大數據促進師范生信息化教學能力提升研究

張道雪 趙可云

（曲阜師范大學 傳媒學院，山東 日照 276826）

大數據促進師范生信息化教學能力提升研究

張道雪 趙可云

（曲阜師范大學 傳媒學院，山東 日照 276826）

大數據時代的到來為師范生信息化教學能力的提高提供了新的路徑。文章結合大數據的特點，提出了大數據時代信息化教學能力的新內涵及其發展目標，并通過對師范生信息化教學能力的現狀和影響因素的分析，進一步建立了大數據環境下集數據采集、處理、分析、應用于一體的提升師范生信息化教學能力的平臺，期望能解決師范生信息化教學中存在的問題，為提高師范生信息化教學能力開拓新的思路。

大數據；師范生；信息化教學能力；提升路徑

2012年，聯合國發布了《大數據促發展 ：挑戰與機遇》（Big Data for Development：Challenges & Opportunities）的白皮書，明確提出大數據時代已經來臨。這股通過對海量數據進行收集、處理、挖掘、分析來提高工作、學習效率的大數據浪潮，在各行各業中都產生了極大的影響。[1]教育部在2012年4月印發的《教育信息化十年發展規劃(2011—2020年)》中提出要把以教育信息化帶動教育現代化作為我國教育事業發展的戰略選擇，大力推進信息技術與教育教學深度融合，實現教育思想、理念、方法和手段全方位創新，還提到要推動信息技術與高等教育深度融合，創新人才培養模式。[2]師范生作為未來教育事業的接班人，其信息化教學能力的強弱直接關系到未來的教育變革。以往的師范生信息化教學能力培養方案中由于有效的人才培養策略不足，致使信息化教學人才的培養效果不佳，師范生信息化教學的實際能力往往達不到學科教學的實際要求。大數據具有容量大、速度快、類型雜和價值大等特點[3]，可以借此系統、準確、全面地分析師范生的學習特點和學習行為。在大數據這一時代大背景下，探索新的師范生信息化教學能力的培養策略非常必要。

一、大數據時代信息化教學能力內涵及其發展目標

（一）大數據時代信息化教學能力的內涵

大數據賦予信息化教學能力新的內涵。大數據時代數據無處不在，而如何將這些雜亂無章的數據收集起來并從中提煉出進一步促進教師教學與學生學習的教學信息，即對教育教學數據進行挖掘與分析，成為大數據時代下教師信息化教學需具備的新能力。另外，將挖掘、分析出來的數據應用到具體的教育教學活動中，進一步提升學生的學習效果，促進學生的發展，即教育教學數據的應用，也是教師在大數據時代所應具備的信息化教學能力。因此，大數據時代的信息化教學能力應是教師借助于現代化的教育教學設備與技術，挖掘并分析教育教學中的數據，在先進的教育教學理念的指導下將這些數據信息應用到具體的教學活動中的能力。

（二）大數據時代信息化教學能力的發展目標

為更好地明晰大數據時代信息化教學能力的發展目標，研究通過在中國知網查閱相關文獻，整理分析出了中國、美國等國家關于教師信息化教學發展的項目及目標，如表1所示。

可以看出，各國對教師的信息化教學能力的培養還主要集中在發展教師利用信息技術支持教育教學的過程上，并未體現在教師對于教育教學過程中產生數據的分析與利用上。大數據時代的到來將改變這一現象，數據在教師信息化教學中的作用越來越重要，如何更好地運用這些數據來促進教師的教學將成為教師信息化教學的新能力。因此，大數據時代信息化教學的發展目標應該是鼓勵教師運用現代化的技術與設備對教學數據進行挖掘與分析，并運用分析的數據結果開發出更加有效的教學資源，進行合理的教學設計、教學管理與教學評價，進一步促進學生的學習。大數據時代教師的信息化教學能力應主要包括以下幾方面。

1.教學數據的分析與挖掘能力

教學數據的分析與挖掘是教師在教學過程中，將學生學習產生的各種有價值的數據收集并整理分析出來，運用數學統計、分析理論與方法和數據挖掘的理論與方法，借助大數據處理技術，分析學習結果、教學內容、教學方法、學習方法、學習資源和教學環境等因素的相關性，來發現學生現行學習中存在的問題，并提出改進意見，同時，還可預測學生未來的學習發展趨勢。

2.教學數據的應用能力

教學數據的應用能力是指運用大數據挖掘分析的數據結果開發出更加有效的教學資源，進行合理的教學設計、教學管理與教學評價，使之更好地促進學生學習。教育數據的應用能力主要體現在基于大數據的教學資源開發能力、基于大數據的信息化教學設計能力與基于大數據的教學管理、評價能力等方面。

大數據為教師教學資源的開發提供了充足的、可靠的信息數據。教師可以利用這些數據進行各種教學資源的開發，可以是相應的學習軟件，也可以是相應的文字材料；可以是針對群體學生的資源，也可以是針對不同個體學生的資源。教師應該掌握運用教學數據進行教學資源開發的基本能力，將來才能更好地提高教學效率。大數據時代信息化教學設計強調以大數據技術為主要工具,并結合先進有效的教育教學理念,充分利用各種數據資源,對教學過程的各個環節做出安排。利用對大數據挖掘和分析所得到的結果，可以為信息化教學設計的各個環節提供具體、可靠的數據支持，讓教師對信息化教學設計的各個環節做出科學的、合理的安排。在教學管理方面，教師可以通過監控視頻、各任課教師和自己平時對學生的觀察收集數據，然后通過大數據的處理分析，得出學生的性格特點和學習特點，對學生進行個性化的、科學化的管理。在教學評價方面，教師可以借助于教育大數據收集教學過程中學生的相關數據（課堂表現、課后作業、考試成績等），然后分析出學生的特點，進而做出全面準確的評價。

二、師范生信息化教學能力現狀分析

（一）師范生信息化教學中存在的主要問題

筆者以中國知網論文數據庫為研究工具，分別以檢索項：“篇名”；檢索詞：“師范生（職前教師）信息化教學能力（教育技術能力）”；匹配：“模糊”的檢索方式對師范生信息化教學能力發展問題的研究論文進行了檢索，分析總結出師范生信息化教學中在信息素養、教學資源開發、教學設計、教學管理與評價方面存在的主要問題,如表2所示。

表2 師范生信息化教學中存在的問題詳盡表

(二)影響師范生信息化教學能力發展的因素

1.師范生的學科觀

師范生對信息技術的認識，在教學中運用信息技術的方式、態度及教學方法的應用等，與師范生所擁有的學科觀有著不可忽視的聯系。[21]有的師范生認為在教學過程中不應使用信息技術，因為它妨礙了教師與學生行為上、思想上的交流。有的師范生則認為在教學過程中應使用信息技術，因為它豐富了教學手段，使教學活動更加形式多樣,能夠吸引學生的注意力，提高學習效率。但大多數師范生都認為，教學過程中應適度使用信息技術，可以根據教學內容的不同選擇是否使用信息技術及使用信息技術的程度。

2.學校教師的示范

“師范”往往把自己在教學過程中使用教學方法和技術的原因歸結為“教師的示范”。[22]由于師范生還未走向教師崗位，缺乏教學經驗，他們大都是從教師那里學習教學方法，教師在課堂中以有效的方式使用信息技術，師范生在教學中也會使用信息技術，若教師只是以講述的方式進行教學，那么師范生也可能會以講述的方式教學。有的師范生甚至還會學習對其留下深刻印象的中小學教師的教學行為，模仿他們進行教學。

3.教學實踐的參與

綜上所述，諸多學者認為，師范生信息化教學能力存在信息素養有待提高、教學資源開發能力水平不高、信息化教學設計能力亟待提升、信息化教學管理與評價方法欠缺等諸多問題。而現有的教學機制又無法完全解決這些問題，因此迫切需要尋找一種新的教學機制，以期可以解決這些問題。

三、大數據：師范生信息化教學能力提升新路徑

(一)大數據為師范生信息化教學能力的進一步提升提供了可能

以往的師范生信息化教學能力的培養多聚焦于宏觀層面，教師將一些理論與經驗講授給師范生，進行技術上的培訓，然后師范生便參加教學實踐。在實踐過后能力弱的師范生難以找到具體的原因，不能進行相應的具體訓練，而能力強的師范生也不知自己能力的優劣，能力得不到進一步的提升。

大數據具有容量大、速度快、類型雜和價值大等特點。由于師范生比較多且每位師范生產生的數據又很繁雜，要對相關數據進行全面細致的個性化分析是比較困難的，大數據容量大的特點恰可以滿足這項要求。大數據對數據處理分析快的特點，可將師范生產生的數據迅速處理分析出來，及時給師范生提供參考，提升師范生的信息化教學能力。師范生產生的數據多種多樣，傳統的分析方式難以進行合理有效的分析，而大數據卻可以將這些類型復雜的數據整合起來，進行有效的分析和利用，整理成對師范生有價值的數據。大數據的這些特點對于進一步提高師范生的信息化教學能力具有促進作用，為提升師范生的信息化教學能力開辟了一條新的路徑。

（二）大數據時代提升師范生信息化教學能力的平臺構建

1.數據的來源

如圖1所示，數據來源主要包括：教學實習、傳統課堂、影響因素三個方面。

在教學實習中，數據的輸入者有師范生、指導教師、帶隊教師。師范生將自己在實習中的各種教學、學習行為、所教學生的課堂反映情況等數據輸入到平臺中。指導教師將師范生實習期間的各種學習行為、實際講課時的表現行為（如教學過程設計、教學活動的組織、教學內容的信息化呈現情況等）、學生對實習師范生的反映情況等轉換為相應的數據輸入到平臺中。由于帶隊教師比較忙，無法時刻跟蹤師范生情況，但可通過教室監控系統實時觀看實習師范生在課堂的表現情況，也可通過抽查實習師范生的某節課來觀看其教學表現，將師范生在教學資源開發、信息化教學設計、教學管理與評價三個方面的表現轉換為相應的數據輸入到平臺中。

The design is based on assumption that the upper horizontal line is return line, under horizontal line is operating line.

在傳統課堂中，數據的輸入者有師范生和教師。師范生將自己的個人信息、各種學習行為數據（包括：學習記錄、學習過程信息等）輸入到平臺中。教師（包括：輔導員及相關課程的任課教師）將師范生的作業完成情況、平時考試情況及課堂表現情況（包括：回答問題情況、聽課情況）轉換成相應的數據輸入到平臺中。

影響因素對師范生信息化教學能力的改變起著巨大的作用，對它的數據分析是提高師范生信息化教學能力最有效的憑據。在學科觀念方面，可以將師范生的學科觀念整理成相關的數據輸入到教學平臺中；在教學實踐方面，首先確定師范生是否參加過教學實踐及參加的次數，然后調查其教學實踐中在教學資源開發、教學設計、教學管理與評價三個方面信息技術的使用情況并整理成數據輸入到平臺中；在師范生ET課程學習方面，將ET課程與實際教學的結合情況和ET課程學習內容側重現代教育技術應用情況轉換為相應的數據輸入到平臺中；在教師示范方面，可將教師在教學資源開發、教學設計、教學管理與評價等方面信息技術的使用情況整理成數據輸入到平臺中，同時也將教師在課堂上信息化教學的情況整理成數據輸入到平臺中。

圖1 大數據時代提升師范生信息化教學能力的平臺

2.數據處理模塊

如圖1所示，數據處理模塊主要包括數據處理、數據挖掘與數據分析，數據經過這一模塊處理后就可以分析出師范生的特點及師范生的信息化教學能力情況，然后給出相應的提升方案。同時通過輸入的數據情況還可以分析出影響師范生的信息化教學能力的因素，針對這些因素做出相應的改正與提高。

（1）數據處理

教育的海量數據不斷產生且種類繁多、結構復雜，格式轉換效率低下，需要更先進的技術為數據的采集處理提供支撐。[24]Apache Chukwa是一個開源的用于監控大型分布式系統的數據收集系統，它可以將各種各樣類型的數據收集成適合Hadoop處理的文件保存在Hadoop分布式文件系統中供Hadoop進行各種MapReduce操作。該技術可將師范生學習行為中產生的各種數字、符號、文本、圖像、音頻/視頻等信息轉換為相應的數據并儲存起來。網絡數據采集采用的技術基本上是利用垂直搜索引擎技術的網絡蜘蛛（或數據采集機器人）、分詞系統、任務與索引系統等技術進行綜合運用而完成。將師范生在網絡訓練時產生的各種信息轉換為相應的數據存儲起來。

（2）數據挖掘、分析

在數據挖掘方面，主要包括兩部分內容：一是利用SQL 2005數據挖掘功能，建立對象間的關聯模型或決策樹，獲取大量數據間隱含的知識模式，對影響因素的挖掘可發現影響師范生信息化教學能力發展的具體有利或不利因素是什么。二是海量教學數據的特征檢索與匹配，將師范生在學習過程中產生的大量復雜信息進行檢索與匹配，如某些師范生的學習行為對于他的信息化教學能力的提升是有利還是不利。[25]

在數據分析方面，采用OLAP（聯機分析處理）系統。OLAP系統可以根據分析人員的要求快速、靈活地進行大數據量的復雜查詢處理，并且以一種直觀而易懂的形式將查詢結果提供給教師和師范生，以便他們準確掌握對象的狀況，了解對象的需求，快速、有效地形成問題解決機制。

3.數據的應用

由數據分析可以得出師范生在信息素養、教學資源開發、信息化教學設計、教學管理與評價等方面的不足之處。無論是哪一方面，都可以在數據庫和平臺中找到相應的資源供師范生進行相應的訓練，這些資源都是專業的信息化教學人員與組織人員提供的。

在信息素養方面，師范生可通過觀看大量學科理論教學視頻來彌補自己在信息化教學相關知識和能力上的不足，同時可以提高在信息化學科教學法等方面的能力。平臺可進行專題化學習，將相關課程的核心問題形成專題，以作業的形式讓師范生完成，不僅鍛煉師范生獲取、加工、處理與創造信息的能力，而且培養了師范生運用相關知識解決教學中實際問題的能力。

在教學資源開發方面，數據庫可以提供大量的學科教學資源，包含典型教學案例、相關網絡課程、教師教學課件，可以為教學資源的開發提供各種范例和素材。如果師范生在教學資源開發方面存在不足，可根據平臺提供的大量資源進行教學資源的開發學習，積累更多的經驗。師范生在參考專業人士的教學資源開發和不斷練習的過程中，逐步提升自身的教學資源開發能力。

在信息化教學設計方面，信息化教學能力訓練平臺配備豐富多樣的教學設備，為師范生體驗信息化教學過程、設計信息化教學環節提供良好的訓練環境。當然，平臺中也有專業人員的信息化教學設計案例，以供師范生進行參考。如果師范生在信息化教學設計方面存在不足，可運用平臺提供的資源進行練習。師范生選定設備后可在平臺中進行教學過程的設計，并進行模擬教學，平臺會根據教學過程的設計情況打出相應的分數，并給出改進策略。

在教學管理方面，平臺可提供在線交流、視頻觀看、課件下載、作業提交、單元測驗等功能，師范生通過平臺提供的功能嘗試對學生進行教學管理，逐步建立起有效的教學管理理念。在教學評價方面，平臺提供的教學評價視頻和課件可供師范生隨時下載、隨時觀看，同時平臺提供了教學評價案例，可供師范生進行學習借鑒。此外，平臺還提供了形式多樣的評價工具（如試卷、問卷、量表等），豐富了師范生的教學評價手段，鍛煉了師范生的教學評價能力。

4.監督指導模塊

如圖2所示，大數據處理平臺對數據進行分析，并將分析結果傳給教師。教師可根據分析結果發現師范生在信息化教學中的欠缺之處。師范生可通過在線交流、典型案例、課件下載、授課實錄等進行信息素養、學習資源開發、信息化教學設計和教學管理與評價等能力的訓練。教師可以在師范生訓練平臺中隨時查看師范生在平臺上的訓練情況，監督每一位師范生的訓練，對師范生訓練進行指導與評價。當師范生在訓練中遇到困難時，也可尋求教師的指導與幫助，與教師進行實時交流。教師也可在平臺上根據大數據的分析結果給不同的師范生布置相應的任務，實現個性化教學。在師范生實習期間，實習學校的指導教師也可通過大數據的分析結果對實習師范生進行個性化指導，從而促進師范生的能力提升。指導教師也可到師范生訓練平臺中查看師范生的訓練情況，以便改變指導的方法和策略。

圖2 師范生訓練平臺教師監督指導模塊

5.利用大數據提升師范生信息化教學能力面臨的挑戰

(1)在數據采集的過程中師范生的自覺性比較低

在數據采集時，由于沒有教師的實時監督，師范生自覺地將自己的個人信息、學習情況和行為轉換為相應的數據輸入到平臺中，仍然是一個不小的挑戰。

(2)教師的數據采集與分析能力比較差

由于大數據的研究在我國還處于起步階段，因此教師接觸的數據采集與分析領域的知識比較少，相應的能力還沒得到較好的培訓，教師不能科學、準確地收集分析師范生所產生的數據。

(3)在采集的過程中師范生所填數據的真實性難以保證

由于是師范生自己填寫的數據信息，無監督人員對其所填信息進行核查，因此無法保證師范生所填信息的真實性。

(4)教育教學中大數據相關技術、人才缺乏

教育的海量信息不斷產生，有效的數據分析機制遠未形成。基本數據的樊籬，數據庫各自封閉，沒有形成有效的數據庫聯結、分析技術。大數據分析人才缺乏，計算機、統計與教學的分離，使得教育中數據處理更是難上加難，而人才培養需要過程。

四、結束語

筆者以大數據相關理論和技術為依托，建立了提升師范生信息化教學能力的新路徑，以期對師范生信息化教學能力的提升起到巨大的促進作用。該路徑有別于以往的師范生信息化教學能力培養方式，它在對過程性數據積累基礎上分析個體師范生的學習特點、學習行為和學習觀念，整理出相關數據，經由大數據分析，發現師范生信息化教學能力的優缺點，從而進行有針對性的改進、提升。大數據的研究與應用在我國雖然處于起步階段，但未來必會成為教育信息化建設中的應用和研究熱點之一。借助大數據來提升師范生的信息化教學能力的研究，也必將受到更多專家學者的關注，其在師范生信息化教學能力培養中將起到重要價值作用。

[1]顧小清,薛耀鋒,孫妍妍.大數據時代的教育決策研究:數據的力量與模擬的優勢[J].中國電化教育,2016，(1)：56-62.

[2]于長虹,王運武.大數據背景下數字校園建設的目標、內容與策略[J].中國電化教育,2013，(10)：30-41.

[3]陸璟.大數據及其在教育中的應用[J].上海教育科研,2013，(9)：5-8.

[4][6][7]王文君,王衛軍.國際視野下的教師信息化教學能力趨向[J].電化教育研究,2012，(6)：112-113.

[5][8]崔淼.師范生信息化教學能力實訓系統設計[D].長春：東北師范大學,2013.

[9]楊寧.師范生教育技術能力發展：目標層次、影響因素和培養策略[D].長春:東北師范大學，2013.

[10]張瑞.師范生教育技術能力培養策略研究[D].濟南：山東師范大學，2013.

[11][19]周素娜.提升師范生信息化教學能力的實踐探索[J].中國成人教育,2013，(22)：151-152.

[12]郝金亭.教育信息化環境下師范生教育技術能力培養的思考[J].職業時空,2007，(1)：19.

[13]陳永光.職前教師信息化教學能力培養策略研究[J].中國成人教育 ,2014，(15)：105-107.

[14][20]劉曉龍.師范生信息化教學能力實訓支撐環境研究[D].長春：東北師范大學，2013.

[15]何紅艷.基于師范生信息化教學設計能力訓練系統設計的研究[D].重慶：西南大學，2010.

[16]岳佳麗.基于師范生信息化教學設計能力培養模式的研究[D].重慶：西南大學,2012.

[17]成玲.關于師范生教育技術能力培養的研究[D].蘭州:西北師范大學,2007.

[18]曹熙斌.基于視頻案例的師范生教育技術能力培養策略研究[J].中國電化教育,2013，(10)：66-69.

[21][22][23]楊寧，包正委，董玉奇.師范生信息化教學能力發展的影響因素模型探析——基于四年級師范類實習生的深度訪談[J].電化教育研究，2014，(5):103-107.

[24][25]趙靖巖，胡振波.大數據環境下高校信息化教學模式研究[J].情報科學,2016，(1)：92-95.

Research on the Improvement of Normal University Students’ Informatizational Teaching Competence Facilitated by Big Data

ZHANG Daoxue,ZHAO Keyun
(School of Communication,Qufu Normal University,Rizhao,Shandong,China 276826)

The advent of the big data era provides a new path for improving normal university students’ informatizational teaching competence.Based on the characteristics of big data,this paper put forward new implications and development goals of informatizational teaching competence facilitated by big data.Meanwhile,through the analysis of the current situation and influencing factors of normal university students’ informatizational competence,a platform for the improvement of normal university students’ informatizational competence was built.This platform synthesized data collection,process,analysis and application in the big data environment.It is hoped that this paper can first help solve the problems existed in normal university students’ informatizational teaching;then,it can find out new ideas to improve normal university students’ informatizational teaching competence.

big data;normal university student;informatizational teaching competence;improvement path

G434

A

2096-0069（2017）05-0028-07

2017-04-10

山東省研究生教育創新計劃項目“基于翻轉課堂的全日制教育碩士專業學位研究生信息化教學能力培養模式研究與實踐”（SDYC15058）；曲阜師范大學教學改革項目“泛在學習環境下師范生信息化教學設計能力培養的探索與實踐”（JG05043）

張道雪(1990 — )，男，山東東平人，曲阜師范大學傳媒學院碩士研究生，主要研究方向為教育信息化、教師專業發展等；趙可云(1981— )，男，山東昌樂人，曲阜師范大學傳媒學院副教授，博士，碩士生導師，主要研究方向為教育大數據、教育信息化、教師專業發展等。

（責任編輯 喬磊）