淺析大數據在課堂教學的應用*

閆 敏 閆 鑫

（曲阜師范大學 山東濟寧 273165）

淺析大數據在課堂教學的應用*

閆 敏 閆 鑫

（曲阜師范大學 山東濟寧 273165）

當今社會，教育開始走向大數據時代。大數據在課堂教學中作用也日益凸顯。然而，大數據在教育中應用的研究都尚處于起步階段，理論較豐卻實踐不足。急需加強大數據在教育中應用的研究力度，來推動大數據在具體教育尤其是課堂教學中真正發(fā)揮其優(yōu)勢和作用。本研究通過 定量分析、數據挖掘，文獻檢索，調查法，以及設計性研究等方法，探討了大數據在學生 學習過程， 整合教育資源，探索當前 個性化教育以及在制定教學策略時的應用。通過對現狀的分析，發(fā)現了其中存在的一些問題，并提出了一些相關的建議。

定量分析 學習過程 整合資源 個性教育

一、大數據在教育領域應用的背景

目前，大數據對教育教學影響主要表現在下面兩個方面：① 從過分依靠傳統經驗教學到大數據分析式教學，利用數據分析，針對學生的學習成績和身心健康給出合理化的建議并積極改變教學模式。② 使學習者改變了依賴教師有限的理性判斷使其轉向對個體學習過程的數據分析，從而使傳統的集體教育轉向對學習者的個性化教育。然而各國對大數據的在課堂的應用程度也是參差不齊，國內外的研究成果也是良莠不齊。

二、研究的主要內容與研究方法

1．研究的主要內容領域

當今社會，大數據在教育研究領域的應用包涵多個方面?；ヂ摼W的廣泛應用既有利于網上教學的發(fā)展，也為我們對學生行為進行量化提供了可能。本研究通過探討學生的學習過程與教師的教學策略之間的關系來分析學生成績的形成過程。這種不唯結果的探索過程，為學生提高學習成績提供了可能。通過教育共同體之間的互動與交流，既可以有效的進行資源整合，又為學生自主學習提供了更多的資源與方法。根據學生學習方式的不同，不斷改進教學策略，為個性化教學打下了堅實的基礎。

（1）大數據在探討學生學習過程的應用

具有不同學習方式的學生，所需要的引導也不同，需要教師進行因材施教。本研究通過收集網絡教學與測試的數據，來探索不同學生在學習過程中所偏好的學習方式以及教師不同的教學方法對于學生的針對性。通過監(jiān)測學生的考試，研究者可以有效定型學生的學習行為。大數據的時代特性也要求教育工作者必須超越傳統，不能只一味追求正確答案。這些數據能夠幫助教育工作者理解學生為了掌握學習內容而進行努力的全過程。這有助于教師為學生提供個性化的學習模式。在學習過程中，適時的出現相應的題目或者通過單元測驗的方式來檢查他們的學習效果。監(jiān)測每位同學在答題時所花費的時間，整體在每道題上花費的時間量，最長與最短時間，此前曾出現過的問題學生答對或答錯了，哪些問題的線索讓學生獲益了等等。通過監(jiān)測這些信息，來形成數據檔案。充分利用學生學習的行為檔案，可以有效的創(chuàng)造與學生行為相適應的學習系統，對提高學生的學習效果有很大幫助。當了解了學生的學習規(guī)律和學習方式，考試的出題者們就能適時的以此為依據，設計出適合學生的個性化問題，這些問題大都有利于提高學生的記憶力。

（2）大數據對當前個性化教育的探索

大數據為當今個性化教育提供了豐富的資源，讓深入探究每個學生的行為成了可能。同時，也為構建個性化教育環(huán)境，提供了良好的契機。要根據學生的實際學習情況進行有針對性的指導，使其真正融入學習過程中，就需要對學生的行為進行深入細致的探索。通過對學生的課前準備、能力水平、學習興趣和學習風格等加以評估，關注每一個學生個體，是微觀技術的應用表現。這些探索在信息手段匱乏的年代是根本無法實現的。而今，我們可以利用大數據技術輕而易舉的對其探索。

通過即時性的行為與現象的記錄，可以獲得最一手的信息。通過數據的整合，能夠詮釋教學過程中學生個體的學習狀態(tài)、表現以及水平。由于這些數據很多是在學生不自知的情況下被觀察、收集的，只需要借助一定的技術與設備的輔助，就可以在不影響影響學生任何日常學習與生活的狀態(tài)下，獲得學生的真實表現。因此，教師可以有針對性地對學生進行因材施教。通過探索課堂學習過程，可以了解學生的課下學習情況。網絡學習的廣泛應用，使得很多學生可以通過網絡來完成家庭作業(yè)和一些課堂練習。[1]學習可以在大數據設備的幫助下輕松利用艾賓浩斯曲線進行記憶，進行適時的強化。同時，可以通過數據分析強化學習，跳過已經完全掌握的知識。鞏固某個經常犯錯的類型，系統強化，這對于提高學習效率，減輕學生的學習負擔有重要意義。

2．研究方法

定量分析法，通過對大數據可以測量的屬性加以統計和分析，對課堂教學進行量化研究。文獻分析法，通過對國內外大數據在課堂教學的分析和綜述，來研究其實踐與應用的現狀。先重點分析當前的理論研究成果，然后調查其在課堂教學的實踐情況，最后總結大數據在課堂應用研究中面臨的挑戰(zhàn)以及發(fā)展趨勢。數據挖掘法，通過創(chuàng)建模型來預測學生未來的學習行為。大數據為研究學習提供了海量的信息，以及方便處理信息的軟件，這些軟件能夠深層挖掘不同教學法的教學效果。通過建立綜合學生模型、領域模型和軟件教學模型的計算模型，來推進關于學習和學生的科學知識。調查法，通過問卷調查，實際考察得到研究本項目的數據資料。設計型研究，本研究所涉及的范圍較廣，因此，此研究需要不斷的實踐、反饋、修改，唯有根據實踐的反饋不斷改進設計方案，直至排除所有的缺陷，才能形成真正可靠而又有效的設計。

三、大數據在課堂教學中應用的的意義

1．改善學生的學習成績

大數據行為分析的最終目的是為了改善學生的學習成績。品學兼優(yōu)學生數量的多少，對社會發(fā)展起著至關重要的作用。然而，現在大多數人卻只注重結果，把成績作為評價學生的唯一標準，使得作業(yè)和考試中一系列重要的信息被忽視。通過分析大數據，我們可以發(fā)現這些重要信息，并利用它們?yōu)楦纳茖W生的成績提供個性化的服務。通過技術層面來評價、分析學生行為，進而提升教學活動。不再只是依靠經驗進行評價，而是在數據的基礎上進行評價。這樣我們就不會只是依賴于主觀感知或者唯經驗論。通過大量的數據歸納，我們可以從中發(fā)現教學活動規(guī)律，這樣才能更好地改進、優(yōu)化教學過程。有利于我們通過探索學生行為及其變化的內在聯系，挖掘學生更內在的特征，來促使學生的改善與提高成績。

2．滿足當前個性化教育的需求

在大數據時代，教育研究者可以真正的接近學生，了解學生。通過即時性的行為與現象的記錄，可以獲得最一手的信息大數據技術。教師可以根據這些最為真實、個性化的學生信息，有針對性地對學生進行因材施教，真正實現以學生為中心。通過探索課堂學習過程，可以了解學生的課下學習情況。真正的減輕了學生的課業(yè)負擔，也為更加有效率的學習提供了可能。

3．制定更符合實際的學習策略

通過數據挖掘、學習分析，教師在獲取學生的信息后及時的進行了學習策略的調整和教育管理方式的改變。[2]傳統的教育大多是教育主管部門和教育者通過教學經驗的學習、總結和繼承來展開的，然而有些經驗并不科學性，常識經常會影響人們的判斷。在大數據時代要想制定出更符合實際的教育政策和教學策略，對教育數據進行分析是最好的方式，它可以最深入的挖掘出符合學生實際與教學實際的情況，這為構建學習者經驗模型，建立學習者行為模型，構建學習者知識模型，構建領域知識模型，構建學習者檔案，使改進教學策略有跡可循。[3]

四、大數據在課堂應用中的挑戰(zhàn)

1．大數據對傳統課堂教學模式的影響

雖然經過了一系列的教育改革，但回看現在教學模式依然是班級授課、小組授課。大數據的應用，使課堂教學的時間、空間不再受到限制，使“一對多”的傳統授課模式轉變?yōu)椤耙粚σ弧钡膫€性化課程學習。但是，在實際的個性化學習中，許多問題也普遍顯示出來。雖然學生可通過電腦、手機等互聯網媒介隨時隨地、反反復復觀看方式成為可能。在線教學越來越成為課堂教學的重要組成部分。教學視頻，但是也暴露了其中的弊端，讓學生產生這次聽不懂還可以繼續(xù)聽的觀念，學習效率也在大幅度的下降，學生的自律性成為在線學習的一個重大問題。雖然大數據應用使學生能在線做測試題和在線與教師進行互動，但缺乏面對面教學的紀律性，對于缺乏自制力的學生，這種學習方式成為了繼續(xù)懶惰的庇護所。在大數據應用的今天，各種教育機構都在推出自己的在線學習平臺，但是后期服務跟不上，使這種優(yōu)秀數據資源被浪費。

2．大數據在課堂教學內容上表現出的問題

隨著大數據教育的推進，互聯網為學生提供了眾多的學習資源，為學生解疑答惑提供了方便。然而，這也成為大數據應用到教育方面帶來的問題源頭。傳統教材從作者編寫到教材出版需要一個過程，教師對教材的熟悉需要一個過程，再加上傳統的課堂教授更需要一個過程，這就導致知識點更新的滯后與不斷變化的社會發(fā)展需求不相適應，造成了學生所學內容與實際相脫節(jié)，學非所用。盡管教師在上課過程中，不斷更新教學內容，以滿足學生對知識的需求，但教師知識更新速度依然趕不上大數據時代所帶來的沖擊。教師經常在課堂中遭遇所授知識與最新研究成果相矛盾，所授知識與學生實際年齡相脫節(jié)，所授知識與學生實際理解并熟練掌握程度不一致，使得現代教師面臨尷尬的局面。大數據給傳統的課堂教學內容帶來了更大的挑戰(zhàn)，要求教學內容要隨著時代的變化而不斷變化，以適應時代的發(fā)展。

3．大數據在學生學習方式表現的問題

在傳統的教學環(huán)境中，學生是利用書籍和教師的口耳相傳獲得知識，以擴大自身知識的儲備量，提高自身的綜合能力?；ヂ摼W高速發(fā)展下的大數據教育時代力，學生學習更加具有自主權，可以通過媒體學習知識。大數據時代，教師還可以將學生每個知識點數字化并與測試題建立聯系，測試題中每道題的完成時間、錯題數等以數據的方式記錄在計算機里。但是這些數據到底應該怎樣利用，這也是擺在我們面前的問題。

五、對當前大數據在研究與應用方面的建議

1．順應大數據潮流，積極轉變課堂教學模式

隨著課程化改革的推進，傳統的課堂教學模式，一定會受到大數據的影響。在課堂教學中為了達到預期的三維目標，實現課堂教學效率的最大化，針對大數據應用現實依據，提出一下合理建議。首先，利用好現有的大數據教育平臺。慕課是一種大規(guī)模的網絡學習平臺，它的優(yōu)點在于通過視頻、音頻、文字、圖片、動畫等多種方式來給學生教授知識。利用好這種網絡教育平臺，可以讓學生擺脫了傳統課堂教學的“疲勞感”，同時，增加了教師教學的吸引力，在學生樂于學和教師樂于教的情況下提高了課堂教學的質量。[4]利用好大數據分析工具，提高教學的質量和針對性。傳統的課堂教學模式，學生和老師的互動，都是通過課堂或與學生面對面的交流。大數據分析工具的發(fā)展，給現代教育事業(yè)帶來了希望。利用好現在的教育分析工具，可以從一定程度上幫助老師找到學生問題的根源。利用量化的手段，避免了教師深度的把握不定性。

2．提高自己數據意識，轉變自己的數據觀念

利用好大數據的教育資源，還應該從提升教師隊伍的信息素養(yǎng)，應用好網絡，提高課堂教學質量。提高自己的數據意識。教學過程中的許多影響因素都可以量化，教師在課堂教學中，要學會把他們數據化，然后通過數據分析，掌握好目前的教學進度。最大化的讓學生掌握目前學習的知識，最大化的提高教學質量，更正自己的教學觀念。在大數據傳播的現在，教師的作用發(fā)生了很大的變化，要做到有預見性，幫助學生樹立預見觀念，創(chuàng)新觀念。教育滯后表現在，無法及時跟隨科技和社會發(fā)展的腳步，教育所培養(yǎng)出來的人不可能完全符合未來社會發(fā)展的要求。這就違背的教育的初衷，轉變教師的教學觀念，不斷豐富教育中新的東西。

3．加強學習與進修，保證信息的先進性

只有不斷學習才能保證教師掌握的信息是比較新的，這樣才能在教學中應用的得心應手。教師可以通過網絡媒體、專業(yè)書籍、科研平臺，不斷加強自身的課堂教學設計、課堂情景創(chuàng)設、課堂評價能力，不斷提高服務學生學習的水平。構建學習體系。教師可以根據不同的專業(yè)，組建不同的學習共同體。在這個共同體中，教師可以相互學習、相互交流，共同完成教學。要不斷參加培訓。積極參加各類教育教學培訓，與校外專家進行交流，學習先進的教學理念，提高自己教學水平。

[1]喻長志. 大數據時代教育的可能轉向[J].江淮論壇，2013(4).

[2]劉鳳娟. 大數據的教育應用研究綜述[J]. 軟件導刊(教育技術)，2014，卷(G40-057)：47-51.

[3]韓志君. 簡析大數據在教育領域的運用[J]. 科技視界（探索與爭鳴），2013.

[4]胡鐵生. 微課、慕課的建設誤區(qū)與發(fā)展建議[D].南京：南京農業(yè)大學，2014.

*資助項目：曲阜師范大學本科生科研訓練計劃資助項目（2015A041）