智慧教育推动教学创新变革的研究

赵志刚 赵志方

（1.浙江工业大学，浙江 杭州 310014；（2.浙江传媒学院，浙江 杭州 310018）

智慧教育推动教学创新变革的研究

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（1.浙江工业大学，浙江 杭州 310014；（2.浙江传媒学院，浙江 杭州 310018）

随着互联网+时代的到来，数字化教育将会向智慧教育的方向发展，智慧教育将会变革和创新以往的学习方式、教学方式和评价方式，智慧教育为学习者提供了个性化的混合式教育模式。本文介绍了我院“计算机网络”课程在思科网院、百度云课堂、Blackboard系统中开展在线智慧教学的相关实践，特别指出了借助智能化的学习分析技术来收集、处理教学数据，分析评估学习者的学习行为并进行必要的干涉，以便及时提高和改进教学效果。随着系统中教学数据的不断丰富，可借助大数据分析平台进行进一步地分析以促进智慧学习。

智慧教育；教学创新；大数据；学习分析；计算机网络课程

1 智慧教育的意义

智慧教育的本意是应用新一代信息技术，变革今天依然停留在工业时代的“教学工厂”式学校教育，提升教育系统的效率和智能化程度，为信息社会培养适应时代发展的人才。智慧教育的目标是提高教学、科研、管理的水平与效率，培养学习者的自学能力和创新能力。当前教育云计算搭建了智慧教育的基础架构，大数据推动智慧教育实现个性化教学，移动互联网使智慧教育迈向互动、物联网使智慧教育智能化。许多国家已将智慧教育作为其未来教育发展的重大方向，数字教育转型智慧教育已是全球教育发展的趋势。

2 智慧教育的创新价值

2.1 创新学习方式

智慧教育教学，将会与传统的高校课堂学习共存，并起到有益的补充作用。目前，世界上知名大学（如斯坦福、清华等）和一些先进的教育培训机构相继进行了大规模网络开放课程的尝试，越来越多的学生可以自己加入所喜欢的课程进行个性化学习、社交化学习，并取得有价值的等同于学分的相应认证，这颠覆了传统的学习方式，这是一种集网络学习、协作学习与课堂学习为一体的混合型的学习方式。

2.2 创新教学方式

在智慧教育时代，学生的多空间学习行为增多，体现在使用网络或移动互联网终端查阅及搜索资料、下载应用、阅读文献，教师的教学主导角色也要积极适应这种变化。教师应拓宽自身知识水平，为学生自主课外学习提供必要的帮助。项目式研讨式的教学模式也可借鉴。教师还可以对学生的学习情况进行持续跟踪，获得相应的数据，其中包含学习者之间的互动数据以及学习者与教学资源间的互动数据，教师把这些数据应用到传统教学中以随时改进和提高教学效果。

2.3 创新评价方式

在课程评价上，摒弃教师主观印象的及靠考试分数定终身的考核评价方式。可借助基于大数据技术的智能化的学习分析技术，对学生的能力与知识建构进行评价，力求为学生提个性化的学习体验，并评估制定的学习计划是否能有效帮助学生加强学习，及时发现教学过程中可能存在的问题并及时干预，从而实现“智慧化”评价。

3 智慧教学设计及实践

3.1 思科网络技术学院课程

思科网院在全球拥有万所学院，支持全球百万名学生同时在线学习。思科网络学院采用灵活的E-learning教学方式，最新推出的基于云的交互式学习环境NetSpace能够支持移动终端的访问。配合最好的Packet Tracer仿真软件，每个课程在规划的开始即设定了相应的实战练习。使用以ELearning为核心的思科网络技术学院在线系统（Netspace），教师和思科可以在线评估学生成绩表现，并随时做出恰当的调整，以便更加符合教学的实际需要。我院把思科的CCNa认证和网络课程的教学进行结合，在教学方式上打破了理论教学和实践教学分离的传统教学模式，在同一课堂上同时完成理论和操作教学，学生边学边练，通过实际操作增强了其对网络理论的理解，也增强了应用能力。考核方式上，引入实际操作考试。这种模式大大提高了学生的实际动手能力。Netspace系统借助追踪学生通过本学期CCNa的数目（〉=75分）、活跃的学生数量（过去1年里，完成至少一次章节测验的学生人数）以及学生的反馈来统计分析这个在线课程的质量。教学过程中引入Cisco aspire，进行游戏化教学，提高学生的兴趣。

3.2 网易云课堂课程

鼓励学生注册网易云课堂，或下载手机aPP进行随时的学习。这个在线教育平台基于云技术，为用户提供个性化教学服务，在每个人的课堂里面包括“在线的课程”、“收藏的课程”和“已完成的课程”三个服务，记录用户的终生学习行为数据。云课堂的笔记服务，记录了学习者重要的学习行为习惯。云课堂的“问答”服务使用户在学习的全过程中，对课程的难点和疑点进行提问，并及时得到回答，这项功能满足了在线学习的社交需求。学生在云课堂上完成作业、测试，查看帮助、获得求助、进行模拟实验，享受类似于现实中的学习体验。

3.3 BlackBoard系统课程的扩展

我院的各项课程都借助学校引进的Blackboard学习管理系统展开，首先把课程-“计算机网络a”的各种教学资源放在网上让学生课余辅助学习，Blackboard学习管理系统只有简单的分析功能，根据Johnson等学者对学习分析技术的定义，学习分析指的是对学生生成的海量数据进行解释和分析，以评估学生学业进展，预测未来表现，并发现潜在问题。数据可以来自学生的显性或隐性学习行为，如完成作业、参加考试、参与课外活动、论坛发帖等。我们借助学习分析技术来为智慧学习评价提供保障。依托学习分析技术实现“计算机网络”课程智慧教学的设计过程是：

（1）收集数据

从学习管理系统中（如我校购买的Blackboard系统）收集学生的行为信息如下载资料的次数、在线学习的活跃时间等；从论坛中收集学习的交流互动数据，如帖子数、互动数、讨论话题的内容等。

（2）处理数据

把学生在Blackboard系统的“计算机网络”教学平台上的学习行为进行量化：如与其他人相比，在本教学网站上学习的时间；登录站点的频率；重犯相同错误的概率等。

（3）进行学习分析

当学生在Blackboard系统的“计算机网络”平台学习的时候，系统能够根据其学习的行为数据，记录学习者的需求。如某个学生在“子网划分”这个知识点上驻足的时间比其他同学显著增长，分析系统即可判定该学生对此知识点要么感到困惑，要么比较感兴趣，则系统快速推荐相关的辅助资源，同时提醒教师适当调整教学。

系统还应该能对每个学习者完成长时间的学习行为记录进行分析，包含社交信息、论坛信息、兴趣方向信息、学习状态信息等，以便进行个性化的推送，个人学习行为状态的追踪和调整等。其学习行为数据量可能会不断增加，可借助大数据分析平台进一步分析。分析过程中可以借助分析软件Gephi、SPSS等，也可根据学校的教学具体情况自行设计开发（如借助开源工具Sakai进行二次开发）。

（4）干预学习者行为

学习分析的结果可用来评价学习者的当前学习状态，系统可同时提供反馈意见，由分析结果判定学习者学习效果的好坏。并在阶段性或最终的学习评估前进行有效干预，有针对性地调整学习内容和方法，如对于学生普遍感到困难“子网划分”的内容进一步组织习题课与实验环节加深认识，从而提高学生的学习兴趣和效果。

4 结束语

本文介绍了实施智慧教育的必要性，结合了不同网络学习管理平台对课程进行了智慧教学的实践尝试。设计并搭建了基于学习分析技术的教学平台，对学生学习方式和评估方式创造出更多的可能性和灵活性，促进教学模式的改变和教学过程的优化。通过对教学系统数据的挖掘与分析，识别学习过程中出现问题的学生，并主动帮助或干预。为学习管理系统提供智能化和自动化的监测和分析手段，减轻教师的工作负担，提高学习者的用户体验。能够引导学习者自我激励和管理，培养良好的学习习惯，同时也在一定程度上提高了教学效果。

[1]柯清超．大数据与智慧教育[J]．中国教育信息化，2013，12 (24)：8-11．[2]云亮，赵龙刚，李馨迟．智慧教育互联网+时代的教育大转型[M]．北京：电子工业出版社，2016．

[3]王济军．大数据与智慧教育智慧教育引领教育的创新与变革-技术与教育深度融合的视角[J]．现代教育技术，2015，25(5)：53-58．

Study on the Reform of Wisdom Education to Promote the Innovation of Teaching

Zhao Zhigang1,2Zhao Zhifang1,*
(1.Zhejiang University of Technology,Hangzhou 310014,Zhejiang; 2.Zhejiang University of Media and Communications,Hangzhou 310018,Zhejiang)

With the advent of the Internet era+,digital education will develop in the direction of wisdom education.Wisdom education will change and innovate the previous learning methods,teaching methods and evaluation methods,and will provide personalized hybrid mode of education for learners.This paper describes the relevant practice of the online wisdom teaching of the computer network course in the Cisco network academy,Baidu cloud classroom and Blackboard system.It points the application of intelligent learning analysis technology in data collection and procession.It also analyses and evaluates the learning behavior of learners and gives necessary intervention to improve teaching effect timely.With the continuouse enrichment of the teaching data in the system,we can give the further analysis with the big data analysis platform to promote the wisdom learning.

wisdom education;teaching innovation;big data;study analysis;computer network course

G420

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1008-6609(2016)03-0020-02

赵志刚，男，河南洛阳人，硕士，讲师，研究方向：计算机应用，教育信息化，复杂网络。

*通讯作者：赵志方，女，河南洛阳人，博士，教授，研究方向：教育信息化，数值仿真。

2015年度浙江省教育技术研究规划课题“大数据时代基于学习分析技术的智慧教学研究”，项目编号：JB031；浙江省自然科学基金“基于已有工程和温度-应力试验的超高掺量粉煤灰常态大坝混凝土早龄期抗裂性研究”，项目编号：LY14E090006；浙江省2015年度高等教育课堂教学改革项目“项目任务驱动”一体化教学法在“计算机网络”课程中的探索与实践”，项目编号：kg2015288；浙江传媒学院2015年度重点课程“网络管理与维护”的阶段性成果，项目编号：AB02970。