掌握學習視域下區域教育云架構構建

梁為

【摘 要】掌握學習是美國學者布盧姆提出的，旨在讓教學過程諸因素適應學生的學習需要，以便讓大多數學生都能達到掌握水平的理論體系。教育云的出現與應用，為實踐基于大數據的掌握學習提供了可能性。本文結合深圳教育云項目教學應用的實踐，設計了基于掌握學習的區域教育云架構，分為數據標準、四個統一服務、云應用、數據匯聚、數據分析和學習者畫像六個模塊，接著介紹了基于該架構的系統運行流程，最后通過真實案例介紹了教育云的應用成效。

【關鍵詞】教育云;掌握學習;大數據

【中圖分類號】G434? 【文獻標識碼】B

【論文編號】1671-7384（2019）012-029-04

美國學者布盧姆認為，教育是有目的、有計劃的活動，通過有效的教育，應當讓學生群體中的絕大多數掌握所教授的事物[1]。為此，布盧姆提出了掌握教學法的概念，即在教學目標的引導下，讓教學過程諸因素適應個體學生的學習需要，以便讓大多數學生都能達到掌握水平。隨著信息技術的發展，如何利用信息技術推動布盧姆掌握學習方法的實施成為研究的熱點[2-5]。研究表明，應用教育云平臺開展教學應用，能夠激發學習者的學習興趣，提高課堂教學績效[6]，可在大數據技術和信息化教學媒體的支持下，促進師生互動和及時反饋，并通過分析課堂行為數據，為教師及時了解學情、調整教學計劃提供了數據支持，這為實施掌握學習提供了可能性。本文從系統架構、案例討論等方面，介紹了區域教育云的建設情況。

基于掌握學習的區域教育云架構

我們參考2012年美國教育部發布的《通過教育數據挖掘與學習分析促進教與學》（ET L-EDM LA）的報告[7]，結合布盧姆掌握學習理論及學術界部分專家觀點，構建了基于掌握學習的區域教育云架構。架構圖以金字塔的形狀分為應用和數據兩部分，左邊應用部分為正金字塔，越往上代表應用越聚焦;右邊數據部分為倒金字塔，越往上代表數據越復雜，如圖1所示。

模型主要分為以下六個模塊：（1）數據標準。教育云遵循全國信息技術標準化技術委員會教育技術分技術委員會制定的教育管理信息行業標準，并結合廣東省、深圳市關于各級各類教育基礎數據庫建設的工作方案，構建基礎數據標準模型，包含組織機構數據、用戶數據、教學基礎數據、區域數據、數據關聯關系數據5個大類若干子類，并支持數據集基于標準模型進行擴展。（2）四個統一服務。一是統一基礎數據管理;二是統一身份認證;三是統一應用接入;四是統一數據交換。（3）云應用。主要包括云空間、云超市、云課堂、云溝通、云檔案、云政務。（4）數據匯聚。該模塊分為三個構件：一是數據接入構件;二是數據集成構件;三是教學行為數據庫構件。（5）數據分析。該模塊有三個構件;一是行為預測構件;二是個性化推送構件;三是過程干預構件。（6）學習者畫像。該模塊依據數據分析模塊傳遞的結果數據，以圖表的形式展示教學效果、知識圖譜、學習能力、學習愛好、個性化資源等信息。

基于教育云的掌握學習系統運行流程如圖1阿拉伯數字所示。第一步，依托數據標準，構建四個統一服務，實現各系統間數據的互聯互通;第二步，在四個統一服務的基礎上，搭建起云應用，各項云應用間共享數據;第三步，各項云應用向數據接入總線傳遞學習者在云應用上產生的教學過程數據;第四步，數據接入總線將云應用模塊傳遞過來的教學過程數據交由數據集成構件處理;第五步，數據集成構件對數據接入總線提交的數據進行清洗、比對、除重、格式轉換等操作，并將數據標記上時間戳，最后按照預先定義的結構存入教學行為數據庫;第六步，行為預測構件從教學行為數據庫中采集數據，根據不同的分析目的，調用不同的分析工具和模型對數據進行分析;第七步，個性化推送構件根據行為預測構件中數據挖掘和分析的結果，通過學習者畫像構件為學習者提供合適的學習指導和學習策略;第八步，學習者畫像接收數據分析模塊傳遞的數據挖掘和分析的結果并以圖表的形式顯示，供教師和教學管理者使用;第九步，教師和教學管理者根據分析結果，通過過程干預構件對系統進行人為干預。

教育云應用案例分析

本文所使用的案例均來源于教育云試點學校常態化使用的真實案例，涉及182所學校，2萬多名師生。截至目前，教師使用次數達553萬余次，學生使用次數達725萬余次，師生利用教育云進行教學互動462萬余次，在線作業使用超1144萬人次，教育云平臺資源數量超過229萬條，資源使用量1195萬余次。本文根據教育云在我市的應用情況，選取一所初中和一所高中來分析基于教育云的掌握學習開展教學的成效。

1.初中應用案例分析

本文所選取的試點初中，運用教育云平臺進行教育教學兩年多，基本達成教育云平臺全覆蓋。該校使用教育云的電子課本及各教學互動助手與工具，結合學校的智慧校園硬件設施以及良好的網絡環境開展教學應用，取得了良好的效果。下面以一節英語課為例介紹其如何利用教育云來實施掌握學習。

（1）導入新課。使用教育云互聯教學助手的翻翻卡工具，幫助學生認識本節課中可能會用上的詞匯，既挑戰學生的記憶力、拼讀能力，同時也給詞匯教學帶來樂趣。

（2）講授新課。①“找一找”。學生邊聽歌曲邊找歌詞中用得最多的結構并用橫線標識，教師利用教育云得同屏直播請學生講解;學生在課文中尋找類似結構，在教育云中分享思考過程。②“想一想”。讀課文，教師讓學生進行小組合作觀看視頻并用思維導圖總結現在完成時四要素，教師利用教育云的拍照分享功能發送到班級，方便學生課后查看。③“練一練”。教師利用教育云制作題卡并推送給學生，學生用答題寶現場答題，教師從學生答題情況了解現在完成時的掌握程度。④“說一說”。教師引導學生觀看紀錄片，讓學生說一說片中人物都去了什么地方，做了什么活動，并記錄到教育云中。

（3）布置作業。利用教育云作業通布置課后練習，學生及時利用作業通的拍照錄像功能上傳相關作業，教師及時了解作業完成結果。

（4）教學反思。本節課結合教育云，從備課開始，互聯教學助手提供了較好的備課資源以及教學工具，把各種聽、說、讀、寫教學資源融合進本課，比較全面地培養和鍛煉了學生的語言能力。課中運用教育云拍照，同屏分享學生的思考過程，讓學生自主思考探索知識的規律，變被動接受為主動發現。結合視頻，完成思維導圖，視頻可以生動展示枯燥的概念內容，思維導圖幫助學生梳理知識脈絡，促進學生知識的再加工能力，讓學生建立起系統化知識的概念。運用答題寶等信息化工具對學生的學習情況進行檢查，能快速掌握每一位學生對知識的掌握情況，根據整體學生的答題情況，做到有針對性地講解。

2.高中應用案例分析

本文以一所高中開展教育云在線作業系統應用為例進行介紹。該校通過調查發現，學校只有11.96%的高中生明確教師指定作業的依據，88.4%的高中生做作業是盲目的，不了解作業的智力價值。該校學生假期作業完成率不理想。除此之外，該校學科教師一般平行任教3個班級，每班平均50名學生，每節課后教師將有150份作業需要批改，工作量非常大。因此，教師不可能常態化地完全批改作業。學校利用教育云布置網上假期作業后，學生們完成作業不再受時間和地點限制，作業提交率較以前有了較大的提升，使用人數達到9萬多人次。教育云解放了教師的部分精力，教師更多地關注學科專業知識，關注學生作業效能;學生通過教育云初步獲得個性化作業和反饋，提高了學習積極性。

（1）布置作業。教師通過教育云的作業通布置在線作業，并根據教育云的學情分析報告，按照學生特點個性化推送不同的習題集。

（2）過程追蹤。學生使用手機、平板電腦等終端完成作業并上傳教育云平臺，教育云平臺實時統計學生的作業完成情況，并生成新的學情分析報告;教師通過教育云的學情分析報告，及時了解學生的作業進展情況。

（3）學情診斷。教師利用作業通的作業數據分析功能，了解學生對學科理論知識的掌握情況，如學生的常見錯誤類型、糾正錯誤的科學方法，對不同層次學生解題思路的引導方式等，從而使教師不僅了解學生的錯誤結果，還及時了解學生的糾正過程。

（4）個性推送。教師結合教育云提供的學情數據，按照對學生學習情況的認識，對不同學力水平學生進一步推送不同難度的作業等。

學校利用開展教育云在線作業系統應用以來，取得了較好的效果。學生們完成作業不再受時間和地點限制，作業完成率由79%提升到89%，作業批改率由47%提升到100%。

結束語

掌握學習是布盧姆提出的一種樂觀主義教育觀。然而實施這一教學策略對一線教師提出了更高的要求，要求教師切實轉變教育教學理念，明確教學目標，以學生的學情決定教師的教情，改變教育教學方式，做學生學習的引導者和促進者。在沒有技術支持的情況下，這是較難實踐和推廣的。教育云通過提供一系列簡單方便的教學工具、海量的教學資源及基于數據的分析模型，為教師開展掌握學習實踐提供了技術可能性。我們結合深圳教育云的應用實踐，參考掌握學習理論，在總結、歸納和提煉應用案例的基礎上，構建了基于掌握學習的區域教育云架構。未來，我們將繼續進行更深入的開發、研究和實踐，以期豐富和完善相關模型和理論體系，讓師生擁有一個真實性更強、資源更豐富、體驗性更好的教育云平臺。

參考文獻

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