基于大數據的高校智慧課堂可視化教學平臺設計

楊倩倩，王 龍

（山西農業大學信息學院大數據學院，山西 太谷 030800）

0 引言

在教育產業不斷建設與改革發展的社會背景下，智慧課堂教學被提出，此種教學方式屬于對傳統教學的延伸。即綜合我國大型公開課程教學線上授課的方式，將教學課堂進行開放性處理，使教學徹底擺脫課時與教學場地的限制。而在智慧課堂中，如何科學合理建設一個可視化教學平臺則成為了各大教育機構與教學單位的關注重點[1]。相比常規的教學平臺，可視化教學平臺不僅可實現將教學中一些隱性知識，以顯性視覺的方式呈現給受教育者，同時也可以在教學中實現雙方信息的直接交互。通過公開呈現雙方教學結果的方式，促進知識在課堂中的有效傳播，從而使教學工作的實施起到事半功倍的效果[2]。為了進一步實現對師生交互信息、教學內容等資源的圖層構建，本文將在大數據技術的指示下，綜合我國智慧課堂建設現狀，提出一種可視化教學平臺的設計方法[3]。以期通過此種方式，促進教學工作的有序實施，培養學生科學的學習思維。

1 基于大數據的高校智慧課堂可視化教學平臺設計

1.1 基于大數據開發教學平臺瞬時響應界面

為了滿足高校智慧課堂可視化教學平臺的高效率運行需求，引進大數據技術，對可視化教學平臺的瞬時響應界面展開設計[4]。在此過程中，應明確可視化教學平臺瞬時響應界面應至少具備下述五點功能，分別為：對教學資源信息的瞬時開啟、對教學交互信息的串聯化分析（/層次分析）、對教學動態資源的并聯分析（/結構分析）、對負反饋信息的在線處理、對層次化教學圖層的構建。要實現上述提出的平臺功能，應使用大數據構建至少2個結構函數，用于客戶端發送請求信息與終端接收請求信息。此過程中，當傳遞的信息節點接收到客戶端發送的n 條請求信息后，信息將自動通過sign 節點，進行智能系統的終端篩選[5]。識別其中是否存在重復類請求信息與無效信息，刪除其中冗余信息，將m 條價值信息通過網絡節點進行轉發，確保請求信息在網絡節點的有效傳遞。綜合上述分析，對教學平臺瞬時響應界面運行時序進行描述。如圖1所示。

圖1 教學平臺瞬時響應界面運行時序

圖1中，教學信息轉發、教學信息交互、在線請求、終端接收等行為，均可用如下計算公式表達。

式中，G1表示為教學信息轉發行為教學平臺瞬時響應界面運行程序；G2表示為教學信息交互行為教學平臺瞬時響應界面運行程序；G3表示為教學信息在線請求行為教學平臺瞬時響應界面運行程序；G4表示為終端接收教學信息行為教學平臺瞬時響應界面運行程序。綜合上述計算公式，完成對教學平臺瞬時響應界面的開發。

1.2 規劃高校智慧課堂可視化平臺教學功能

當前，大多數教學平臺在進行對教學內容的編寫時，大多采用梯形圖程序完成，具有更加直觀和效率高的特點[6]。針對這一特點，對高校智慧課堂可視化平臺教學功能進行規劃，圖2為可視化教學平臺的具體工作流程示意圖。

圖2 可視化教學平臺工作流程

從圖2可知，當教學平臺獲取到主節點信息時，需要對其進行初始化處理，并具體劃分為五個關鍵步驟，并完成對是否為發送主體教學對象需要的判斷；是否為教學需求描述的判斷；是否為執行教學行為的判斷；是否為教學資源交互的判斷；是否為反饋教學概念圖的判斷。以此，通過上述五個關鍵步驟，輔助學生完成教學平臺當中的各項學習需要，從而實現對學生的線上可視化教學指導，并讓學生能夠在第一時間獲取到學習過程中所需的各類教學資源。

2 對比實驗

為了驗證本文設計的可視化教學平臺在實際應用中，具有顯著的應用價值，設計如下對比實驗。選擇某高校作為實驗環境，針對不同專業的不同教學大綱要求，開設教學活動，對比引入本文設計的基于大數據的高校智慧課堂可視化教學平臺和傳統教學平臺的實際及教學效果。選擇常規線上教學的形式，即教師在課堂當中完成相關專業的理論知識教學，學生在課后進行線上可視化學習，將學生兩兩一組，互相協作完成學習。由學生通過本文提出的教學平臺和傳統教學平臺對需要進行學習的課程內容進行預約，并將本文提出的教學平臺設置為實驗組，傳統教學平臺設置為對照組，比較實驗組和對照組學生預約教學的響應時間，并將實驗結果繪制成如表1所示。

表1 實驗組和對照組實驗結果對比表

由表1可知，實驗組教學平臺的響應時間明顯小于對照組教學平臺的響應時間。因此，通過對比實驗證明本文提出的基于大數據的高校智慧課堂可視化教學平臺在實際應用中可以充分滿足學生在教學平臺上學習的各項需要，并有效提升平臺的響應速度，為培養學生所學專業的各項技能提供條件。

3 結束語

通過開展基于大數據的高校智慧課堂可視化教學平臺設計研究，本文提出一種全新的教學平臺，并通過實驗進一步證明了該平臺的應用性能。作為一種創新教學模式，教學平臺在日后信息化技術不斷發展的過程中，還會具有更加廣闊的發展前景。