大數據驅動下的信息化教學模式研究

[摘 要]大數據背景下，為提升混合課堂教學效果、監控教學過程與績效，為使高校培養出的人才更加符合市場需求，我國高校應結合所在地跨境電子商務與外貿轉型發展環境，構建大數據驅動下的信息化教學模式，包括大數據驅動下信息化教學模式的系統構架、教學模式內容以及指標體系。

[關鍵詞]大數據；信息化教學模式；指標體系；跨境電子商務

[中圖分類號]G434

[文獻標識碼]A

[文章編號]2095-3283（2018）09-0136-05

Abstract： Under the background of big data， in order to improve the effect of mixed classroom teaching， monitor the teaching process and performance， and train talents to meet the market demand， Chinese colleges and universities should combine the development environment of cross-border-electronic-commerce and foreign trade transformation and construct the information instruction model driven by big data， including the system structure， instruction mode content and index system of the information instruction model driven by big data.

Keywords： Big Data； Informational Instruction Model；Index System； Cross-border Ecommerce

[作者簡介]張倩（1986-）女，遼寧鞍山人，講師，經濟學碩士，研究方向：國際經濟與貿易專業課程、跨境電子商務課程的教學。

[基金項目]2016年度廣西高等教育本科教學改革工程一般A類項目（項目編號：2016JGA253）；廣西區教育廳項目（項目編號：2018KY0306）；柳州市社科所資助哲學社會科學研究項目（項目編號：LZSSLS2017-10）；廣西科技大學科學基金項目（項目編號：校科社174501）資助。

一、相關概念的界定

教學模式的正式科學概念是由喬伊斯和韋爾于1972年在《教學模式》一書中提出，書中認為“教學模式是構成課程和作業、選擇教材、提示教師活動的一種范式或計劃。”我國著名教育學家葉瀾認為教學模式“不僅是一種教學手段，而且是從教學原理、教學內容、教學的目標和任務、教學過程直至教學組織形式的整體、系統的操作樣式，這種操作樣式是加以理論化的”。所以，教學模式不僅僅是具體的教學計劃，也是在一定的教學理念與理論指導下建立起來的穩定的教學活動框架，是一套完整的教學方法論體系，是教學理念與教學實踐的橋梁。

信息化教學模式是根據現代化教學環境中信息的傳遞方式和學生對知識信息加工的心理過程，充分利用現代教育技術手段的支持，調動盡可能多的教學媒體、信息資源，構建一個良好的學習環境，在教師的組織和指導下，充分發揮學生的主動性、積極性、創造性，使學生能夠真正成為知識信息的主動建構者，達到良好的教學效果。與傳統的傳遞——接受教學模式相比，信息化教學模式具有信息豐富化、教育差異化、學習積極性較大、學習協助性強、學習創新性高的優勢。

大數據又被稱為巨量資料，在科研學術領域和數據產業領域中，對這一概念并沒有嚴格的定義，只要數據超過一定的大小，即超過了常規軟件所能抓取的范圍，便可稱其為大數據。大數據是一個體量與數據類型都特別大的數據集，具備5個V的特點。基于云端計算的大數據挖掘技術能夠從大量（Volume）、實時性強（Velocity）、種類繁多（Variety，包括數字、圖像、文字、聲音等）的信息數據中診斷、預測具備價值（Value）與真實性（Veracity）的供以決策的知識，形成決策智慧。

二、大數據背景下開展跨境電子商務課程信息化教學模式研究的必要性

開放教育資源運動起源于2001年麻省理工學院的網絡課件開放計劃，其核心理念在于“開放”和“共享”，使教育資源的利用價值得到最大限度的擴大。2012年以來，大規模開放網絡課程（massive open online courses，以下簡稱MOOC）作為具備完善功能的課程開放模式越來越受到國內學者的矚目，越來越多的線上課程使得教育資源價值得以擴大。伴隨著MOOC、微課堂、翻轉課堂等的興起，大量的用戶以及學生使用行為數據等被記錄下來，為大數據驅動下的信息化教學模式的構建和發展提供了海量的數據來源與依據，提供了現實的可能性基礎。

隨著互聯網時代的到來，組織外部環境瞬息萬變，包含“先行組織者”教學策略以及“動機”理論的傳統教學模式與就業市場對于富有主動性、創造性、主動學習能力的人才需求形成了矛盾。以跨境電子商務就業為例，據調查，85.9%的企業認為跨境電子商務人才缺口嚴重，招到的人不能按要求完成工作任務（82.4%），企業大量缺少的是真正具備綜合能力從事業務的人才。盡管每年我國高校向就業市場輸送的國際經貿類、電子商務類、外語類等相關專業畢業生的數量十分可觀，但是未能有效滿足跨境電子商務企業人才需求，即使招聘到了也不能滿足立即上崗的要求，還需進行二次培訓。

2015年9月，教育部辦公廳頒發《關于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見》，根據文件中規定的“十三五”教育信息化的基本原則，將大數據時代高校信息化教學模式改革的價值取向定位在數據驅動式教學，進而助推教學信息化、學習個性化、教學決策科學化、教學管理精細化。大數據驅動下的信息化教學模式能夠對采集到的各種數據進行教育數據挖掘，構建高校信息化教學模式，發現教育變量之間的關系，賦予數據相關意義，使數據變為信息；經過分析和綜合，形成教育性知識；最后通過實踐應用，教育性知識才能上升到智慧層次，為教學研究與教學決策提供指導。

大數據驅動下的信息化教學模式無論從理論發展角度還是從現實依據角度都存在研究的必要性和可行性。首先，從理論依據角度來看，大數據驅動下的信息化教學模式對于充分利用教育數據，利用數據挖掘算法，使其從數據上升到信息乃至決策智慧，為教學研究與教學決策提供指導。其次，從現實可行性角度來看，MOOC、微課堂、翻轉課堂的發展提供了海量教育數據，成為發展大數據驅動下的信息化教學模式現實的可能性基礎。最后，從現實必要性角度來看，傳統教學模式與人才市場需求之間的矛盾，成為了大數據驅動下的信息化教學模式研究的必要性。

三、大數據驅動下信息化教學模式的系統構架思考

為了更好理解大數據采集、存儲、分析、顯示、應用對于信息化教學模式的作用原理，應以設計大數據驅動下信息化教學模式的系統構架作為研究的切入點。這一系統構架解釋了三個問題：一是大數據來源為何處；二是大數據如何利用；三是大數據分析出結果作用于何處。

（一）大數據來源為何處——數據源采集層

足夠的數據量是信息化教學模式的基礎，采集是大數據價值挖掘的重要一環，其后的挖掘分析都建立在采集基礎上。如圖1大數據驅動下信息化教學模式的系統構架所示，信息化教學模式的數據來源可以包括傳統教學課堂教學過程、MOOC與微課堂等網絡教學平臺、互聯網微博、論壇、招聘網站。采集的數據可以包括學生的學習行為數據、學生輸出信息、網站碎片文字數據等。數據采集過程中涉及數據抽取、數據的清洗、轉換、數據的加載等三個過程，其目的將不同格式的數據如文本數據、關系數據以及圖片、視頻等非結構化數據清洗、轉換、分類、集成、加載到對應的數據存儲系統中。數據采集過程可以利用網絡爬蟲進行原始網頁抓取數據。

（二）大數據如何利用——存儲層、分析層、模型層

與傳統信息技術相比較，大數據具有高度分散、結構松散、體積較大的特點。目前，針對大數據存儲有效的手段是使用分布式文件系統HDFS和云技術，以實現云端存儲，應對海量的數據資源，進而存儲的數據將在分析層的數據挖掘平臺被使用。該數據挖掘平臺將使用流行的Hadoop、Spark等分布式大數據計算開源框架搭建，并集成Tensor Flow等開源的人工智能學習框架，可以同過聚類、統計、深度學習等人工智能領域的先進算法，從海量數據中自主學習出通用的學科模型、教學方法模型和學生模型。這些模型將有效地指導教學實踐活動，以及針對不同學生的特點，做到“因材施教”。

（三）大數據分析結果作用于何處——應用層、可視化層

到達應用層，大數據分析結果作用于學生現有學習情況評估、監控以及學生未來學習行為以及結果的預測。大數據分析與傳統數據分析區別在于其分析目標之間相關性而不是因果關系。對于信息化教學模式的系統構架使用者的普通教師來說，單單輸出數據指標還是不夠的，其作為非數據分析從業者，這種輸出結果對其滿足程度以及數據利用程度并不足夠。所以在本系統增加了數據可視化層，呈現在使用者面前的是直觀的易于理解的可視化數據的知識圖譜以及相關的學生學習能力、學習達成情況的模式化可視化數據報告。

四、大數據驅動下信息化教學模式內容與指標體系的構建建議

教學模式通常包括五個要素，即教學實現、教學目標、操作程序、實現條件、教學評價，這五個要素之間有規律的聯系著就構成了教學模式的結構。一個完整的教學模式，這五個要素必不可少，缺一不可。依據這五大要素，設計出大數據驅動下適應商務貿易相應學科發展的跨境電子商務課程信息化教學模式中的教學思想、教學目標、操作程序、實現條件、教學評價五個要素模塊的指標體系。

（一）大數據驅動下信息化教學模式內容的構建建議

1.大數據驅動下信息化教學模式的教學思想

教學思想指教學模式所依據的教學理論或思想，是隱含在教學模式深處的靈魂和精髓，決定著教學模式的方向和獨特性。不同的教育觀往往提出不同的教學模式，但當今的教學模式綜合了多種教學理論。

大數據驅動下信息化教學模式的教學思想通過學習環境的信息化改變，通過反饋、預測和個性化三大要素要求大數據技術變革學生的學習方式。傳統的商貿類課程以老師講授、學生聽取為主，但是商貿類崗位尤其是跨境電子商務崗位要求學生具備創新、創業能力。信息化教學模式下，學生的學習過程不再是過去的被動接受，而是在學習過程中承擔主動性角色，主動尋覓、主動學習、主動記錄、主動評價學習內容。學生和教師都需要進行心理上的變革，教師角色從主要講授者轉變為輔助者與控制者。

2.大數據驅動下信息化教學模式的教學目標

教學目標指教學模式所能達到的教學效果的預先估計，是教學模式中的核心因素，決定著教學模式的操作程序和師生在教學活動中的組合關系，也是教學評價的標準和尺度。

數據驅動下信息化教學模式的教學目標區別于傳統的教學效果教師主觀估計，而是引入互聯網招聘的海量文本數據，進行文本挖掘分析。以跨境電子商務為例，數據采集層采集網絡跨境電子商務相關就業崗位的文本信息，例如網站運營崗、客戶服務崗等職位JD信息，運用文本挖掘技術，提取頻繁出現的關鍵技能與崗位要求詞作為教學目標設定的主要來源。這種結果反作用于過程的教學目標設定，有利于實現現在教學操作程序的建設與改革。

3.大數據驅動下信息化教學模式的操作程序

操作程序指教學活動的操作程序，起到詳細具體地說明教學活動的邏輯步驟、各步驟的目的及相應的具體的操作方法等作用。

在大數據信息環境下，學習不再使用固定的教材，學習過程不再采用固定的順序，需要提供個性化的學習服務。需要提供個性化的定制式的服務，是需要高度協作的全方位建構活動。在翻轉課堂和MOOC模式下，通過學生相關課程作業、討論、實驗記錄等資料，得到學生學習的過程性數據和效果數據，反映學生個體的學習過程和學習軌跡，進而分析挖掘更多的數據信息，為不同學生的個性化學習順序設計提供基于大數據的環境支撐。

目前常用的是學生進行資源搜索，往往由于搜索能力的限制，并不能達到獲取有效信息的理想目標。基于互聯網特點，跨境電子商務行業信息變化極快，這就使得針對性的向學生進行信息推送變得更加迫切，這種“資源找人”的方法可以有效地從大量的教育數據資源中挖掘有效信息，向學生提供滿足其需要的學習資料，為滿足個性化教育提供基礎。

4.大數據驅動下信息化教學模式的實現條件

實現條件是指教學模式達到一定的教學目標、發揮最大效力所需要的各種條件因素，如教師、學生、教學內容、教學手段、教學環境、教學時間等。

大數據驅動下信息化教學模式下，可大規模開展MOOC課程，構建信息化教學環境，將在線開放課程與傳統課堂授課混合形式有機進行結合，線上主要以傳授跨境電子商務經典理論與實操技能知識為主，線下以跨境電子商務仿真模擬實訓為主，混合式教學各有側重，相輔相成。MOOC將對學生的學習過程和學習內容進行記錄，監控整個學習進程，并形成可視化模式化數據報表，利于線上線下的教學評價與教學過程中教學內容、教學手段、教學環境、教學時間的改進。

5.大數據驅動下信息化教學模式的教學評價

由于每種模式有自己適用的條件和教學目標，因此，其評價的標準和方法也會有所不同。大數據驅動下信息化教學模式下，圖1大數據處理系統是自適應系統，利用人工智能技術，依據過去信息不斷優化各模塊的智能建模，例如學習者知識建模（學習者掌握了哪些知識）、學習者行為建模（學習者不同的學習行為范式與學習者的學習結果的相關關系）、學習者建檔（學習者聚類分組），系統運行過程中，不斷改進豐富各個模型，自動生成教學評價，為線上跨境電子商務理論知識個性化教學推送與操作、線下教師跨境電子商務實訓教學設計進行控制和改進提供決策依據。

大數據驅動信息化教學模式下，教學評價不再需要學生進行主動評價，而是系統依據學生學習知識、行為、分類建檔形成自使用系統建模，自動生成教學評價反作用于教學過程。實時監測在線教學策略與學習者學習結果的相關關系，評價教學方法、教學策略等教學操作過程。

（二）大數據驅動下信息化教學模式指標體系構建——以跨境電子商務課程為例

以跨境電子商務課程為例，大數據驅動下信息化教學模式指標體系構建建議如圖2所示。對于五個要素模塊各自的指標初步設想為教學思想包括學生學習行為記錄、學生主動性記錄、學生檔案（例如籍貫、性別、能力、技能、專業等）數據指標。教學目標包括招聘網站技能要求、崗位（例如運營類、客服類、技術類等）以及電商論壇文本分布、電商平臺教學知識等文本數據。操作程序包括階段性步驟數據。實現條件分為傳統課堂指標（例如實訓成績、課堂表現成績等）和線上課堂指標（例如考試成績、作業完成成績、團隊合作項目成績等）。教學評價包括學生在線問答對話記錄、學生學習行為記錄（例如在線時長、課程點擊次數、總點擊率等）、學生知識記錄、反饋記錄等數據指標。

要設計五大要素模塊各自指標，還要使五大要素模塊各自的指標整體形成聯動的可視化指標體系評價，形成不重疊、互相支撐的體系結構，使整體五個要素模塊能夠互相輔助，構成一個合理完整的體系，用以評價信息化驅動教學模式。

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（責任編輯：郭麗春）