大數據教與學平臺的構建和實踐探析

唐華 黃曉雪

【摘 要】本文闡述大數據教與學平臺的內涵和應用現狀，分析構建大數據教與學平臺的必要性，以南寧市第二中學為例，從精準化教學實踐、個性化學習實踐、教育教學管理實踐等方面論述大數據教與學平臺的實踐，提出大數據教與學平臺的應用價值。

【關鍵詞】大數據教與學平臺 精準化教學 個性化教學? 教育教學管理 構建 實踐

《國家教育事業發展“十三五”規劃》提出，“鼓勵學校利用大數據技術開展對教育教學活動和學生行為數據的收集、分析和反饋，為推動個性化學習和針對性教學提供支持”。《教育信息化“十三五”規劃》提出，“推動形成基于信息技術的新型教育教學模式與教育服務供給方式，形成與教學現代化發展目標相適應的教育信息化體系”。進入教育信息化 2.0 時代，大數據信息技術將逐漸深入學校的教育教學實際中。如何構建大數據教與學平臺，實施基于數據分析的教學策略、教學模式及學生學習方式，是當前中小學教育信息化發展所面臨的重點課題。

一、大數據教與學平臺的內涵和應用現狀

大數據教與學平臺是利用數據挖掘、學習分析、機器學習等技術手段來分析、處理和優化教與學過程中產生的大數據，是現階段人工智能驅動教育應用創新的主要領域。大數據教與學平臺主要以學習大數據基礎支撐、大數據核心能力及大數據應用服務等平臺為基礎，實現基于統一數據環境的一體、智能的學習大數據服務，以學習者為中心，以數據驅動教學為出發點，有效利用學生診斷分析數據，進而掌握學生學習行為和對知識的理解情況，促進教育教學質量提升。

當前，信息化技術水平高速發展，教育教學數據量以百億計算，數據背后蘊含著豐富的價值。調查廣西中小學發現：一是大部分的中小學依舊采用落后的教育技術、傳統的教學模式、過時的數據統計分析，致使信息孤島嚴重，數據無法提取分析和統一管理;二是大部分學校領導或教育工作者依舊將學生同質化管理，讓不同水平學生完成相同的學習任務，造成有些學生“吃不飽”，有些學生“吃不消”;三是除了個別重點的中小學，大部分中小學基本停留在如何建、建成什么樣子的大數據教與學平臺初級階段，對是逐步構建一個個信息系統還是一步到位直接建立智能化大數據教與學平臺，學校還在研究探索中。但是，可以肯定的是，大數據教與學平臺是不可阻擋的時代潮流，是現代教育發展方向，各中小學應與時俱進順應時代發展，建立大數據教與學平臺，促進教育教學發展。

二、構建大數據教與學平臺的必要性

大數據教與學平臺能夠促進教育工作者把準方向、抓住重點、提出策略，進而提高中小學教育教學的信息化和科學化水平。

第一，大數據教與學平臺能夠為學校決策者和教師提供科學管理。大數據教與學平臺可以優化學生考試/作業數據的采集技術，為學校教育決策者提取具有針對性和可用性的信息，及時幫助教學管理者進行科學決策，減少科學決策的盲目性;能夠對學生學情即時追蹤、精準分析學習成績，了解學生的學習弱項，進而引導教師采用“大數據采集分析+評價報告”，主動反思自己的教學實踐，從而提升教學的有效性和教學的針對性，教育學生主動追求學業成就;能夠建立學生各個學業階段的檔案，讓教育工作者掌握變化趨勢。

第二，大數據教與學平臺能夠實現學生個性化教學。大數據教與學平臺可以自動生成學生個性化學業分析報告，教育工作者可根據分析報告精準快速調整教學方案，針對薄弱點各個擊破。同時，私人訂制學生課后作業，擺脫同質化教輔束縛，真正消除學生“吃不飽”和“吃不完”現象，達到教師精準施教。

第三，大數據教與學平臺能夠提高智能化水平。大數據教與學平臺能夠引導教師基于學科本質促進教與學的智能發展，如學情分析、課堂教學設計、命題研究、學習評價、教師科組建設、學科教學研究等;應用學業數據的題庫自動建設;能夠整合各學校或相關部門、學校各子系統平臺資源和智能化自動建設共享資源及校本題庫，還能智能化以知識點建立訓練與測驗習題集和評價體系，自動化診斷學生知識點掌握情況，開展有針對性的教學、學習資源推送、微課講解、自適應學習等。

三、大數據教與學平臺的實踐

基于對南寧市第二中學實際使用數據的分析研究，筆者從以下方面推進大數據教與學平臺的實踐。

1.精準化教學實踐。精準化教學通過分析學生的學習數據，了解學生的知識掌握情況，發現薄弱知識點，然后有針對性地給予指導和練習，有效地提高學生的學習效率和成績。依托覆蓋學校日常教學應用場景的服務系統，采集班級所有學生的行為數據、基礎信息數據和學業數據;依托大數據、人工智能技術對學情數據進行分析與預測，實現學生個體與整體的畫像，為教師提供學生學情分析報告。教師根據學情分析報告針對性地安排教學計劃和采用教學方法，開展個性化教學。具體見圖 1。

2.個性化學習實踐。個性化學習不僅能分析學生考試的情況，還能從時間維度對學生進發展性分析，分析出學生的知識掌握程度和薄弱環節，進而生成科學的知識圖譜，為學生規劃學習路徑提供參考。同時，為學生提供教師資源、課程資源、試題資源等資源進行個性化學習。具體見圖 2。

基于個性化學習系統，學生能夠實現個性化學習：一是通過語音識別、智能圖文，實時采集學生的平時作業、測試等數據，生成學科知識圖譜，完成對學生的認知診斷。二是通過圖譜發現學生的元認知缺失情況，生成可視化學習效果圖，形成特定學生學科學習的個性化路徑。三是按照知識點先后順序向學生針對性地推送微課視頻和鞏固性題庫，推送后，學生可再次進入“數據收集—診斷建模—個性化推薦—數據再收集”的學習閉環。四是在線下，教師可根據學生的學情知識圖譜，有針對性地開展個性化教學。個性化學習系統實現了學生自主和集中、線上線下等多種學習方式，全面提升學生的學習效果。

3.教育教學管理實踐。大數據為學校提供教育決策服務：一是系統匯集學校教學、學習、考試、管理等場景數據，形成用戶畫像，進而建模;二是系統能夠將數據進行集成展現;三是對數據的深度挖掘，能夠為學校管理者或教育決策者提供有價值的信息。

大數據決策支持的教育教學管理可以應用于學校管理的多個方面，現以教師評價應用為例，具體運用過程是：其一，基于信息化建設過程中的課堂教學、作業輔導、智慧考試、在線教研等積累的教學過程和教學質量的數據，結合填報采集的教師基本信息和教學獲獎等數據，構建學校教師發展績效檔案。其二，基于學校教師的績效評價檔案，從教師任務績效、教學質量績效、群體關系績效三個方面，通過數據統計及分析手段，對教師績效的相關指標進行量化和標簽聚類。其三，從教師個體形成教師在線績效檔案，基于個體檔案中教師的評價指數，通過數據對比，形成不同班級、不同年級、不同學科的排名，完成教師個體分析到群體分析的全過程，輔助學校教師管理者能更加高效和全面地完成教師選拔、考核評優。

四、大數據教與學平臺的實踐數據樣本采集與分析

南寧市 2017 年開始建設集教育資源平臺和管理平臺為一體的南寧教育云平臺，積極推動大數據等新技術在教育教學中的融合應用。南寧市第二中學是南寧教育云平臺項目試點學校，已經開始先試先行。本研究基于南寧市第二中學的真實教學場景中采集的數據進行分析，探究大數據教與學平臺對學校教育教學提升的效用。

南寧市第二中學積極響應國家教育信息化 2.0 行動計劃。作為南寧教育云平臺的試點學校，通過“平臺大數據+人工智能技術”，結合自身教育教學和教研力量，迅速提升學校教學、閱卷、數據分析效率，建立起有效的多維度、多層次的數據庫，為后續的教學管理工作提供有力的數據保障。

2018 年 1 月，南寧市第二中學高一年級 26 個班首次使用系統進行英語學科的測試，到 2019 年 2 月，已經覆蓋了全校 74 個班級。目前已經實現校內數據連貫、資源流轉，初步構建了以學習者為核心的教學體系，真正達到數據說話、數據決策、數據管理、數據創新的需求。借助信息化不僅幫助減少了數據統計與分析的工作量，更重要的是利用大數據進行“精準化”教學，大幅度提升了教學效率和學生自主學習的有效性。具體使用數據如表 1 所示。

從 2018 年 1 月開始到現在，南寧市第二中學累計使用系統組織考試測驗 71 次，教師閱卷 692848 份。在校本資源的建設方面，學校老師通過將自己的 WORD 試卷上傳或基于系統題庫選題組卷的形式建設校本試卷 107 套，試題總量達到 2608 道。具體見圖 3 和圖 4。

通過對數據分析可知：

1.講評課方面得到提升。傳統講評課因老師缺少學情數據反饋，或因數據采集復雜困難，或因技術手段的缺乏，往往僅能就題講題，平均用力，將試卷從頭講到尾。依托系統，教師在講評課中得到了提升：一是可以結合學生的高頻錯題以及薄弱知識點，預設講評重難點，不但提高了講評效率，還可拓展知識點，解決學生的薄弱點;二是就單題目而言，在閱卷時發現優秀卷，還可以將學生的作答標記為典型卷，供課上使用，更好地讓學生了解典型題目得分情況;三是就卷面分析而言，教師可以調取各類典型試卷卷面，對卷面得分點、丟分點、答題規范等問題進行有效且直觀的講評;四是對于高頻錯題系統自動推送同類學校的類似題作為拓展資源，供老師課上舉一反三練習使用，這樣老師就輕松實現知識點的拓展，不用為講評課時找重點、找資源發愁。見表 1。

2.考前專項訓練精準。對于考前復習課，教師能根據班級學科的階段性成績曲線和班級共性錯題查看學情穩定性，聚焦班級疑難點和薄弱點。同時，基于班級共性高頻錯誤進行精準推薦拓展資源，便于老師組織學生開展考前專項訓練，促使學生出現錯題屢錯的頻率大大減少，自主學習的能動性也大大提升。成長趨勢見圖 5。

五、大數據教與學平臺的應用價值分析

1.匯聚教學過程中形成的行為數據，實現精細化分析，為教師減負。在傳統的教學中，每天都會產生龐大的學業數據，而教師需要一一處理，不僅耗費了大量的教研時間，也很難對學生做個性化的評價以及了解學生的成長趨勢。大數據教與學平臺會重點采集作業、練習、考試等與教師日常工作、學生每天學習都緊密聯系的數據，并實現客觀題、作文題的自動批改，主觀題保留教師批改痕跡，幫助教師實現批改作業量減負，從繁重的作業批改壓力中解放出來。

2.實現對學生學習數據全過程記錄和分析，提升評價與診斷學生的學業水平。在教育教學過程中，教師可以利用大數據教與學平臺采集學生學習數據，全面了解學生每一個階段、每個環節的學習情況，進而根據數據信息分析學生知識缺陷所在，提出精準糾錯方案，有針對性地設計教學內容。

3.形成學生教師的大數據庫，促進數據結構化，形成學生學業檔案，發現錯誤，彌補個性化不足。應用大數據技術，實現了過程性評價的電子化，促進了“檔案袋評價”從傳統文本到數字化的轉變。同時，還可以讓每一名教師時刻關注到每名學生或每個班級的知識缺陷和學業發展情況，系統地把握學生整個學業變化趨勢，精準診斷學生知識點掌握情況，分析推理出學生在能力、價值、態度等方面的情況。

4.通過數據精準分析，精確地給出學生學習路徑，實現個性化資源推送，提升學生自適應學習能力。通過對大數據進行分析，能夠準確指出學生掌握知識點情況，系統可自動生成學生錯題庫或學習記錄，進而為每一名學生提供個性化作業和輔導。分析學生學業水平大數據，能夠發現每一名學生擅長什么，不擅長什么，進而全面提升學生的學習能力。

總之，大數據技術在教育領域的深度發展和應用，是學校教育教學面臨新挑戰和發展機遇。教育應主動適應智能時代的步伐，加快推進人工智能及大數據技術在教育領域的創新應用和實踐探索，構建基于大數據技術的教與學信息化平臺，為傳統教學注入新活力，全面推動教育教學變革。（下轉第125頁）（上接第91頁）由此可見，學校教學模式將從以教師為中心的傳統教學模式走向以學生為中心的個性化學習模式。

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[3]傅 妍.大數據時代教師數據素養的現狀及提升策略研究——基于杭州市中小學教師實證調查研究[J].當代教育實踐與教學研究，2019（11）

【作者簡介】唐? ?華（1978— ），女，漢族，籍貫廣西南寧，文學學士，中學一級教師，現就職于南寧市現代教育技術中心網絡技術室副主任，研究方向：教育教學、信息化技術;黃曉雪（1980— ），男，漢族，籍貫廣西南寧，助理工程師，現就職于南寧市第二中學電教管理員，研究方向：教育教學、信息化技術、智慧校園建設。

（責編 劉 影）