智慧教育環(huán)境下智慧學習空間的應用分析

鄂艷

[摘 要]以智慧學習空間為例，闡述其在數據采集與數據分析方面的優(yōu)勢，以及通過大數據對監(jiān)測和評價教學、優(yōu)化學習行為、助力教師發(fā)展等方面所發(fā)揮的重要作用，提出建設和運用智慧學習空間的策略。

[關鍵詞]智慧教育；智慧學習空間；大數據

隨著人工智能、大數據、云計算逐漸進入教育領域，教育信息化迎來了高速發(fā)展的春天。2018年，教育部印發(fā)《教育信息化2.0 行動計劃》，明確提出要加大教育信息化的投入力度，加強頂層設計和工作指導，積極開展智慧教育的創(chuàng)新研究和實踐，積極探索智慧教育的先進經驗和做法。為此，南京市政府將智慧校園的創(chuàng)建納入教育民生工程，開啟了智慧教育的全面推進工作，致力于通過智慧管理、智慧教學，打造高效、智能的智慧課堂。

一、智慧教育的內涵

信息技術在教育教學中的應用，使傳統(tǒng)的“單向式”“注入式”課堂發(fā)生了很大轉變，使教師的教育理念得到更新，使教學活動呈現出“e時代”的新特征，促進了新技術與教育教學的深度融合。所謂智慧教育，就是指在教育信息化的背景下，依托網絡技術，通過智慧教學、智慧管理、智慧服務等數字化平臺的構建，在教學中運用數字化、智能化技術，為教師、學生和管理者提供智能分析和決策，拓展教育的時間和空間，提高教育教學質量，促進學生智慧發(fā)展。

二、智慧學習空間的發(fā)展

教育信息化在我國的發(fā)展歷經了遠程教育、網絡教育、數字教育、移動教育、互聯(lián)網教育等階段，涌現出慕課、微課、翻轉課堂、混合式學習等各有特色的教學方法或形式。慕課是大規(guī)模的在線開放課程，可以滿足上萬名不同國界的人同時學習；微課強調突破重點、短小精悍；翻轉課堂打破了課堂的界限，重組教學形式，構建了新型的師生關系，同時“先學后教”也對學生自主學習能力提出了更高的要求；混合式學習則是把多種學習方式與教學方法相融合，嘗試在適當的時間用適當的技術為適當的人達成適當的教學目標。

智慧學習空間在智慧教育理念的指導下，依托網絡學習平臺在學習的各個環(huán)節(jié)對數據進行智能采集和分析，通過蟻群算法為學生提供最優(yōu)的學習路徑，推送個性化的學習資源，為教師教學提供及時的反饋和精準的學情分析，幫助管理者做出科學決策。智慧學習空間也在網絡環(huán)境下實施教學，目的也是實現教學效果的最優(yōu)化。但其數據分析和數據挖掘能力更優(yōu)于前述其他教學模式，它的學情跟蹤特點更有利于個性化教學和分層教學，滿足學生的多樣化需求，可讓學習得到精準補償。智慧學習空間建立在翻轉課堂、數字化學習基礎上，是現階段教育信息化發(fā)展的主流方向。

三、大數據支撐下智慧學習空間的教育應用

智慧教育包括智慧教學，智慧教學的核心是智慧學習空間的搭建和應用。以下，是對12所應用智慧學習空間的學校進行系統(tǒng)分析、梳理、對比后所提煉出的共性。

1.關注數據分析，提升教學效率，為教學提供智能決策

大數據擁有體量大、全樣本、全過程的特點，通過數據計算和分析，可以對學習者的信息進行深度挖掘，發(fā)現個體差異，實現個性化學習。在傳統(tǒng)教學中，教師課前憑經驗主觀判斷學情，預設大多從零開始，而按照預設的教學內容和教學難度上課，其實很難滿足學生的需求，有的學生“吃不飽”，有的學生“吃不了”，久之，學生的注意力就會分散，養(yǎng)成不專心的習慣。智慧學習空間可以解決這一難題。教師在課前可為學生提供包括各種知識點和重難點的學習單和微課等資源，使預習內容更加生動具體，更便于學生的自主學習。智慧平臺將反饋學生自主學習的數據報告，為教師上課提供精準的學情分析，及時調整教學重點和進度。在課中，通過對學生的學習過程進行動態(tài)監(jiān)控和實時記錄，教師可以更全面地了解學生的學習情況，為教學提供現實依據，真正做到“因材施教、以學定教”。

例如“組合圖形的面積”一課，教學重點是運用“添補求差”“分割求和”和“割補轉化”的方法計算組合圖形的面積。此前，學生已經通過生活經驗對平面圖形、組合圖形有了一定的認識，掌握了一些解決簡單圖形問題的方法。教師課前針對本課內容進行了測試，發(fā)現學生完全掌握了基本圖形的面積公式，基本掌握了重點內容“添補求差”“分割求和”，但對于“割補轉化”方法，因其相對抽象，錯誤率較高，于是教師在課上就分配了較多時間重點講授這一知識點。同時利用白板的翻轉、拖動功能，將不規(guī)則圖形轉化成規(guī)則圖形，讓學生更直觀地理解“割補轉化”。這種課堂模式，有助于教師及時掌握學情，調整課堂教學內容和重難點，更好地設計課堂教學活動和教學內容。

2.智能數據采集，對教學過程進行動態(tài)監(jiān)測和評價

智慧學習空間的數據采集和分析貫穿整個教學過程，包括課前掌握學情，課中和課后進行數據實時采集、測量與分析。通過課堂練習實時檢測，課后作業(yè)跟蹤評價這種全樣本的數據采集，可形成完整的個人學習檔案和評價體系，幫助教師發(fā)現問題及預測學生表現，通過對學習過程進行有效干預，改善學習效果。

以南京市某學校的學習分析平臺為例，該平臺可以對某個學生一段時間內的學習情況進行數據追蹤和分析，生成相應的成績分布圖，同時也能以班級和年級為單位，分析學生的成績分布及變化情況（見表1）。

從表中可以看出，該班級數學平均成績高于年級平均水平；與其他知識點相比，學生對“分數的除法”掌握得不好，教師需要著重講解和練習；學生B的成績高于班級平均分，學生A對上述知識點的學習存在困難，學生C出現了退步。由此可知，學生A和C都需要教師及時關注與干預。

3.優(yōu)化學習行為，為學習者推送個性化學習資源

智慧學習空間的另一重要功能是實時記錄跟蹤學情和個性化的資源推送，根據學生的學習結果生成數據分析報告，讓學生了解易錯點，針對薄弱環(huán)節(jié)進行補償訓練。此外，還能將錯題進行重新匹配和典型推送，使學生能夠進行有針對性的練習和鞏固，有的放矢，達到事半功倍的效果（見表2）。

根據表2，教師可以在平臺上選擇一周、一月或者近半年時間內的若干知識點，自定義選擇0-99%得分率的錯題，按照從低到高或從高到低的方式進行補償訓練，選擇錯題重做和錯題拓展兩個梯度，對錯題多次訂正和跟蹤，以滿足學生的差異化需求，踐行個性化學習理念。

4.反思數據報告，助力教師持續(xù)發(fā)展

數據分析報告所顯示的難點或漏洞，就是需要教師在教學中突破的重點。教師要探究學生困難的根源，反思自己的教學，考慮更有效的教學方法，調整新授課等。教師從教中學，從學中教，借此不斷自我完善。同時，數據報告的動態(tài)推進率也是評估教師教學質量的參考，依據發(fā)展性原則持續(xù)跟蹤班級的成績走勢，分析增長率。這樣對于教授不同班型的教師，既兼顧公平性原則，也能調動全體教師的積極性，引導教師向研究型、專家型教師轉變。

四、智慧學習空間建設和運用策略

智慧教育環(huán)境下的智慧學習空間成效顯著，為推動其深化應用和持續(xù)發(fā)展，還需參考以下建議。

一是做好頂層設計和構架。伴隨教育信息化和智慧教育的大力發(fā)展，智慧學習空間的功能更加豐富多樣，各種極具特色和競爭力的產品層出不窮。市、區(qū)和學校管理者在投入建設時，需要結合校情和辦學特色引入適合自己的平臺，并注重各個平臺間的協(xié)同應用，減少重復建設，注重實效性。

二是關注優(yōu)質資源共建共享。優(yōu)質教育資源的共建共享機制，決定了我國教育信息化的可持續(xù)發(fā)展，有利于縮小地區(qū)差異，促進教育公平與均衡發(fā)展。目前，南京市已建成連通國家級和省級資源的服務平臺，為教師提供了大量的優(yōu)質教育資源。完善教育資源平臺的管理和激勵機制，加強優(yōu)質資源的合作開發(fā)和開放共享，是資源建設的重點。

三是提升教師信息素養(yǎng)。教育信息化的實驗項目既需要教師具備較強的學科素養(yǎng)和教學能力，也需要教師擁有較強的信息素養(yǎng)，能對信息進行恰當理解、綜合分析和評價運用，借此有效解決教學中的問題，提升教學能力。教育管理部門應為教師提供豐富的前沿報告和培訓課程，幫助教師提升信息素養(yǎng)，優(yōu)化知識結構，不斷提升專業(yè)能力。

四是加強區(qū)域整體建設。各種數字化學習項目在試點階段，通常都是通過部分學校和部分教師以點帶面進行推進，各學校所選取的平臺也不統(tǒng)一。以大數據分析為核心的智慧學習空間，以海量數據采集和智能分析為支撐，關鍵在于數據采集模型既有“量”又有“質”。區(qū)域整體建設和布局的優(yōu)點在于，以統(tǒng)一平臺打通區(qū)域內大量的基礎數據和學生學習行為數據，每一個學生、教師、班級、年級、學科、學校、區(qū)域都可視作一個數據采集點，形成海量的、全樣本、全過程的數據，即大數據，在此基礎上得出的報告，有利于為教育教學提供更精準的決策依據。

隨著智慧教育的深入，對于智慧學習空間的應用還要在實踐中不斷總結經驗，推廣研究成果，使之在提升教學質量、促進教師發(fā)展、培養(yǎng)創(chuàng)新人才等方面發(fā)揮更大的作用。

參考文獻（編者略）

（責任編輯 郭向和）