基于輕量級(jí)大數(shù)據(jù)理論的個(gè)性化學(xué)習(xí)平臺(tái)構(gòu)建

喻晗

摘要

個(gè)性化教學(xué)是素質(zhì)教育的必由之路。隨著信息化的高速發(fā)展，基于大數(shù)據(jù)的個(gè)性化教學(xué)是教育技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，輕量級(jí)大數(shù)據(jù)在有限的數(shù)據(jù)集中運(yùn)用大數(shù)據(jù)理論去尋找信息的規(guī)律。其核心思想是依托現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，同時(shí)加入一些特定的訓(xùn)練，形成決策信息，通過(guò)行動(dòng)的反饋來(lái)驗(yàn)證訓(xùn)練的正確性，進(jìn)而對(duì)訓(xùn)練進(jìn)行調(diào)整，促進(jìn)教育信息化到智慧教育的快速發(fā)展。依托輕量級(jí)大數(shù)據(jù)理論設(shè)計(jì)的個(gè)性化學(xué)習(xí)平臺(tái)將真正成為“因材施教”的有力助手。

【關(guān)鍵詞】輕量級(jí)大數(shù)據(jù) 個(gè)性化教學(xué) 個(gè)性化學(xué)習(xí)平臺(tái)

1個(gè)性化教學(xué)的重要性

個(gè)性化教學(xué)是素質(zhì)教育的必由之路。個(gè)性化教學(xué)的思想在中國(guó)古代最早可追溯到孔子時(shí)期，他提出“因材施教”思想，對(duì)我國(guó)的教育事業(yè)發(fā)展有著重要的意義。“因材施教”在教學(xué)過(guò)程中，是一項(xiàng)重要的教學(xué)方法和原則。每個(gè)學(xué)生都存在著不同的性格特點(diǎn)、學(xué)習(xí)能力、知識(shí)水平以及學(xué)習(xí)素質(zhì)，在教學(xué)的過(guò)程中，教師應(yīng)尊重學(xué)生的個(gè)體差異，掌握每個(gè)學(xué)生的特點(diǎn)，了解學(xué)生的認(rèn)知需求，即學(xué)生需要學(xué)什么，教師便需要教什么，教師起到引導(dǎo)作用，學(xué)生則是自主性的學(xué)習(xí)。

2個(gè)性化教學(xué)的現(xiàn)狀

現(xiàn)今，大部分師生已經(jīng)深刻認(rèn)識(shí)到個(gè)性化教學(xué)的重要性，但是在具體的教學(xué)過(guò)程中會(huì)遇到許多困難。高中階段以前的學(xué)生，因其自身心理發(fā)育原因，對(duì)學(xué)習(xí)的認(rèn)識(shí)基本停留在勤奮和懶惰、愛學(xué)和不愛學(xué)、感興趣和不感興趣上，對(duì)于自己想要什么樣的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)模式無(wú)從表達(dá)。而教師在面對(duì)較重的教學(xué)任務(wù)，過(guò)多的學(xué)生時(shí)，不依靠外界幫助，很難針對(duì)每一節(jié)課去給每一個(gè)學(xué)生設(shè)計(jì)不同的教學(xué)過(guò)程和教學(xué)目標(biāo)，很難做到個(gè)體和整體的統(tǒng)一。

其實(shí)，這都是大量模糊數(shù)據(jù)和繁雜數(shù)據(jù)產(chǎn)生的問(wèn)題。隨著信息時(shí)代的到來(lái)，教育信息化的引入，為我們解決這些問(wèn)題帶來(lái)了契機(jī)。

3輕量級(jí)大數(shù)據(jù)理論的應(yīng)用

3.1個(gè)性化學(xué)習(xí)平臺(tái)上大數(shù)據(jù)理論應(yīng)用的難點(diǎn)

大數(shù)據(jù)本身是一個(gè)比較抽象的名詞，狹義上講大數(shù)據(jù)是指龐大的數(shù)據(jù)，這種數(shù)據(jù)規(guī)模巨大，并且繁雜多樣，很難直觀的看出其中的聯(lián)系，但是這些數(shù)據(jù)又是具有一定價(jià)值的真實(shí)數(shù)據(jù)。而現(xiàn)在我們提到的大數(shù)據(jù)，已經(jīng)不僅僅指向單純的數(shù)據(jù)本身了，而是不用抽樣調(diào)查、隨機(jī)分析法捷徑，把所采用的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘、分析處理，提出有用的特征點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)信息的精準(zhǔn)推送，為行動(dòng)提供決策指引。

3.2輕量級(jí)大數(shù)據(jù)理論

輕量級(jí)大數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)的一種特例，同樣遵循著大數(shù)據(jù)的思想，在有限的數(shù)據(jù)集中運(yùn)用大數(shù)據(jù)理論去尋找信息的規(guī)律。其核心思想是依托現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，同時(shí)加入一些特定的訓(xùn)練，形成決策信息，通過(guò)行動(dòng)的反饋來(lái)驗(yàn)證訓(xùn)練的正確性，進(jìn)而對(duì)訓(xùn)練進(jìn)行調(diào)整，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)擁有自我學(xué)習(xí)的能力。

4基于輕量級(jí)大數(shù)據(jù)理論的個(gè)性化學(xué)習(xí)平臺(tái)構(gòu)建

4.1基于數(shù)據(jù)的個(gè)性化學(xué)習(xí)平臺(tái)整體框架

首先我們應(yīng)該明確，數(shù)據(jù)在整個(gè)平臺(tái)中起到主導(dǎo)作業(yè)。因此平臺(tái)的構(gòu)建是以數(shù)據(jù)為導(dǎo)向，為教學(xué)提高服務(wù)。在設(shè)計(jì)之初，我們應(yīng)該拋棄傳統(tǒng)的模塊界面（例如：主界面、課前資源、教師批改等）設(shè)計(jì)思想，進(jìn)而對(duì)以數(shù)據(jù)為核心做整體設(shè)計(jì)。平臺(tái)的構(gòu)建主要有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)量化、數(shù)據(jù)分析、精準(zhǔn)推送、數(shù)據(jù)反饋、訓(xùn)練學(xué)習(xí)等模式。如圖l所示。

4.2數(shù)據(jù)采集接口

數(shù)據(jù)采集接口作為整個(gè)系統(tǒng)的起始端，應(yīng)該要求能具有良好的兼容性和可擴(kuò)展性。例如，能夠?qū)咏虅?wù)系統(tǒng)取得教師和學(xué)生的基本信息。同時(shí)也能為第三方系統(tǒng)提供服務(wù)，例如，能夠?yàn)榈谌杰浖蟼鲗W(xué)生課堂成績(jī)提供API。因此，在設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該采用類似于帶有加密的HTTPS Web API技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

要注意的是，作為大數(shù)據(jù)理論的平臺(tái)，數(shù)據(jù)采集接口必須支持?jǐn)?shù)據(jù)反饋的回傳數(shù)據(jù)，以使系統(tǒng)能夠持續(xù)的改進(jìn)。

4.3數(shù)據(jù)量化

做為整個(gè)系統(tǒng)的核心功能，也是實(shí)現(xiàn)輕量級(jí)大數(shù)據(jù)理論的關(guān)鍵點(diǎn)，數(shù)據(jù)量化解決了兩個(gè)問(wèn)題。第一個(gè)，將孤立的數(shù)據(jù)（課堂評(píng)價(jià)、學(xué)生課堂成績(jī)）轉(zhuǎn)化成學(xué)生的能力值，為精準(zhǔn)推送提供依據(jù)。第二個(gè)，因?yàn)閿?shù)據(jù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到大數(shù)據(jù)的要求，因此加入了機(jī)器訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，這個(gè)訓(xùn)練集將融合學(xué)生的能力值，共同運(yùn)算產(chǎn)生精準(zhǔn)推送的結(jié)果。在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)量化模塊中，必須注意的是，學(xué)生能力值的屬性選擇，例如包括學(xué)習(xí)能力、認(rèn)知能力、協(xié)作能力、記憶力、溝通能力等等。

4.4精準(zhǔn)推送

平臺(tái)可以把根據(jù)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，分別給指定的學(xué)生不同的學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)目標(biāo)，因材施教地培養(yǎng)學(xué)生，教師可以不再根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)花費(fèi)大量時(shí)間來(lái)設(shè)計(jì)適合每個(gè)學(xué)生的教學(xué)

4.5數(shù)據(jù)反饋

數(shù)據(jù)反饋的作用是將整個(gè)系統(tǒng)形成一個(gè)環(huán)路，即所有的數(shù)據(jù)都是有聯(lián)系有價(jià)值的，不產(chǎn)生信息孤島。部分?jǐn)?shù)據(jù)直接送入數(shù)據(jù)采集接口進(jìn)入系統(tǒng)，而與預(yù)期偏差的結(jié)果將送入訓(xùn)練學(xué)習(xí)模塊進(jìn)行分析，持續(xù)改進(jìn)訓(xùn)練數(shù)據(jù)集。

4.6訓(xùn)練學(xué)習(xí)

在前面我們已經(jīng)講述了，自適應(yīng)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)所在，訓(xùn)練學(xué)習(xí)模塊將使系統(tǒng)擁有自我學(xué)習(xí)的能力，通過(guò)偏差與修正，系統(tǒng)能夠?qū)⒎答伒臄?shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后持續(xù)改進(jìn)訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，來(lái)實(shí)現(xiàn)輕量級(jí)大數(shù)據(jù)理論的應(yīng)用。在設(shè)計(jì)訓(xùn)練學(xué)習(xí)的模塊中，我們可以界面成熟的人工智能算法，同時(shí)這部分算法也是一個(gè)重要的研究方向。

5結(jié)束語(yǔ)

從教育的發(fā)展來(lái)看，個(gè)性化教學(xué)是發(fā)展的必然趨勢(shì)。在告訴發(fā)展的信息時(shí)代，基于大數(shù)據(jù)的個(gè)性化教學(xué)是教育技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，利用輕量級(jí)大數(shù)據(jù)理論，充分使用了大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也規(guī)避了數(shù)據(jù)過(guò)少的問(wèn)題，對(duì)學(xué)生數(shù)據(jù)進(jìn)行量化分析，再預(yù)測(cè)出適合學(xué)習(xí)者發(fā)展的個(gè)性化學(xué)習(xí)時(shí)刻跟隨學(xué)習(xí)者的動(dòng)態(tài)，不斷地反饋給教師，不斷的產(chǎn)生數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)，整個(gè)系統(tǒng)形成一個(gè)良性發(fā)展的回環(huán)，從而優(yōu)化學(xué)習(xí)效果，促進(jìn)教育信息化到智慧教育的快速發(fā)展。

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