基于大數據平臺的智慧教育方法研究

胡伏湘

（長沙商貿旅游職業技術學院，湖南 長沙 410116）

基于大數據平臺的智慧教育方法研究

胡伏湘

（長沙商貿旅游職業技術學院，湖南 長沙 410116）

云計算、移動互聯網、物聯網、泛在網、大數據等技術迅速普及，并成為教育創新的強大推動力，智慧教育應運而生，對傳統教育模式產生顛覆式變革。探討智慧教育平臺下智慧教學、智慧學習、智慧科研、智慧評價、智慧管理的基本要求，系統研究大數據平臺下智慧教育的五種關鍵技術：數據分析技術、學習場景設計技術、導學方案設計技術、信息推送技術、興趣導向的移動課件制作技術，從而得出了大數據背景的三種教學模式，即Moocs和翻轉課堂教學模式、云班級教學模式、項目團隊任務導向教學模式。

大數據；智慧教育；個性培養；信息推送；教學模式

隨著移動網絡帶寬的增長和速度的提高，云計算、物聯網、大數據技術的迅速普及，極大推動了教育領域的創新改革，以信息化帶動教育的現代化已經上升到國家策略的高度[1]114-118，因材施教，激活學習潛能，讓教學更具智慧，讓學習更有個性，讓管理更加高效，讓教學質量的評價更加精細化，依托大數據平臺，這個目標不再遙遠。

智慧教育（WisdomEducation）最早由加拿大的范梅南提出，重點解決如何以學生為中心、教師有針對性地對學習者施加教育影響、進行個性培養的問題[2]。與傳統教育中以知識灌輸為主的理念不同，信息化教育以數字資源為核心載體，強調學生參與教學過程的良性互動過程，即Web2.0時代，學生不再是被動接收者，同時也是問題的提出者和解決方案的探索者。智能終端的出現，無處不在的移動互聯網以及無線WIFI環境，讓每一個連接的用戶既是信息的使用者，同時也成為信息的制造者，云計算技術讓各類應用數據和社交信息的存儲變得簡單，通過物聯網和因特網的貫通，大數據系統應運而生，為智慧教育提供了原始依據，因此智慧教育是信息化達到一定程度的必然產物，它賦予了比傳統教育更為豐富的內涵。

一、智慧教育的內涵

智慧教育是指通過構建智慧學習環境，運用智慧教學方法，促進教育者智慧提高教學水平、學習者進行智慧學習、管理部門智慧管理，從而提升成才期望值，培養高智能、創造力和社會服務能力的人才[3]，它包括智慧教育、智慧學習、智慧科研、智慧評價、智慧管理等核心內容。

（一）智慧教學

截至2015年6月，中國網民規模達6.68億，其中手機網民規模達5.94億，智能手機用戶達到89%，手機大屏化和智能化程度的提高，應用體驗不斷提升，手機作為網民主要上網終端的趨勢進一步明顯[4]，這是學生除課堂教學外獲取知識的主要渠道，大數據平臺能準確記錄他們的所有上網軌跡，教師通過對學生學習行為、時間段、主要內容的統計分析，可以有效掌握學生的興趣愛好，通過APP和微信公眾號信息的定向推送，把學生關注點吸引到技能培養的軌道上來。

智慧教學是以學生為中心的教學方式，通過多元取向激發學習動機，隨時隨地讓學生接觸學習入口，提供豐富的學習資源以及技術支持與服務教學，突破傳統教學過程中局限于教室和課堂的限制[5]。智慧教學不再只受限于紙本教材和有限資源在教室進行教學，還能利用電子書包以及泛在的網絡文獻，形成興趣導向的學習理念，結合個人職業生涯規劃、學習計劃，依托智能教室以及大數據平臺，建立以學生為主體、以教師為主導的多元化學習與創新模式，形成資源共享與教學交互的良性循環[6]。

（二）智慧學習

智慧學習是指學生獲取專業知識的關聯性。課堂和書本只是學習的基本方式，通過老師的教學可以掌握本專業領域最普通的內容，在廣度和深度方面無法滿足每一個學生個體化發展的要求，大數據平臺為智慧學習提供了資源環境，自組織學習行為[7]成為獲取知識的主流方式。一方面，以課程為載體的教學資源不斷完善和豐富，精品課程資源、精品資源共享課程、各專業教學資源庫、微課、Moocs（慕課）、視頻等多種形式的課程資源，形成了立體化課程學習平臺；另一方面，利用智慧校園數據中心、專業網站、微信公眾號、APP、學習群組五種方式提供了豐富多樣的學習通道，碎片化時間得以充分利用，學習足跡和內容被儲存在云空間，方便記憶和過程延續；再者，以關鍵詞和興趣點為中心的學習圈，以技能培養為主線的學習路徑，鏈接了大量的資源地址，主動連接和被動推送互為補充，讓學習過程更具智慧，其結果必定是更準確的命中率和更高的效率。

（三）智慧科研

高校教師有教學、科研、社會服務和文化傳承四大職責，提高教師的科研水平不僅是自身的需要，也是提升執教能力的重要途徑，大數據讓科研更加智能。技術的發展使社會職能的分工越來越細化，教師的研究方向逐步由寬變窄，專注于某一細微的專業領域，成為教育工作者提高科研能力的首選模式。大數據平臺，為教師聚焦行業最新動態和發展趨勢，定制行業新聞和參考文獻提供了便利，為在研課題提供研究參考，不用再頻繁進入圖書館，也不用下載大量的文檔資料，在云圖書館中搜索關鍵詞，即可預訂來自世界各地的最新研究進展和行業動態，虛擬實驗室軟件讓理論的實現變得極為方便，研究成果的發布和推廣瞬間完成。

（四）智慧評價

評價課程學習效果的方式通常是考試，由平時和期末考試成績構成期評成績，平時成績通過出勤和作業情況給定，期末考試有筆試和項目設計兩種方式，這種模式有一定的局限性，因為注重的是結果，至于結果的形成過程，則無法驗證，比如學生每次按時進教室，但人在心不在，作業抄襲，項目測試搭便車（因為以項目小組為單位考核），難以消除投機者和高分低能現象。通過大數據平臺，將學習過程納入課程考核過程，強化過程考試的作用，用數據說話。在智慧校園中為每個學生分配空間賬號，開發課程學習與考試軟件，每一個知識點均設計有闖關式考試，這樣，學生的上網閱讀時間和測試成績都由系統自動記錄，最后創建每一位學生的學習軌跡和小考成績統計圖表，期末考試可以設計項目講解環節，這樣得到的總評成績既沒有忽視最終的學習結果，也充分反映了平時知識的形成過程，避免了抄襲和突擊備考現象，更加科學和公正。

（五）智慧管理

主要是針對教學質量和教師隊伍的管理，基于大數據的智慧管理不僅可以依靠教務管理系統、學生測評系統、科研考核系統以及上級教育主管部門的教學質量評價與監控系統等信息化系統匯總教學質量相關數據，形成分類統計圖表，更重要的是能根據社會需求和畢業生跟蹤調查所得到的反饋信息，分析學校在人才培養過程中存在的主要問題，預測各個專業將來的發展趨勢并提出科學建議，為決策者制定中長期規劃提供數據支撐，使專業建設走向良性軌道。

二、大數據平臺下智慧教育的關鍵技術

從大數據的視角看，智慧教育是一個高度集約的系統工程[8]，包括智能管理、無縫連接、可視化界面、全向交互、按需推送和個性化信息定制等關鍵技術。教師起主導作用，學生是中心，大數據平臺是支撐，因勢利導是關鍵，是依托技術的師生良性互動，共同促進知識的掌握并培養創新能力的教育模式。教師不僅是知識的傳授者（傳播職責），更是學生職業生涯的指導者（導師職責），也是學習過程的設計者和監控者（監管職責），還是學習效果的考量者（評價職責），由單一的傳播職責過度到四個維度的教導職能，必須充分掌握智慧教育的關鍵技術，才能利用好大數據平臺，促進學生成長成才。

（一）學習分析技術

學習分析技術（LearningAnalytics）起源商業零售領域，商家通過對消費者的一定時期的購買行為進行統計分析，預測客戶的消費趨勢[9]。應用到教育方面，是對學生日常學習和生活過程中產生的大量數據進行統計和分析，評估學生的學業進展和興趣愛好，預測未來的發展趨勢，并發現潛在問題。大數據來源于學生顯性或隱性的學習行為，除了課程管理系統和學習管理系統的記錄外，作業提交時間、各類考試及認證情況、課外活動與興趣小組報名情況、論壇發帖內容也能發現他們的學習軌跡。老師關注學生的微博微信和個人空間及朋友圈，加為好友，經過較長周期的觀察，即可連接他們經常使用的網站和軟件，獲取其學習規律，從而精準推送相關信息和相關指導。

（二）學習場景設計技術

智慧學習的場景通常包括學習資源、智能終端、社群小組和學習方式等內容[10]，師生通過學和教的過程與智慧學習環境互動，教學資源存在于云端和泛在網絡，利用虛擬社區進行討論和交流，教師承擔學習活動的設計和組織、學習引導以及個性化評價。老師在上課之前，需要根據本堂課的內容，在學習網站上布置預習內容并給出提醒，按照學生的反饋情況提煉重點和難點，設計出問題導向的教學課件和資源鏈接。課堂上，老師布置好教學內容對應的場景，講練結合，提問與解答交錯，讓學生融入互動中，濃縮講解的時間，集中解決難點問題，能有效地提高課堂效率。

（三）導學方案設計技術

大數據時代，學生接收信息的渠道十分廣泛，但大多是利用碎片化時間獲取的零散知識，雖然對于拓寬知識面具有一定的積極作用，但如果要促進專業技能的提高，則需要老師進行系統化設計和引導。根據職業崗位要求和人才培養目標，綜合考慮大數據平臺所反映出來的學生的興趣愛好和學習習慣，為不同的學生或者特長相近的學生群定制定個性化培養方案，組成項目小組和優勢互補學習共同體。教師通過PC專門網站、移動平臺定期發送學習內容和參考資料，指導他們完成相關任務，因為抓住了關注點，更加容易激發其熱情，比大班級上課效率會更高。

（四）以吸引注意力為目標的移動課件制作技術

大數據時代，信息量急劇膨脹，各種各樣的傳播方式足以吸引學習者的眼球，贏得注意力即可占領市場，教育行業也不例外，如何鎖定學生注意力是教師所面臨的挑戰。傳統的教學課件基于PC機，按照知識體系組織內容，以老師講解作為主要手段，在移動互聯網快速發展的今天，這種課件難以捕獲學生的注意力，無法激發學習欲望，有趣、有挑戰、短小精悍、問題導向的視覺型課件成為吸引并維持注意力的關鍵要素。通過充滿趣味的任務導入，設計美觀大方的界面，精簡頁面內容，凸顯核心內容，錄制8-12分鐘左右的視頻教學，更加符合學生的要求，闖關式游戲化課件、具有3D動畫效果的交互式課件、二維碼掃一掃獲得答案，將成為教師制作移動課件的必備技術。

（五）信息推送技術

抓住學生的興趣點，掌握其學習規律，在合適的時間，利用大數據平臺，通過微信、QQ、學習管理系統或者云班級，向他們精準推送相關資料，是智慧教育的關鍵所在。這需要老師能夠從海量信息中篩選出對學生有用、有趣、有挑戰的內容，以鏈接、視頻、課件、文檔、資源包的形式，提供給學生，這些內容一定要與學生本人密切相關，對他們有吸引力，能促進課程教學及技能培養的提高。推送信息時，必須站在學生角度，定期適量地選取對方關注的熱點、難點和疑問，既能激發興趣，又是以輕松愉快的方式，在一個較短的時間內就能完成。如果推送的信息太過頻繁或者是不感興趣的主題，其結果必然會像垃圾郵件一樣忽略掉，甚至直接刪除。

三、大數據背景下智慧教育的應用模式

信息時代的知識呈幾何級數增長，學生對知識的需求呈現多樣化和差異化，互動、參與、平等交流成為師生關系的主旋律。教師在課堂上不再是絕對的權威，對問題的解答受到質疑甚至被否定，都可能是常有的事情，強制灌輸只會讓學生的思維模式固化，影響其創新能力的培養，因而教師同樣不斷學習，豐富自己的知識面，將更多的精力用在引導式、開放式的教學上，讓學生去發現問題、思考問題并尋求解決方案，因而智慧教育應當是以學生為中心，以解決問題為主線的應用模式。

（一）MOOCs和翻轉課堂教學模式

MOOCs（慕課）是MassiveOpenOnlineCourse大規模開放式在線課程，它依靠網絡免費向世界各地的用戶開放，自由注冊和選課，免費學習，通過考試者還可以獲得課程合格證書，慕課由課程講座視頻、課程測驗、互動過程三部分構成[11]，與課堂授課相比，內容更加精煉，重點和難點錄制成教學視頻，時間在15分鐘左右，容易鎖住聽課者的注意力。有了慕課平臺，任何有學習需求的人，不用走出校園，即可享受全球最優質的教育資源，聆聽世界級大師授課，獲得最有影響力的認證證書，成為信息化時代自主學習的重要途徑。

國外有edX、CourSera、UdaCity三大著名平臺，我國一些知名高校也陸續加盟或者自創建慕課網站，利用慕課修課的人數急增，倍受學生青睞。依托MOOCs的翻車課堂教學模式的包括五個步驟：第一步：課程開發，教師在對課程深入分析的基礎上，提煉每一個知識單元的要點，拍攝錄像制作教學視頻，連同其它教學資源一起上傳慕課平臺；第二步：課前預習，學生利用注冊賬號登錄上網觀看視頻，嘗試完成任務單，將疑點難點記錄下來；第三步：課堂內化，教師利用大數據平臺，在課程網站上了解學習進程，收集問題，針對學生普遍存在的現象，集中講解，或者分組協作共同尋找答案，個別問題一對一個性化輔導；第四步：分析學生提出的思路和解決方案，完成課堂練習，進行相關知識點的測試；最后，學生一道對本次課程進行總結歸納，并布置下堂課的要求。其教學過程如圖1所示：

圖1 大數據平臺下Moocs式翻轉課堂教學模式

與傳統教學方法相比，翻轉課堂更加關注學生的發展，把課堂的主動權交給學生，老師側重于解決學生的疑惑，引導學生分析問題，展開討論，提出各自的見解，探索最佳解決方案，教師是學習內容的設計者、幫助者和合作伙伴，是教學過程的引導者，讓學生全心投入教學過程，發表自己的意見，老師只用少量時間集中解答問題，這種模式發揮了學生的能動性，有利于提高學生解決問題的能力。

（二）云班級教學模式

上課玩手機、注意力不集中是讓老師特別頭疼的事情，雖然有些學校采取了上課時間關停手機或者統一管理等措施，但遭到了部分學生的抵制，并不能從根本上解決問題，將手機作為學習工具，讓學生在課堂上大大方方使用手機，是一個不錯的主意，云班級就是這種理念。在大數據平臺下，老師開發課程APP，利用無線WIFI，建立云班級，將事先做好的課件和教學資源上傳到云服務器存儲空間，提前推送復習內容和預習內容，考勤、學習新內容、分組討論、課堂練習、點評、作業都可以在APP客戶端進行，學生的學習進度和效果均可以顯示在老師的手機上，不僅提高了學生的興趣，而且還使課程管理精細化和過程化，考核更加客觀科學，這種模式已經在部分學校試用，得到了學生的一致認可[12]，老師感覺更加輕松，課堂氣氛更加活躍，教學效果非常顯著。

（三）項目團隊任務導向教學模式

針對行政班級授課過程中存在的學生基礎不同、興趣各異、規律太大難以分類指導的缺陷，可以組建虛擬班級，類似于微信群或者網絡社區。將5-8名具有共同愛好和特長的學生組合起來，在大數據平臺上建立項目團隊，主要利用課余時間完成。

這種教學模式適用于采用導師制的學校，依托導師承接的項目，師生形成學習共同體，一起探究項目的最優方案，學生在宿舍甚至在家里也可以做。老師設計好項目的流程和進度，準備好相關的參考資料，指導學生分析項目、尋找突破口，和他們一道討論，并定期安排集中匯報發言的機會，綜合集體的智慧，逐步形成項目成果。比如創業計劃書、營銷策略書這樣的競賽項目均可以采用項目任務導向式模式，通過思想的碰撞統一認識，提升解決問題的能力。

四、結束語

智慧教育是當前的一個社會熱點問題，更是教育界面臨的重大挑戰，大數據平臺為智慧教育提供了堅強的技術基礎，本論文立足于教師角度探討了智慧教育的內涵，提出了智慧教育的核心技術，并提出了基于大數據的智慧教育的三種模式，對教師在新常態下提高教學思念有一定的價值。但對智慧校園平臺的搭建技術、智慧教育的管理模式和資源庫設計方法并沒有過多的探討，這也是將來需要進一步研究的內容。

[1]陳琳，陳耀華.以信息化帶動教育現代化路徑探析[J].教育研究.2013（11）.

[2]王勝，聶立武，韓古月.智慧教育內涵與教學體系研究[J].遼寧高職學報.2015（11）：21-23.

[3]祝智庭，賀斌.智慧教育——教育信息化的新境界[J].電化教育研究.2012（12）：5-7.

[4]中國互聯網絡信息中心.第36次中國互聯網絡發展狀況統計調查報告[DB/OL].http：//www.cnnic.cn.2015（01）.

[5]Stacey Finkel .New Survey Finds Dramatic Increase in Tablet Ownership Among College Students and High School Seniors[J].The Pearson Foundation Press. March 2014，（14）.

[6]張奕華.智慧教育與智慧學校理念[J].中國信息技術教育，2013（6）：15-17.

[7]樊娜，黃雪琴.大數據時代下的個性化學習探討[J].科技風，2015（7）：23.

[8]楊現民.信息時代智慧教育的內涵與特征[J].中國電化教育，2014（1）：29-34.

[9]陳律.大數據背景下學習分析技術對教學模式的變革[J].中國教育信息化，2015（24）：15-17.

[10]徐顯龍，錢冬明，吳永和等.職業教育智慧學習環境的設計及應用情景研究[J].華東師范大學學報（自然科學版），2014（2）：60-67.

[11]李曼麗.MOOCs的特征及其教學設計原理探析[J].清華大學教育研究，2013（4）：13-21.

[12]郭靜.“云班課”上課全程用手機，學生逃課有點難了[DB/OL].（2015-06-16）[2016-10-20]http：//news. cnnb.com.cn/system/2015/06/16/008338716. shtml.2015-06-16：1

責任編輯：秦小珊

C94

A

1009-3605（2017）01-0030-05

2016-10-20

湖南省教育科學“十三五”規劃2016年重點課題“基于大數據平臺的智慧教育體系研究與實踐”（項目編號：XJK016AXX001）。

胡伏湘，男，湖南沅江人，長沙商貿旅游職業技術學院科研與發展規劃處教授、研究員、博士，主要研究方向：軟件技術、智慧教育。