基于大數據的教學系統設計研究

徐冰

摘 ? 要：文章主要研究了大數據背景下教學的路徑，通過使用大數據信息處理技術對教學開展動態學習評價，介紹了智慧課堂的教學流程，通過智慧課堂在教學中的應用實例，證明了該系統能夠提高學生學習的積極性，降低教師工作量，具備較高的實際應用價值。

關鍵詞：教學;智慧課堂;大數據分析

隨著物聯網技術及信息技術在教學中的應用，智慧教室及智慧學習逐漸發展起來，增強了課堂的互動交流，以此為基礎搭建的智慧課堂，充分運用云計算和網絡技術，使課堂教學效率得以有效提升，大數據技術為動態學習評價的有效開展提供了技術基礎。智慧課堂的建立以學習數據分析為依據，由于理論內容繁多，對其教學方法及途徑的研究成為重點，伴隨大數據的發展，為教學提供重要的技術支撐，促使教學目標及教學實效性的實現與提高，教學需對其帶來的變革力量提高重視程度，主動適應并對其中的應用教學進行研究。

1 ? ?智慧課堂的內涵

與智慧課堂對立的是知識課堂（從“智慧”的語義學上定義），文章從信息化視角定義智慧課堂，隨著學校教育教學中普遍融入信息技術，信息技術已不是簡單的教學輔助手段，而是逐漸同各學科教學進行深度的融合發展，促使傳統課堂的信息化、智能化程度不斷提高，對智慧課堂的研究與應用不斷深化。目前智慧課堂概念（基于信息化視角）主要包括：（1）以物聯網智能化的感知特點為依據，基于物聯網技術應用的課堂。（2）以移動化智能終端特點為依據，基于電子書包應用的課堂。（3）以個性化學習在課堂中的應用特點為依據，基于云計算和網絡技術的課堂[1]。

2 ? ?大數據背景下智慧課堂設計

2.1 ?智慧課堂核心功能

文章的智慧課堂主要采用“云+端”模式及動態學習數據分析手段，與傳統課堂相比，在技術和教學應用上的重點在于：（1）教學課堂以數據為依據，利用大數據挖掘分析與決策技術對學生學習行為進行科學分析，教師主要通過直觀的數據了解學生對知識的掌握情況，從而實現對來自學生的學情資料做到精準掌握。（2）注重課堂互動的高效，充分利用智能化的移動學習工具及平臺，通過無障礙地即時交流和互動，實現師生間溝通與交流的立體化。（3）課堂更加動態開放，通過信息技術及智能終端的使用使課堂不受時空限制，實現更為開放的、融合課前、課中、課后為一體的教學活動。（4）提高合作探究能力，學習方式注重小組協商討論、合作探究的作用，使具有相同學習需求和興趣的學生自主組成學習共同體，通過系統平臺，教師能夠對小組合作完成實時的評價和反饋。（5）實現個性化學習，教師對課前預習進行測評分析，同時結合課中隨堂測驗完成即時分析，從而能夠對每個學生的個性化學習能力進行評估，在此基礎上完成對教學方案和輔導策略的針對性制定，以動態學習數據分析和即時反饋為依據，對課前的教學設計做出及時相應的調整，實現課堂教學進程的優化和改進，實現個性化教學[2]。

2.2 ?智慧課堂的總體架構

隨著教育信息化研究的深入，智慧課堂已成為當前研究的熱點問題之一，智慧課堂需具備先進、方便、實用的工具手段才能在教學過程中實現常態化應用，本文通過采用“云+端”模式及學習動態數據分析功能，實現智慧課堂信息化環境的構建，主要由微云服務器、端應用工具及云平臺3大部分構成，各部分的主要功能在于：

（1）云服務器負責本地網絡、存儲和計算服務的提供，當堂課程完成即時錄制后，能夠方便、快速地將其完成本地化存儲;通過無線局域網的構建，減少對互聯網的依賴，節省互聯網資源占用，教師和學生即可借助多種移動設備實現通信與交互過程（任意點對點）;連接互聯網后即可完成各教室教學內容的跨空間直播。

（2）端應用工具主要面向教師和學生，例如微課的制作（包括PPT的導入、動畫及視頻的插入等）、授課以及交流和評價工具的應用，提供電子白板以供教師書寫教學內容，發布任務、批改作業、解答學生疑問等皆需在教師端完成;對課程內容、教學任務及相關資源的接收與管理需在學生端完成，學生可直接完成電子版的作業及課前預習或課后鞏固，完成師生間的交流互動。

（3）云平臺主要負責云基礎設施、資源及教學服務等的提供，促進教學資源管理平臺的構建與完善，實現對各種教育教學資源（結構化與非結構數據）的管理，具備較好的可擴展性，各種教學資源能夠實現二次開發與利用，從而綜合應用多種教育教學資源。

3 ? ?智慧課堂的教學流程

文章的智慧課堂主要面向，應用于實際教學過程中，教學流程主要分為3個階段和10個環節，包含了教師同學生整個教學過程中的共同活動及互動關系，其具體教學流程如圖1所示。

3.1 ?課前環節

通過智慧課堂信息化平臺，教師對學生提交的作業進行成績分析，完成對學生學情資料的精確掌握及本節課教學目標的提前設定，同時能夠將微課、預習及檢測的內容推送給學生，從而完成學情分析;學生針對教師推送內容完成預習及預習題目結果的提交，同時記錄在預習過程中的問題，通過論壇或平臺學生可提出疑問、參加相關討論及發表自己的見解，從而完成預習測評;在對學生預習檢測結果進行統計反饋的基礎上，以學情分析結果為依據，完成教學目標、內容、方法及方案設計等的制定，從而完成教學設計與優化。

3.2 ?課中環節

教師通過多種方法的使用，將新課內容導入智慧課堂信息系統，完成課題導入，主要采取創設情境、預習反饋、測評練習等方式，學生可對課前自學成果進行展示，按照導入新課的要求進行觀點分享及講解;教師根據教學需要將學習探究任務和成果要求下發給學生，學生通過小組協作等方式的開展，教師對活動進行設計，分組后學生以小組的形式進行互動討論，在此基礎上完成成果的提交及展示，完成學習過程的探究;每個學生的終端會接收到教師推送的隨堂測驗題目，學生完成練習并及時提交測驗成果，教師據此對學生的掌握情況完成診斷和反饋，完成實時測評;以上一環節的測評反饋結果為依據，教師總結和點評教學內容涉及的知識點、難點等，補充講解薄弱環節，根據問題辨析結果教師可進行彈性分層作業和任務的布置，學生在此基礎上完成對所學內容的運用、鞏固及拓展提升，完成總結改進過程。

3.3 ?課后環節

通過智慧課堂信息平臺教師能夠進行個性化的課后作業的發布，學生需根據教師要求及時完成并提交課后作業。教師獲取學生對所學內容掌握情況的即時反饋，完成課后作業的布置;教師根據學生的學習情況，可通過微課錄制完成內容的講解并將其推送給對應的學生，實現有針對性的個性化教學，完成微課輔導;學生通過微課的在線觀看，進一步鞏固所學內容，在平臺或論壇上同教師和同學進行討論交流，完成反思評價過程。

4 ? ?智慧課堂教學應用實例

為檢測本文智慧課堂（基于動態學習數據分析）的實用性，筆者在學校的馬克思主義哲學專業的兩個班級中進行實際應用，根據學生的課堂表現及期末成績，應用結果基于大數據背景的智慧課堂，具有較高的實際應用價值。學生通過課前環節發放的資源隨時隨地完成相關知識的自主學習，通過完成教師布置的作業包可對所學內容進行鞏固，兩個班的學生普遍反映通過智慧課堂，對繁多的理論課內容的掌握情況比傳統簡單的課堂教學更好，更易消化吸收，以小組的形式與同學合作探究及個人展示更能發揮學生的積極性。

借助數據分析平臺所提供的學生測評練習的實時反饋圖，教師能夠有針對性地進行問題討論及講解，在確保個性化教學的同時降低教師的工作量，使教師能夠將更多的精力投入到教學內容及環節等的設計和優化上。

5 ? ?結語

隨著教育信息化研究的深入，智慧課堂已成為當前研究的熱點問題之一，文章主要研究了大數據背景下的教學路徑，在對智慧課堂的定義和特點進行分析的基礎上，對智慧課堂的信息化環境構成進行闡述，通過使用大數據信息處理技術對教學開展動態學習評價，并以學習數據分析為依據，通過智慧課堂的建立完成專題探討，介紹了智慧課堂的教學流程，通過智慧課堂在教學中的應用實例，證明了該系統能夠提高學生學習的積極性，降低教師工作量，具備較高的實際應用價值。

[參考文獻]

[1]王坤容.互聯網背景下高職院校信息化教學改革探究[J].教育教學論壇，2018（40）：51-52.

[2]吳九占，郭宇.基于SPOC的思想政治理論課“翻轉課堂”教學效果的多維分析[J].思想理論教育導刊，2018（8）：110-115.

Research on the design of teaching system based on big data

Xu Bing

（Shenyang Polytechnic College， Shenyang 110045， China）

Abstract：This paper mainly studies the teaching path under the background of big data， through the use of big data information processing technology to carry out dynamic learning evaluation of teaching， introduced the teaching process of wisdom classroom， through the application of wisdom classroom in teaching examples， proved that the system can improve the enthusiasm of students to learn， reduce the workload of teachers， has a higher practical value.

Key words：teaching; wisdom class; big data analysis