教育大數據對網絡教研的影響*

王麗珍，劉佳星

(山西大同大學 教育科學與技術學院，山西 大同 037009)

教育大數據對網絡教研的影響*

王麗珍，劉佳星

(山西大同大學 教育科學與技術學院，山西 大同 037009)

網絡教研已經進入大數據時代，無論對教師、學生還是教研員都將催生革命性的變革。如何利用大數據彌補傳統網絡教研的不足，實現網絡教研的最優化，從而促進教師的專業化發展，值得我們進行深入的實踐探索。該文詳細論證了大數據背景下開展網絡教研的必要條件，以中央電教館2015年在鄂爾多斯開展的“基于融合理念創新課堂教學”混合研訓活動的一堂課為案例，剖析了大數據背景下開展網絡教研的優勢，為現行教育大數據背景下開展網絡教研提供了參考。

教育大數據；網絡教研；課堂觀察；網絡聽評課系統

教育大數據已經上升到國家戰略發展層面，得到社會各界的廣泛關注和特別青睞[1]。教育大數據能夠破解傳統教育面臨的諸多難題，助推教育的全方位變革與創新發展。教育大數據是大數據的一個子集，特指教育領域的大數據，是指整個教育活動過程中所產生的以及根據教育需要采集到的，一切用于教育發展并可創造巨大潛在價值的數據集合。教育大數據有四大來源：一是在教學活動過程中直接產生的數據，如課堂教學、網絡互動；二是在教育管理活動中采集到的數據；三是科學研究活動中采集到的數據；四是在校園生活中產生的數據。該文主要運用在課堂教學活動中產生的數據來對網絡教研的影響進行分析。

網絡教研作為提升教師專業發展的一種方式，當前開展網絡教研的各種平臺有教育博客、校本網絡、區域網絡、國家教研網絡以及QQ群等。網絡教研是在研訓過程中運用互聯網和計算機等先進手段，搭建數字化環境，為該項工作賦予有價值的資源工具，對教研的各個方面進行優化[2]；網絡教研是互聯網時代的產物，是對一般性教研的補充。傳統的網絡教研可以突破時空的限制，但分析的結果比較片面，多是基于教研員的以往經驗做出定性評價，缺乏實證有力的數據支持?；谝陨蠈逃髷祿途W絡教研之間聯系的論述，有必要進一步研究教育大數據給網絡教研帶來的優勢，以期用教育大數據為網絡教研提供可靠的數據支持。

一、教育大數據用于網絡教研的優勢

傳統教育數據的收集通常是分階段的，常在被調查者了解環境的情況下開展，常用的分析方式是匯總統計和比較分析，在網絡教研中評價的方式更傾向于定性分析。這種定性分析得出的結論多是基于評課教師原有的經驗、認知水平，具有一定的局限性，缺乏數據支持，結論的可靠性比較低，對于教師改進教學方式、提升專業水平的作用也是有限的。隨著大數據時代來臨，教育已經逐漸與云計算、移動通信等各種新技術相融合，完全可以在不對教學過程造成影響的狀態下，對教師上課時的復雜動作、學習者在學習時的行為等進行實時、準確、連續的采集。這些數據用于網絡教研可以挖掘課堂教學的巨大價值，將平時難以觀察、描述的內容通過數據量化形成直觀的語言描述，對于促進教師專業化水平的提升和個性化發展具有不可替代的優勢。相比傳統的教育評價，大數據的發展使教育評價走向客觀性評價、伴隨式評價、綜合性評價和智能化評價，注重教師的過程性發展，為教師的教學反思提供了基于數據分析的實證支持,使得評價的結果更加全面、真實、可靠。

二、教育大數據用于網絡教研的一般流程

教育大數據具有發現相關關系、診斷現存問題、預測發展趨勢等功能，用于網絡教研可以確定教師的講課風格與授課模式，發現教師在課堂中存在的問題，提高教師的專業化水平?；诮逃髷祿糜诰W絡教研的諸多優勢，要探究該問題，我們有必要剖析清楚大數據背景下網絡教研促進教師專業化的方式。大數據背景下的網絡教研需要通過采集課堂數據，對數據進行實時分析，形成可視化的量表與語言描述，實現對教師做出“定性+定量”的評價分析，最終促進教師的專業化水平，基于此大數據用于網絡教研的一般流程主要包括數據采集、數據分析、數據可視化三個環節。

(一)數據采集是網絡教研的基礎

為了使網絡教研的分析結果更加真實、可靠，需要在傳統網絡教研的基礎上加入定量分析。定量分析需要有價值量巨大的數據支撐。基于此數據的采集是網絡教研開展定量研究的前提，是網絡教研的基礎。在網絡教研中數據采集環節常采用智能錄播系統來實現。數據采集需要依據課堂觀察理論選取課堂觀察點，運用音視頻采集設備實時錄制課堂教學內容，通過打點記錄的方式生成教育大數據。

1.課堂觀察為數據采集提供了理論依據

網絡教研需要通過確定觀察點進行打點記錄，獲取有價值的課堂信息。課堂觀察為觀察點的選取提供了理論依據。課堂觀察是在教學活動中，對教師和學習者的表現情況進行觀摩、拍攝、分析與探究，從而可以用來改進和提高對教師和學生的各方面行為能力[3]。課堂觀察理論從貝爾斯(R.F.Bales)的“互動過程分析”理論到弗蘭德斯(N.A.Flanders)的“互動分類系統”，再到各種質性研究方法走入課堂觀察，這種調研的方式已經成為各研究人員最常用的方法之一。崔允漷提出的課堂觀察理論包括4個維度，20個視角，68個觀察點是比較實用和操作性較強的觀察理論。該理論是目前國內中小學開展網絡教研科學選取觀察點的重要理論依據。

2.音視頻采集技術為數據采集提供視頻來源

音視頻采集設備包括高清攝像頭、圖像傳感器、變焦鏡頭、三腳架、音頻處理器；課件采集設備有高清課件采集同步傳輸系統。利用音視頻采集設備全方位、實時獲取課堂真實信息，為網絡教研提供優質的觀摩資料，可為后續的數據處理、分析、呈現提供客觀的信息資源。

(二)數據分析是網絡教研信息價值形成的關鍵

大數據處理技術是大數據分析應用的重要支撐，具有多重性和復雜性，對眾多數據依據其種類和研究意義，選用合理的表示方法，及時處理結果。近幾年來，學術界和產業界不斷推出新的或經改進的計算模式或系統工具平臺，包括：主流的Hadoop平臺改良后將與其他算法和系統同時存在；混合計算模式將成為滿足多樣性大數據處理和應用需求的重要手段；內存計算會越來越成為對數據進行研究的關鍵性方式。通過數據分析能從紛繁復雜的教育數據中發現相關關系，提取新的學習點，這是教育大數據價值挖掘的關鍵。教育大數據的挖掘需要發展更加智能的數據挖掘技術。例如，建立統一的算法和技術路線，將高維數據分析作為大數據技術的核心。從傳統二維的、片面的分析方式，轉變為大數據立體的、全息的分析方法。這些高維分析具體包括：更加復雜、更大規模的研究和處理；同步的研討和處置；分析和研究的基準測試等，是教育大數據分析的重要環節。

1.數據挖掘是數據分析的前提

教育數據挖掘是將所獲取的全部原始數字通過挖掘工具變成為有價值的資源的過程，進而可為教師、學習者、父母及其他相關的教育界人士提供幫助[4]。教育數據挖掘，可向學生推薦定制的教學信息、學習任務、學習過程及學習方式；助力教學者更好地調整和完善教學策略，重構教學計劃，完善課程設計與開發；助力決策人員更科學地做出決定。教育數據挖掘常用的方法包括：匯總研究與圖形化、分類、揭示、相連挖掘和文本挖掘。常見的挖掘工具有很多，大致可以分成通用類、網絡、內容、行為分析類以及綜合系統類。大數據背景下進行網絡教研主要運用的就是行為分析類工具。

2.學習分析是大數據分析的關鍵

學習分析是指對教育大數據背后所涵蓋的信息加以挖掘和處理并有效進行利用的研究，從而追求更大的教育效益[5]。學習分析和教育數據挖掘密切相關，應用的處理方法也一般類似。目前，學習分析方面常用的方法包括話語研究法和內容辨析法[6]。學習分析最關鍵的要素是搭建能符合學習追蹤、評價及改進要求的行為處理模型和數據挖掘算法。該技術可在三個不同層次上為教育發展提供數據和策略上的支持，在微觀層面，有助于識別學生處境并提供及時干預，讓學習者了解自己的學習習慣并獲得改進意見；在中觀層面，可以改善管理決策和組織資源分配，實現即時的信息和迅速的反應以提升組織效率；在宏觀層面，它具有促使現有教育系統、學術體制和教育模式創新的潛力。在進行網絡教研過程中，利用學習分析技術可以將采集到的教育大數據進行分析，識別師生的課堂處境、讓教師了解到學生的學習習慣及教師自身的講課習慣并加以改正不足和提高教師專業化水平。

(三)數據可視化是網絡教研結果直觀呈現的重要手段

數據可視化是指利用可視化技術，將經過研究、分析的數字變成顯而易見的形式，同時還可以用來實現一定的交互[7]。數據可視化技術主要用來協助發現大型異構和動態數據集中的規律、趨勢和聯系，使得分析者可以更容易地理解各類數據。數據可視化技術在網絡教研中可以將獲取到的數據進行模塊化呈現，將數字變成為直觀、清楚的圖表，從而使網絡教研更加智能、形象。

三、“基于融合理念創新課堂教學”混合研訓的教研案例分析

基于上述對教育大數據用于網絡教研的優勢分析及所需條件的論述，運用教育大數據開展網絡教研具有可行性與必要性。本文主要采用案例研究法和實證研究法，以中央電教館2015年在鄂爾多斯舉辦的“基于融合理念創新課堂教學”混合研訓活動的一堂課為例，利用網絡聽評課系統為研究平臺來探索網絡教研的新模式。

(一)網絡聽評課系統介紹

網絡聽評課系統是基于新型的課堂觀察技術而發展起來的，目前網上遠距離觀摩是互聯網背景下一種教學觀察的新方式，同時也是最新的可以進行合作、交流、互動的教學記錄管理平臺。在授課教師授課時，遠程聽評課的教研員通過對教師和學生之間的情況進行打點記錄形成的數據來反映教師的行為表現、學生的過程行為，從而減少對于教學過程管理和分析的經費，大大降低聽評課對教師教學過程的制約，同時對于教學資源的開發也能夠提供相應的支撐，完成遠距離的教研交流。

該系統主要采用教育大數據用于網絡教研的一般流程完成數據采集、數據分析和數據可視化。系統劃分了四個模塊，每個模塊都由專門的教研人員負責打點記錄評價，系統內置模板可以根據不同的課程要求更改模板的內容。音視頻采集設備將課堂實況錄制并上傳到服務器，教研員登錄系統進入各自所負責的模塊實時打點記錄形成教育大數據。系統內已經編寫好的算法可以對采集到的教育數據自動挖掘、分析其相關關系、發現內在價值。最后通過數據可視化技術，將分析結果以圖、表的形式呈現，直觀、明了地將一堂課的教研活動的觀摩數據、多視角全方位的教學行為、研究量表及評論信息呈現在屏幕上使授課教師可以及時發現自己的問題及課堂中的亮點，為教學過程研究提供了量化評價的依據，實時交流溝通和線上評價，極大地方便了教學者之間的學習與進步。系統中存儲的視頻資源及生成性數據為教學者進一步拓展研究打下了基礎。

(二)教研案例分析

本文所觀摩研究的課例是李元老師的一節新授課，課例名稱是小學二年級語文《假如》一課，在進行課堂觀察時從四個角度進行觀察分析：教學分析、S-T量表分析、師生問答、課程評價和課堂評論。四個角度涵蓋了崔允漷提出的課堂觀察理論的4個維度，20個視角，68個觀察點，每個角度都有專門的教研員進行實時打點記錄，最后通過網絡聽評課平臺將本節課的教學行為與教學中的問題進行反饋。下面是具體的分析情況以及對網絡教研的建議。

1.教學分析

如表1所示，本節課主要由“導入—新授—閱讀—仿寫”四個部分構成，通過網絡聽評課系統采集到的大數據進行分析如下：課程總用時與預計用時大體相當，實際用時略大于預計用時。其中導入用時超出預計的一半，新授和仿寫環節實際用時略大于預計時間，閱讀時間比預計時間稍長。整個教學環節還是比較嚴謹有序的。

表1 教學行為分析

如表2所示，從該表中可以清楚地看到在教師活動中以教師總結學法、推送文章、學生仿寫為主，從表中看出一節課的教學環節與流程以及各流程的用時，可以為我們的課堂提供更直觀的數據反饋，從而使教師在課前課后進行對比、反思、改進。

表2 教師主要活動時間及次數

如表3所示，該表的分析結果主要是針對學生活動情況進行分析的，從中可以清楚地看到在學生活動中學生自主閱讀、教師點評學生分享交流、談話引導孩子有感情朗讀占的比重較大，其他活動環節基本相當。

表3 學生主要活動時間及次數

2.S-T量表分析

S-T量表分析法中的行為類別僅有T行為和S行為兩類，T行為指教師視覺的、聽覺的信息傳遞行為，S行為指T行為以外的所有行為，這樣就減少了課堂觀察過程中行為分類記述的模糊性，提高了分類的客觀性和可靠性。通過這種定量、客觀的指導意見，能使教學人員發現并完善教學[8]。

本次課時長41分鐘1秒，教師活動次數6次，學生活動17次，師生互動22次。如圖1所示，T行為占有率為0.48，S行為占有率為0.52，屬于混合型授課模式；學生的占有率為0.52，學生行為和教師行為的分配比較合理，能夠比較好地突出學生的主體地位；師生轉換率為0.36，高于全國0.28的水平，師生互動較好。如圖2所示，曲線向45度方向偏移，因此得出整節課師生互動較好。

圖1 S-T量表

圖2 Rt-ch圖

3.師生問答

如表4所示，該表是針對師生問答情況得到的結果，從表中可以很清楚地得到如下信息：教師的提問以理解性問題和創造型問題為主；問答方式有個別提問和全班共答兩種方式，其中個別提問的次數比全班共答次數多，體現了教師在課堂上比較關注學生的個體差異與個性化發展；學生在回答問題時以理解性回答為主；教師對學生的回答進行鼓勵或稱贊較多，直接打斷的情況只是偶爾發生，說明教師在傾聽、引導學生回答方面做得很好。

表4 師生問答分析

4.課程評價和課堂評論

從圖3中可以直觀地看到《假如》一課從教學目標、教學方法、教學態度、教學基本功、教學效果方面的評價，其中教學態度的均分都是40分，教學基本功和教學效果的均分都是19.8分，教學目標和教學方法的均分都是10分。在進行評價之前系統對教學目標、教學方法、教學態度、教學基本功、教學效果設置的權重分別為10、10、40、20、20。因此，從評價結果中可以清楚地看出這堂課上的是非常成功的，值得進行借鑒的，但是在教學基本功和教學效果方面還可以進一步改進。通過上述數據分析與圖表觀察可以直觀、清楚地看到這堂課屬于混合型授課，在課堂中既有教師、學生的行為活動，還有大量的師生交流過程；運用網絡聽評課系統可以及時得到數據與研究結果，有利于講課講師與評課教師的及時交流與提高，對于提高教師專業化發展具有不可替代的作用。

圖3 教師綜合評價統計圖

四、結論

本文通過闡述教育大數據給網絡教研帶來的變革以及具有的獨特優勢，論證了教育大數據用于網絡教研的必要性；通過分析教育大數據用于網絡教研的一般流程，論證了教育大數據用于網絡教研的可行性。在對必要性與可行性做了分析后，通過剖析中央電教館2015年在鄂爾多斯舉辦的“基于融合理念創新課堂教學”混合研訓活動的一堂課例，為網絡教研提供了一種新模式和典型的案例，為促進教師專業化、個性化發展奠定了基礎。創新網絡教研，建立基于網絡環境下的教研模式是大數據時代發展的必然趨勢。利用大數據采集技術(如物聯感知技術、智能錄播技術、在線學習與管理平臺技術等)對課堂教學進行數據采集，根據采集到的數據對教師進行分析，并推送個性化的培訓內容成為網絡教研的一種趨勢。因此基于大數據的采集、分析技術可以使“互聯網+研訓”逐漸成為網絡教研的常態。不僅提高了聽課教師的積極性，也使得到的數據更全面，促進了教師的共同成長，最終實現教師專業水平的提升。

[1]楊現民.中國基礎教育大數據發展藍皮書(2015)[R].徐州:江蘇師范大學,2016.

[2]吳徐兵. 網絡教研建設研究與初探[J]. 中國信息技術教育,2010,(6):109.

[3]沈毅,崔允漷.課堂觀察:走向專業的聽評課[M].上海:華東師范大學出版社,2008.

[4]葛道凱,張少剛,魏順平.教育數據挖掘:方法與應用[M].北京:教育科學出版社,2012.

[5]Siemens G,Gasevic D,Haythornthwaite C.Open Learning Analytics:an intergrated &modularized platfrom[DB/OL].http://sites.ewu.edu/instructionaltech/2012/06/22/open-learning-analytics-anintergrated-modularized-platfrom,20160-04-10.

[6]顧小清,張進良,蔡慧英. 學習分析:正在浮現中的數據技術[J]. 遠程教育雜志,2012,(1):18-25.

[7]J anicke H,Wiebel A,Scheuermann G,et al.Multifield Visualization Using Local Statistical Complexity[DB/OL]. http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summary?doi=10.1.1.324.300,2016-05-02.

[8]烏蘭.應用Authorware制作S-T分析軟件[J].內蒙古民族大學學報(自然科學版),2008,23(6):620-622.

Influence on Education Data and Research Network

Wang Lizhen, Liu Jiaxing

(School of Educational Science and Technology, Shanxi DaTong University, DaTong Shanxi 037009)

The big data have back in the teaching and researching, whenever teachers or students will face a great change. The big data aim to making up the internet studying as tradition, achieve the best internet teaching, promote the teachers’ developing in fi nial.This question needs us to practice in nature. That bases on the internet plus transforms education into the Net and tells important of teaching and reaching. Then words is a case from a class which is “a lesson contain new thought to product new teaching style”in education by the national electri fi ed educational organization, demonstrates advantage of internet teaching and reaching accompany the big data. Last it o ff ers a direction about educational network.

Big Data for Education; Network Teaching and Research; Classroom Observation; Class Observation Network System

G434

A

王麗珍：教授，碩士生導師，主要研究方向為基礎教育信息化(dtwlz@163.com)。

劉佳星：本科，研究方向為教育技術(852925798@qq.com)。

2016年9月19日

責任編輯：趙興龍

1006—9860(2016)11—0051—05

* 本文受2015年度山西省高?！?31”人才項目“信息技術支持下教師專業發展模式的研究”資助。