基于大數(shù)據(jù)的教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

徐冰

摘 ? 要：文章主要研究了大數(shù)據(jù)背景下教學(xué)的路徑，通過(guò)使用大數(shù)據(jù)信息處理技術(shù)對(duì)教學(xué)開展動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，介紹了智慧課堂的教學(xué)流程，通過(guò)智慧課堂在教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)例，證明了該系統(tǒng)能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，降低教師工作量，具備較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：教學(xué);智慧課堂;大數(shù)據(jù)分析

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及信息技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用，智慧教室及智慧學(xué)習(xí)逐漸發(fā)展起來(lái)，增強(qiáng)了課堂的互動(dòng)交流，以此為基礎(chǔ)搭建的智慧課堂，充分運(yùn)用云計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使課堂教學(xué)效率得以有效提升，大數(shù)據(jù)技術(shù)為動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的有效開展提供了技術(shù)基礎(chǔ)。智慧課堂的建立以學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析為依據(jù)，由于理論內(nèi)容繁多，對(duì)其教學(xué)方法及途徑的研究成為重點(diǎn)，伴隨大數(shù)據(jù)的發(fā)展，為教學(xué)提供重要的技術(shù)支撐，促使教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)實(shí)效性的實(shí)現(xiàn)與提高，教學(xué)需對(duì)其帶來(lái)的變革力量提高重視程度，主動(dòng)適應(yīng)并對(duì)其中的應(yīng)用教學(xué)進(jìn)行研究。

1 ? ?智慧課堂的內(nèi)涵

與智慧課堂對(duì)立的是知識(shí)課堂（從“智慧”的語(yǔ)義學(xué)上定義），文章從信息化視角定義智慧課堂，隨著學(xué)校教育教學(xué)中普遍融入信息技術(shù)，信息技術(shù)已不是簡(jiǎn)單的教學(xué)輔助手段，而是逐漸同各學(xué)科教學(xué)進(jìn)行深度的融合發(fā)展，促使傳統(tǒng)課堂的信息化、智能化程度不斷提高，對(duì)智慧課堂的研究與應(yīng)用不斷深化。目前智慧課堂概念（基于信息化視角）主要包括：（1）以物聯(lián)網(wǎng)智能化的感知特點(diǎn)為依據(jù)，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的課堂。（2）以移動(dòng)化智能終端特點(diǎn)為依據(jù)，基于電子書包應(yīng)用的課堂。（3）以個(gè)性化學(xué)習(xí)在課堂中的應(yīng)用特點(diǎn)為依據(jù)，基于云計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的課堂[1]。

2 ? ?大數(shù)據(jù)背景下智慧課堂設(shè)計(jì)

2.1 ?智慧課堂核心功能

文章的智慧課堂主要采用“云+端”模式及動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析手段，與傳統(tǒng)課堂相比，在技術(shù)和教學(xué)應(yīng)用上的重點(diǎn)在于：（1）教學(xué)課堂以數(shù)據(jù)為依據(jù)，利用大數(shù)據(jù)挖掘分析與決策技術(shù)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)行為進(jìn)行科學(xué)分析，教師主要通過(guò)直觀的數(shù)據(jù)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)來(lái)自學(xué)生的學(xué)情資料做到精準(zhǔn)掌握。（2）注重課堂互動(dòng)的高效，充分利用智能化的移動(dòng)學(xué)習(xí)工具及平臺(tái)，通過(guò)無(wú)障礙地即時(shí)交流和互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)師生間溝通與交流的立體化。（3）課堂更加動(dòng)態(tài)開放，通過(guò)信息技術(shù)及智能終端的使用使課堂不受時(shí)空限制，實(shí)現(xiàn)更為開放的、融合課前、課中、課后為一體的教學(xué)活動(dòng)。（4）提高合作探究能力，學(xué)習(xí)方式注重小組協(xié)商討論、合作探究的作用，使具有相同學(xué)習(xí)需求和興趣的學(xué)生自主組成學(xué)習(xí)共同體，通過(guò)系統(tǒng)平臺(tái)，教師能夠?qū)π〗M合作完成實(shí)時(shí)的評(píng)價(jià)和反饋。（5）實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)，教師對(duì)課前預(yù)習(xí)進(jìn)行測(cè)評(píng)分析，同時(shí)結(jié)合課中隨堂測(cè)驗(yàn)完成即時(shí)分析，從而能夠?qū)γ總€(gè)學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)能力進(jìn)行評(píng)估，在此基礎(chǔ)上完成對(duì)教學(xué)方案和輔導(dǎo)策略的針對(duì)性制定，以動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析和即時(shí)反饋為依據(jù)，對(duì)課前的教學(xué)設(shè)計(jì)做出及時(shí)相應(yīng)的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)進(jìn)程的優(yōu)化和改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)[2]。

2.2 ?智慧課堂的總體架構(gòu)

隨著教育信息化研究的深入，智慧課堂已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問題之一，智慧課堂需具備先進(jìn)、方便、實(shí)用的工具手段才能在教學(xué)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)常態(tài)化應(yīng)用，本文通過(guò)采用“云+端”模式及學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析功能，實(shí)現(xiàn)智慧課堂信息化環(huán)境的構(gòu)建，主要由微云服務(wù)器、端應(yīng)用工具及云平臺(tái)3大部分構(gòu)成，各部分的主要功能在于：

（1）云服務(wù)器負(fù)責(zé)本地網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)和計(jì)算服務(wù)的提供，當(dāng)堂課程完成即時(shí)錄制后，能夠方便、快速地將其完成本地化存儲(chǔ);通過(guò)無(wú)線局域網(wǎng)的構(gòu)建，減少對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的依賴，節(jié)省互聯(lián)網(wǎng)資源占用，教師和學(xué)生即可借助多種移動(dòng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)通信與交互過(guò)程（任意點(diǎn)對(duì)點(diǎn)）;連接互聯(lián)網(wǎng)后即可完成各教室教學(xué)內(nèi)容的跨空間直播。

（2）端應(yīng)用工具主要面向教師和學(xué)生，例如微課的制作（包括PPT的導(dǎo)入、動(dòng)畫及視頻的插入等）、授課以及交流和評(píng)價(jià)工具的應(yīng)用，提供電子白板以供教師書寫教學(xué)內(nèi)容，發(fā)布任務(wù)、批改作業(yè)、解答學(xué)生疑問等皆需在教師端完成;對(duì)課程內(nèi)容、教學(xué)任務(wù)及相關(guān)資源的接收與管理需在學(xué)生端完成，學(xué)生可直接完成電子版的作業(yè)及課前預(yù)習(xí)或課后鞏固，完成師生間的交流互動(dòng)。

（3）云平臺(tái)主要負(fù)責(zé)云基礎(chǔ)設(shè)施、資源及教學(xué)服務(wù)等的提供，促進(jìn)教學(xué)資源管理平臺(tái)的構(gòu)建與完善，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種教育教學(xué)資源（結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)）的管理，具備較好的可擴(kuò)展性，各種教學(xué)資源能夠?qū)崿F(xiàn)二次開發(fā)與利用，從而綜合應(yīng)用多種教育教學(xué)資源。

3 ? ?智慧課堂的教學(xué)流程

文章的智慧課堂主要面向，應(yīng)用于實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，教學(xué)流程主要分為3個(gè)階段和10個(gè)環(huán)節(jié)，包含了教師同學(xué)生整個(gè)教學(xué)過(guò)程中的共同活動(dòng)及互動(dòng)關(guān)系，其具體教學(xué)流程如圖1所示。

3.1 ?課前環(huán)節(jié)

通過(guò)智慧課堂信息化平臺(tái)，教師對(duì)學(xué)生提交的作業(yè)進(jìn)行成績(jī)分析，完成對(duì)學(xué)生學(xué)情資料的精確掌握及本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)的提前設(shè)定，同時(shí)能夠?qū)⑽⒄n、預(yù)習(xí)及檢測(cè)的內(nèi)容推送給學(xué)生，從而完成學(xué)情分析;學(xué)生針對(duì)教師推送內(nèi)容完成預(yù)習(xí)及預(yù)習(xí)題目結(jié)果的提交，同時(shí)記錄在預(yù)習(xí)過(guò)程中的問題，通過(guò)論壇或平臺(tái)學(xué)生可提出疑問、參加相關(guān)討論及發(fā)表自己的見解，從而完成預(yù)習(xí)測(cè)評(píng);在對(duì)學(xué)生預(yù)習(xí)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)反饋的基礎(chǔ)上，以學(xué)情分析結(jié)果為依據(jù)，完成教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容、方法及方案設(shè)計(jì)等的制定，從而完成教學(xué)設(shè)計(jì)與優(yōu)化。

3.2 ?課中環(huán)節(jié)

教師通過(guò)多種方法的使用，將新課內(nèi)容導(dǎo)入智慧課堂信息系統(tǒng)，完成課題導(dǎo)入，主要采取創(chuàng)設(shè)情境、預(yù)習(xí)反饋、測(cè)評(píng)練習(xí)等方式，學(xué)生可對(duì)課前自學(xué)成果進(jìn)行展示，按照導(dǎo)入新課的要求進(jìn)行觀點(diǎn)分享及講解;教師根據(jù)教學(xué)需要將學(xué)習(xí)探究任務(wù)和成果要求下發(fā)給學(xué)生，學(xué)生通過(guò)小組協(xié)作等方式的開展，教師對(duì)活動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，分組后學(xué)生以小組的形式進(jìn)行互動(dòng)討論，在此基礎(chǔ)上完成成果的提交及展示，完成學(xué)習(xí)過(guò)程的探究;每個(gè)學(xué)生的終端會(huì)接收到教師推送的隨堂測(cè)驗(yàn)題目，學(xué)生完成練習(xí)并及時(shí)提交測(cè)驗(yàn)成果，教師據(jù)此對(duì)學(xué)生的掌握情況完成診斷和反饋，完成實(shí)時(shí)測(cè)評(píng);以上一環(huán)節(jié)的測(cè)評(píng)反饋結(jié)果為依據(jù)，教師總結(jié)和點(diǎn)評(píng)教學(xué)內(nèi)容涉及的知識(shí)點(diǎn)、難點(diǎn)等，補(bǔ)充講解薄弱環(huán)節(jié)，根據(jù)問題辨析結(jié)果教師可進(jìn)行彈性分層作業(yè)和任務(wù)的布置，學(xué)生在此基礎(chǔ)上完成對(duì)所學(xué)內(nèi)容的運(yùn)用、鞏固及拓展提升，完成總結(jié)改進(jìn)過(guò)程。

3.3 ?課后環(huán)節(jié)

通過(guò)智慧課堂信息平臺(tái)教師能夠進(jìn)行個(gè)性化的課后作業(yè)的發(fā)布，學(xué)生需根據(jù)教師要求及時(shí)完成并提交課后作業(yè)。教師獲取學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容掌握情況的即時(shí)反饋，完成課后作業(yè)的布置;教師根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，可通過(guò)微課錄制完成內(nèi)容的講解并將其推送給對(duì)應(yīng)的學(xué)生，實(shí)現(xiàn)有針對(duì)性的個(gè)性化教學(xué)，完成微課輔導(dǎo);學(xué)生通過(guò)微課的在線觀看，進(jìn)一步鞏固所學(xué)內(nèi)容，在平臺(tái)或論壇上同教師和同學(xué)進(jìn)行討論交流，完成反思評(píng)價(jià)過(guò)程。

4 ? ?智慧課堂教學(xué)應(yīng)用實(shí)例

為檢測(cè)本文智慧課堂（基于動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析）的實(shí)用性，筆者在學(xué)校的馬克思主義哲學(xué)專業(yè)的兩個(gè)班級(jí)中進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，根據(jù)學(xué)生的課堂表現(xiàn)及期末成績(jī)，應(yīng)用結(jié)果基于大數(shù)據(jù)背景的智慧課堂，具有較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。學(xué)生通過(guò)課前環(huán)節(jié)發(fā)放的資源隨時(shí)隨地完成相關(guān)知識(shí)的自主學(xué)習(xí)，通過(guò)完成教師布置的作業(yè)包可對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行鞏固，兩個(gè)班的學(xué)生普遍反映通過(guò)智慧課堂，對(duì)繁多的理論課內(nèi)容的掌握情況比傳統(tǒng)簡(jiǎn)單的課堂教學(xué)更好，更易消化吸收，以小組的形式與同學(xué)合作探究及個(gè)人展示更能發(fā)揮學(xué)生的積極性。

借助數(shù)據(jù)分析平臺(tái)所提供的學(xué)生測(cè)評(píng)練習(xí)的實(shí)時(shí)反饋圖，教師能夠有針對(duì)性地進(jìn)行問題討論及講解，在確保個(gè)性化教學(xué)的同時(shí)降低教師的工作量，使教師能夠?qū)⒏嗟木ν度氲浇虒W(xué)內(nèi)容及環(huán)節(jié)等的設(shè)計(jì)和優(yōu)化上。

5 ? ?結(jié)語(yǔ)

隨著教育信息化研究的深入，智慧課堂已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問題之一，文章主要研究了大數(shù)據(jù)背景下的教學(xué)路徑，在對(duì)智慧課堂的定義和特點(diǎn)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，對(duì)智慧課堂的信息化環(huán)境構(gòu)成進(jìn)行闡述，通過(guò)使用大數(shù)據(jù)信息處理技術(shù)對(duì)教學(xué)開展動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，并以學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析為依據(jù)，通過(guò)智慧課堂的建立完成專題探討，介紹了智慧課堂的教學(xué)流程，通過(guò)智慧課堂在教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)例，證明了該系統(tǒng)能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，降低教師工作量，具備較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

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[2]吳九占，郭宇.基于SPOC的思想政治理論課“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)效果的多維分析[J].思想理論教育導(dǎo)刊，2018（8）：110-115.

Research on the design of teaching system based on big data

Xu Bing

（Shenyang Polytechnic College， Shenyang 110045， China）

Abstract：This paper mainly studies the teaching path under the background of big data， through the use of big data information processing technology to carry out dynamic learning evaluation of teaching， introduced the teaching process of wisdom classroom， through the application of wisdom classroom in teaching examples， proved that the system can improve the enthusiasm of students to learn， reduce the workload of teachers， has a higher practical value.

Key words：teaching; wisdom class; big data analysis