大數(shù)據(jù)教與學(xué)平臺的構(gòu)建和實踐探析

唐華 黃曉雪

【摘 要】本文闡述大數(shù)據(jù)教與學(xué)平臺的內(nèi)涵和應(yīng)用現(xiàn)狀，分析構(gòu)建大數(shù)據(jù)教與學(xué)平臺的必要性，以南寧市第二中學(xué)為例，從精準化教學(xué)實踐、個性化學(xué)習實踐、教育教學(xué)管理實踐等方面論述大數(shù)據(jù)教與學(xué)平臺的實踐，提出大數(shù)據(jù)教與學(xué)平臺的應(yīng)用價值。

【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù)教與學(xué)平臺 精準化教學(xué) 個性化教學(xué)? 教育教學(xué)管理 構(gòu)建 實踐

《國家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出，“鼓勵學(xué)校利用大數(shù)據(jù)技術(shù)開展對教育教學(xué)活動和學(xué)生行為數(shù)據(jù)的收集、分析和反饋，為推動個性化學(xué)習和針對性教學(xué)提供支持”。《教育信息化“十三五”規(guī)劃》提出，“推動形成基于信息技術(shù)的新型教育教學(xué)模式與教育服務(wù)供給方式，形成與教學(xué)現(xiàn)代化發(fā)展目標相適應(yīng)的教育信息化體系”。進入教育信息化 2.0 時代，大數(shù)據(jù)信息技術(shù)將逐漸深入學(xué)校的教育教學(xué)實際中。如何構(gòu)建大數(shù)據(jù)教與學(xué)平臺，實施基于數(shù)據(jù)分析的教學(xué)策略、教學(xué)模式及學(xué)生學(xué)習方式，是當前中小學(xué)教育信息化發(fā)展所面臨的重點課題。

一、大數(shù)據(jù)教與學(xué)平臺的內(nèi)涵和應(yīng)用現(xiàn)狀

大數(shù)據(jù)教與學(xué)平臺是利用數(shù)據(jù)挖掘、學(xué)習分析、機器學(xué)習等技術(shù)手段來分析、處理和優(yōu)化教與學(xué)過程中產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)，是現(xiàn)階段人工智能驅(qū)動教育應(yīng)用創(chuàng)新的主要領(lǐng)域。大數(shù)據(jù)教與學(xué)平臺主要以學(xué)習大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)支撐、大數(shù)據(jù)核心能力及大數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)等平臺為基礎(chǔ)，實現(xiàn)基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)環(huán)境的一體、智能的學(xué)習大數(shù)據(jù)服務(wù)，以學(xué)習者為中心，以數(shù)據(jù)驅(qū)動教學(xué)為出發(fā)點，有效利用學(xué)生診斷分析數(shù)據(jù)，進而掌握學(xué)生學(xué)習行為和對知識的理解情況，促進教育教學(xué)質(zhì)量提升。

當前，信息化技術(shù)水平高速發(fā)展，教育教學(xué)數(shù)據(jù)量以百億計算，數(shù)據(jù)背后蘊含著豐富的價值。調(diào)查廣西中小學(xué)發(fā)現(xiàn)：一是大部分的中小學(xué)依舊采用落后的教育技術(shù)、傳統(tǒng)的教學(xué)模式、過時的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，致使信息孤島嚴重，數(shù)據(jù)無法提取分析和統(tǒng)一管理;二是大部分學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)或教育工作者依舊將學(xué)生同質(zhì)化管理，讓不同水平學(xué)生完成相同的學(xué)習任務(wù)，造成有些學(xué)生“吃不飽”，有些學(xué)生“吃不消”;三是除了個別重點的中小學(xué)，大部分中小學(xué)基本停留在如何建、建成什么樣子的大數(shù)據(jù)教與學(xué)平臺初級階段，對是逐步構(gòu)建一個個信息系統(tǒng)還是一步到位直接建立智能化大數(shù)據(jù)教與學(xué)平臺，學(xué)校還在研究探索中。但是，可以肯定的是，大數(shù)據(jù)教與學(xué)平臺是不可阻擋的時代潮流，是現(xiàn)代教育發(fā)展方向，各中小學(xué)應(yīng)與時俱進順應(yīng)時代發(fā)展，建立大數(shù)據(jù)教與學(xué)平臺，促進教育教學(xué)發(fā)展。

二、構(gòu)建大數(shù)據(jù)教與學(xué)平臺的必要性

大數(shù)據(jù)教與學(xué)平臺能夠促進教育工作者把準方向、抓住重點、提出策略，進而提高中小學(xué)教育教學(xué)的信息化和科學(xué)化水平。

第一，大數(shù)據(jù)教與學(xué)平臺能夠為學(xué)校決策者和教師提供科學(xué)管理。大數(shù)據(jù)教與學(xué)平臺可以優(yōu)化學(xué)生考試/作業(yè)數(shù)據(jù)的采集技術(shù)，為學(xué)校教育決策者提取具有針對性和可用性的信息，及時幫助教學(xué)管理者進行科學(xué)決策，減少科學(xué)決策的盲目性;能夠?qū)W(xué)生學(xué)情即時追蹤、精準分析學(xué)習成績，了解學(xué)生的學(xué)習弱項，進而引導(dǎo)教師采用“大數(shù)據(jù)采集分析+評價報告”，主動反思自己的教學(xué)實踐，從而提升教學(xué)的有效性和教學(xué)的針對性，教育學(xué)生主動追求學(xué)業(yè)成就;能夠建立學(xué)生各個學(xué)業(yè)階段的檔案，讓教育工作者掌握變化趨勢。

第二，大數(shù)據(jù)教與學(xué)平臺能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生個性化教學(xué)。大數(shù)據(jù)教與學(xué)平臺可以自動生成學(xué)生個性化學(xué)業(yè)分析報告，教育工作者可根據(jù)分析報告精準快速調(diào)整教學(xué)方案，針對薄弱點各個擊破。同時，私人訂制學(xué)生課后作業(yè)，擺脫同質(zhì)化教輔束縛，真正消除學(xué)生“吃不飽”和“吃不完”現(xiàn)象，達到教師精準施教。

第三，大數(shù)據(jù)教與學(xué)平臺能夠提高智能化水平。大數(shù)據(jù)教與學(xué)平臺能夠引導(dǎo)教師基于學(xué)科本質(zhì)促進教與學(xué)的智能發(fā)展，如學(xué)情分析、課堂教學(xué)設(shè)計、命題研究、學(xué)習評價、教師科組建設(shè)、學(xué)科教學(xué)研究等;應(yīng)用學(xué)業(yè)數(shù)據(jù)的題庫自動建設(shè);能夠整合各學(xué)?；蛳嚓P(guān)部門、學(xué)校各子系統(tǒng)平臺資源和智能化自動建設(shè)共享資源及校本題庫，還能智能化以知識點建立訓(xùn)練與測驗習題集和評價體系，自動化診斷學(xué)生知識點掌握情況，開展有針對性的教學(xué)、學(xué)習資源推送、微課講解、自適應(yīng)學(xué)習等。

三、大數(shù)據(jù)教與學(xué)平臺的實踐

基于對南寧市第二中學(xué)實際使用數(shù)據(jù)的分析研究，筆者從以下方面推進大數(shù)據(jù)教與學(xué)平臺的實踐。

1.精準化教學(xué)實踐。精準化教學(xué)通過分析學(xué)生的學(xué)習數(shù)據(jù)，了解學(xué)生的知識掌握情況，發(fā)現(xiàn)薄弱知識點，然后有針對性地給予指導(dǎo)和練習，有效地提高學(xué)生的學(xué)習效率和成績。依托覆蓋學(xué)校日常教學(xué)應(yīng)用場景的服務(wù)系統(tǒng)，采集班級所有學(xué)生的行為數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)和學(xué)業(yè)數(shù)據(jù);依托大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)對學(xué)情數(shù)據(jù)進行分析與預(yù)測，實現(xiàn)學(xué)生個體與整體的畫像，為教師提供學(xué)生學(xué)情分析報告。教師根據(jù)學(xué)情分析報告針對性地安排教學(xué)計劃和采用教學(xué)方法，開展個性化教學(xué)。具體見圖 1。

2.個性化學(xué)習實踐。個性化學(xué)習不僅能分析學(xué)生考試的情況，還能從時間維度對學(xué)生進發(fā)展性分析，分析出學(xué)生的知識掌握程度和薄弱環(huán)節(jié)，進而生成科學(xué)的知識圖譜，為學(xué)生規(guī)劃學(xué)習路徑提供參考。同時，為學(xué)生提供教師資源、課程資源、試題資源等資源進行個性化學(xué)習。具體見圖 2。

基于個性化學(xué)習系統(tǒng)，學(xué)生能夠?qū)崿F(xiàn)個性化學(xué)習：一是通過語音識別、智能圖文，實時采集學(xué)生的平時作業(yè)、測試等數(shù)據(jù)，生成學(xué)科知識圖譜，完成對學(xué)生的認知診斷。二是通過圖譜發(fā)現(xiàn)學(xué)生的元認知缺失情況，生成可視化學(xué)習效果圖，形成特定學(xué)生學(xué)科學(xué)習的個性化路徑。三是按照知識點先后順序向?qū)W生針對性地推送微課視頻和鞏固性題庫，推送后，學(xué)生可再次進入“數(shù)據(jù)收集—診斷建?！獋€性化推薦—數(shù)據(jù)再收集”的學(xué)習閉環(huán)。四是在線下，教師可根據(jù)學(xué)生的學(xué)情知識圖譜，有針對性地開展個性化教學(xué)。個性化學(xué)習系統(tǒng)實現(xiàn)了學(xué)生自主和集中、線上線下等多種學(xué)習方式，全面提升學(xué)生的學(xué)習效果。

3.教育教學(xué)管理實踐。大數(shù)據(jù)為學(xué)校提供教育決策服務(wù)：一是系統(tǒng)匯集學(xué)校教學(xué)、學(xué)習、考試、管理等場景數(shù)據(jù)，形成用戶畫像，進而建模;二是系統(tǒng)能夠?qū)?shù)據(jù)進行集成展現(xiàn);三是對數(shù)據(jù)的深度挖掘，能夠為學(xué)校管理者或教育決策者提供有價值的信息。

大數(shù)據(jù)決策支持的教育教學(xué)管理可以應(yīng)用于學(xué)校管理的多個方面，現(xiàn)以教師評價應(yīng)用為例，具體運用過程是：其一，基于信息化建設(shè)過程中的課堂教學(xué)、作業(yè)輔導(dǎo)、智慧考試、在線教研等積累的教學(xué)過程和教學(xué)質(zhì)量的數(shù)據(jù)，結(jié)合填報采集的教師基本信息和教學(xué)獲獎等數(shù)據(jù)，構(gòu)建學(xué)校教師發(fā)展績效檔案。其二，基于學(xué)校教師的績效評價檔案，從教師任務(wù)績效、教學(xué)質(zhì)量績效、群體關(guān)系績效三個方面，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析手段，對教師績效的相關(guān)指標進行量化和標簽聚類。其三，從教師個體形成教師在線績效檔案，基于個體檔案中教師的評價指數(shù)，通過數(shù)據(jù)對比，形成不同班級、不同年級、不同學(xué)科的排名，完成教師個體分析到群體分析的全過程，輔助學(xué)校教師管理者能更加高效和全面地完成教師選拔、考核評優(yōu)。

四、大數(shù)據(jù)教與學(xué)平臺的實踐數(shù)據(jù)樣本采集與分析

南寧市 2017 年開始建設(shè)集教育資源平臺和管理平臺為一體的南寧教育云平臺，積極推動大數(shù)據(jù)等新技術(shù)在教育教學(xué)中的融合應(yīng)用。南寧市第二中學(xué)是南寧教育云平臺項目試點學(xué)校，已經(jīng)開始先試先行。本研究基于南寧市第二中學(xué)的真實教學(xué)場景中采集的數(shù)據(jù)進行分析，探究大數(shù)據(jù)教與學(xué)平臺對學(xué)校教育教學(xué)提升的效用。

南寧市第二中學(xué)積極響應(yīng)國家教育信息化 2.0 行動計劃。作為南寧教育云平臺的試點學(xué)校，通過“平臺大數(shù)據(jù)+人工智能技術(shù)”，結(jié)合自身教育教學(xué)和教研力量，迅速提升學(xué)校教學(xué)、閱卷、數(shù)據(jù)分析效率，建立起有效的多維度、多層次的數(shù)據(jù)庫，為后續(xù)的教學(xué)管理工作提供有力的數(shù)據(jù)保障。

2018 年 1 月，南寧市第二中學(xué)高一年級 26 個班首次使用系統(tǒng)進行英語學(xué)科的測試，到 2019 年 2 月，已經(jīng)覆蓋了全校 74 個班級。目前已經(jīng)實現(xiàn)校內(nèi)數(shù)據(jù)連貫、資源流轉(zhuǎn)，初步構(gòu)建了以學(xué)習者為核心的教學(xué)體系，真正達到數(shù)據(jù)說話、數(shù)據(jù)決策、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)創(chuàng)新的需求。借助信息化不僅幫助減少了數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析的工作量，更重要的是利用大數(shù)據(jù)進行“精準化”教學(xué)，大幅度提升了教學(xué)效率和學(xué)生自主學(xué)習的有效性。具體使用數(shù)據(jù)如表 1 所示。

從 2018 年 1 月開始到現(xiàn)在，南寧市第二中學(xué)累計使用系統(tǒng)組織考試測驗 71 次，教師閱卷 692848 份。在校本資源的建設(shè)方面，學(xué)校老師通過將自己的 WORD 試卷上傳或基于系統(tǒng)題庫選題組卷的形式建設(shè)校本試卷 107 套，試題總量達到 2608 道。具體見圖 3 和圖 4。

通過對數(shù)據(jù)分析可知：

1.講評課方面得到提升。傳統(tǒng)講評課因老師缺少學(xué)情數(shù)據(jù)反饋，或因數(shù)據(jù)采集復(fù)雜困難，或因技術(shù)手段的缺乏，往往僅能就題講題，平均用力，將試卷從頭講到尾。依托系統(tǒng)，教師在講評課中得到了提升：一是可以結(jié)合學(xué)生的高頻錯題以及薄弱知識點，預(yù)設(shè)講評重難點，不但提高了講評效率，還可拓展知識點，解決學(xué)生的薄弱點;二是就單題目而言，在閱卷時發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀卷，還可以將學(xué)生的作答標記為典型卷，供課上使用，更好地讓學(xué)生了解典型題目得分情況;三是就卷面分析而言，教師可以調(diào)取各類典型試卷卷面，對卷面得分點、丟分點、答題規(guī)范等問題進行有效且直觀的講評;四是對于高頻錯題系統(tǒng)自動推送同類學(xué)校的類似題作為拓展資源，供老師課上舉一反三練習使用，這樣老師就輕松實現(xiàn)知識點的拓展，不用為講評課時找重點、找資源發(fā)愁。見表 1。

2.考前專項訓(xùn)練精準。對于考前復(fù)習課，教師能根據(jù)班級學(xué)科的階段性成績曲線和班級共性錯題查看學(xué)情穩(wěn)定性，聚焦班級疑難點和薄弱點。同時，基于班級共性高頻錯誤進行精準推薦拓展資源，便于老師組織學(xué)生開展考前專項訓(xùn)練，促使學(xué)生出現(xiàn)錯題屢錯的頻率大大減少，自主學(xué)習的能動性也大大提升。成長趨勢見圖 5。

五、大數(shù)據(jù)教與學(xué)平臺的應(yīng)用價值分析

1.匯聚教學(xué)過程中形成的行為數(shù)據(jù)，實現(xiàn)精細化分析，為教師減負。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，每天都會產(chǎn)生龐大的學(xué)業(yè)數(shù)據(jù)，而教師需要一一處理，不僅耗費了大量的教研時間，也很難對學(xué)生做個性化的評價以及了解學(xué)生的成長趨勢。大數(shù)據(jù)教與學(xué)平臺會重點采集作業(yè)、練習、考試等與教師日常工作、學(xué)生每天學(xué)習都緊密聯(lián)系的數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)客觀題、作文題的自動批改，主觀題保留教師批改痕跡，幫助教師實現(xiàn)批改作業(yè)量減負，從繁重的作業(yè)批改壓力中解放出來。

2.實現(xiàn)對學(xué)生學(xué)習數(shù)據(jù)全過程記錄和分析，提升評價與診斷學(xué)生的學(xué)業(yè)水平。在教育教學(xué)過程中，教師可以利用大數(shù)據(jù)教與學(xué)平臺采集學(xué)生學(xué)習數(shù)據(jù)，全面了解學(xué)生每一個階段、每個環(huán)節(jié)的學(xué)習情況，進而根據(jù)數(shù)據(jù)信息分析學(xué)生知識缺陷所在，提出精準糾錯方案，有針對性地設(shè)計教學(xué)內(nèi)容。

3.形成學(xué)生教師的大數(shù)據(jù)庫，促進數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化，形成學(xué)生學(xué)業(yè)檔案，發(fā)現(xiàn)錯誤，彌補個性化不足。應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，實現(xiàn)了過程性評價的電子化，促進了“檔案袋評價”從傳統(tǒng)文本到數(shù)字化的轉(zhuǎn)變。同時，還可以讓每一名教師時刻關(guān)注到每名學(xué)生或每個班級的知識缺陷和學(xué)業(yè)發(fā)展情況，系統(tǒng)地把握學(xué)生整個學(xué)業(yè)變化趨勢，精準診斷學(xué)生知識點掌握情況，分析推理出學(xué)生在能力、價值、態(tài)度等方面的情況。

4.通過數(shù)據(jù)精準分析，精確地給出學(xué)生學(xué)習路徑，實現(xiàn)個性化資源推送，提升學(xué)生自適應(yīng)學(xué)習能力。通過對大數(shù)據(jù)進行分析，能夠準確指出學(xué)生掌握知識點情況，系統(tǒng)可自動生成學(xué)生錯題庫或?qū)W習記錄，進而為每一名學(xué)生提供個性化作業(yè)和輔導(dǎo)。分析學(xué)生學(xué)業(yè)水平大數(shù)據(jù)，能夠發(fā)現(xiàn)每一名學(xué)生擅長什么，不擅長什么，進而全面提升學(xué)生的學(xué)習能力。

總之，大數(shù)據(jù)技術(shù)在教育領(lǐng)域的深度發(fā)展和應(yīng)用，是學(xué)校教育教學(xué)面臨新挑戰(zhàn)和發(fā)展機遇。教育應(yīng)主動適應(yīng)智能時代的步伐，加快推進人工智能及大數(shù)據(jù)技術(shù)在教育領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用和實踐探索，構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的教與學(xué)信息化平臺，為傳統(tǒng)教學(xué)注入新活力，全面推動教育教學(xué)變革。（下轉(zhuǎn)第125頁）（上接第91頁）由此可見，學(xué)校教學(xué)模式將從以教師為中心的傳統(tǒng)教學(xué)模式走向以學(xué)生為中心的個性化學(xué)習模式。

【參考文獻】

[1]顏 鼎.大數(shù)據(jù)背景下的中小學(xué)智慧校園建設(shè)探討[J].中國教育信息化，2019（12）

[2]夏從林.基于大數(shù)據(jù)視角下中小學(xué)智慧教育實踐探究[J].信息系統(tǒng)工程，2019（11）

[3]傅 妍.大數(shù)據(jù)時代教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)的現(xiàn)狀及提升策略研究——基于杭州市中小學(xué)教師實證調(diào)查研究[J].當代教育實踐與教學(xué)研究，2019（11）

【作者簡介】唐? ?華（1978— ），女，漢族，籍貫廣西南寧，文學(xué)學(xué)士，中學(xué)一級教師，現(xiàn)就職于南寧市現(xiàn)代教育技術(shù)中心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)室副主任，研究方向：教育教學(xué)、信息化技術(shù);黃曉雪（1980— ），男，漢族，籍貫廣西南寧，助理工程師，現(xiàn)就職于南寧市第二中學(xué)電教管理員，研究方向：教育教學(xué)、信息化技術(shù)、智慧校園建設(shè)。

（責編 劉 影）