對利用大數據技術提高課堂教學成效的思考

摘要：隨著互聯網大數據的出現和發展，數據化教學已成為教育發展的必然趨勢。大數據發展對促進教學模式的轉變有積極的作用，通過對教、學、管、研多層面的數據集合分析，可有效優化教學結構。與此同時，教育大數據對課堂教學成效的提升具有重大意義，主要采用智能化的手段引導學生自主學習、探究學習。但是教育大數據的廣泛應用，目前還面臨著一些問題，所以互聯網時代的信息變革對教師、課堂、學生乃至學校和社會都提出了巨大的挑戰。

關鍵詞：大數據；課堂教學；成效

隨著信息技術爆炸式的發展，一場信息化的顛覆性變革正在教育領域中悄然發生。從最早的農村遠程教育“農遠工程”開始，到后來的“三通兩平臺”，再到現在基于大數據的“智慧教育”等，中國教育信息化也經過了幾個“五年計劃”。從教育信息化基礎設施的建設，到逐漸地進入學校，進入課堂，教育的圖景正在不斷地發生變化，翻轉課堂、幕課、微課等各種突破傳統教育手段的新型教育模式層出不窮。互聯網已在學生的學習和生活中發揮著不可替代的作用，并成為學生學習的好幫手。尤其是大數據技術的出現和應用，為實現“智慧教育”的多元化、人性化、智能化，提供了有效的技術支撐。

一、基于大數據技術的教學模式轉變已是大勢所趨

從大數據概念誕生以來，不同的研究機構提出了各種不同的定義，比較常用的是麥肯錫全球研究所給出的定義，即大數據是一種規模大到在獲取、存儲、管理、分析方面大大超出了傳統數據庫軟件工具能力范圍的數據集合，具有海量的數據規模、快速的數據流轉、多樣的數據類型和低密度的價值四大特征。大數據技術是指從各種各樣類型的數據中，快速獲得有價值信息的能力。

當前，大數據技術的發展已經引起國際社會的高度重視，世界各國都在加快推進大數據戰略布局。2015年，國務院發布《促進大數據發展行動綱要》（國發[2015]50號），將大數據發展提升到了國家戰略層面。而教育行業已被視作與大數據緊密相關的行業之一。教育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。國務院發布的《促進大數據發展行動綱要》明確提出建設教育文化大數據，即完善教育管理公共服務平臺，推動教育基礎數據的伴隨式收集和全國互通共享。建立各階段適齡入學人口基礎數據庫、學生基礎數據庫和終身電子學籍檔案，實現學生學籍檔案在不同教育階段的縱向貫通；推動形成覆蓋全國、協同服務、全網互通的教育資源云服務體系；探索發揮大數據對變革教育方式、促進教育公平、提升教育質量的支撐作用。

因此，在大數據浪潮的席卷下，傳統教育模式正在加速向數字化教育模式轉型。對于課堂教學來說，科學合理地運用大數據技術，通過對教、學、管、研多層面的數據集合分析，重塑學習的反饋、個性化和概率預測三大主要特征，即有效地指導學校優化教學結構，提升教學質量，提高學生的學習成效。

二、大數據技術對課堂教學提升的價值與應用

（一）對教師自身教學水平的提升

在技術與教育結合的今天，在線教育已被越來越多的公眾所接受和認可。但對于中小學教育而言，從學生的全面綜合素質發展出發，面對面的群體性教育活動仍然是必不或缺的重要手段，這也是教育行業所具有的獨特之處。因此，作為教學主體之一的教師，其自身所具備的能力和水平對于課堂學習成效起著舉足輕重的作用。一旦教師的能力有了大幅度的提高，那么整個教育、教學的情況，相應地也會有一個質的飛躍，而大數據技術則是這種提升的助推器。一方面，相對于傳統的現場教學觀摩等方式，網上大量的優質課件、教案、公開課的出現，使教師能夠隨時隨地尋求和借鑒更為適合自己的教學模式，可以實現教師自身個性化教學水平的提升；更為重要的一方面，利用大數據技術和相關產品，可以對網上海量的教學資源進行全面挖掘分析，從而找出教學過程中普遍存在的難點和重點問題，尋求相應的解決方案，通過對這些問題的發現、反復揣摩和解決，再結合教師的個人經驗，就可以進行更有效的課程設計。同時，大數據教學，還可以通過對教師教學過程的數據采集和處理，了解教師的教學習慣、知識呈現方式等方面的信息，幫助教師取長補短，以此提高教師備課水平及教課水平。

（二）對課堂教學精準度的提升

教師水平的提高，可以為學生展現高質量的教學過程，這是全體學生學習成效提高的必要條件。但是，每個學生都有著不同的學習過程和學習體驗，在知識結構和學習方法上又各不相同，隨著學習的不斷積累，這種差異化也會越來越明顯。在傳統教學中，對學生的評價和指導，主要基于學生的作業、考試、課堂表現等，再結合教師的經驗進行判斷，這是一種粗框架的、非精準的判斷，所得結果并不能準確反映學生的整體情況及個體差異，也不能提供持續性、可跟蹤的信息，對課堂的提升作用并不明顯。而在大數據環境里，在與學生的不斷互動反饋中，可以獲得學生的學習過程數據、學習背景數據乃至學生的習慣、氣質等大量的多維度數據，利用數據模型，將數據挖掘與學習分析相結合，形成每個學生的“微數據”，就可以更為準確地了解學生的需求和特點，精準地評估學生的學習過程、潛在的問題并預測未來的表現，同時提出個性化的學習策略。這樣，不僅讓教師掌握學生目前所具備的能力和教學目標之間的差距，而且明確下一步需要采取的措施和步驟，使因材施教、分層作業等更加個性化、專業化，從而使精準化的課堂教學成為可能。

（三）對課堂教學延展度的提升

對于教學的另一個主體——學生而言，大數據技術運用的目的，是在提升學生學習成績的同時，能夠更有效地刺激其求知欲和好奇心，幫助學生增長知識、開闊視野，培養學生勤于思考、勇于創新的能力。現在的技術應用，不僅可以為學生提供形式多樣、聲情并茂的學習內容，而且可以借助多種學科工具，將許多抽象的、難以理解的內容通過網絡互動實驗、虛擬現實等直觀的形式呈現，在學習過程中實現人人、人機實時互動，從而讓學生加深對學習內容的理解，提高學習的興趣。隨著云計算、大數據、移動互聯網等技術的發展，未來的大數據教室可以通過智能傳感技術、物聯網技術以及可穿戴設備等，實時監測、收集、分析、處理實體課堂的各種動態信息，同時結合在線學習數據，將課堂內外相統一，將線上線下相統一，把教與學充分數據化，用智能化手段引導學生自主學習和探究學習，延伸甚至模糊課堂教學的時空概念，實現“泛在學習”。

三、教育大數據應用亟待解決的問題

大數據時代的來臨，使教育發生了翻天覆地的變化。但教育大數據的廣泛應用，目前仍面臨著諸多問題。一是統一的教育云平臺的搭建。云計算平臺是大數據服務的基礎設施，只有搭建統一的教育云平臺，統一數據資源標準，才能有效支撐和實現海量教育數據資源的積聚；二是有效數據的實時采集。精準的教學研判源于真實的基礎數據，如何實時采集全樣本的有效數據，既有技術方面的難點，也有法律道德方面的制約；三是數據分析與預測模型的構建。教育大數據的核心價值在于分析應用，而如何精準地統計并分析數據，建立對學生全息分析的數據工具，是當前教育行業在大數據時代的一大課題；四是數據隱私及安全保護問題。教育大數據涉及未成年人的信息，其安全保護問題尤為重要。其中既需要穩妥的安全技術防護，也需要國家有關部門對隱私保護相關法律的推進和對信息安全的有力監管，以及整個社會對隱私權的充分尊重和保護意識的建立；五是新型教育模式對教師的要求。教師在大數據環境中高效講課，不僅要掌握現代信息技術，而且要能夠熟練地運行、分析、管理大量的網絡教育資源，對教師的要求只能是越來越高。

大數據下的互聯網時代已經來臨，在教育信息化蓬勃發展的今天，技術的進步將直接促使課堂、教師、學校、政策等一系列相關體系發生結構性的變革，與時俱進地適應、掌握、駕馭信息時代的學習與工作模式，用一個更好的教學方式，讓每一個孩子都成為獨立的思考者和終身的學習者，是我們每一位教育從業者所面臨的重大實踐課題和時代使命。