淺析大數(shù)據(jù)在課堂教學(xué)的應(yīng)用

閆敏　閆鑫

摘 要：當(dāng)今社會，教育開始走向大數(shù)據(jù)時代。大數(shù)據(jù)在課堂教學(xué)中作用也日益凸顯。然而，大數(shù)據(jù)在教育中應(yīng)用的研究都尚處于起步階段，理論較豐卻實(shí)踐不足。急需加強(qiáng)大數(shù)據(jù)在教育中應(yīng)用的研究力度，來推動大數(shù)據(jù)在具體教育尤其是課堂教學(xué)中真正發(fā)揮其優(yōu)勢和作用。本研究通過定量分析、數(shù)據(jù)挖掘，文獻(xiàn)檢索，調(diào)查法，以及設(shè)計(jì)性研究等方法，探討了大數(shù)據(jù)在學(xué)生學(xué)習(xí)過程，整合教育資源，探索當(dāng)前個性化教育以及在制定教學(xué)策略時的應(yīng)用。通過對現(xiàn)狀的分析，發(fā)現(xiàn)了其中存在的一些問題，并提出了一些相關(guān)的建議。

關(guān)鍵詞：定量分析 學(xué)習(xí)過程 整合資源 個性教育

一、大數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域應(yīng)用的背景

目前，大數(shù)據(jù)對教育教學(xué)影響主要表現(xiàn)在下面兩個方面：① 從過分依靠傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)教學(xué)到大數(shù)據(jù)分析式教學(xué)，利用數(shù)據(jù)分析，針對學(xué)生的學(xué)習(xí)成績和身心健康給出合理化的建議并積極改變教學(xué)模式。② 使學(xué)習(xí)者改變了依賴教師有限的理性判斷使其轉(zhuǎn)向?qū)€體學(xué)習(xí)過程的數(shù)據(jù)分析，從而使傳統(tǒng)的集體教育轉(zhuǎn)向?qū)W(xué)習(xí)者的個性化教育。然而各國對大數(shù)據(jù)的在課堂的應(yīng)用程度也是參差不齊，國內(nèi)外的研究成果也是良莠不齊。

二、研究的主要內(nèi)容與研究方法

1.研究的主要內(nèi)容領(lǐng)域

當(dāng)今社會，大數(shù)據(jù)在教育研究領(lǐng)域的應(yīng)用包涵多個方面?；ヂ?lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用既有利于網(wǎng)上教學(xué)的發(fā)展，也為我們對學(xué)生行為進(jìn)行量化提供了可能。本研究通過探討學(xué)生的學(xué)習(xí)過程與教師的教學(xué)策略之間的關(guān)系來分析學(xué)生成績的形成過程。這種不唯結(jié)果的探索過程，為學(xué)生提高學(xué)習(xí)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(jìn)行資源整合，又為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供了更多的資源與方法。根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的不同，不斷改進(jìn)教學(xué)策略，為個性化教學(xué)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（1）大數(shù)據(jù)在探討學(xué)生學(xué)習(xí)過程的應(yīng)用

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

（2）大數(shù)據(jù)對當(dāng)前個性化教育的探索

大數(shù)據(jù)為當(dāng)今個性化教育提供了豐富的資源，讓深入探究每個學(xué)生的行為成了可能。同時，也為構(gòu)建個性化教育環(huán)境，提供了良好的契機(jī)。要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況進(jìn)行有針對性的指導(dǎo)，使其真正融入學(xué)習(xí)過程中，就需要對學(xué)生的行為進(jìn)行深入細(xì)致的探索。通過對學(xué)生的課前準(zhǔn)備、能力水平、學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)風(fēng)格等加以評估，關(guān)注每一個學(xué)生個體，是微觀技術(shù)的應(yīng)用表現(xiàn)。這些探索在信息手段匱乏的年代是根本無法實(shí)現(xiàn)的。而今，我們可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)輕而易舉的對其探索。

通過即時性的行為與現(xiàn)象的記錄，可以獲得最一手的信息。通過數(shù)據(jù)的整合，能夠詮釋教學(xué)過程中學(xué)生個體的學(xué)習(xí)狀態(tài)、表現(xiàn)以及水平。由于這些數(shù)據(jù)很多是在學(xué)生不自知的情況下被觀察、收集的，只需要借助一定的技術(shù)與設(shè)備的輔助，就可以在不影響影響學(xué)生任何日常學(xué)習(xí)與生活的狀態(tài)下，獲得學(xué)生的真實(shí)表現(xiàn)。因此，教師可以有針對性地對學(xué)生進(jìn)行因材施教。通過探索課堂學(xué)習(xí)過程，可以了解學(xué)生的課下學(xué)習(xí)情況。網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的廣泛應(yīng)用，使得很多學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)來完成家庭作業(yè)和一些課堂練習(xí)。[1]學(xué)習(xí)可以在大數(shù)據(jù)設(shè)備的幫助下輕松利用艾賓浩斯曲線進(jìn)行記憶，進(jìn)行適時的強(qiáng)化。同時，可以通過數(shù)據(jù)分析強(qiáng)化學(xué)習(xí)，跳過已經(jīng)完全掌握的知識。鞏固某個經(jīng)常犯錯的類型，系統(tǒng)強(qiáng)化，這對于提高學(xué)習(xí)效率，減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)有重要意義。

2.研究方法

定量分析法，通過對大數(shù)據(jù)可以測量的屬性加以統(tǒng)計(jì)和分析，對課堂教學(xué)進(jìn)行量化研究。文獻(xiàn)分析法，通過對國內(nèi)外大數(shù)據(jù)在課堂教學(xué)的分析和綜述，來研究其實(shí)踐與應(yīng)用的現(xiàn)狀。先重點(diǎn)分析當(dāng)前的理論研究成果，然后調(diào)查其在課堂教學(xué)的實(shí)踐情況，最后總結(jié)大數(shù)據(jù)在課堂應(yīng)用研究中面臨的挑戰(zhàn)以及發(fā)展趨勢。數(shù)據(jù)挖掘法，通過創(chuàng)建模型來預(yù)測學(xué)生未來的學(xué)習(xí)行為。大數(shù)據(jù)為研究學(xué)習(xí)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(xué)法的教學(xué)效果。通過建立綜合學(xué)生模型、領(lǐng)域模型和軟件教學(xué)模型的計(jì)算模型，來推進(jìn)關(guān)于學(xué)習(xí)和學(xué)生的科學(xué)知識。調(diào)查法，通過問卷調(diào)查，實(shí)際考察得到研究本項(xiàng)目的數(shù)據(jù)資料。設(shè)計(jì)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(shí)踐、反饋、修改，唯有根據(jù)實(shí)踐的反饋不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)。

三、大數(shù)據(jù)在課堂教學(xué)中應(yīng)用的的意義

1.改善學(xué)生的學(xué)習(xí)成績

大數(shù)據(jù)行為分析的最終目的是為了改善學(xué)生的學(xué)習(xí)成績。品學(xué)兼優(yōu)學(xué)生數(shù)量的多少，對社會發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。然而，現(xiàn)在大多數(shù)人卻只注重結(jié)果，把成績作為評價學(xué)生的唯一標(biāo)準(zhǔn)，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(shù)據(jù)，我們可以發(fā)現(xiàn)這些重要信息，并利用它們?yōu)楦纳茖W(xué)生的成績提供個性化的服務(wù)。通過技術(shù)層面來評價、分析學(xué)生行為，進(jìn)而提升教學(xué)活動。不再只是依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行評價，而是在數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行評價。這樣我們就不會只是依賴于主觀感知或者唯經(jīng)驗(yàn)論。通過大量的數(shù)據(jù)歸納，我們可以從中發(fā)現(xiàn)教學(xué)活動規(guī)律，這樣才能更好地改進(jìn)、優(yōu)化教學(xué)過程。有利于我們通過探索學(xué)生行為及其變化的內(nèi)在聯(lián)系，挖掘?qū)W生更內(nèi)在的特征，來促使學(xué)生的改善與提高

成績。

2.滿足當(dāng)前個性化教育的需求

在大數(shù)據(jù)時代，教育研究者可以真正的接近學(xué)生，了解學(xué)生。通過即時性的行為與現(xiàn)象的記錄，可以獲得最一手的信息大數(shù)據(jù)技術(shù)。教師可以根據(jù)這些最為真實(shí)、個性化的學(xué)生信息，有針對性地對學(xué)生進(jìn)行因材施教，真正實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心。通過探索課堂學(xué)習(xí)過程，可以了解學(xué)生的課下學(xué)習(xí)情況。真正的減輕了學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān)，也為更加有效率的學(xué)習(xí)提供了可能。

3.制定更符合實(shí)際的學(xué)習(xí)策略

通過數(shù)據(jù)挖掘、學(xué)習(xí)分析，教師在獲取學(xué)生的信息后及時的進(jìn)行了學(xué)習(xí)策略的調(diào)整和教育管理方式的改變。[2]傳統(tǒng)的教育大多是教育主管部門和教育者通過教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)、總結(jié)和繼承來展開的，然而有些經(jīng)驗(yàn)并不科學(xué)性，常識經(jīng)常會影響人們的判斷。在大數(shù)據(jù)時代要想制定出更符合實(shí)際的教育政策和教學(xué)策略，對教育數(shù)據(jù)進(jìn)行分析是最好的方式，它可以最深入的挖掘出符合學(xué)生實(shí)際與教學(xué)實(shí)際的情況，這為構(gòu)建學(xué)習(xí)者經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停W(xué)習(xí)者行為模型，構(gòu)建學(xué)習(xí)者知識模型，構(gòu)建領(lǐng)域知識模型，構(gòu)建學(xué)習(xí)者檔案，使改進(jìn)教學(xué)策略有跡可循。[3]

四、大數(shù)據(jù)在課堂應(yīng)用中的挑戰(zhàn)

1.大數(shù)據(jù)對傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式的影響

雖然經(jīng)過了一系列的教育改革，但回看現(xiàn)在教學(xué)模式依然是班級授課、小組授課。大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，使課堂教學(xué)的時間、空間不再受到限制，使 “一對多”的傳統(tǒng)授課模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙粚σ弧钡膫€性化課程學(xué)習(xí)。但是，在實(shí)際的個性化學(xué)習(xí)中，許多問題也普遍顯示出來。雖然學(xué)生可通過電腦、手機(jī)等互聯(lián)網(wǎng)媒介隨時隨地、反反復(fù)復(fù)觀看方式成為可能。在線教學(xué)越來越成為課堂教學(xué)的重要組成部分。教學(xué)視頻，但是也暴露了其中的弊端，讓學(xué)生產(chǎn)生這次聽不懂還可以繼續(xù)聽的觀念，學(xué)習(xí)效率也在大幅度的下降，學(xué)生的自律性成為在線學(xué)習(xí)的一個重大問題。雖然大數(shù)據(jù)應(yīng)用使學(xué)生能在線做測試題和在線與教師進(jìn)行互動，但缺乏面對面教學(xué)的紀(jì)律性，對于缺乏自制力的學(xué)生，這種學(xué)習(xí)方式成為了繼續(xù)懶惰的庇護(hù)所。在大數(shù)據(jù)應(yīng)用的今天，各種教育機(jī)構(gòu)都在推出自己的在線學(xué)習(xí)平臺，但是后期服務(wù)跟不上，使這種優(yōu)秀數(shù)據(jù)資源被浪費(fèi)。

2.大數(shù)據(jù)在課堂教學(xué)內(nèi)容上表現(xiàn)出的問題

隨著大數(shù)據(jù)教育的推進(jìn)，互聯(lián)網(wǎng)為學(xué)生提供了眾多的學(xué)習(xí)資源，為學(xué)生解疑答惑提供了方便。然而，這也成為大數(shù)據(jù)應(yīng)用到教育方面帶來的問題源頭。傳統(tǒng)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(tǒng)的課堂教授更需要一個過程，這就導(dǎo)致知識點(diǎn)更新的滯后與不斷變化的社會發(fā)展需求不相適應(yīng)，造成了學(xué)生所學(xué)內(nèi)容與實(shí)際相脫節(jié)，學(xué)非所用。盡管教師在上課過程中，不斷更新教學(xué)內(nèi)容，以滿足學(xué)生對知識的需求，但教師知識更新速度依然趕不上大數(shù)據(jù)時代所帶來的沖擊。教師經(jīng)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(xué)生實(shí)際年齡相脫節(jié)，所授知識與學(xué)生實(shí)際理解并熟練掌握程度不一致，使得現(xiàn)代教師面臨尷尬的局面。大數(shù)據(jù)給傳統(tǒng)的課堂教學(xué)內(nèi)容帶來了更大的挑戰(zhàn)，要求教學(xué)內(nèi)容要隨著時代的變化而不斷變化，以適應(yīng)時代的發(fā)展。

3.大數(shù)據(jù)在學(xué)生學(xué)習(xí)方式表現(xiàn)的問題

在傳統(tǒng)的教學(xué)環(huán)境中，學(xué)生是利用書籍和教師的口耳相傳獲得知識，以擴(kuò)大自身知識的儲備量，提高自身的綜合能力?；ヂ?lián)網(wǎng)高速發(fā)展下的大數(shù)據(jù)教育時代力，學(xué)生學(xué)習(xí)更加具有自主權(quán)，可以通過媒體學(xué)習(xí)知識。大數(shù)據(jù)時代，教師還可以將學(xué)生每個知識點(diǎn)數(shù)字化并與測試題建立聯(lián)系，測試題中每道題的完成時間、錯題數(shù)等以數(shù)據(jù)的方式記錄在計(jì)算機(jī)里。但是這些數(shù)據(jù)到底應(yīng)該怎樣利用，這也是擺在我們面前的問題。

五、對當(dāng)前大數(shù)據(jù)在研究與應(yīng)用方面的建議

1.順應(yīng)大數(shù)據(jù)潮流，積極轉(zhuǎn)變課堂教學(xué)模式

隨著課程化改革的推進(jìn)，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，一定會受到大數(shù)據(jù)的影響。在課堂教學(xué)中為了達(dá)到預(yù)期的三維目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)效率的最大化，針對大數(shù)據(jù)應(yīng)用現(xiàn)實(shí)依據(jù)，提出一下合理建議。首先，利用好現(xiàn)有的大數(shù)據(jù)教育平臺。慕課是一種大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺，它的優(yōu)點(diǎn)在于通過視頻、音頻、文字、圖片、動畫等多種方式來給學(xué)生教授知識。利用好這種網(wǎng)絡(luò)教育平臺，可以讓學(xué)生擺脫了傳統(tǒng)課堂教學(xué)的“疲勞感”，同時，增加了教師教學(xué)的吸引力，在學(xué)生樂于學(xué)和教師樂于教的情況下提高了課堂教學(xué)的質(zhì)量。[4] 利用好大數(shù)據(jù)分析工具，提高教學(xué)的質(zhì)量和針對性。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，學(xué)生和老師的互動，都是通過課堂或與學(xué)生面對面的交流。大數(shù)據(jù)分析工具的發(fā)展，給現(xiàn)代教育事業(yè)帶來了希望。利用好現(xiàn)在的教育分析工具，可以從一定程度上幫助老師找到學(xué)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(shù)據(jù)意識，轉(zhuǎn)變自己的數(shù)據(jù)觀念

利用好大數(shù)據(jù)的教育資源，還應(yīng)該從提升教師隊(duì)伍的信息素養(yǎng)，應(yīng)用好網(wǎng)絡(luò)，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。提高自己的數(shù)據(jù)意識。教學(xué)過程中的許多影響因素都可以量化，教師在課堂教學(xué)中，要學(xué)會把他們數(shù)據(jù)化，然后通過數(shù)據(jù)分析，掌握好目前的教學(xué)進(jìn)度。最大化的讓學(xué)生掌握目前學(xué)習(xí)的知識，最大化的提高教學(xué)質(zhì)量，更正自己的教學(xué)觀念。在大數(shù)據(jù)傳播的現(xiàn)在，教師的作用發(fā)生了很大的變化，要做到有預(yù)見性，幫助學(xué)生樹立預(yù)見觀念，創(chuàng)新觀念。教育滯后表現(xiàn)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(zhuǎn)變教師的教學(xué)觀念，不斷豐富教育中新的東西。

3.加強(qiáng)學(xué)習(xí)與進(jìn)修，保證信息的先進(jìn)性

只有不斷學(xué)習(xí)才能保證教師掌握的信息是比較新的，這樣才能在教學(xué)中應(yīng)用的得心應(yīng)手。教師可以通過網(wǎng)絡(luò)媒體、專業(yè)書籍、科研平臺，不斷加強(qiáng)自身的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)、課堂情景創(chuàng)設(shè)、課堂評價能力，不斷提高服務(wù)學(xué)生學(xué)習(xí)的水平。構(gòu)建學(xué)習(xí)體系。教師可以根據(jù)不同的專業(yè)，組建不同的學(xué)習(xí)共同體。在這個共同體中，教師可以相互學(xué)習(xí)、相互交流，共同完成教學(xué)。要不斷參加培訓(xùn)。積極參加各類教育教學(xué)培訓(xùn)，與校外專家進(jìn)行交流，學(xué)習(xí)先進(jìn)的教學(xué)理念，提高自己教學(xué)水平。

參考文獻(xiàn)

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