基于大數(shù)據(jù)教學(xué)平臺(tái)推進(jìn)黑色冶金技術(shù)專業(yè)學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)研究

于萬松

(天津工業(yè)職業(yè)學(xué)院，天津300400)

0 引言

隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的迅速發(fā)展， 教學(xué)模式也發(fā)生了巨大的變革， 借助信息化技術(shù)的不斷普及和深入，人們獲取知識(shí)的方式多樣化且更加便捷，在這種教育變革下對(duì)學(xué)生采用傳統(tǒng)模式的教學(xué)方法的缺點(diǎn)日益凸顯， 高職學(xué)生的水平基礎(chǔ)不盡相同， 傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化的課堂教學(xué)對(duì)所有學(xué)生采用相同的教學(xué)方法和評(píng)價(jià)方式， 忽視了不同學(xué)生個(gè)體之間的知識(shí)、技能、情感、認(rèn)知能力上的不同，很難保證所有學(xué)生都有所進(jìn)步， 但是隨著相關(guān)技術(shù)如大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能等技術(shù)的發(fā)展，學(xué)習(xí)的空間和時(shí)間得到了拓展延伸， 利用平臺(tái)學(xué)生利用碎片化的時(shí)間對(duì)學(xué)習(xí)資源進(jìn)行觀看、學(xué)習(xí)、練習(xí)[1]。 這種新的教學(xué)模式打破了傳統(tǒng)教室授課的限制，教學(xué)中不能忽視學(xué)生個(gè)體的差別，而利用相關(guān)技術(shù)配合教學(xué)策略和方法的改革使個(gè)性化教學(xué)的實(shí)現(xiàn)成為了可能。

我國(guó)教育部也明確指出要利用相關(guān)技術(shù)構(gòu)建個(gè)性化的教育體系， 當(dāng)前部分高職院校已經(jīng)通過大數(shù)據(jù)等技術(shù)記錄了學(xué)生學(xué)習(xí)和教學(xué)過程中的相關(guān)行為和數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行整理、分析再反饋給教師和學(xué)生，使之復(fù)制教學(xué)過程的有效開展。 大規(guī)模開放在線課程(MOOC)于2012 年之后在我國(guó)大量開設(shè)，大學(xué)生們廣泛接受了線上教學(xué)、混合式教學(xué)等教育模式。 教學(xué)平臺(tái)可以采集和處理各類學(xué)習(xí)行為和過程數(shù)據(jù)， 隨著這些具有應(yīng)用價(jià)值的數(shù)據(jù)逐漸被積累， 對(duì)其進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析和挖掘就可以分析和預(yù)測(cè)學(xué)生學(xué)習(xí)和教學(xué)過程的關(guān)系和規(guī)律，輔助教師調(diào)整優(yōu)化其教學(xué)手段和策略， 保證學(xué)生得到高質(zhì)量、 針對(duì)性強(qiáng)的個(gè)性化學(xué)習(xí)體驗(yàn)的同時(shí)還激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣。 當(dāng)前時(shí)代利用數(shù)據(jù)挖掘分析、人工智能自學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)呈現(xiàn)等大數(shù)據(jù)技術(shù)已是常態(tài)，各行各業(yè)依托大數(shù)據(jù)技術(shù)都完成了升級(jí)和轉(zhuǎn)型，教育行業(yè)在大數(shù)據(jù)背景下也可以促進(jìn)教學(xué)效果的提升，實(shí)現(xiàn)教育和信息化技術(shù)的深度融合，破解目前高職學(xué)生教學(xué)難題， 為復(fù)合型技術(shù)技能型人才的培養(yǎng)提供幫助。

1 大數(shù)據(jù)時(shí)代的高職學(xué)生個(gè)性化教育

1.1 高職學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)

從學(xué)生學(xué)習(xí)的角度來說， 教學(xué)過程應(yīng)服務(wù)于“學(xué)”的過程，構(gòu)建主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)過程先是通過外界接受信息， 根據(jù)學(xué)習(xí)者自身的認(rèn)知情況進(jìn)行消化整理， 最后吸收對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容和知識(shí)，達(dá)到完善更新學(xué)習(xí)者知識(shí)結(jié)構(gòu)的效果。 高職院校學(xué)生較本科學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力弱， 但是由于就業(yè)、畢業(yè)、未來發(fā)展等原因?qū)W生也有著對(duì)知識(shí)和技能學(xué)習(xí)的強(qiáng)烈需求， 所以對(duì)高職學(xué)生的學(xué)習(xí)要進(jìn)行有效的引導(dǎo)和輔助。 大數(shù)據(jù)技術(shù)的運(yùn)用，教學(xué)平臺(tái)可以跟蹤記錄每一個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡， 主要包括學(xué)上課出勤、課堂表現(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)作業(yè)完成情況、線上教學(xué)資源學(xué)習(xí)、 拓展資源學(xué)習(xí)、 交流互動(dòng)情況、知識(shí)點(diǎn)掌握情況、階段學(xué)習(xí)效果等學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)[2]，分析產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可以綜合評(píng)價(jià)出該學(xué)生的各項(xiàng)能力，如學(xué)習(xí)能力、邏輯思維能力、管理能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、創(chuàng)新能力、實(shí)踐操作能力等。 根據(jù)以上情況為學(xué)生提供符合其個(gè)性化特點(diǎn)的學(xué)習(xí)方案，推送個(gè)性的學(xué)習(xí)資源和內(nèi)容，優(yōu)化學(xué)習(xí)路徑。

1.2 高職學(xué)生的個(gè)性化教學(xué)

從教師教學(xué)角度來說， 個(gè)性化教學(xué)是指教師根據(jù)學(xué)習(xí)者的差異提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)服務(wù)[3]，教師對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行監(jiān)控， 觀察不同學(xué)生在每個(gè)階段的個(gè)性特征指標(biāo)數(shù)據(jù)， 深度挖掘?qū)W生的潛力，給予學(xué)生適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容，改進(jìn)個(gè)性化的教學(xué)手段，提高其自身學(xué)習(xí)能力和知識(shí)技能掌握情況。教師還可以通過大數(shù)據(jù)教學(xué)平臺(tái)對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)進(jìn)行監(jiān)測(cè)， 學(xué)生在學(xué)習(xí)過程測(cè)試中可能獲得相同的分?jǐn)?shù)， 如兩名同學(xué)的某門課程測(cè)試都是90 分，雖然從分?jǐn)?shù)上看兩位同學(xué)學(xué)習(xí)結(jié)果表現(xiàn)相同， 但利用大數(shù)據(jù)對(duì)其學(xué)習(xí)過程軌跡進(jìn)行分析會(huì)發(fā)現(xiàn)兩者有著較大的差別，第一位同學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)，有著優(yōu)秀的邏輯思維能力， 能夠?qū)⒚總€(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行理解并轉(zhuǎn)化運(yùn)用；而第二位同學(xué)的記憶力很強(qiáng)，學(xué)習(xí)時(shí)間集中在考試前夕， 在前期學(xué)習(xí)練習(xí)中錯(cuò)誤率較高，更多是依靠單純的記憶來進(jìn)行學(xué)習(xí)，不利于培養(yǎng)思維能力。 根據(jù)數(shù)據(jù)教師可以及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略和針對(duì)性調(diào)整， 如教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)某一階段學(xué)生停留時(shí)間長(zhǎng)， 可以猜到該部分內(nèi)容可能學(xué)生非常感興趣，或者是難度過高，后續(xù)可以對(duì)該部分進(jìn)行研討，增加補(bǔ)充講解或者深入拓展。 大數(shù)據(jù)幫助教師全面而詳細(xì)的了解每個(gè)學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)情況，改變教師的角色為指導(dǎo)者，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)的獲取知識(shí)[4]。

2 黑色冶金技術(shù)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)狀

冶金行業(yè)作為傳統(tǒng)行業(yè)正在經(jīng)歷轉(zhuǎn)型升級(jí)，企業(yè)對(duì)畢業(yè)生也有著新的要求， 高職院校為了滿足企業(yè)的人才需求對(duì)課程體系和教學(xué)模式做了調(diào)整和優(yōu)化， 大量新技術(shù)新工藝加入到日常教學(xué)內(nèi)容當(dāng)中， 個(gè)性化教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是學(xué)習(xí)資源的建設(shè)(圖1)，保證師生之間的反饋暢通。 各院校也都相繼進(jìn)行了數(shù)字化資源建設(shè)工作， 通過對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行分析和調(diào)研，具體情況如下。

圖1 教學(xué)環(huán)節(jié)整體路徑

(1)學(xué)生對(duì)教學(xué)資源的需求情況

調(diào)查中59%的同學(xué)對(duì)教學(xué)平臺(tái)中的資源感興趣，直觀生動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)資源較傳統(tǒng)課本更具吸引力，73%的學(xué)生更加喜歡利用手機(jī)在平臺(tái)上進(jìn)行學(xué)習(xí)，網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的交流討論功能促進(jìn)學(xué)生與教師的交流， 學(xué)生們也能互相配合完成教師布置的任務(wù)和作業(yè)。 但當(dāng)前平臺(tái)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)監(jiān)督性較差，部分同學(xué)等待其他同學(xué)完成后進(jìn)行抄襲甚至找人代做代掛學(xué)習(xí)資源完成課程學(xué)習(xí)任務(wù)。

(2)教學(xué)資源使用情況

隨著黑色冶金技術(shù)專業(yè)資源庫的建設(shè)， 豐富的教學(xué)資源提供給學(xué)生進(jìn)行使用，微課、視頻、動(dòng)畫、課件、文本等資源雖然很多，但從后臺(tái)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)同學(xué)很多資源都沒有看過， 觀看時(shí)也沒有進(jìn)行選擇完全是隨機(jī)或者依靠老師進(jìn)行布置，沒有意識(shí)去自主搜索資源，造成認(rèn)知負(fù)載，甚至導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)效率低下。

(3)教學(xué)資源的管理情況

教學(xué)資源離不開有效科學(xué)的管理， 目前教師還是缺乏對(duì)專業(yè)教育資源的組織和管理， 長(zhǎng)時(shí)間不去更新資源， 沒有及時(shí)開發(fā)基于先進(jìn)生產(chǎn)工藝的教學(xué)內(nèi)容，資源數(shù)量雖然多，但是類型單一且陳舊， 學(xué)生看到之前破舊甚至恐怖的生產(chǎn)條件便對(duì)未來工作條件失去信心，缺少當(dāng)前自動(dòng)化、智能化的生產(chǎn)視頻和資源； 各類資源分類時(shí)也沒有很好的進(jìn)行分類，資源單純存放，不具備邏輯關(guān)系，不利于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。

3 個(gè)性化學(xué)習(xí)的實(shí)施階段

為全面掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)方向從而實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)， 需要對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和研究。 對(duì)于00 后高職學(xué)生他們成長(zhǎng)環(huán)境同之前變化很大，個(gè)性越來越強(qiáng)，傳統(tǒng)教學(xué)難以滿足他們的學(xué)習(xí)需求，個(gè)性化學(xué)習(xí)對(duì)于他們尤為重要，開展個(gè)性化教學(xué)主要包括如下階段。

(1)實(shí)施準(zhǔn)備階段

高職院校教師開展個(gè)性化教學(xué)之前， 需要充分全面的了解每個(gè)學(xué)生的情況， 可以通過為每位學(xué)生的建立學(xué)習(xí)檔案來監(jiān)測(cè)情況的變化。 學(xué)生在系統(tǒng)中完成相關(guān)信息的采集，如學(xué)生的成長(zhǎng)環(huán)境、經(jīng)歷、性格特點(diǎn)，愛好和特長(zhǎng)等基本情況，其次是對(duì)學(xué)生有一個(gè)充分認(rèn)知， 即全面掌握學(xué)生的智力情況，學(xué)習(xí)專長(zhǎng)等方面的具體情況。 也可以借助先進(jìn)的傳感器和設(shè)備得到學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的相關(guān)身體數(shù)據(jù)，如面部分析、情緒分析、體感系統(tǒng)、身體狀態(tài)分析系統(tǒng)等，把握學(xué)生的學(xué)習(xí)專注度、思維情感等方面內(nèi)容，為每位同學(xué)建立個(gè)性化的學(xué)習(xí)檔案，教師掌握后可以掌握學(xué)生學(xué)習(xí)的狀態(tài)和行為方便進(jìn)行教學(xué)過程[5]。

(2)行為分析階段

教師通過平臺(tái)及時(shí)獲取學(xué)生學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，對(duì)學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)、觀看次數(shù)、評(píng)論數(shù)量、筆記內(nèi)容、提問討論次數(shù)等數(shù)據(jù)加以分析，從而掌握學(xué)習(xí)的全部過程，在了解每位同學(xué)的當(dāng)前學(xué)習(xí)情況后，可以明確學(xué)生知識(shí)技能點(diǎn)的具體掌握情況[6]。 利用科學(xué)高效的大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)， 教師可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)在教學(xué)過程中學(xué)生產(chǎn)生的問題和欠缺的地方，進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)整和改善，對(duì)相關(guān)學(xué)生預(yù)警或幫助，防止等到期末考試結(jié)束后才發(fā)覺的被動(dòng)情況。

(3)優(yōu)化實(shí)施階段

在傳統(tǒng)的黑色冶金技術(shù)專業(yè)教學(xué)過程中，教師負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)教學(xué)過程并傳授知識(shí)和技能， 依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)設(shè)計(jì)方案規(guī)劃教學(xué)實(shí)施進(jìn)度， 根據(jù)實(shí)施過程學(xué)生的具體情況和授課時(shí)的情況調(diào)整教學(xué)進(jìn)度。 教師在個(gè)性化學(xué)習(xí)中的角色逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)者，結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)、進(jìn)度、知識(shí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)習(xí)慣、課程特點(diǎn)等內(nèi)容，把行為近似或較大共性的學(xué)生分成一組， 每組學(xué)生的任務(wù)和規(guī)劃都有所區(qū)別，滿足每組個(gè)性化的學(xué)習(xí)要求，在完成教學(xué)基本要求后學(xué)生都能有一定程度的提升。

(4)反饋改進(jìn)階段

教學(xué)是在不斷完善中進(jìn)行的， 每一名學(xué)生的個(gè)體情況變化都會(huì)對(duì)最終結(jié)果產(chǎn)生影響， 教師通過分析后逐漸對(duì)模型系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充， 準(zhǔn)確調(diào)整學(xué)習(xí)方案，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式變得更為有效，教師和學(xué)生也可通過每輪調(diào)整后得到的結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，學(xué)生在本門課程中的數(shù)據(jù)也可應(yīng)用于之后的學(xué)習(xí)內(nèi)容，雙方都能增加對(duì)學(xué)習(xí)情況的了解，達(dá)到提升個(gè)性化學(xué)習(xí)效率的目的。

4 個(gè)性化教學(xué)實(shí)踐

選取天津工業(yè)職業(yè)學(xué)院黑色冶金技術(shù)18 級(jí)作為研究對(duì)象，通過對(duì)該班級(jí)《煉鋼生產(chǎn)操作與控制》課程進(jìn)行教學(xué)，探索大數(shù)據(jù)平臺(tái)下個(gè)性化教學(xué)實(shí)施中的問題，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)并進(jìn)行改進(jìn)。 煉鋼生產(chǎn)操作與控制是專業(yè)核心課程， 煉鋼由一系列高溫且復(fù)雜的反應(yīng)過程組成，課程抽象且有一定難度，適合進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí)試驗(yàn)。

教學(xué)的主要實(shí)施過程是： ①教師創(chuàng)設(shè)情境發(fā)現(xiàn)學(xué)生課前學(xué)習(xí)的問題，利用平臺(tái)化技術(shù)，完成資源共享和情境的創(chuàng)設(shè)；②實(shí)施教學(xué)過程，教學(xué)合作學(xué)習(xí)， 實(shí)時(shí)訓(xùn)練分層反饋學(xué)習(xí)情況， 利用交互技術(shù)， 即時(shí)推送與反饋， 通過移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)加強(qiáng)師生、生生之間的交流；③總結(jié)結(jié)果并對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)完成智能的數(shù)據(jù)分析，得出精準(zhǔn)直觀的評(píng)價(jià)[7]。 在教學(xué)中采用不同的方法進(jìn)行教學(xué)，如面對(duì)面講解典型的煉鋼理論、反應(yīng)原理，角色扮演煉鋼各崗位教學(xué)， 用企業(yè)生產(chǎn)案例進(jìn)行分析輔助教學(xué)，全部教學(xué)過程基于職教云教學(xué)平臺(tái)，教師和學(xué)生交流答疑解決學(xué)習(xí)中的問題。

在進(jìn)行教學(xué)改革后，豐富了教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生較之前積極性更高，能夠自主學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容，活躍了課堂教學(xué)氣氛，師生之間互動(dòng)較多也拉進(jìn)了距離，學(xué)生處于教學(xué)的主體地位， 營(yíng)造環(huán)境為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，教師引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性，提高學(xué)生對(duì)于崗位的責(zé)任感。 學(xué)生所提交的生產(chǎn)報(bào)告和問題明顯水平提高， 在煉鋼仿真操作中系統(tǒng)評(píng)分逐漸提高，總體平均成績(jī)穩(wěn)步提升，獲得了較好的學(xué)習(xí)效果。

圖2 煉鋼生產(chǎn)操作與控制課程個(gè)性化教學(xué)實(shí)施流程

5 總結(jié)

大數(shù)據(jù)技術(shù)為黑色冶金技術(shù)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí)提供了有力的技術(shù)支持， 大數(shù)據(jù)教學(xué)平臺(tái)的使用有效了教學(xué)效果， 也促進(jìn)了高職教育教學(xué)改革，學(xué)生通過碎片化學(xué)習(xí)，獲取智能的學(xué)習(xí)資源推送，采用多維度的評(píng)價(jià)體系，對(duì)專業(yè)課程的興趣大大提高。 教師要充分將技術(shù)和教學(xué)相融合，探索適合學(xué)生的教學(xué)模式，重視學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)，注重培養(yǎng)創(chuàng)造性、主動(dòng)性等多種能力，培養(yǎng)出更多符合企業(yè)需求的優(yōu)秀技術(shù)技能人才。