基于大數據的教學方法技術研究

摘要：大數據、物聯網、云計算、“互聯網+”等技術的迅速發展，不斷推動教育的創新發展，基于大數據的教育可以理解為教育結合信息科技的產物，它將改變傳統的教育模式。探索基于大數據的教育平臺應該具有智慧學習、智慧教學、智慧科研、智慧管理和智慧評價等功能，本課題研究基于大數據的教育平臺應當包含五種關鍵性的技術：大數據分析技術、智慧學習環境設計、智能教學方案設計技術、數據推送技術、基于興趣分析的移動課件制作，由此基于大數據背景下發展出來的教學模式有三種：云班級教學方法、翻轉課堂和慕課教學、項目驅動導向教學。

關鍵詞：大數據;教學方法;智慧教育

隨著互聯網的高速發展，大數據、云計算、物聯網等技術不斷成熟，快速地推動著教育的不斷創新和改革，信息化的現代教育不斷被重視，激活學習者的潛能，因材施教，讓教具有智慧，讓學具有個性，讓管理更具效率，讓教學評價更精細，這一未來教育發展的目標依托大數據的發展不久將被實現。

智慧教育這一概念是由來自加拿大的專家范梅南提出，目的是解決未來教育以學位中心、真正的因材施教和創造個性化的學習方法等問題。未來的教育與傳統教育的理念不一樣，智慧教育是以信息化為手段，網絡資源為核心的載體，強調教與學的互動，未來教育學生不再是被動灌輸知識接受者，同時也是知識的探索者。智能設備的出現，使得學習者可以不受時間和空間的限制來學習，通過云計算技術讓教育運用的數據和信息變得非常簡單，通過物聯網、大數據等新技術，為智慧教育提供了技術支撐，所以智慧教育是教育領域在信息科技發展到一定階段的必然產物，使未來教育的發展有著全新的變革。

一、智慧教育的概述

智慧教育是指通過信息科技的手段，采用科學的教學方法，令教與學互相促進，提高教育管理的效率，提高學生的成才期望值，培養能夠適應未來社會發展的高端人才。它包括了智慧學習、智慧教學、智慧科研、智慧管理和智慧評價等主要內容。

（一）智慧學習

智慧學習除了學習知識本身的內容，還要掌握知識的關聯性。在課堂上通過老師的教學學習到書本的知識內容只是學習的基本形式，由于學生存在個體差異，這樣的學習無法同時滿足學生在個體上領會知識的廣度和深度的學習要求，基于大數據的學習平臺提供了智慧學習的環境，通過信息科技自主組織學習成為了學習的主流方式。一個方面以豐富的教學資源、精品課程、微課等多種形式的教學資源，形成了立體化的教學平臺;另一個方面利用大數據平臺作為數據中心、教學網站、手機APP、基于微信開發的公眾號和教學群組等提供了多種學習渠道，學習者可以利用碎片式的時間學習，利用云空間可以記錄著上一次的學習情況，使得更好的進行下一次學習;第三方面，學習以興趣和關鍵詞為中心，以技能水平培養為主導，海量的學習資源，主被動學習相互補充，讓教學過程更加智能高效，成為真正的智慧學習。

（二）智慧教學

據統計，2020年中國網民的數據將達到11億，而主要大部分來自于移動互聯網的網民，這為未來基于大數據的教育平臺提供了發展的條件，移動互聯網作為學習者課堂外獲取信息和知識的主要渠道，基于大數據的教學能夠記錄他們學習軌跡、學習時間、學習的內容和方法，教育者能夠通過分析學習者的行為和興趣愛好來制定個性化的教學，通過信息科技的手段把學習內容推送到學習者的移動終端上。智慧教學的教學方式是以學生為主體的，通過多元化的教學方式，多樣化的教學方法，激發學生的學習興趣，不受時間空間的限制，提供豐富的學習資源，突破傳統教育的格局限制，以學生為中心，教師為輔導這樣的創新學習模式，有效提高學生的自學能力和適應能力，改變傳統應試教育帶來的負面影響，形成了教、學和資源三方的良性循環。

（三）智慧科研

教學任務、科研任務、文化傳承和社會服務是高校教師的職責，教師教學水平的提高不僅僅在教學任務中，通過科研任務也能提高教師的教學能力，基于大數據的教育平臺能讓教師的科研更為智能。隨著社會的生產力逐步先進，社會分工也越來越細，教師的科研方向也逐步收窄，專注研究細微的領域，有利提升教師的科研能力，大數據為教師提供了專業領域的最新動態和未來發展趨勢，改變了教師傳統的從圖書館獲取科研知識，可以通過大數據、云平臺獲得有權威的科研，工科類的科研可以利用基于大數據的虛擬實驗室，輕松的把理論研究化為現實，簡化了理論轉向實踐的步驟，使得科研

（四）智慧管理

基于大數據的教育平臺除了可以根據原有的教務系統、學生管理系統、科研管理系統以及上級對教學質量的評價和教學監控系統等形成以圖表類的相關的教學質量評價數據外，還能根據需求獲取社會外界的反饋信息，從而分析教育培養人才的過程中存在的問題，為各個專業提供準確的發展趨勢預測，為決策者提供精準有價值的數據支撐，使得教育未來合理科學的發展。

（五）智慧評價

考試是傳統的評價課程效果的方式，這種評價方式存在一定的局限性，因為考試是注重結果，忽略了學習的過程，不能消除傳統教育培養出高分低能和投機取巧的學生現象。通過基于大數據的教育平臺，把學習過程作為核心，強化過程考試，把整個學習過程作為課程的考核，全程記錄學生的學習軌跡，把期末考試劃分為課程的多個小考試，利用智慧評價的方式來計算學生學習的成績，不再以單次考試成績作為衡量標準，用大數據說話，使得教學考試更加的科學與公正。

二、基于大數據的教育平臺技術

在大數據宏觀的角度下看，智慧教育是一個系統工程，包括了智能管理、智能交互、個性化教育和可視化分析等技術。學生是學習的中心，教師是教學的引導，大數據是支撐的技術平臺，依托信息科技促使教學中師生互動，教學相長以培養學生創新能力為主的全新教學模式，教師不再是單純的教育工作者，學生也不再是單純的學習個體，把傳統教育過度到智慧教育，我們必須掌握好以下的大數據平臺的相關技術。

（一）大數據分析技術

把大數據分析技術應用到教育，目的就是記錄學習者的學習過程產生的數據，通過科學的方法對大量數據進行統計分析，評估學習者的學習狀態，預測和判斷學習者的學習趨勢，糾正存在的潛在學習問題，通過大量的數據采集，分析獲取到學習者的規律，經過大數據相關的分析算法為學習者推薦出一種最優的學習方案。

（二）智慧學習環境設計

智慧學習環境一般包括了學習的資源、學習的設備、學習群小組和學習方法等，教學在這樣的智慧環境下互動，學習的資源可以在云平臺，群小組可以通過網絡遠程交流，教師負責教學的設計、組織、引導和個性化教育。

（三）智能教學方案設計技術

在大數據的環境下，學生獲取信息的渠道非常廣泛，但是多數是利用碎片時間獲取零散的知識，可以提升知識面的廣度，但是知識的深度是沒有有效的提高，如果要提升專業技能，就需要對教學進行系統化的設計。根據不同的人才培養目標，綜合考慮基于大數據教育平臺獲取關于學習者的學習習慣和興趣，定制出個性化的培養方案，根據相近專業或技能水平的學生群，組成項目學習群體互補長短，共同交流的學習方案。

（四）數據推送技術

把握好學習者的興趣與學習規律，通過基于大數據的教育平臺、微信公眾號向云班級或者學習管理系統推送相關的學習資料，能夠精準的把握到學習者的學習興奮點，是智慧教育平臺學習的關鍵。

（五）基于興趣分析的移動課件制作

在大數據的時代，信息量呈現爆炸狀態，教育領域如何鎖定學生的專注力是智慧教育的關鍵，傳統的教育由于教學時間偏長，有專家分析，一般學生專注力不會超過15分鐘，所以在短時間內能夠吸引學生的注意，就要求教育者能夠設計出有趣、簡潔、視覺型的課件，為了凸顯教學核心內容，教師錄制8分鐘左右的教學視頻為最佳教學時間，還可以利用VR、AR技術，設計出有視覺沖擊效果的交互課件。

三、基于大數據的智慧教育應用

（一） 云班級教學方法

傳統教育教學過程中，學生上課玩手機令教學效果大打折扣，但是利用云平臺，可以將手機作為一個學習工具，那么讓學習有事半功倍的效果。云班級的教學方法，就是在基于大數據的教育平臺下，讓學生在課堂上拿起手機學習，這種教學模式可以讓考勤、討論、練習和作業都在云端進行，學生學習的情況都在教師端呈現，對于課程的管理更加的科學客觀，能夠提升課堂的活躍度，令教學效果提升顯著。

（二）翻轉課堂和慕課教學

與傳統教學比較，翻轉課堂重注的是學生的學習發展，學生是課堂的主導者、老師是起引導作用，教師解決學生疑惑分析并提出問題，學生展開討論，各抒己見，探索知識真理，尋求問題的最佳解決方案。這種翻轉課堂的形式有助于發揮學生的主動性，提高學生自主分析和解決問題的能力。

慕課（MOOCs），是面向世界各地免費開放的，它由視頻教學、課程考試和教學互動組成，與傳統的教學課堂相比，教學內容更加豐富而且精煉，一般的課程教學時間都控制在15分鐘左右，重點分析教學難點和重點，學習者在不受環境和時間的影響下，能夠聽到最優秀的課程，獲得相應的行業證書，成為了這個信息爆炸的時代學習的重要途徑。

（三）項目驅動導向教學

項目驅動的教學模式適合導師制的學習方式，依托教師在公司承接項目，邊做項目邊教學，教師與學生形成學習的共同體，共同完成實踐項目，教師設計項目的流程，準備相關材料，指導學生學習分析項目內容，尋找問題的難點和解決方案，然后共同討論，按項目進度工作，合眾人之力完成項目。有利于提高學生的競賽意識和能力，提升學生的問題解決能力。

四、結束語

基于大數據的教育平臺是未來的教育發展之路，同時也面臨著各種挑戰，本課題立足探索基于大數據的智慧教育的關鍵技術，討論智慧教育的學習模式，在信息科技發達的時代下，提出教育的新常態，為將來基于大數據的教育平臺打下基礎，未來對大數據與教育的融合再作進一步的研究。

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作者簡介：

李超宇（1982—），男，廣西梧州人，高校講師，網絡工程師，工學碩士，主要從事云計算、大數據與計算機網絡方面的研究。

基金項目：

2016年度廣西壯族自治區中青年基礎能力提升項目“基于大數據的教育技術信息平臺的應用研究”（KY2016YB899）