大數據技術在高校機械教學中的應用

張家益

摘 要：信息技術的發展帶動了教育的發展，當大數據技術深入到社會的各個層面中時則影響了社會的發展，從國外正規教育的發展來看，大數據技術正在解決著教育中出現的各種難題，如在美國大數據技術就被利用到了學生和教師網絡利用數據的提取中，實現教與學行為的分析，進而去改進教學。隨著信息技術的發展，我國高校的教師、學生行為習慣、思想觀念等也正在受大數據的影響。基于此，文章作者認為如何有效運用大數據技術去為高校教師教學、學生學習來服務將成為當前教學改革的一大值得思考的問題。文章從大數據技術相關內容出發，分析了大數據技術對高校機械教學的影響，以“機械設計基礎”為案例分析了如何有效地將大數據技術運用到高校機械教學的具體案例中，并給出了大數據技術在運用過程中作為教師應該采取的有效提升措施。

關鍵詞：大數據技術;機械教學;“機械設計基礎”;措施

一、大數據技術的概念及特點分析

所謂大數據指的就是將當前發展較為迅速的網絡信息技術作為基礎，產生出巨量數據信息的技術。當前其主要任務包括三個方面，第一是進行信息的解讀和處理，這點是人工勞動難以實現的;第二是在繁雜的數據信息當中將極具價值、較為重要的信息和數據提取出來;第三是有效推動其他技術的發展。從大數據技術發展現狀來看，其表現的特點還是較為明顯的，它的數據量非常的龐大，數據的處理能力較強，數據價值密度相對是較低的、具有較高的時效性。

二、大數據技術對高校機械教學的影響分析

機械教師的教學特點都是較為明顯的，實際上這與教師的性格是有很大關系的，有的教師偏愛將某些機械教學內容傳授給學生，但是卻沒有考慮到學生是不是感興趣的，若將大數據技術運用到機械教學中則會改變這種現象，因其存儲信息的規模是非常大的，并且數據遷移起來也較為方便，這對學生的需求有很好的適應性。另外，大數據技術除了將大量的存儲知識傳遞給學生之外，其還能夠通過整合模擬出真實的操作環境，這樣就可以讓學生更為真實地感知環境。基于上述的分析，筆者認為將大數據技術運用到高校機械教學中將會產生下面幾點影響：

（1）為學生創設出直觀、虛擬的機械學習環境：大數據能夠將軟件系統和硬件系統有效結合起來，進而為學生創設出直觀、虛擬的學習環境，這樣就能夠改變原本枯燥、抽象的機械教學，從而激發學生的學習興趣。

（2）為學生構建新的學習過程：將大數據技術引入到機械教學中后，學生就不再是僅僅依靠教師在課堂上進行有限知識的傳授來進行學習，學生可以依據自身的學習興趣、接受能力去調整學習進度，掌握適合自己的知識。這點和傳統的教師講授有很大的不同，過去教師要是遇到自己不懂的知識多是通過教師組研討后得出具體的結論再講解給學生。但是大數據技術的運用則使該點不足得到了有效的彌補，學生在遇到問題的時候則可以向互聯網提問，獲得大量的解決方法。另外，學生還可以在網上建立交流群，在教師、同學之間進行思想的傳遞。

（3）大數據技術運用到機械教學中能夠提升學生的學業完成率：筆者在將該技術運用到教學中的同時還對所取得的效果進行了監測，通過相關數據筆者發現學生的學業完成率得到了顯著提高，該科目無法畢業的學生人數大大地降低了。

（4）大數據技術運用到機械教學中能夠提升學生的學業成績：學生學業完成率提升的時候，學生學習的效果和質量也得到了同步提升，從學生的學業成績來看，成績優良的學生占比明顯提高。筆者對學生的學業成績進行了詳細的分析和對比，發現在機械教學中采用該技術后學生的成績得到了普遍性的提高。

三、大數據技術在高校機械教學中的應用

本研究以“機械設計基礎”為案例，該門課程多實行的是大班授課，高校學生的學習特點和習慣有著很大的差別，所以教師很難通過統一化的教學方法讓所有學生都適應。大數據技術的出現則能夠通過數據的綜合分析和處理，將數據的潛在價值挖掘出來，帶動教學的改革和發展，當大數據技術運用到“機械設計基礎”教學中，能夠開拓新的教學途徑，其最有效的方法是進行教學平臺的構建。教學平臺以大數據技術作為內涵，與“機械設計基礎”這門課程的發展現狀、當前學生的學習方式結合起來，在該平臺上進行了幾大模塊的設計：

（1）數據采集模塊：該模塊中包括內容設計、采集功能選擇、采集終端等，整個模塊的功能是對教學過程相關的數據進行采集，確保能夠對學生的學習行為和學習過程等實現全方位的感知和動態化的監測。該模塊在進行數據采集的時候一方面能夠將智能設備感知到學生的學習狀態、學習方式等各種信息和變化數據進行采集，另一方面還能對所采集到的數據進行實時處理和分析，使教學方法和學習方法有更好的適應性。

（2）數據傳輸模塊：該模塊包括有線網絡、信息化基礎設施、無線網絡等，整個模塊能夠將采集到的相關數據、分類數據傳輸到模塊當中。

（3）數據資源模塊：該模塊包括視頻資源庫、教學資源庫、學生信息等，其最大的作用是可進行視頻資料庫、教學資料、個人信息等的設計，借助于大數據技術為學生提供更多的計算服務和數據信息，將本身分散的信息抽取到平臺當中，實現數據的分類、關聯、對比、存儲等，處理完成后的數據則是要為各個職能部門、其他模塊進行備用的。

（4）支撐服務模塊：該模塊包括計算資源、數據資源和存儲資源等，其作用是為了實現教學處理、基礎數據資源和計算資源等的統一整合，使得信息接入高效統一。

（5）數據應用模塊：在該模塊中包括學生用戶、職能管理、教室等模塊，在該模塊中學生可以通過互聯網、移動端接入到學習界面當中展開互動。

教師在該平臺上實施機械教學，通過大數據技術則能夠將學生的學習方式和習慣采集到，利用這些數據進行整合之后則能夠形成利于教學的數據資源。教師通過數據分析則能夠對學生的學習特點有所了解，進而對教學方法進行改進，配合教學平臺。一方面教師應該利用大數據技術進行分析，調整教學方式和內容，做到因材施教，讓機械課程走向創新模式。另一方面教師還應該依據個體差異開發出多種學習途徑、個性化的機械學習資源，使得此門課程取得更好的教學效果。

四、大數據技術在高校機械教學中運用提升的有效舉措

利用大數據技術首先可以將學生的學習行為、教學內容等進行提取和集成，然后將這些數據進行規范化的存儲;其次利用大數據的分析技術將這些數據信息進行提取，獲取有用的、有價值的數據;最后通過可視化的方式將這些有價值的數據結果呈現給教師。大數據技術的運用，使得高校機械教學與社會需求實現了接軌，因此高校應在大數據技術下做好機械課程改革：

（1）整合機械教學內容，將分析內容和大數據技術進行融合：機械教學非常注重學生的實踐能力，那么筆者認為高校機械教學應該將“機械設計基礎”“機械制圖”等課程整合起來，讓理論知識和實踐知識結合在一起，實現大數據技術和分析內容的融合，使得教學內容、社會需求實現真正的接軌。

（2）通過案例教學等引導學生對機械知識在生產中的實際運用：運用大數據技術之前，教師應該先引入相關的案例和視頻，提出案例當中所涉及的問題。當學生觀看完成之后，在視頻中進行企業實際情境的模擬，讓學生掌握機械知識的具體運用。

（3）關注教學環節實踐，強化大數據技術的有效運用：模擬機械設計過程、模擬機械綜合實訓平臺、仿真現代機械生產過程，依據真實的機械企業環境進行職能的設計，讓學生在各個教學環節中扮演相適應的角色，并分成幾組，組內的學生進行明確的角色分配，這樣學生就能夠身臨其境地進行崗前實訓，為未來進入企業打好基礎。

五、結語

大數據技術與教育的結合必然會成為未來有效提高教學質量的重要渠道，因此高校機械教學則應該在提高大數據技術運用質量的基礎上，通過多種方式、方法讓大數據技術在教學中得到有效的運用。在機械教學中運用大數據技術，一方面能夠為學生創設出更為直觀的學習環境，另一方面能夠為學生構建新的學習過程。本研究以機械教學課程“機械設計基礎”為例，給出了在該門課程中最為有效運用大數據技術的方式，進行教學平臺的構建，該平臺主要包括數據采集模塊、數據傳輸模塊、數據資源模塊、支撐服務模塊、數據應用模塊，通過該平臺教師能夠實現因材施教、創新課程模式，要想保證機械教學質量，除了進行教學平臺的構建之外，還應該整合機械教學內容，關注教學環節實踐，強化大數據技術的有效運用。

參考文獻：

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