大數(shù)據(jù)背景下推進課堂教學智能化診改的研究

尹 磊，馬質(zhì)璞

(南陽農(nóng)業(yè)職業(yè)學院，河南 南陽 473000)

0 引言

伴隨現(xiàn)代科技(諸如移動網(wǎng)絡、大數(shù)據(jù)以及云計算等技術)同傳統(tǒng)教育之間逐漸深入的結合，不同學校所運用的教學模式也逐漸由傳統(tǒng)形式朝著“互聯(lián)網(wǎng)+”的方向演變[1-4]，在此基礎上會推動教學監(jiān)管、評價等模式的不斷更新。

“互聯(lián)網(wǎng)+”這一概念最早是在2012年提出的[5]，隨后國務院又在2015年制定了《國務院關于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導意見》[6-8]，以“互聯(lián)網(wǎng)+”為核心，將互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新成果與各行業(yè)領域展開進一步融合，從整體上促進技術的發(fā)展以及效率的提升，進而增強實體經(jīng)濟的創(chuàng)新能力以及生產(chǎn)效率，最終構建基于互聯(lián)網(wǎng)與創(chuàng)新要素的發(fā)展新形態(tài)[9]。在信息技術革命中，“互聯(lián)網(wǎng)+”同不同行業(yè)領域之間的深入結合，擁有巨大的潛力，會變成時代革新的主流，對全球不同國家的社會進步與經(jīng)濟建設均形成了戰(zhàn)略層面的影響。其中，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”屬于互聯(lián)網(wǎng)和教育活動之間的深入綜合，它融入到教學思想、方式、內(nèi)容、評估以及載體等不同方面，具體涉及學校整個教學流程、學生管理、后勤以及機關管理等不同模塊，要完成由工具至內(nèi)容與行動等不同方面的信息化。“互聯(lián)網(wǎng)+教育”實際上屬于一種將互聯(lián)網(wǎng)視作工作，應用于教育工作當中，同時與傳統(tǒng)教育之間完成深入結合。但是，現(xiàn)在我國高等院校基本上還處在將互聯(lián)網(wǎng)視作一種工具，應用于教育領域的階段，并沒有真正做到和教育深度融合。

“云教學”于2015年6月首次提出，該提法目前已經(jīng)廣為流傳并逐漸普及開來。所謂“云教學”是基于現(xiàn)代信息技術(移動互聯(lián)網(wǎng)技術、大數(shù)據(jù)技術、云計算技術、人工智能技術)為基礎開展的各種教學活動[10]，它將多種教學活動形成的各種行為數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出來，并基于呈現(xiàn)的結果對教學展開更加高效的管理?！霸平虒W”教學活動涉及諸多方面(諸如教學內(nèi)容、教學管理、教學結果的評價等)大數(shù)據(jù)與云計算。教學活動行為主要涉及三大方面：其一，管理行為，主要是針對管理層的；其二，教學行為，主要是針對老師；其三，學習行為，主要是針對學生。而教學活動的過程則涉及備課、講課、復習、作業(yè)批復以及考試等環(huán)節(jié)?！霸平虒W”模式的出現(xiàn)將打破傳統(tǒng)教育以教授為主的被動學習的方式,變?yōu)橐詫W生為主的主動學習的方式，充分發(fā)揮學生自主學習的優(yōu)勢,并將逐漸成為課程改革中促進教育現(xiàn)代化至關重要的一個環(huán)節(jié)。

1 研究背景及意義

目前，我國在教育信息化的構建方面依然面臨以下問題：云功能平臺質(zhì)量良莠不齊，絕大多數(shù)不符合標準；網(wǎng)絡學習空間標準落后，沒有與時俱進；把紙質(zhì)教材簡單翻版成電子稿充當數(shù)字資源現(xiàn)象嚴重；重硬件輕軟件、重管理輕教學現(xiàn)象嚴重；教育信息化沒有降低老師的勞動強度，反而有所增加；院校局域網(wǎng)保護主義嚴重。

有關部門在2015年出臺了《教育部辦公廳關于建立職業(yè)院校教學工作診斷與改進制度的通知》[11-12]，這標志著國內(nèi)職業(yè)院校的教學工作開始邁入診改階段；2016年5月26日，教育部職業(yè)教育與成人教育司發(fā)教職成司函[2016]70號《關于成立全國職業(yè)院校教學工作診斷與改進專家委員會的通知》[13]，這標志著國內(nèi)職業(yè)院校教學工作的診改已進入實質(zhì)性階段。

課堂教學診改要做到主動化、常態(tài)化，使教學質(zhì)量在日積月累中提高；診改的核心在于在課堂教學過程中進行?！霸平虒W”的應用會為國內(nèi)校園教育、教學監(jiān)管以及評價等方式注入全新的生命力。

2 研究方案

2.1 研究內(nèi)容、目標和擬解決的關鍵問題

研究內(nèi)容：運用云教學平臺進行教學信息化及教學診改改革。

研究目標：教師能在云教學平臺下熟練運用翻轉教學法、行動教學法、混合教學法等方法進行“備講復批考”；學生能運用云教學平臺進行自主學習、交流和考試；教師能在云教學平臺對學生的學習情況進行分析診改。

擬解決的關鍵問題：云教學平臺的建設；翻轉教學法、行動教學法、混合教學法等教學方法的培訓；傳統(tǒng)教學到信息化教學的制度制定。

2.2 實施方案及可行性分析

第一步：設置領導小組，清楚劃分權責與工作內(nèi)容，制定實施方案。

第二步：準備階段。

(1)完善硬件設施，搭建專用服務器，建設云教學平臺，實現(xiàn)所有教室多媒體設施全覆蓋等，為教師運用信息技術構建優(yōu)良的硬件條件。

(2)制訂《教師信息技術應用能力評估考核制度》(試行)，對教師在教學過程使用信息技術的情況進行規(guī)范和要求，對教學效果做出客觀公正的評價。

(3)開展培訓工作，使教師掌握在云教學平臺下使用翻轉課堂、行動教學法、混合教學法及智能教學分析診改的方法。

第三步：實施階段。

(1)全院選拔8～10名教師進行運用云教學平臺的教學改革試點。

(2)總結教學改革試點的經(jīng)驗及不足，在高職學生中全面推廣教學改革。

第四步：實施及驗收總結階段。

(1)收集整理教學改革中的各種成果，在全院共享課程包。

(2)完善《教師信息技術應用能力評估考核制度》并正式公布實施。

2.3 研究預期的成果和效果

表1 研究預期成果、實施范圍、受益學生數(shù)

3 研究具體模塊

3.1 面向移動規(guī)劃建設，同時兼顧傳統(tǒng)PC架構

移動互聯(lián)并非之前網(wǎng)絡互聯(lián)的簡單延伸與發(fā)展，它要求運用移動互聯(lián)思維來重構教育生態(tài)系統(tǒng)，在如今信息科技的大背景之下，學校要應用移動互聯(lián)的理念來思考、設計以及構建教育領域中的教育方式、前臺終端以及相關內(nèi)容，還應當顧及和包容傳統(tǒng)的教學體系，即在移動環(huán)境中全面做教育教學頂層設計，同時兼顧傳統(tǒng)PC架構。那種優(yōu)先運用傳統(tǒng)PC構架來構建教學環(huán)境，在此基礎上再思考延展至移動端，這種落后的思路將無法適應移動互聯(lián)時代下教育教學的需求，最終將被淘汰[14]。

3.2 重點建設SPOC，支持擴展MOOC

MOOC(慕課)，其含義是大規(guī)模開放式課程。它是一種開放式的網(wǎng)絡課程(可以在網(wǎng)上像在學校那樣上課)，學習者可隨時隨地上課、完成作業(yè)，與老師、同學討論問題，最后參加考試。達到課程要求的學習者還可以獲取課程結課證書。

SPOC(小規(guī)模限制性在線課程)[15]，此概念最初是由Armand·Fox發(fā)表并運用的。Small 與Private實際上是與MOOC當中的massive與open相對應來說的。其中，Small表示學生數(shù)量通常為幾十人或者上百人；Private表示針對學生設定制約性的準入要求，符合要求的人才可以進入SPOC課程。

伴隨MOOC在全球的持續(xù)推廣，不管是對課程供給者，還是對受教育者而言，均反映出部分實際問題尚需化解。首先，對大學而言，校園內(nèi)部的教學模式與MOOC的教學模式完全不同，校內(nèi)教學屬于針對課堂組織展開的有關教育行為，同時規(guī)定學生完成所有學習目標，還設計了一系列考評制度。由于校內(nèi)教育和MOOC的教學方式之間有著很明顯的環(huán)境差別，因此，MOOC教學同校內(nèi)教育之間難以同時推行，教師針對外部數(shù)量龐大的學生，在設計教學活動方面無法全方位同時顧及。不僅如此，MOOC課程屬于將較為零散的課程集中在一起，欠缺系列化、完整的課程體系，同時對實踐性較強的課程并不適用，它只能作為傳統(tǒng)課堂教學的一種線上教學的補充。

因此，SPOC的小規(guī)模課程更適合大學內(nèi)部的教學模式，是建設的重點對象。

3.3 建設移動交互式數(shù)字課程替代傳統(tǒng)紙質(zhì)教材

交互式移動數(shù)字教材主要依循移動網(wǎng)絡的特點，針對教學材料的內(nèi)容實施設計與出版，使之更加符合在移動環(huán)境下學習。此種教材實際上是對云技術、移動技術以及富媒體數(shù)字技術當中最新的技術加以綜合，能夠支持富媒體素材(諸如3D、影音頻、圖片等)，結合情景化、動態(tài)化以及形象化的學習要求，把以往紙質(zhì)版本的內(nèi)容按照富媒體的形式與要求實施設計與排版，借助移動設施來展現(xiàn)，為受教育者提供能夠拓展、精確且多樣化的閱讀體驗。此種教材擁有交互、富媒體以及移動等特點。它借助了流式數(shù)字排版技術，在教學材料當中運用多種富媒體素材，具備自我測評、情景測驗以及視聽等豐富的交互功能，為人們提供最基礎的閱讀功能，此外還具備批注、百科、互動學習等新功能，提供群組學習、筆記共享等云服務功能[16]。

移動交互式數(shù)字教材有如下學習功能：

基本閱讀功能：涉及基于移動互聯(lián)網(wǎng)教材的閱讀以及信息瀏覽。用戶可以根據(jù)目錄、頁碼等快速定位到指定位置，同時還能夠上下左右進行翻頁閱讀。

視聽學習功能：全部的影音頻、動畫以及虛擬情景均能夠直接通過點擊展開學習，或者由云端下載至本地展開學習。

交互學習功能：為了提升學生參與學習的自主性和動機，設置了大量人機交互點，諸如百科、字典等，還能夠利用自評、練習等多種形式來評估他們的學習成效。

批注功能：表示在閱讀期間對文章實施注解，記錄下閱讀者對文章的理解，對教材當中隨意一段文字均能夠加以批注，并且還可將批注傳入云端進行分享，另外也支持聲音筆記功能。

批注、筆記索引定位功能：全部批注與筆記實施統(tǒng)一索引管理，通過點擊某筆記與批注便迅速跳入對應的章節(jié)位置。

書簽功能：對學習進度加以記錄，還能夠利用書簽迅速對上一次的學習位置加以定位。

檢索功能：支持所有文字的檢索與定位。

頁碼定位功能：輸入指定頁碼即可跳轉到對應的頁碼。

百科字典功能：通過點擊教學材料當中的一些重要術語、事件、人名等，直接轉入百科頁面，實現(xiàn)查詢學習。

3.4 建設支持微課教學、JiTT教學和翻轉課堂教學的全移動教學互動平臺

該平臺是一個基于移動互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下開發(fā)出來的交互式互動教學平臺，不僅能夠配合教師平時教學管理活動的實施，方便師生之間的互動交流，還擁有協(xié)助教師實施不同教學活動的功能。

(1)微課教學。微課表示教師依據(jù)特定知識點編制時長達3～5分鐘的微型課件(涉及影音頻、動畫或是虛擬情景等)，屬于教學資源之一，是為方便學生更高效的學習而形成的碎片化教學資源。借助云教學移動教學軟件，教師能夠?qū)⑽⒄n直接傳送至班級學生的移動設備中，并且運用云教學對所有學生的微課學習時間加以記錄。

(2)JiTT教學。JiTT教學其實就是適時教學，它屬于構建在網(wǎng)絡學習任務與學生主動學習間交互作用上的一種新型教學模式。實際上是由學生的課上活動與課下準備所構成的實時反饋循環(huán)，同時課上活動直接取決于課下準備，它旨在對以往灌輸式的教學形式加以革新，完成老師與學生之間的有效溝通與互動，借助學生的反饋來指導教學活動的開展，同時調(diào)動學生學習的動力。

針對云教學的運用而言，上課前，教師會將對應的學習資料推送給學生，然后及時告知他們進行學習，并組織開展問卷、討論等教學活動，借助此教學活動得到的情況反饋，教師可以在上課之前便對學生的具體學習狀況形成大概認識，教師基于此對課堂上的教學內(nèi)容與活動予以調(diào)節(jié)，讓教學內(nèi)容與學生的實際學習特征更加匹配。同時，在課堂上，學生更充分的參加了教師設計的教學活動(諸如探討、實驗以及實踐活動)，提升了學習的有效性，調(diào)動了學生的自主學習積極性。

(3)翻轉課堂。在推行“翻轉課堂”這種全新的教學方式時，有一個關鍵的前提要求，即要求學生在上課前可以深層次地主動學習課上所要學習的知識，讓學生在課前就做到心中有數(shù)(哪些是我理解的、哪些是我不容易理解的、哪些是我根本不理解的)。這要求教師在上課前在為學生傳送相關材料時注意兩點：第一，制作出可以使學生樂于接受且容易理解的學習材料，而非以往復雜且無趣的學習材料；第二，教師要搞清楚學生在課前有沒有學，學了多少？教師需要有清楚的了解，如此教師才可以有效開展翻轉課堂，實現(xiàn)線上線下結合的混合式教學，為學生提供多維度融合的學習環(huán)境。

3.5 移動數(shù)字化課程資源建設

涉及三個方面：其一是結合傳統(tǒng)教材內(nèi)容以及互聯(lián)網(wǎng)特點展開多媒體設計；其二是展開交互設計；其三則是進行數(shù)字出版。多媒體設計便是將不同多媒體素材(諸如圖文、影音、3D等)引進教材之中，完成不同素材之間彼此迅速跳轉、索引以及引用。交互式設計便是針對以往紙質(zhì)教學材料展開交互式的設計，讓學生在交互環(huán)境中實現(xiàn)課程內(nèi)容的學習，擁有容易訪問、全程交互以及可視化等特征，融入了JS、FLASH、3DS以及 HTML5等研發(fā)工具，讓學習者可以實現(xiàn)實時離線學習，針對教學內(nèi)容形成更為直接且深入的認知，實現(xiàn)教學目標，提升學生學習的自主性。數(shù)字出版便是全部按照數(shù)字形態(tài)來進行整套教材的出版，同時取得正規(guī)的書號。對于學校來說，移動交互式數(shù)字課程的建設其實是構建教學資源庫，在這些課程建設完畢后，就會產(chǎn)生相關的資源庫，且該資源庫的內(nèi)容還是不斷更新的。

3.6 教育質(zhì)量診改大數(shù)據(jù)平臺

學院建立診斷指標庫、智能診斷工具、基礎數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、文件管理工具等信息化管理工具。實現(xiàn)學院教學質(zhì)量、校園管理、信息化管理工作診斷，并根據(jù)診斷結果發(fā)現(xiàn)問題，促進學院制定改進措施，不斷提升辦學質(zhì)量。

教學大數(shù)據(jù)診斷系統(tǒng)是在學院現(xiàn)有的信息化基礎上，通過完善與重構、有機整合與集成，構建的一個集人才培養(yǎng)工作信息采集、質(zhì)量管理指標實時監(jiān)控、質(zhì)量診斷科學量化，乃至能實現(xiàn)面向人才培養(yǎng)全過程的、具備初步輔助決策支持的人才培養(yǎng)質(zhì)量實時監(jiān)控信息化體系，通過建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺、引入 PDCA 質(zhì)量流程，為學院日常管理提供實時運行監(jiān)測、改進和進行學院綜合診斷與評估。該平臺以大數(shù)據(jù)為基礎，以評教、評學、評管為工作重點，緊緊圍繞提升教學質(zhì)量目標，遵循靜動相結合的原則，幫助學院建立診斷指標庫、智能診斷工具、基礎數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、文件管理工具等信息化管理工具，完成育才和學校管理工作的診斷，實現(xiàn)常態(tài)化、智能化的教學信息大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，完成日常繁瑣復雜的教學管理監(jiān)控工作，為教育教學診改工作提供實時科學的決策建議。

(1)建設校本人才培養(yǎng)狀態(tài)大數(shù)據(jù)采集平臺。通過該平臺建設，對課堂教學數(shù)據(jù)、教師教研數(shù)據(jù)、學生學習數(shù)據(jù)、教學運行數(shù)據(jù)等形成大數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，完成對各個角色信息的即時搜集。

(2)建設校本人才培養(yǎng)質(zhì)量管控大數(shù)據(jù)分析平臺。通過建設人才培養(yǎng)質(zhì)量管控大數(shù)據(jù)分析平臺，從而初步實現(xiàn)對判斷教學變化趨勢、尋找影響因素，并及時為教學管理工作診改提供可靠的數(shù)據(jù)信息。信息化質(zhì)量管理平臺包括多終端、多渠道信息采集系統(tǒng)，智能數(shù)據(jù)篩選系統(tǒng)，數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，數(shù)據(jù)監(jiān)測及雷達預警系統(tǒng)，診斷及監(jiān)督執(zhí)行系統(tǒng)，趨勢分析系統(tǒng)，智能報告系統(tǒng)等7個子系統(tǒng)。

4 結語

課堂教學智能化診改從根本上改革了國內(nèi)課堂教學及其監(jiān)管與評價模式。判斷診改是否成功，就要判斷是否有效提高了教學過程質(zhì)量；學生出勤率是否提高；學生參與活動積極性和學習的能動性是否提高；課堂氣氛活躍度是否提高；學生的學習興趣是否提高；任務驅(qū)動、翻轉課堂教學效果是否明顯好轉；成績是否普遍提高。診改的過程中也要注意，不可以增加教師的工作強度，不可以增加管理人員實施監(jiān)督管理的困難程度。