基于智慧課堂的教育大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用研究

摘? 要：隨著科技的不斷發(fā)展，教育作為社會(huì)中較為先進(jìn)的行業(yè)，也更應(yīng)該將大數(shù)據(jù)應(yīng)用在教學(xué)過程中，通過對(duì)教學(xué)過程中出現(xiàn)的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，為每一位學(xué)員制定專門化的學(xué)習(xí)計(jì)劃，提供教學(xué)的個(gè)性服務(wù)，有利于教學(xué)改革的進(jìn)一步實(shí)施，為我國教育事業(yè)發(fā)展的增添了新的推動(dòng)力。本文通過分析教育大數(shù)據(jù)在智慧教育中的重要性，對(duì)于教育大數(shù)據(jù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行探究，從而發(fā)現(xiàn)現(xiàn)今大數(shù)據(jù)應(yīng)用中存在的一些問題，并基于對(duì)存在的問題進(jìn)行改善的目的，創(chuàng)建了基于智慧教育的教育大數(shù)據(jù)的應(yīng)用體系。

關(guān)鍵詞：智慧課堂;教育大數(shù)據(jù);教育信息化;移動(dòng)學(xué)習(xí)終端

中圖分類號(hào)：G434? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2019）07-0126-03

Abstract：With the continuous development of science and technology，education，as an advanced industry in society，should also apply big data to the teaching process. Through statistical analysis of various data appearing in the teaching process，we can formulate specialized learning plans for each student and provide personalized teaching services，which is conducive to the further implementation of the teaching reform and adds new impetus to the development of education in China. By analyzing the importance of education big data in wisdom education，this paper explores the development status of education big data，and finds some problems existing in the application of today’s big data. Based on the purpose of improving the existing problems，the application system of educational big data based on wisdom education has been established.

Keywords：intelligent classroom;big data of education;education informatization;mobile learning terminal

0? 引? 言

在教育領(lǐng)域的發(fā)展過程中，課程改革的時(shí)代已經(jīng)到來，傳統(tǒng)的課程教學(xué)已經(jīng)不能滿足時(shí)代的需求，全新的教學(xué)工具和教學(xué)體系正在興起。隨著教育大數(shù)據(jù)得到越來越多的關(guān)注，在教育領(lǐng)域中，它具有了自己鮮明的特點(diǎn)，同時(shí)鞏固了大數(shù)據(jù)發(fā)展的整體趨勢(shì)。研究教育大數(shù)據(jù)的分析方法和應(yīng)用模式有利于積極響應(yīng)我國大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，從而促進(jìn)教育的系統(tǒng)性變革。

1? 教育大數(shù)據(jù)分析的重要性

智能課堂的核心理念是通過新的技術(shù)手段改善和優(yōu)化課堂教學(xué)模式，中國的教育已經(jīng)開始進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代。通過對(duì)教育大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和應(yīng)用，可以掌握學(xué)生學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的細(xì)節(jié)性問題，實(shí)現(xiàn)當(dāng)代的教育模式和教育體制的有效改革。

大數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用有利于智慧課堂中課程體系的不斷完善，在傳統(tǒng)課堂中，教師對(duì)學(xué)生行為和教學(xué)設(shè)計(jì)的判斷通?；趥€(gè)別教師的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和主觀印象。在基于大數(shù)據(jù)的智能教室中，一切都依賴于數(shù)據(jù)來說話，數(shù)據(jù)成為反映教學(xué)效果的重要指標(biāo)。

不僅如此，大數(shù)據(jù)分析可以為推動(dòng)我國的個(gè)性化教育發(fā)展提供技術(shù)保障，使用大數(shù)據(jù)技術(shù)，教師可以掌握每個(gè)學(xué)生在課堂上的具體真實(shí)的表現(xiàn)，這些數(shù)據(jù)有效地記錄了學(xué)生的各種學(xué)習(xí)行為。通過查看教學(xué)平臺(tái)上數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，教師可以輕松掌握每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

不斷將先進(jìn)的技術(shù)和思想引入教育事業(yè)，是新時(shí)代教育發(fā)展的必然要求。因此，智慧教育在大數(shù)據(jù)背景下的應(yīng)用也是推動(dòng)社會(huì)主義教育事業(yè)緊跟時(shí)代潮流的必然舉措。大數(shù)據(jù)在智慧教育中的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)教育的個(gè)性化。根據(jù)大數(shù)據(jù)分析，它為目標(biāo)提供個(gè)性化服務(wù)，并根據(jù)具體的學(xué)習(xí)情境和對(duì)象的喜好，制定學(xué)習(xí)計(jì)劃，激發(fā)學(xué)習(xí)對(duì)象的學(xué)習(xí)興趣。一方面，大數(shù)據(jù)在智慧教育中的應(yīng)用可以促進(jìn)大數(shù)據(jù)理論和技術(shù)的不斷發(fā)展;另一方面，它可以為智慧教育在各個(gè)階段的教育應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，促進(jìn)中國整體教育良性發(fā)展。

2? 教育大數(shù)據(jù)分析概述

大數(shù)據(jù)研究已成為我國未來創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的重大戰(zhàn)略舉措。數(shù)據(jù)的積累已從定量發(fā)展到定性。另一方面，計(jì)算機(jī)的卓越計(jì)算能力也為處理大數(shù)據(jù)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。兩者的結(jié)合使得大數(shù)據(jù)的智能分析成為我們的現(xiàn)實(shí)。各個(gè)領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)分析也是各個(gè)領(lǐng)域和行業(yè)的新的主要需求。擁有大數(shù)據(jù)已成為新時(shí)代的特色，對(duì)大數(shù)據(jù)的分析自然成為我們這個(gè)時(shí)代最獨(dú)特的任務(wù)，應(yīng)用大數(shù)據(jù)對(duì)我們來說也是一個(gè)重要的發(fā)展機(jī)遇。

憑借無處不在的傳感設(shè)備和計(jì)算能力，大數(shù)據(jù)分析和挖掘可以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界、虛擬世界和虛擬現(xiàn)實(shí)世界中復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的分析和應(yīng)用，大數(shù)據(jù)使得進(jìn)行教育過程調(diào)查成為可能。通過真實(shí)數(shù)據(jù)更有可能發(fā)現(xiàn)教學(xué)與學(xué)習(xí)之間的關(guān)系。教育正在悄然發(fā)生著一場(chǎng)巨大的革命，大數(shù)據(jù)為訪問大量教育數(shù)據(jù)提供了技術(shù)基礎(chǔ)，但原始教育數(shù)據(jù)僅是教育大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。只有通過收集數(shù)據(jù)的教育數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行有效挖掘，構(gòu)建學(xué)習(xí)分析模型并在教育變量之間找到數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，將其轉(zhuǎn)化為有用信息;以便于進(jìn)一步分析和整合信息以形成知識(shí);最后，在實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)上，將所學(xué)的知識(shí)上升到智慧的層面。

3? 教育大數(shù)據(jù)分析現(xiàn)狀探析

在當(dāng)前的時(shí)代背景之下，教育大數(shù)據(jù)的分析可以推動(dòng)教學(xué)方式的變革，大數(shù)據(jù)背景下的智慧課堂教學(xué)對(duì)于教學(xué)方法進(jìn)行了巨大的革新，將教學(xué)的主體轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生，主張對(duì)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。例如，根據(jù)知識(shí)建構(gòu)的需要，小組學(xué)生在智能教室中與學(xué)習(xí)模式進(jìn)行討論和配合。協(xié)作小組通過平臺(tái)獲得豐富的學(xué)習(xí)資源和信息動(dòng)態(tài)，并針對(duì)學(xué)習(xí)過程中存在的問題進(jìn)行進(jìn)一步的探討。雖然教育大數(shù)據(jù)分析受到了社會(huì)各界的關(guān)注，人民對(duì)于利用教育大數(shù)據(jù)進(jìn)行教育教學(xué)方式改革的接受程度逐漸上升，并且對(duì)于教育大數(shù)據(jù)的應(yīng)用已經(jīng)具有了初步的成果，但是教育大數(shù)據(jù)的實(shí)際應(yīng)用過程中仍舊表現(xiàn)出一些還沒有克服的問題。

4? 智慧課堂中的教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用體系

“智慧課堂”的實(shí)質(zhì)是基于大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析和移動(dòng)學(xué)習(xí)終端的使用，通過實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)反饋，三維互動(dòng)交流和智能資源推動(dòng)，全面改變課堂教學(xué)內(nèi)容和結(jié)構(gòu)，構(gòu)建大數(shù)據(jù)時(shí)代的全新智慧教學(xué)模式。智能課堂的引入是現(xiàn)代信息技術(shù)與課堂教學(xué)深度融合的產(chǎn)物，是大數(shù)據(jù)時(shí)代信息化教學(xué)不斷發(fā)展的結(jié)果。其核心是基于大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析和移動(dòng)學(xué)習(xí)終端的使用，對(duì)教學(xué)過程中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，使用現(xiàn)代分析工具和方法進(jìn)行處理，挖掘和分析有用信息。

4.1? 構(gòu)建思路

對(duì)教育大數(shù)據(jù)的利用首先要從大量教育大數(shù)據(jù)中提取具有教育價(jià)值的信息和知識(shí)，但是，當(dāng)執(zhí)行特定的教育數(shù)據(jù)查找整合時(shí)，對(duì)于不同的數(shù)據(jù)類型，不同的數(shù)據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合需要對(duì)數(shù)據(jù)采用不同的方法進(jìn)行分析和管理。因此，有必要結(jié)合智能課堂的具體需求對(duì)數(shù)據(jù)的查找方法進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃，使得智慧課堂中的大數(shù)據(jù)應(yīng)用更為科學(xué)和合理。

首先，通過教育大數(shù)據(jù)找到不同元素之間的聯(lián)系。對(duì)于教育事業(yè)中的不同元素，可以通過統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法尋求他們之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，得到某些教育結(jié)論的數(shù)據(jù)支撐。并且進(jìn)一步分析數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)關(guān)系的變化方向，例如，使用回歸和其他方法來找出學(xué)習(xí)行為和學(xué)業(yè)成就之間的關(guān)系。其次，通過教育大數(shù)據(jù)找出信息。采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)算法，對(duì)搜集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類和整理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)大量數(shù)據(jù)的搜集和分析，并從中提取到有用的信息。比如在算法中利用聚類分析為學(xué)生尋找共同學(xué)習(xí)的伙伴，對(duì)于同一類的學(xué)生給出進(jìn)一步的學(xué)習(xí)規(guī)劃指導(dǎo)，有利于“因材施教”。再次，是通過教育大數(shù)據(jù)解決實(shí)際教學(xué)操作中遇到的問題。比如說在學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)評(píng)估方面，教育大數(shù)據(jù)技術(shù)可以通過分析數(shù)據(jù)得到更為適合每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)方案，對(duì)每位學(xué)生的學(xué)生狀況做出合理的評(píng)估。

4.2? 模型的建立

對(duì)于智慧課堂中的大數(shù)據(jù)分析，美國的一些教育專家和教育機(jī)構(gòu)已經(jīng)做了相關(guān)的調(diào)查和研究。

以對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行模型建立為例，分別從學(xué)習(xí)的知識(shí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)的行為方法和學(xué)習(xí)的過程進(jìn)行綜合分析，得出學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況，在學(xué)習(xí)內(nèi)容的分析過程中，通過對(duì)收集到的學(xué)習(xí)者在智能教室中各項(xiàng)活動(dòng)所用的時(shí)間進(jìn)行分析，可以建立學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容的模型。在對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行建模時(shí)，重點(diǎn)研究學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)之間的關(guān)聯(lián)。此外，可以針對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)經(jīng)歷進(jìn)行建模和分析，作為對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)滿意度的調(diào)查的依據(jù);通過對(duì)微課程視頻點(diǎn)贊、評(píng)論和其他“腳步投票”行為進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，將其作為對(duì)學(xué)生在后續(xù)學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)體驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的依據(jù)，并使用體驗(yàn)的滿意度作為修改課程的措施，以增強(qiáng)用戶體驗(yàn)滿意度并提高學(xué)生成績。結(jié)合上面的三個(gè)方面分析可知，完整地刻畫了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況，從而有助于個(gè)性化學(xué)習(xí)方案的提出。

4.3? 流程確定

教學(xué)過程是智能課堂最為直觀和具體的應(yīng)用形式，它由課前、課中和課后的閉環(huán)循環(huán)組成。通常，課程前的任務(wù)包括學(xué)術(shù)分析、測(cè)試前評(píng)估和教學(xué)設(shè)計(jì);課程進(jìn)行過程中包括主題介紹、探究學(xué)習(xí)、實(shí)時(shí)測(cè)試和摘要改進(jìn);課后活動(dòng)包括課后作業(yè)、微課程咨詢和反思評(píng)估。

在課前階段，教師需要使用教學(xué)平臺(tái)檢查個(gè)別學(xué)生的測(cè)試和操作狀態(tài)，及時(shí)了解個(gè)人的知識(shí)水平，根據(jù)個(gè)人的學(xué)習(xí)條件制定教學(xué)計(jì)劃，為每一位學(xué)生推送特定的學(xué)習(xí)任務(wù)。并且提供預(yù)讀資源，包括教學(xué)視頻、教學(xué)課件和課程測(cè)試題。然后，學(xué)生登錄教學(xué)平臺(tái)，接收教師推送的個(gè)性化預(yù)習(xí)資源，進(jìn)行課前準(zhǔn)備，并在課前完成相關(guān)的考核評(píng)估。同時(shí)，學(xué)生也通過教學(xué)平臺(tái)向教師報(bào)告準(zhǔn)備過程中遇到的問題。最后，教師需要根據(jù)學(xué)生的課前學(xué)業(yè)分析結(jié)果制定合理有效的教學(xué)設(shè)計(jì)方案。在課堂中，教師需要利用智能教室開展各種形式的智能教學(xué)，完成教學(xué)任務(wù)。教師可以通過各種方式導(dǎo)入新課程，例如可設(shè)置預(yù)覽反饋、測(cè)試練習(xí)和情境創(chuàng)建。然后根據(jù)教學(xué)任務(wù)組織和引導(dǎo)學(xué)生自主進(jìn)行知識(shí)內(nèi)容的學(xué)習(xí)探究，教師需要通過平臺(tái)對(duì)整個(gè)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行診斷評(píng)估，并提供即時(shí)反饋。教師需要在診斷和評(píng)估的基礎(chǔ)上擴(kuò)展和提高教學(xué)內(nèi)容，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

在課程結(jié)束之后，智能課堂可以進(jìn)行完整的教學(xué)評(píng)估，這是未來教育評(píng)估改革的重要?dú)v史使命，也是課堂評(píng)價(jià)的實(shí)踐方向。目前，學(xué)生核心素養(yǎng)評(píng)價(jià)的研究與實(shí)踐還處于起步階段，評(píng)估技術(shù)在智能教學(xué)體系中的應(yīng)用將為學(xué)生核心素養(yǎng)的評(píng)價(jià)和發(fā)展提供開拓性的經(jīng)驗(yàn)。首先，智能教學(xué)系統(tǒng)支持多元化的課堂評(píng)估。除了支持教師評(píng)估學(xué)生外，還包括學(xué)生的相互評(píng)估、小組評(píng)估、小組間評(píng)估、學(xué)生評(píng)估教師和家長評(píng)估學(xué)生。通過學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程，它將從更相關(guān)的科目獲得評(píng)估數(shù)據(jù)。從評(píng)估內(nèi)容的個(gè)性化角度來看，除了支持學(xué)習(xí)者的各種評(píng)估外，還包括對(duì)學(xué)生的任何類型的成果評(píng)估，其次，智能教學(xué)系統(tǒng)中已訪問但尚未訪問的大量學(xué)習(xí)和評(píng)估軟件和工具已從單一知識(shí)評(píng)估轉(zhuǎn)向能力評(píng)估，如英語口語評(píng)估軟件、中文高效閱讀軟件、智能學(xué)習(xí)平臺(tái)等。這些評(píng)估工具可以通過評(píng)估清晰地顯示學(xué)生的知識(shí)和能力結(jié)構(gòu)。更重要的是，評(píng)估數(shù)據(jù)不斷應(yīng)用于真實(shí)的課堂，并且還將促進(jìn)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)的智能化改進(jìn)和嵌入其中的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析方法。

5? 結(jié)? 論

事實(shí)上，教師實(shí)際上一直在使用數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步教學(xué)的設(shè)計(jì)和規(guī)劃，但過去的數(shù)據(jù)來自他們自己的觀察和測(cè)試，大數(shù)據(jù)將其放大數(shù)倍。這將消除正規(guī)學(xué)習(xí)和非正式學(xué)習(xí)的原始障礙，豐富學(xué)習(xí)方式，為學(xué)生提供完整的數(shù)字學(xué)習(xí)體驗(yàn)。因此，大數(shù)據(jù)有機(jī)會(huì)使優(yōu)秀教師成為更好的教師，提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果;讓每個(gè)學(xué)生都清楚地知道學(xué)習(xí)可以通過各種方式進(jìn)行，可以選擇學(xué)習(xí)效率更高的學(xué)習(xí)方式，對(duì)于教育大數(shù)據(jù)的分析和應(yīng)用有助于推動(dòng)我國社會(huì)的進(jìn)步，以及教育水平的切實(shí)提高。

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作者簡介：林偉烜（1983-），女，漢族，廣東汕頭人，講師，軟件工程碩士，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，本科，主要研究方向：軟件設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫管理、大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用。