“互聯網+”環境下數據驅動的課程教學模式探討

林煜明 李優

摘要：“互聯網+”環境中在線學習和課堂教學相結合是一種重要的教學模式，該模式下教學過程中產生的海量學習數據對教學活動的組織開展具有重大的指導作用。本文在闡述這種新環境中課程教學具有的優勢和面臨的挑戰基礎上，分析了學習數據在不同教學階段的作用，并提出構建教學質量評價機制的幾點原則以保證學習數據分析的應用效果。

關鍵詞：“互聯網+”；學習數據；數據分析；教學模式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）08-0192-02

互聯網、大數據等技術的飛速發展和普及，深刻地改變著人類的思維、生產和生活方式，為各行各業帶來了新的機遇和挑戰。2015年7月《國務院關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》提出：“鼓勵學校利用數字教育資源及教育服務平臺，逐步探索網絡化教育新模式”。在政策和技術的多方面支持下，在線學習模式得到了快速的推廣，各種學習管理系統、課程管理系統、網絡互動平臺的廣泛應用產生了涵蓋學習行為、學習狀態等方面的海量教育數據，這使教育信息以可捕捉、可量化、可傳遞的數字形式存在，使得教育的過程性考察成為可能，透過真實的數據更能發現教與學的關系，教育正悄悄地發生著一場革命[1]。

雖然教學過程始終產生了各式各樣的數據，但這些數據中蘊藏的價值仍未被充分地挖掘和運用于教學過程中。近年來，隨著深度學習、人工智能等新技術的日趨成熟和實用化，大大地推動了教育數據服務于教學過程，有助于進一步發現教學規律并提升教學質量。

一、新環境下課程教學的優勢和挑戰

利用互聯網的開放性和便利性組織和開展教學活動已經得到國內外教育管理部門和研究人員的高度關注[2]。目前，MOOC和SPOC便是這種新環境下教學模式發展的新產物，國內外研究也表明這兩種教學模式的有效性[3]。與傳統的課堂教學模式相比，結合在線學習開展教學活動具有如下優勢：（1）共享大量的優質學習資源。在線學習平臺上學生可以便捷地使用世界各地的優質學習資源，如教學視屏、參考資料、學習筆記等。（2）學習的時間和位置約束大大降低，學生在教學過程中的主體地位更加突出。在線學習平臺具有巨大的便利性，學生幾乎可隨時隨地進行課程學習和討論交流，有利于碎片時間的利用，并可針對自身的學習情況對教學內容進行選擇性、重復性學習，從而提高學習效率。（3）更豐富、全面的學習數據。學生的學習數據不僅來自于傳統的課堂，而且在網絡學習平臺上能夠產生更多、更全面的學習數據。基于這些數據的分析和挖掘能夠更準確、更全面地了解學生的學習特點。（4）實時掌握學生的學習狀態，及時進行教學干預。通過在線的數據分析和挖掘技術，學生在線學習時產生的學習數據能夠得到實時分析甚至進行預測，教師根據這些結果對學生出現的問題可以及時進行指導和處理。

然而，新的環境為課程教學帶來了新機遇的同時，也帶來了很多挑戰。（1）結合在線學習的教學模式中，學生是教學活動的主體，具有高度的自主性，因此需要有更強的自制力。（2）教師的角色逐漸改變，傳統模式中的主導地位被弱化，轉變為教學活動的組織者、指導者和評價者。（3）學生學習的途徑越來越多，學習過程中產生的學習數據量爆炸式增長。面向大規模數據的實時管理和在線分析技術仍需進一步提高和完善。（4）新環境下在線教學和課堂教學相結合的模式屬于新興產物，很多政策和制度仍處于空白，需要從多方面、多角度進行探索和完善。

二、教學過程中數據分析的作用

通過對學生在學習過程中產生的學習數據進行挖掘和分析，可展現學生所掌握的知識概念、方法技巧、課程學習的獨特軌跡和學習興趣等，發現內在的學習規律，密切掌握學生的學習動態，從而實現學習數據分析服務和指導教學過程，達到提高教學質量的目標。從課程教學活動的不同階段上分，對學生的學習數據進行分析和挖掘，可以服務于課程教學的不同階段。

課程開始之前，基于歷史的課程教學數據進行分析能夠更準確地確定課程內容的重點和難點，使教學大綱、教學方法和內容劃分等方面的設置更加科學。例如，通過關聯規則挖掘可以發現知識點間的相關性，通過聚類分析可以根據學生的特點劃分多個異質的學習小組進行協作學習，等等。此外，還可以評估不同教學資源的質量，如果再結合以往的學習數據對學生進行畫像，則可以刻畫出學生準確的學習特點，進而實現精準的、個性化的教學資源推薦。

在課程教學的過程中，學習數據可以反映當前學生的學習狀態，將分析結果反饋給教師可以及時進行指導、內容、方法調整等教學干預措施。這些措施不僅可以在課堂上實施，還可以體現在在線學習階段。例如，學生觀看教學視屏的表情、動作、重復度、時長等以及和教師、同學進行交互的信息，能夠預測學生對相關知識點的掌握程度，系統可根據預測結果自動調整相應練習的強度。

課程結束后，應該更注重學生整體的學習數據分析，進行課程教學質量分析，挖掘和歸納出學生在該課程學習上的總體規律以及學生在上一次教學過程中出現的普遍問題，為下一次該課程的教學提供參考。另一方面，每次課程教學的完成都為分析模型提供了更加豐富的樣本數據，使得分析和預測模型的泛化能力越來越強，提供更準確的輸出結果。

三、教學質量評價機制的構建原則

要使學生學習數據的分析在教學過程中能夠發揮指導作用，需要適時、有效地進行多角度的評價，教師、學生或者系統則可以根據評價的結果對教學過程進行適當的調整。針對“互聯網+”環境中在線學習和課堂教學相結合的教學模式特點，為了充分發揮學習數據分析在教學過程實施中的作用，我們認為教學評價機制應當遵循以下幾點原則。

1.完整性原則。評價不僅需要包含學生在線上、課堂中多個教學環節的表現情況，還要能夠從個體和整體不同的角度進行不同程度的評估。此外，還需要對人以外的因素進行評價，如課程內容、系統狀態等。

2.適時性原則。線上教學的優勢之一是教師能夠及時掌握學生的學習情況，并對出現的問題及時進行干預，適時地對學生進行評估是保證該優勢的前提。

3.可讀性原則。評價結果需要向教師、學生或者系統反饋，應當是易于理解的，并且能夠作為現實操作的指導依據。

4.獨立性原則。相同層次的評價指標應當具有獨立性，指標間不應存在包含、依賴和因果等關系。

四、結論

在“互聯網+”環境下，在線教學平臺的便利性和開放性，使教學相關的數據更易獲取，這為運用教育大數據來提升教學質量提供了數據基礎。如何分析和挖掘這些數據中蘊含的價值，并將其運用于指導教學活動的開展，不僅影響了信息交流、知識傳遞和學習效果，更在很大程度上影響了教學決策的制定和教學過程的優化。

參考文獻：

[1]魏忠.教育正悄悄發生一場革命[M].上海：華東師范大學出版社，2014.

[2]高媛，黃榮懷.《2017新媒體聯盟中國高等教育技術展望：地平線項目區域報告》解讀與啟示[J].電化教育研究，2017，（4）：15-22.

[3]李雁翎.計算機教育改革新形態：MOOC+SPOC[J].中國大學教學，2016，（12）：56-58，71.