大數(shù)據(jù)技術(shù)在高校機械教學(xué)中的應(yīng)用

張家益

摘 要：信息技術(shù)的發(fā)展帶動了教育的發(fā)展，當(dāng)大數(shù)據(jù)技術(shù)深入到社會的各個層面中時則影響了社會的發(fā)展，從國外正規(guī)教育的發(fā)展來看，大數(shù)據(jù)技術(shù)正在解決著教育中出現(xiàn)的各種難題，如在美國大數(shù)據(jù)技術(shù)就被利用到了學(xué)生和教師網(wǎng)絡(luò)利用數(shù)據(jù)的提取中，實現(xiàn)教與學(xué)行為的分析，進而去改進教學(xué)。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，我國高校的教師、學(xué)生行為習(xí)慣、思想觀念等也正在受大數(shù)據(jù)的影響?；诖耍恼伦髡哒J(rèn)為如何有效運用大數(shù)據(jù)技術(shù)去為高校教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)來服務(wù)將成為當(dāng)前教學(xué)改革的一大值得思考的問題。文章從大數(shù)據(jù)技術(shù)相關(guān)內(nèi)容出發(fā)，分析了大數(shù)據(jù)技術(shù)對高校機械教學(xué)的影響，以“機械設(shè)計基礎(chǔ)”為案例分析了如何有效地將大數(shù)據(jù)技術(shù)運用到高校機械教學(xué)的具體案例中，并給出了大數(shù)據(jù)技術(shù)在運用過程中作為教師應(yīng)該采取的有效提升措施。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)技術(shù);機械教學(xué);“機械設(shè)計基礎(chǔ)”;措施

一、大數(shù)據(jù)技術(shù)的概念及特點分析

所謂大數(shù)據(jù)指的就是將當(dāng)前發(fā)展較為迅速的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)作為基礎(chǔ)，產(chǎn)生出巨量數(shù)據(jù)信息的技術(shù)。當(dāng)前其主要任務(wù)包括三個方面，第一是進行信息的解讀和處理，這點是人工勞動難以實現(xiàn)的;第二是在繁雜的數(shù)據(jù)信息當(dāng)中將極具價值、較為重要的信息和數(shù)據(jù)提取出來;第三是有效推動其他技術(shù)的發(fā)展。從大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀來看，其表現(xiàn)的特點還是較為明顯的，它的數(shù)據(jù)量非常的龐大，數(shù)據(jù)的處理能力較強，數(shù)據(jù)價值密度相對是較低的、具有較高的時效性。

二、大數(shù)據(jù)技術(shù)對高校機械教學(xué)的影響分析

機械教師的教學(xué)特點都是較為明顯的，實際上這與教師的性格是有很大關(guān)系的，有的教師偏愛將某些機械教學(xué)內(nèi)容傳授給學(xué)生，但是卻沒有考慮到學(xué)生是不是感興趣的，若將大數(shù)據(jù)技術(shù)運用到機械教學(xué)中則會改變這種現(xiàn)象，因其存儲信息的規(guī)模是非常大的，并且數(shù)據(jù)遷移起來也較為方便，這對學(xué)生的需求有很好的適應(yīng)性。另外，大數(shù)據(jù)技術(shù)除了將大量的存儲知識傳遞給學(xué)生之外，其還能夠通過整合模擬出真實的操作環(huán)境，這樣就可以讓學(xué)生更為真實地感知環(huán)境?；谏鲜龅姆治?，筆者認(rèn)為將大數(shù)據(jù)技術(shù)運用到高校機械教學(xué)中將會產(chǎn)生下面幾點影響：

（1）為學(xué)生創(chuàng)設(shè)出直觀、虛擬的機械學(xué)習(xí)環(huán)境：大數(shù)據(jù)能夠?qū)④浖到y(tǒng)和硬件系統(tǒng)有效結(jié)合起來，進而為學(xué)生創(chuàng)設(shè)出直觀、虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境，這樣就能夠改變原本枯燥、抽象的機械教學(xué)，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（2）為學(xué)生構(gòu)建新的學(xué)習(xí)過程：將大數(shù)據(jù)技術(shù)引入到機械教學(xué)中后，學(xué)生就不再是僅僅依靠教師在課堂上進行有限知識的傳授來進行學(xué)習(xí)，學(xué)生可以依據(jù)自身的學(xué)習(xí)興趣、接受能力去調(diào)整學(xué)習(xí)進度，掌握適合自己的知識。這點和傳統(tǒng)的教師講授有很大的不同，過去教師要是遇到自己不懂的知識多是通過教師組研討后得出具體的結(jié)論再講解給學(xué)生。但是大數(shù)據(jù)技術(shù)的運用則使該點不足得到了有效的彌補，學(xué)生在遇到問題的時候則可以向互聯(lián)網(wǎng)提問，獲得大量的解決方法。另外，學(xué)生還可以在網(wǎng)上建立交流群，在教師、同學(xué)之間進行思想的傳遞。

（3）大數(shù)據(jù)技術(shù)運用到機械教學(xué)中能夠提升學(xué)生的學(xué)業(yè)完成率：筆者在將該技術(shù)運用到教學(xué)中的同時還對所取得的效果進行了監(jiān)測，通過相關(guān)數(shù)據(jù)筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)業(yè)完成率得到了顯著提高，該科目無法畢業(yè)的學(xué)生人數(shù)大大地降低了。

（4）大數(shù)據(jù)技術(shù)運用到機械教學(xué)中能夠提升學(xué)生的學(xué)業(yè)成績：學(xué)生學(xué)業(yè)完成率提升的時候，學(xué)生學(xué)習(xí)的效果和質(zhì)量也得到了同步提升，從學(xué)生的學(xué)業(yè)成績來看，成績優(yōu)良的學(xué)生占比明顯提高。筆者對學(xué)生的學(xué)業(yè)成績進行了詳細的分析和對比，發(fā)現(xiàn)在機械教學(xué)中采用該技術(shù)后學(xué)生的成績得到了普遍性的提高。

三、大數(shù)據(jù)技術(shù)在高校機械教學(xué)中的應(yīng)用

本研究以“機械設(shè)計基礎(chǔ)”為案例，該門課程多實行的是大班授課，高校學(xué)生的學(xué)習(xí)特點和習(xí)慣有著很大的差別，所以教師很難通過統(tǒng)一化的教學(xué)方法讓所有學(xué)生都適應(yīng)。大數(shù)據(jù)技術(shù)的出現(xiàn)則能夠通過數(shù)據(jù)的綜合分析和處理，將數(shù)據(jù)的潛在價值挖掘出來，帶動教學(xué)的改革和發(fā)展，當(dāng)大數(shù)據(jù)技術(shù)運用到“機械設(shè)計基礎(chǔ)”教學(xué)中，能夠開拓新的教學(xué)途徑，其最有效的方法是進行教學(xué)平臺的構(gòu)建。教學(xué)平臺以大數(shù)據(jù)技術(shù)作為內(nèi)涵，與“機械設(shè)計基礎(chǔ)”這門課程的發(fā)展現(xiàn)狀、當(dāng)前學(xué)生的學(xué)習(xí)方式結(jié)合起來，在該平臺上進行了幾大模塊的設(shè)計：

（1）數(shù)據(jù)采集模塊：該模塊中包括內(nèi)容設(shè)計、采集功能選擇、采集終端等，整個模塊的功能是對教學(xué)過程相關(guān)的數(shù)據(jù)進行采集，確保能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)過程等實現(xiàn)全方位的感知和動態(tài)化的監(jiān)測。該模塊在進行數(shù)據(jù)采集的時候一方面能夠?qū)⒅悄茉O(shè)備感知到學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)、學(xué)習(xí)方式等各種信息和變化數(shù)據(jù)進行采集，另一方面還能對所采集到的數(shù)據(jù)進行實時處理和分析，使教學(xué)方法和學(xué)習(xí)方法有更好的適應(yīng)性。

（2）數(shù)據(jù)傳輸模塊：該模塊包括有線網(wǎng)絡(luò)、信息化基礎(chǔ)設(shè)施、無線網(wǎng)絡(luò)等，整個模塊能夠?qū)⒉杉降南嚓P(guān)數(shù)據(jù)、分類數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥K當(dāng)中。

（3）數(shù)據(jù)資源模塊：該模塊包括視頻資源庫、教學(xué)資源庫、學(xué)生信息等，其最大的作用是可進行視頻資料庫、教學(xué)資料、個人信息等的設(shè)計，借助于大數(shù)據(jù)技術(shù)為學(xué)生提供更多的計算服務(wù)和數(shù)據(jù)信息，將本身分散的信息抽取到平臺當(dāng)中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分類、關(guān)聯(lián)、對比、存儲等，處理完成后的數(shù)據(jù)則是要為各個職能部門、其他模塊進行備用的。

（4）支撐服務(wù)模塊：該模塊包括計算資源、數(shù)據(jù)資源和存儲資源等，其作用是為了實現(xiàn)教學(xué)處理、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源和計算資源等的統(tǒng)一整合，使得信息接入高效統(tǒng)一。

（5）數(shù)據(jù)應(yīng)用模塊：在該模塊中包括學(xué)生用戶、職能管理、教室等模塊，在該模塊中學(xué)生可以通過互聯(lián)網(wǎng)、移動端接入到學(xué)習(xí)界面當(dāng)中展開互動。

教師在該平臺上實施機械教學(xué)，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)則能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)方式和習(xí)慣采集到，利用這些數(shù)據(jù)進行整合之后則能夠形成利于教學(xué)的數(shù)據(jù)資源。教師通過數(shù)據(jù)分析則能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)特點有所了解，進而對教學(xué)方法進行改進，配合教學(xué)平臺。一方面教師應(yīng)該利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進行分析，調(diào)整教學(xué)方式和內(nèi)容，做到因材施教，讓機械課程走向創(chuàng)新模式。另一方面教師還應(yīng)該依據(jù)個體差異開發(fā)出多種學(xué)習(xí)途徑、個性化的機械學(xué)習(xí)資源，使得此門課程取得更好的教學(xué)效果。

四、大數(shù)據(jù)技術(shù)在高校機械教學(xué)中運用提升的有效舉措

利用大數(shù)據(jù)技術(shù)首先可以將學(xué)生的學(xué)習(xí)行為、教學(xué)內(nèi)容等進行提取和集成，然后將這些數(shù)據(jù)進行規(guī)范化的存儲;其次利用大數(shù)據(jù)的分析技術(shù)將這些數(shù)據(jù)信息進行提取，獲取有用的、有價值的數(shù)據(jù);最后通過可視化的方式將這些有價值的數(shù)據(jù)結(jié)果呈現(xiàn)給教師。大數(shù)據(jù)技術(shù)的運用，使得高校機械教學(xué)與社會需求實現(xiàn)了接軌，因此高校應(yīng)在大數(shù)據(jù)技術(shù)下做好機械課程改革：

（1）整合機械教學(xué)內(nèi)容，將分析內(nèi)容和大數(shù)據(jù)技術(shù)進行融合：機械教學(xué)非常注重學(xué)生的實踐能力，那么筆者認(rèn)為高校機械教學(xué)應(yīng)該將“機械設(shè)計基礎(chǔ)”“機械制圖”等課程整合起來，讓理論知識和實踐知識結(jié)合在一起，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)技術(shù)和分析內(nèi)容的融合，使得教學(xué)內(nèi)容、社會需求實現(xiàn)真正的接軌。

（2）通過案例教學(xué)等引導(dǎo)學(xué)生對機械知識在生產(chǎn)中的實際運用：運用大數(shù)據(jù)技術(shù)之前，教師應(yīng)該先引入相關(guān)的案例和視頻，提出案例當(dāng)中所涉及的問題。當(dāng)學(xué)生觀看完成之后，在視頻中進行企業(yè)實際情境的模擬，讓學(xué)生掌握機械知識的具體運用。

（3）關(guān)注教學(xué)環(huán)節(jié)實踐，強化大數(shù)據(jù)技術(shù)的有效運用：模擬機械設(shè)計過程、模擬機械綜合實訓(xùn)平臺、仿真現(xiàn)代機械生產(chǎn)過程，依據(jù)真實的機械企業(yè)環(huán)境進行職能的設(shè)計，讓學(xué)生在各個教學(xué)環(huán)節(jié)中扮演相適應(yīng)的角色，并分成幾組，組內(nèi)的學(xué)生進行明確的角色分配，這樣學(xué)生就能夠身臨其境地進行崗前實訓(xùn)，為未來進入企業(yè)打好基礎(chǔ)。

五、結(jié)語

大數(shù)據(jù)技術(shù)與教育的結(jié)合必然會成為未來有效提高教學(xué)質(zhì)量的重要渠道，因此高校機械教學(xué)則應(yīng)該在提高大數(shù)據(jù)技術(shù)運用質(zhì)量的基礎(chǔ)上，通過多種方式、方法讓大數(shù)據(jù)技術(shù)在教學(xué)中得到有效的運用。在機械教學(xué)中運用大數(shù)據(jù)技術(shù)，一方面能夠為學(xué)生創(chuàng)設(shè)出更為直觀的學(xué)習(xí)環(huán)境，另一方面能夠為學(xué)生構(gòu)建新的學(xué)習(xí)過程。本研究以機械教學(xué)課程“機械設(shè)計基礎(chǔ)”為例，給出了在該門課程中最為有效運用大數(shù)據(jù)技術(shù)的方式，進行教學(xué)平臺的構(gòu)建，該平臺主要包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)資源模塊、支撐服務(wù)模塊、數(shù)據(jù)應(yīng)用模塊，通過該平臺教師能夠?qū)崿F(xiàn)因材施教、創(chuàng)新課程模式，要想保證機械教學(xué)質(zhì)量，除了進行教學(xué)平臺的構(gòu)建之外，還應(yīng)該整合機械教學(xué)內(nèi)容，關(guān)注教學(xué)環(huán)節(jié)實踐，強化大數(shù)據(jù)技術(shù)的有效運用。

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