基于云計算的教學決策模式研究

葉 飛，牛傳明，金宗安

葉飛/六安職業技術學院講師，在職碩士研究生（安徽六安237005）；牛傳明/六安職業技術學院講師，在職碩士研究生（安徽六安237005）；金宗安/六安職業技術學院助教，碩士（安徽六安237005）。

隨著現代教育的發展，民眾對國民教育的要求水漲船高，對教育內容改革的要求尤為突出。如何及時更新教育教學內容、提高教育時效性和針對性成為當前教育改革的一個難點，隨著網絡的發展與普及，網絡成為獲取這類信息的重要來源，云計算技術的出現為通過網絡獲取教育需求信息并提供教育決策依據給出了一個有效的途徑。目前有眾多的決策算法，基于云計算平臺可以開發出更為有效的決策算法。本文基于云計算平臺，結合決策算法思想設計了一種新的構建模型，我們稱之為“三級購物車決策模式”，可以為目前教學改革的內容決策提供一個全程數字化解決方案。

一、教育決策與教學決策

過去的教育研究往往停留于研究層面，對于教育本身的反饋不足，也就是在教育決策上教育研究往往不能給出反饋，或者說，教育決策并沒有成為教育研究的一個主要內容。而目前對教育決策的研究開始呈現出上升趨勢。

決策理論從最初的基于數學的對策理論，發展到范性范式(Normative Paradigm)，直至現代“有限理性說”決策理論，日益成為社會發展中應對各種復雜情況的重要理論武器。圍繞這一理論，發展出多種學科和技術，同時，決策理論在教育研究領域的應用也日益廣泛。

目前，發達國家在教育決策方面進行了諸多實踐，取得了不少成果。比如美國，采用智庫（思想庫）報告作為決策依據；法國更是直接基于專門設立的互聯網站開展了全民參與的調查，形成最終報告，這份報告成為2005年3月24日法國議會通過的《學校未來的導向與綱要法》法案的重要依據，2005年4月23日法國總統正式頒布了此法；日本在教育決策上也是通過組織不同教育相關利益團體加入教育決策過程中來，這些團體五花八門，比如政黨、教育研究團體、教育職員團體、地方教育行政機構的聯絡協議團體、教員與家長的聯絡研修團體、教育服務團體、產業界、文化團體、學術研究團體、市民團體等等，他們通過提交報告形式影響決策。

教學決策是教師對所授課程的一種判斷與選擇的行為。在教育決策的影響下，目前教育改革的主要對象是教學內容改革，結合教學形式的改革。而教學改革的決策方式基本與教育決策過程類似，其核心過程就是對教學課程相關信息的搜集、判斷、選擇與評估。教學改革的主要推動力是知識上的三個方面的需求：學生知識需求、教師知識需求和崗位知識需求。

二、教學決策現狀與實現途徑

早期教育界以及教師行業，對于教育目標、教學內容的決策分析主要依據就是以下幾個方面：個人知識積累與實踐經驗；專業設置的教學大綱；行業、用人單位崗位需求信息；其他院校教育教學實踐。此類決策基本思想其實都是一樣的，以知識為本、學科為本，其決策結果主要是三種類型知識：理論知識、實踐知識和應用能力。與現代決策體系相比，不具備明確操作性、不能數字化、不具備穩定性、更新速度慢。

教學決策支持系統出現后，隨著計算機技術、數據庫技術以及高校信息化的發展，出現了現代計算機決策系統，但總體來說由于系統自身與生俱來的自閉性，使得決策系統往往不能及時跟上實際需要，不能及時反饋給決策者所需要的信息。

三、“購物車教學決策模式”設計

（一）當前教學改革的主要需求分析

學生需求：學生需要最新的符合個性發展需要的知識，能夠提高自身在未來社會競爭能力的知識。

教師需求：教師需要符合現代教育理念、能展示自身水平和反映所授課程思想的教學內容和信息。

崗位需求：社會需要大量適應行業、崗位需求的人才，要求他們擁有符合行業、崗位專業性的知識和能力。

教育機構需求：主要是教學內容能否符合當前教育政策、符合教育規律、符合教育機構現有條件的實施要求。

其他需求：比如用人單位對人才的專業特殊需要、學科交叉的教學需要等等。

（二）“購物車教學決策模式”基本思想

1.按照決策內容指定購物車數量。如“網絡信息購物車”、“行業需求購物車”、“社會需求購物車”、“職業需求購物車”等。這里我們稱之為“三級購物車”，基于云計算平臺構建。

2.利用云計算技術構建購物車內容，生成數據集，并進行數據挖掘，獲得實際有用的決策信息，生成“學生購物車”、“教師購物車”、“崗位購物車”等。這里我們稱之為“二級購物車”。它在“三級購物車”的內容基礎上，基于數據挖掘技術生成。

3.根據教育改革需求，我們通過設計相關決策算法，選擇生成最終決策信息。這里我們稱之為“一級購物車”。基于決策樹算法生成。

4.利用決策算法給出的決策信息應用于數據庫，最后做出決策結論。

此模式的一個最大優點在于，完全基于計算機信息平臺獲得決策信息，決策過程完全信息化，而且決策結論很方便地應用于多個不同決策方面，比如教改的大綱修訂、教改的內容確定、教改的教材選擇等方面，所以效率會非常高。

（三）應用于教材選擇實驗

為了驗證此模式的效果，我們做了一個教材選擇的對比試驗，此實驗目的是通過決策系統選擇符合教學要求的一批教材以供教學使用。

本實驗的實驗環境：有50套教材，我們通過決策體系制定選擇標準，再根據教材內容和特點，選擇符合決策要求的教材作為最終教材。因為選擇過程有時間消耗，為此我們又備了另外50套與本課程無關的教材作為干擾因素，以便對比兩套方案的時間效率，也就是要從100套教材中選擇最合適的教材。

第一套方案：我們首先使用傳統選擇教材方法，通過教改大綱結合教師自己的判斷制定出選擇的決策依據，并考察每本教材內容與特點，從100套教材中選擇出所有自己認為符合要求的教材。

第二套方案：基于“購物車決策模式”設計一套決策算法，并使用微軟.NET編程系統編寫出軟件，通過云計算平臺確定獲得教改內容，這個內容不依賴人工干預，完全由系統自主完成，并生成決策結論作為教材選擇依據，這樣系統的結構如下圖所示。

基于“購物車決策模式”教材選擇系統

這套軟件系統一共分為3層，其中第一層的“三級購物車”的內容來自于云計算平臺，它是整個軟件系統的基礎，其主要功能是確定課程主要內容，通過網絡自行尋找并獲得該門課程教材當前必須具備的內容。這也是使用計算機系統最大的特點之所在，它使得教改全過程完全脫離人工干預。第二步基于“三級購物車”通過數據挖掘，獲得關鍵性決策信息，得到“二級購物車”，它是“三級購物車”內容的二次分析與提煉。通過其中最后一步可以使用ID3決策樹算法實現，得到一個決策樹，這種算法成熟穩定，能夠確保最后決策信息的有效性。最后根據這個決策樹應用于教材庫的100套教材的選擇決策上，最終獲得一個教材選擇清單。

（四）對比試驗結果

為了比較，我們對兩套方案的時間和所選擇教材質量進行對比，比較結果如下表所示。

決策系統 決策時間消耗 教材選擇數量 教材選擇質量人工 7天 10 符合教改要求基于云計算軟件系統 6個小時 9 8套符合教改要求，1套不符合。

其中人工決策由于需要事先針對專業調研，并組織教師、專家討論，需要多人多次會議討論，花去時間較多。另外，由于教材庫內容較多，人工查看選擇耗時也很多，尤其是干擾教材消耗較多時間。教師最終選擇出10套符合教改要求的教材。

拋開軟件開發時間不算，設定好教材所屬課程名稱后，基于云計算軟件系統速度上遠勝過傳統方式，其中軟件實際運行時間只有1個小時不到而已，更多的時間是前期的軟件參數設置和教材庫建立需要人工建立導致較長時間的消耗，云計算提供的網絡信息獲取由于其先天的效率高，使得在時間消耗上勝過人工方式，且選則的教材數量也少于人工選擇的教材數量。但是也由于軟件系統的缺陷，教材選擇的質量并不完美，但是瑕不掩瑜，相信隨著計算機技術的發展，云計算技術、人工智能技術終究能夠解決這一問題。

“購物車教學決策模式”可以應用于教學決策的多個領域，解決多種教改的決策問題，最關鍵的是這種決策模式使得決策過程可控、可見、可重復，它既是數字化技術的成果，也是人類智力的結晶。通過最后的實驗我們發現，這套基于云計算的教學決策模式在實踐中獲得了很好的效果，極大地提高了決策效率。

[1](美)安德森(Anderson,J.E.)著,唐亮譯.公共決策[M].華夏出版社,1990

[2](美)威廉·N.鄧恩(WilliamN.Dunn)著,謝明等譯.公共政策分析導論[M].中國人民大學出版社,2002

[3]張曼,張維友.美國外語教師教育課程研究及其啟示——以西班牙語教師專業為例[J].教師教育研究，2011，(4)

[4]宋德云,李森.教師的教學決策：內涵、構成及意義[J].課程.教材.教法.2008，(12)

[5]孫啟明.教師教學決策研究探析[J].教育藝術，2010，(3)

[6]邱曉健.當代國外教育研究與教育決策[J].外國中小學教育，2003，(2)

[7]于寧,王行言,羅念龍.高校教學決策支持系統數據倉庫的研究與實現[J].計算機工程與設計，2006，(20)

[8]白雪,段富.決策樹分類算法的研究及其在教學評估中的應用[J].電腦開發與應用，2007，(2)