基于大數(shù)據(jù)的高校智慧課堂可視化教學平臺設(shè)計

楊倩倩，王 龍

（山西農(nóng)業(yè)大學信息學院大數(shù)據(jù)學院，山西 太谷 030800）

0 引言

在教育產(chǎn)業(yè)不斷建設(shè)與改革發(fā)展的社會背景下，智慧課堂教學被提出，此種教學方式屬于對傳統(tǒng)教學的延伸。即綜合我國大型公開課程教學線上授課的方式，將教學課堂進行開放性處理，使教學徹底擺脫課時與教學場地的限制。而在智慧課堂中，如何科學合理建設(shè)一個可視化教學平臺則成為了各大教育機構(gòu)與教學單位的關(guān)注重點[1]。相比常規(guī)的教學平臺，可視化教學平臺不僅可實現(xiàn)將教學中一些隱性知識，以顯性視覺的方式呈現(xiàn)給受教育者，同時也可以在教學中實現(xiàn)雙方信息的直接交互。通過公開呈現(xiàn)雙方教學結(jié)果的方式，促進知識在課堂中的有效傳播，從而使教學工作的實施起到事半功倍的效果[2]。為了進一步實現(xiàn)對師生交互信息、教學內(nèi)容等資源的圖層構(gòu)建，本文將在大數(shù)據(jù)技術(shù)的指示下，綜合我國智慧課堂建設(shè)現(xiàn)狀，提出一種可視化教學平臺的設(shè)計方法[3]。以期通過此種方式，促進教學工作的有序?qū)嵤?，培養(yǎng)學生科學的學習思維。

1 基于大數(shù)據(jù)的高校智慧課堂可視化教學平臺設(shè)計

1.1 基于大數(shù)據(jù)開發(fā)教學平臺瞬時響應(yīng)界面

為了滿足高校智慧課堂可視化教學平臺的高效率運行需求，引進大數(shù)據(jù)技術(shù)，對可視化教學平臺的瞬時響應(yīng)界面展開設(shè)計[4]。在此過程中，應(yīng)明確可視化教學平臺瞬時響應(yīng)界面應(yīng)至少具備下述五點功能，分別為：對教學資源信息的瞬時開啟、對教學交互信息的串聯(lián)化分析（/層次分析）、對教學動態(tài)資源的并聯(lián)分析（/結(jié)構(gòu)分析）、對負反饋信息的在線處理、對層次化教學圖層的構(gòu)建。要實現(xiàn)上述提出的平臺功能，應(yīng)使用大數(shù)據(jù)構(gòu)建至少2個結(jié)構(gòu)函數(shù)，用于客戶端發(fā)送請求信息與終端接收請求信息。此過程中，當傳遞的信息節(jié)點接收到客戶端發(fā)送的n 條請求信息后，信息將自動通過sign 節(jié)點，進行智能系統(tǒng)的終端篩選[5]。識別其中是否存在重復類請求信息與無效信息，刪除其中冗余信息，將m 條價值信息通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進行轉(zhuǎn)發(fā)，確保請求信息在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的有效傳遞。綜合上述分析，對教學平臺瞬時響應(yīng)界面運行時序進行描述。如圖1所示。

圖1 教學平臺瞬時響應(yīng)界面運行時序

圖1中，教學信息轉(zhuǎn)發(fā)、教學信息交互、在線請求、終端接收等行為，均可用如下計算公式表達。

式中，G1表示為教學信息轉(zhuǎn)發(fā)行為教學平臺瞬時響應(yīng)界面運行程序；G2表示為教學信息交互行為教學平臺瞬時響應(yīng)界面運行程序；G3表示為教學信息在線請求行為教學平臺瞬時響應(yīng)界面運行程序；G4表示為終端接收教學信息行為教學平臺瞬時響應(yīng)界面運行程序。綜合上述計算公式，完成對教學平臺瞬時響應(yīng)界面的開發(fā)。

1.2 規(guī)劃高校智慧課堂可視化平臺教學功能

當前，大多數(shù)教學平臺在進行對教學內(nèi)容的編寫時，大多采用梯形圖程序完成，具有更加直觀和效率高的特點[6]。針對這一特點，對高校智慧課堂可視化平臺教學功能進行規(guī)劃，圖2為可視化教學平臺的具體工作流程示意圖。

圖2 可視化教學平臺工作流程

從圖2可知，當教學平臺獲取到主節(jié)點信息時，需要對其進行初始化處理，并具體劃分為五個關(guān)鍵步驟，并完成對是否為發(fā)送主體教學對象需要的判斷；是否為教學需求描述的判斷；是否為執(zhí)行教學行為的判斷；是否為教學資源交互的判斷；是否為反饋教學概念圖的判斷。以此，通過上述五個關(guān)鍵步驟，輔助學生完成教學平臺當中的各項學習需要，從而實現(xiàn)對學生的線上可視化教學指導，并讓學生能夠在第一時間獲取到學習過程中所需的各類教學資源。

2 對比實驗

為了驗證本文設(shè)計的可視化教學平臺在實際應(yīng)用中，具有顯著的應(yīng)用價值，設(shè)計如下對比實驗。選擇某高校作為實驗環(huán)境，針對不同專業(yè)的不同教學大綱要求，開設(shè)教學活動，對比引入本文設(shè)計的基于大數(shù)據(jù)的高校智慧課堂可視化教學平臺和傳統(tǒng)教學平臺的實際及教學效果。選擇常規(guī)線上教學的形式，即教師在課堂當中完成相關(guān)專業(yè)的理論知識教學，學生在課后進行線上可視化學習，將學生兩兩一組，互相協(xié)作完成學習。由學生通過本文提出的教學平臺和傳統(tǒng)教學平臺對需要進行學習的課程內(nèi)容進行預約，并將本文提出的教學平臺設(shè)置為實驗組，傳統(tǒng)教學平臺設(shè)置為對照組，比較實驗組和對照組學生預約教學的響應(yīng)時間，并將實驗結(jié)果繪制成如表1所示。

表1 實驗組和對照組實驗結(jié)果對比表

由表1可知，實驗組教學平臺的響應(yīng)時間明顯小于對照組教學平臺的響應(yīng)時間。因此，通過對比實驗證明本文提出的基于大數(shù)據(jù)的高校智慧課堂可視化教學平臺在實際應(yīng)用中可以充分滿足學生在教學平臺上學習的各項需要，并有效提升平臺的響應(yīng)速度，為培養(yǎng)學生所學專業(yè)的各項技能提供條件。

3 結(jié)束語

通過開展基于大數(shù)據(jù)的高校智慧課堂可視化教學平臺設(shè)計研究，本文提出一種全新的教學平臺，并通過實驗進一步證明了該平臺的應(yīng)用性能。作為一種創(chuàng)新教學模式，教學平臺在日后信息化技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，還會具有更加廣闊的發(fā)展前景。