(shù)據(jù)（課堂評價、學生課堂成績）轉(zhuǎn)化成學生的能力值，為精準推送提供依據(jù)。第二個，因為數(shù)據(jù)量遠遠沒有達到大數(shù)據(jù)的要求，因此加入了機器訓練數(shù)據(jù)集，這個訓練集將融合學生的能力值，共同運算產(chǎn)生精準推送的結(jié)果。在設(shè)計數(shù)據(jù)量化模塊中，必須注意的是，學生能力值的屬性選擇，例如包括學習能力、認知能力、協(xié)作能力、記憶力、溝通能力等等。

4.4精準推送

平臺可以把根據(jù)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，分別給指定的學生不同的學習資源和學習目標，因材施教地培養(yǎng)學生，教師可以不再根據(jù)學生的基礎(chǔ)花費大量時間來設(shè)計適合每個學生的教學

4.5數(shù)據(jù)反饋

數(shù)據(jù)反饋的作用是將整個系統(tǒng)形成一個環(huán)路，即所有的數(shù)據(jù)都是有聯(lián)系有價值的，不產(chǎn)生信息孤島。部分數(shù)據(jù)直接送入數(shù)據(jù)采集接口進入系統(tǒng)，而與預期偏差的結(jié)果將送入訓練學習模塊進行分析，持續(xù)改進訓練數(shù)據(jù)集。

4.6訓練學習

在前面我們已經(jīng)講述了，自適應(yīng)系統(tǒng)的優(yōu)勢所在，訓練學習模塊將使系統(tǒng)擁有自我學習的能力，通過偏差與修正，系統(tǒng)能夠?qū)⒎答伒臄?shù)據(jù)進行分析，然后持續(xù)改進訓練數(shù)據(jù)集，來實現(xiàn)輕量級大數(shù)據(jù)理論的應(yīng)用。在設(shè)計訓練學習的模塊中，我們可以界面成熟的人工智能算法，同時這部分算法也是一個重要的研究方向。

5結(jié)束語

從教育的發(fā)展來看，個性化教學是發(fā)展的必然趨勢。在告訴發(fā)展的信息時代，基于大數(shù)據(jù)的個性化教學是教育技術(shù)發(fā)展的趨勢，利用輕量級大數(shù)據(jù)理論，充分使用了大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，同時也規(guī)避了數(shù)據(jù)過少的問題，對學生數(shù)據(jù)進行量化分析，再預測出適合學習者發(fā)展的個性化學習時刻跟隨學習者的動態(tài)，不斷地反饋給教師，不斷的產(chǎn)生數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)，整個系統(tǒng)形成一個良性發(fā)展的回環(huán)，從而優(yōu)化學習效果，促進教育信息化到智慧教育的快速發(fā)展。

參考文獻

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