基于智慧課堂的教育大數據分析與應用研究

摘? 要：隨著科技的不斷發展，教育作為社會中較為先進的行業，也更應該將大數據應用在教學過程中，通過對教學過程中出現的各種數據進行統計分析，為每一位學員制定專門化的學習計劃，提供教學的個性服務，有利于教學改革的進一步實施，為我國教育事業發展的增添了新的推動力。本文通過分析教育大數據在智慧教育中的重要性，對于教育大數據的發展現狀進行探究，從而發現現今大數據應用中存在的一些問題，并基于對存在的問題進行改善的目的，創建了基于智慧教育的教育大數據的應用體系。

關鍵詞：智慧課堂;教育大數據;教育信息化;移動學習終端

中圖分類號：G434? ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）07-0126-03

Abstract：With the continuous development of science and technology，education，as an advanced industry in society，should also apply big data to the teaching process. Through statistical analysis of various data appearing in the teaching process，we can formulate specialized learning plans for each student and provide personalized teaching services，which is conducive to the further implementation of the teaching reform and adds new impetus to the development of education in China. By analyzing the importance of education big data in wisdom education，this paper explores the development status of education big data，and finds some problems existing in the application of today’s big data. Based on the purpose of improving the existing problems，the application system of educational big data based on wisdom education has been established.

Keywords：intelligent classroom;big data of education;education informatization;mobile learning terminal

0? 引? 言

在教育領域的發展過程中，課程改革的時代已經到來，傳統的課程教學已經不能滿足時代的需求，全新的教學工具和教學體系正在興起。隨著教育大數據得到越來越多的關注，在教育領域中，它具有了自己鮮明的特點，同時鞏固了大數據發展的整體趨勢。研究教育大數據的分析方法和應用模式有利于積極響應我國大數據技術的發展，從而促進教育的系統性變革。

1? 教育大數據分析的重要性

智能課堂的核心理念是通過新的技術手段改善和優化課堂教學模式，中國的教育已經開始進入大數據時代。通過對教育大數據進行分析和應用，可以掌握學生學習過程中出現的細節性問題，實現當代的教育模式和教育體制的有效改革。

大數據分析的應用有利于智慧課堂中課程體系的不斷完善，在傳統課堂中，教師對學生行為和教學設計的判斷通常基于個別教師的教學經驗和主觀印象。在基于大數據的智能教室中，一切都依賴于數據來說話，數據成為反映教學效果的重要指標。

不僅如此，大數據分析可以為推動我國的個性化教育發展提供技術保障，使用大數據技術，教師可以掌握每個學生在課堂上的具體真實的表現，這些數據有效地記錄了學生的各種學習行為。通過查看教學平臺上數據的分析結果，教師可以輕松掌握每個學生的學習情況。

不斷將先進的技術和思想引入教育事業，是新時代教育發展的必然要求。因此，智慧教育在大數據背景下的應用也是推動社會主義教育事業緊跟時代潮流的必然舉措。大數據在智慧教育中的應用可以實現教育的個性化。根據大數據分析，它為目標提供個性化服務，并根據具體的學習情境和對象的喜好，制定學習計劃，激發學習對象的學習興趣。一方面，大數據在智慧教育中的應用可以促進大數據理論和技術的不斷發展;另一方面，它可以為智慧教育在各個階段的教育應用奠定基礎，促進中國整體教育良性發展。

2? 教育大數據分析概述

大數據研究已成為我國未來創新驅動的重大戰略舉措。數據的積累已從定量發展到定性。另一方面，計算機的卓越計算能力也為處理大數據提供了強大的技術支持。兩者的結合使得大數據的智能分析成為我們的現實。各個領域的大數據分析也是各個領域和行業的新的主要需求。擁有大數據已成為新時代的特色，對大數據的分析自然成為我們這個時代最獨特的任務，應用大數據對我們來說也是一個重要的發展機遇。

憑借無處不在的傳感設備和計算能力，大數據分析和挖掘可以實現對現實世界、虛擬世界和虛擬現實世界中復雜的網絡數據的分析和應用，大數據使得進行教育過程調查成為可能。通過真實數據更有可能發現教學與學習之間的關系。教育正在悄然發生著一場巨大的革命，大數據為訪問大量教育數據提供了技術基礎，但原始教育數據僅是教育大數據的基礎。只有通過收集數據的教育數據，并對其進行有效挖掘，構建學習分析模型并在教育變量之間找到數據之間的關系，將其轉化為有用信息;以便于進一步分析和整合信息以形成知識;最后，在實際應用的基礎上，將所學的知識上升到智慧的層面。

3? 教育大數據分析現狀探析

在當前的時代背景之下，教育大數據的分析可以推動教學方式的變革，大數據背景下的智慧課堂教學對于教學方法進行了巨大的革新，將教學的主體轉變為學生，主張對學生綜合能力的培養。例如，根據知識建構的需要，小組學生在智能教室中與學習模式進行討論和配合。協作小組通過平臺獲得豐富的學習資源和信息動態，并針對學習過程中存在的問題進行進一步的探討。雖然教育大數據分析受到了社會各界的關注，人民對于利用教育大數據進行教育教學方式改革的接受程度逐漸上升，并且對于教育大數據的應用已經具有了初步的成果，但是教育大數據的實際應用過程中仍舊表現出一些還沒有克服的問題。

4? 智慧課堂中的教育大數據應用體系

“智慧課堂”的實質是基于大數據學習分析和移動學習終端的使用，通過實時學習評價反饋，三維互動交流和智能資源推動，全面改變課堂教學內容和結構，構建大數據時代的全新智慧教學模式。智能課堂的引入是現代信息技術與課堂教學深度融合的產物，是大數據時代信息化教學不斷發展的結果。其核心是基于大數據學習分析和移動學習終端的使用，對教學過程中產生的海量數據，使用現代分析工具和方法進行處理，挖掘和分析有用信息。

4.1? 構建思路

對教育大數據的利用首先要從大量教育大數據中提取具有教育價值的信息和知識，但是，當執行特定的教育數據查找整合時，對于不同的數據類型，不同的數據應用場合需要對數據采用不同的方法進行分析和管理。因此，有必要結合智能課堂的具體需求對數據的查找方法進行科學的規劃，使得智慧課堂中的大數據應用更為科學和合理。

首先，通過教育大數據找到不同元素之間的聯系。對于教育事業中的不同元素，可以通過統計學的方法尋求他們之間的關聯關系，得到某些教育結論的數據支撐。并且進一步分析數據，預測關系的變化方向，例如，使用回歸和其他方法來找出學習行為和學業成就之間的關系。其次，通過教育大數據找出信息。采用先進的計算機算法，對搜集到的數據進行歸類和整理，從而實現對大量數據的搜集和分析，并從中提取到有用的信息。比如在算法中利用聚類分析為學生尋找共同學習的伙伴，對于同一類的學生給出進一步的學習規劃指導，有利于“因材施教”。再次，是通過教育大數據解決實際教學操作中遇到的問題。比如說在學生的學習狀態評估方面，教育大數據技術可以通過分析數據得到更為適合每一位學生的學習方案，對每位學生的學生狀況做出合理的評估。

4.2? 模型的建立

對于智慧課堂中的大數據分析，美國的一些教育專家和教育機構已經做了相關的調查和研究。

以對學習者的學習行為進行模型建立為例，分別從學習的知識內容、學習的行為方法和學習的過程進行綜合分析，得出學習者的學習情況，在學習內容的分析過程中，通過對收集到的學習者在智能教室中各項活動所用的時間進行分析，可以建立學生學習內容的模型。在對學習者的學習行為進行建模時，重點研究學生的學習效果和學生學習狀態之間的關聯。此外，可以針對學習者的學習經歷進行建模和分析，作為對學習者的學習滿意度的調查的依據;通過對微課程視頻點贊、評論和其他“腳步投票”行為進行統計，將其作為對學生在后續學習過程中的學習體驗進行統計分析的依據，并使用體驗的滿意度作為修改課程的措施，以增強用戶體驗滿意度并提高學生成績。結合上面的三個方面分析可知，完整地刻畫了學習者的學習情況，從而有助于個性化學習方案的提出。

4.3? 流程確定

教學過程是智能課堂最為直觀和具體的應用形式，它由課前、課中和課后的閉環循環組成。通常，課程前的任務包括學術分析、測試前評估和教學設計;課程進行過程中包括主題介紹、探究學習、實時測試和摘要改進;課后活動包括課后作業、微課程咨詢和反思評估。

在課前階段，教師需要使用教學平臺檢查個別學生的測試和操作狀態，及時了解個人的知識水平，根據個人的學習條件制定教學計劃，為每一位學生推送特定的學習任務。并且提供預讀資源，包括教學視頻、教學課件和課程測試題。然后，學生登錄教學平臺，接收教師推送的個性化預習資源，進行課前準備，并在課前完成相關的考核評估。同時，學生也通過教學平臺向教師報告準備過程中遇到的問題。最后，教師需要根據學生的課前學業分析結果制定合理有效的教學設計方案。在課堂中，教師需要利用智能教室開展各種形式的智能教學，完成教學任務。教師可以通過各種方式導入新課程，例如可設置預覽反饋、測試練習和情境創建。然后根據教學任務組織和引導學生自主進行知識內容的學習探究，教師需要通過平臺對整個學習過程進行診斷評估，并提供即時反饋。教師需要在診斷和評估的基礎上擴展和提高教學內容，注重培養學生的創新思維能力。

在課程結束之后，智能課堂可以進行完整的教學評估，這是未來教育評估改革的重要歷史使命，也是課堂評價的實踐方向。目前，學生核心素養評價的研究與實踐還處于起步階段，評估技術在智能教學體系中的應用將為學生核心素養的評價和發展提供開拓性的經驗。首先，智能教學系統支持多元化的課堂評估。除了支持教師評估學生外，還包括學生的相互評估、小組評估、小組間評估、學生評估教師和家長評估學生。通過學習者的學習過程，它將從更相關的科目獲得評估數據。從評估內容的個性化角度來看，除了支持學習者的各種評估外，還包括對學生的任何類型的成果評估，其次，智能教學系統中已訪問但尚未訪問的大量學習和評估軟件和工具已從單一知識評估轉向能力評估，如英語口語評估軟件、中文高效閱讀軟件、智能學習平臺等。這些評估工具可以通過評估清晰地顯示學生的知識和能力結構。更重要的是，評估數據不斷應用于真實的課堂，并且還將促進評估標準的智能化改進和嵌入其中的學習數據分析方法。

5? 結? 論

事實上，教師實際上一直在使用數據進行進一步教學的設計和規劃，但過去的數據來自他們自己的觀察和測試，大數據將其放大數倍。這將消除正規學習和非正式學習的原始障礙，豐富學習方式，為學生提供完整的數字學習體驗。因此，大數據有機會使優秀教師成為更好的教師，提高教學質量和教學效果;讓每個學生都清楚地知道學習可以通過各種方式進行，可以選擇學習效率更高的學習方式，對于教育大數據的分析和應用有助于推動我國社會的進步，以及教育水平的切實提高。

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作者簡介：林偉烜（1983-），女，漢族，廣東汕頭人，講師，軟件工程碩士，計算機科學與技術專業，本科，主要研究方向：軟件設計、數據庫管理、大數據分析與應用。