大數(shù)據(jù)背景下高職課堂精準(zhǔn)教學(xué)研究

毛 燁 陳 熔

（江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院農(nóng)業(yè)信息學(xué)院，江蘇 泰州 225300）

0 引言

2016年教育部印發(fā)的“教育信息化‘十三五’規(guī)劃”中提出“對學(xué)生日常學(xué)習(xí)情況的大數(shù)據(jù)采集和分析，優(yōu)化教學(xué)模式”和“培養(yǎng)教師利用信息技術(shù)開展學(xué)情分析與個性化教學(xué)的能力”。 2020年年初，新型冠狀病毒肺炎疫情的爆發(fā)使在線教育呈現(xiàn)井噴式發(fā)展，教育大數(shù)據(jù)的獲取及應(yīng)用有了更廣泛的空間。在此基礎(chǔ)上，大數(shù)據(jù)技術(shù)及相關(guān)開發(fā)應(yīng)用也越來越多地應(yīng)用于高職教育教學(xué)，對高職教學(xué)課堂產(chǎn)生了深切影響。

1 大數(shù)據(jù)與精準(zhǔn)教學(xué)

1.1 大數(shù)據(jù)

國內(nèi)外學(xué)者對“大數(shù)據(jù)”的定義不甚相同。一般認(rèn)為“大數(shù)據(jù)”最早由Michael Cox 和David Ellsworth 在學(xué)術(shù)文章中正式提出，認(rèn)為“大數(shù)據(jù)難題”是可視化給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)帶來的對主存儲器、本地磁盤甚至遠(yuǎn)程磁盤帶來的很大負(fù)荷。但目前普遍認(rèn)為大數(shù)據(jù)不單指海量數(shù)據(jù)，更是指海量數(shù)據(jù)形式之復(fù)雜、處理方式之繁多、處理時間之快速和數(shù)據(jù)之價值等內(nèi)容[1]。

1.2 大數(shù)據(jù)技術(shù)

大數(shù)據(jù)技術(shù)是一種全新的數(shù)據(jù)科學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)架構(gòu)或模式，運(yùn)用各種現(xiàn)代信息技術(shù)，對需要處理的大量的、復(fù)雜的、即時的數(shù)據(jù)進(jìn)行價值提純操作，以從中獲得有價值的規(guī)律，指導(dǎo)人類社會生產(chǎn)實(shí)踐。 按照大數(shù)據(jù)的生命周期，可將大數(shù)據(jù)的核心技術(shù)分解為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)分析等技術(shù)[2]。

1.3 教育大數(shù)據(jù)

信息技術(shù)促進(jìn)高職教育的信息化發(fā)展，各類教學(xué)管理系統(tǒng)、在線課程平臺、社交平臺等的廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生并記錄了海量的教與學(xué)的數(shù)據(jù)，使教師授課過程、在線資源、教學(xué)手段、教學(xué)方式和學(xué)生學(xué)習(xí)行為、學(xué)習(xí)狀態(tài)、學(xué)習(xí)結(jié)果等變得可虛擬互動、可數(shù)字傳遞、可量化衡量、可決策支持的存在[3]。

1.4 精準(zhǔn)教學(xué)

精準(zhǔn)教學(xué)是借助現(xiàn)代信息技術(shù)手段準(zhǔn)確把握施教者與受教者的學(xué)習(xí)狀態(tài)，重構(gòu)教學(xué)模式，設(shè)計(jì)精準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)，遴選學(xué)習(xí)內(nèi)容，支持個性化學(xué)習(xí)，多維量化評價，監(jiān)測干預(yù)學(xué)習(xí)行為，使整個教學(xué)過程可衡量、可調(diào)控，最終達(dá)到科學(xué)決策、因材施教，提升教學(xué)效果的目的[4]。

精準(zhǔn)教學(xué)是一種結(jié)果驅(qū)動型教學(xué)，通過分析學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為過程數(shù)據(jù)及結(jié)果數(shù)據(jù)，判斷學(xué)生的短板或盲區(qū)，進(jìn)而智能推送學(xué)習(xí)資源，進(jìn)行強(qiáng)化練習(xí)，提升學(xué)習(xí)效果。

大數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)及精準(zhǔn)教學(xué)關(guān)系如圖1 所示。

2 高職課堂現(xiàn)狀

課堂是高職學(xué)校教書育人的主陣地。經(jīng)過多年的發(fā)展，“以學(xué)生為主體”和“信息化教學(xué)”的思想已經(jīng)深入人心，現(xiàn)代化的教學(xué)硬件裝備也很普遍。 但在具體課堂實(shí)施過程中仍存在一些問題。

2.1 學(xué)生

近年來高職院校的擴(kuò)招使生源質(zhì)量不可避免地有所下滑，學(xué)生入學(xué)時基礎(chǔ)不高，自律能力較差。上課常有遲到、早退，甚至?xí)缯n的現(xiàn)象發(fā)生。上課過程中也會出現(xiàn)睡覺、聊天、看小說等情況。加之手機(jī)等智能設(shè)備的普及，高職學(xué)生在課堂上利用手機(jī)完成簽到或觀看任務(wù)后，就用手機(jī)娛樂或打游戲的現(xiàn)象也頻繁發(fā)生。當(dāng)然，也有部分學(xué)生是想在課堂上學(xué)習(xí)的，但由于自控能力稍弱，上課碰到不懂的，或者受到旁邊同學(xué)的影響，也漸漸失去學(xué)習(xí)的興趣。

2.2 教師

高職教師要求有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這樣才能培養(yǎng)高職學(xué)生的實(shí)踐動手能力。但隨著整個社會教育水平的提高，入職高職院校的專業(yè)課教師大部分都是碩士甚至是博士。 經(jīng)過簡單的崗前培訓(xùn)，這些高學(xué)歷的教師直接走上講臺。他們理論水平較高，但教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)及教學(xué)信息化運(yùn)用能力水平能稍顯不足。部分教師授課前未完全了解學(xué)生情況，教學(xué)內(nèi)容理論有余，實(shí)踐不足，致使課堂枯燥無味。且課堂上部分學(xué)生不配合教學(xué)，教師未有足夠經(jīng)驗(yàn)，付出一定努力后仍無法有效管理課堂。 久而久之，教師也就放松課堂管理，只要課堂上師生“相安無事”即可。

2.3 信息化支撐

圖1 大數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)及精準(zhǔn)教學(xué)關(guān)系

從在線開放課程到智慧校園建設(shè)，教育信息化的發(fā)展推動建設(shè)了很多在線課程、課程資源庫、慕課、微課等。 可不少高職課堂上仍沿用傳統(tǒng)的投影儀播放PPT 課件，配合以教師講解。 不少在線課程和課程資源庫是為了建設(shè)而建設(shè)，是為了教師各類信息化教學(xué)比賽而建，沒有成為課堂之外的教學(xué)延伸手段，沒有成為精準(zhǔn)教學(xué)的數(shù)據(jù)來源支撐。 此外，不少學(xué)校建設(shè)了“智慧教室”或給教室配備了交互式電子屏，但沒有發(fā)揮應(yīng)有的作用，大部分的時候還是用于PPT 或視頻的播放。

3 大數(shù)據(jù)對高職課堂精準(zhǔn)教學(xué)的影響

“大數(shù)據(jù)”作為近年的熱門詞匯，不僅在各行各業(yè)獲得成功應(yīng)用，也使大數(shù)據(jù)成為一種信息數(shù)據(jù)思維。應(yīng)用大數(shù)據(jù)于高職教育，使教育研究對象由宏觀整體轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒂^個體，為學(xué)生提供更為精準(zhǔn)和個性化的教育，是提升高職教育質(zhì)量、推動教學(xué)改革的必然選擇。

3.1 大數(shù)據(jù)推動教育教學(xué)改革是大勢所趨

信息技術(shù)在教育中的廣泛應(yīng)用是利用各種信息化平臺提高教學(xué)效率、提高資源共享率、提高學(xué)校管理效率，未能引起教育教學(xué)形態(tài)的質(zhì)的改變，仍處于量變層面。當(dāng)以大數(shù)據(jù)為代表的新的信息技術(shù)手段與教育深度融合時，教育教學(xué)改革才會產(chǎn)生質(zhì)的飛躍，實(shí)現(xiàn)個性化教學(xué)的“因材施教”，實(shí)現(xiàn)教學(xué)流程的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)教學(xué)生態(tài)的重構(gòu)[5]。

大數(shù)據(jù)環(huán)境下的教學(xué)參與主體更加多元化，除了學(xué)校、教師和學(xué)生外，其他學(xué)校和輔導(dǎo)機(jī)構(gòu)、家長、教育主管部門、資源、評價體系等要素也通過大數(shù)據(jù)，以學(xué)生為中心，緊密形成一個整體，實(shí)現(xiàn)教學(xué)環(huán)境一體化、教師數(shù)字化、方法多元化、資源碎片化、評價科學(xué)化。

以學(xué)生為中心，以大數(shù)據(jù)為支撐的新型教學(xué)生態(tài)如圖2 所示。

圖2 以學(xué)生為中心，以大數(shù)據(jù)為支撐的新型教學(xué)生態(tài)

3.2 大數(shù)據(jù)為高職課堂精準(zhǔn)教學(xué)提供技術(shù)支撐

傳統(tǒng)高職課堂教學(xué)存在“人灌”和“電灌”的現(xiàn)象，學(xué)生參與度不高，不能有效利用課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，更談不上學(xué)生個性化、差異化學(xué)習(xí)，致使教學(xué)效果不理想。精準(zhǔn)教學(xué)的基礎(chǔ)是先要有數(shù)據(jù)，而后對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析以得到科學(xué)決策支持。 要體現(xiàn)“精準(zhǔn)”教學(xué)，就必須實(shí)施以問題為導(dǎo)向的教學(xué)活動設(shè)計(jì)，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)，采集教學(xué)全過程數(shù)據(jù)，建模并分析出有效信息，反饋并指導(dǎo)教學(xué)實(shí)踐，以最大限度滿足學(xué)生個性化、差異化學(xué)習(xí)需求。

3.2.1 大數(shù)據(jù)使數(shù)據(jù)采集更精確

大數(shù)據(jù)未廣泛應(yīng)用前，學(xué)生行為數(shù)據(jù)的采集以手工為主，即課堂點(diǎn)名、課堂測試成績記錄、作業(yè)完成情況記錄及課堂表現(xiàn)等。 學(xué)生相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、分析及可視化呈現(xiàn)受限較多。各類教學(xué)相關(guān)信息化平臺的應(yīng)用，促使教育大數(shù)據(jù)時代的來臨。 教育大數(shù)據(jù)不僅使學(xué)生的學(xué)習(xí)行為、學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)狀態(tài)、學(xué)習(xí)結(jié)果得以全程數(shù)字化記錄和保存，使教學(xué)擺脫人工測量和經(jīng)驗(yàn)的束縛，加之大數(shù)據(jù)處理技術(shù)使相關(guān)結(jié)果以可視化、圖形化的形式科學(xué)呈現(xiàn)，為精準(zhǔn)教學(xué)提供了更為確切的數(shù)據(jù)支撐[6]。

3.2.2 大數(shù)據(jù)使教學(xué)環(huán)境更開放

以學(xué)生為主體的精準(zhǔn)教學(xué)參與者眾多，學(xué)校、教師、教育管理機(jī)構(gòu)、校外教輔機(jī)構(gòu)等都是教育大數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者、應(yīng)用者和受益者。 由各類教學(xué)平臺、學(xué)生管理平臺、學(xué)生社交平臺、教輔機(jī)構(gòu)平臺等匯集而成的教育大數(shù)據(jù)，不僅使教學(xué)資源變得即時可取、隨地可取、隨時可取，也推進(jìn)了線上教學(xué)與線下教學(xué)深度融合，使教學(xué)環(huán)境從傳統(tǒng)的教室延伸到家庭、 教輔機(jī)構(gòu)或圖書館等其他地理位置，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)環(huán)境地理位置、資源位置和社交空間的一體化，也保證了教學(xué)時間上的延續(xù)性，在學(xué)生離開學(xué)校后仍能與教師保持密切聯(lián)系。

3.2.3 大數(shù)據(jù)使教學(xué)干預(yù)更精準(zhǔn)

教學(xué)過程中的各類數(shù)據(jù)記錄、保存、傳輸、分析等在大數(shù)據(jù)的支持下立等可取，全程可追溯查詢。 教師根據(jù)大數(shù)據(jù)技術(shù)保存的數(shù)據(jù)和分析的結(jié)果，精準(zhǔn)判斷學(xué)生是否達(dá)到預(yù)期學(xué)習(xí)目標(biāo)，精準(zhǔn)記錄學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到的問題。 教師也可以及時查看相關(guān)數(shù)據(jù)，積累以往靠時間積累的經(jīng)驗(yàn)，提高時間效率。 針對不同學(xué)生群體，采取不同的干預(yù)措施，如是普遍問題，則通過群體社交媒介發(fā)布糾正信息，統(tǒng)一進(jìn)行干預(yù)矯正；如是個別問題，則即時進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)的、有針對性的干預(yù)。在小規(guī)模的干預(yù)過程中，可重復(fù)“練習(xí)—測驗(yàn)—評價—干預(yù)”的過程，循環(huán)反復(fù)，直至學(xué)生完全達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)和要求。

3.2.4 大數(shù)據(jù)使教學(xué)評價更科學(xué)

基于大數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)教學(xué)評價是一種全員、 全過程、全方位的實(shí)時評價。 大數(shù)據(jù)背景下，學(xué)習(xí)分析技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘、人工智能等信息技術(shù)的融合應(yīng)用，使得教學(xué)評價的數(shù)據(jù)來源采集于不同平臺、 不同階段、不同人員的教學(xué)過程，各類智能教學(xué)系統(tǒng)依據(jù)設(shè)定的分級分類標(biāo)準(zhǔn)自動監(jiān)控、自動分析學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，很大程度上擺脫了以往以教師主觀為主的評價方式，提供較為科學(xué)客觀的學(xué)習(xí)評價，并且教師、學(xué)生、家長以及其他教學(xué)參與者可按需由大數(shù)據(jù)系統(tǒng)實(shí)時生成可視化的評價報告。

3.3 大數(shù)據(jù)推動個性化教育的實(shí)現(xiàn)

大數(shù)據(jù)系統(tǒng)生成的評價報告中不僅包含學(xué)生最終學(xué)習(xí)效果的精確評價，還包含學(xué)生階段性學(xué)習(xí)動機(jī)、學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)偏好等的精確判斷。這些判斷提示了學(xué)生在成長過程中的同等條件下所處水平，個性化推薦資源，有助于教師、學(xué)生、家長等人員幫助學(xué)生補(bǔ)短板、揚(yáng)優(yōu)長。 而且根據(jù)學(xué)生呈現(xiàn)出來的階段性學(xué)習(xí)表現(xiàn)和學(xué)習(xí)偏好，一方面對學(xué)生未來的學(xué)習(xí)表現(xiàn)進(jìn)行預(yù)測，進(jìn)而根據(jù)預(yù)測結(jié)果，“量身定制”提出學(xué)習(xí)改進(jìn)建議和對策，因材施教。另一方面，高職學(xué)生入學(xué)初不知如何將專業(yè)學(xué)習(xí)與未來職業(yè)發(fā)展相融合，有了大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)對能力與興趣等方面的評估，可有針對性地提示教師和學(xué)生，有目的地引導(dǎo)學(xué)生，使教學(xué)和學(xué)習(xí)過程不再盲目。

大數(shù)據(jù)背景下，學(xué)生學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)的實(shí)時采集、存儲、分析與預(yù)測已成現(xiàn)實(shí)，不僅為高職課堂的精準(zhǔn)教學(xué)提供技術(shù)支持，更為高職課堂提供了一種新的思維理念。隨著“教育信息化2.0”時代的到來，大數(shù)據(jù)對于高職課堂的精準(zhǔn)教學(xué)的積極作用將不斷展現(xiàn)。