大数据促进师范生信息化教学能力提升研究

张道雪 赵可云

（曲阜师范大学 传媒学院，山东 日照 276826）

大数据促进师范生信息化教学能力提升研究

张道雪 赵可云

（曲阜师范大学 传媒学院，山东 日照 276826）

大数据时代的到来为师范生信息化教学能力的提高提供了新的路径。文章结合大数据的特点，提出了大数据时代信息化教学能力的新内涵及其发展目标，并通过对师范生信息化教学能力的现状和影响因素的分析，进一步建立了大数据环境下集数据采集、处理、分析、应用于一体的提升师范生信息化教学能力的平台，期望能解决师范生信息化教学中存在的问题，为提高师范生信息化教学能力开拓新的思路。

大数据；师范生；信息化教学能力；提升路径

2012年，联合国发布了《大数据促发展 ：挑战与机遇》（Big Data for Development：Challenges & Opportunities）的白皮书，明确提出大数据时代已经来临。这股通过对海量数据进行收集、处理、挖掘、分析来提高工作、学习效率的大数据浪潮，在各行各业中都产生了极大的影响。[1]教育部在2012年4月印发的《教育信息化十年发展规划(2011—2020年)》中提出要把以教育信息化带动教育现代化作为我国教育事业发展的战略选择，大力推进信息技术与教育教学深度融合，实现教育思想、理念、方法和手段全方位创新，还提到要推动信息技术与高等教育深度融合，创新人才培养模式。[2]师范生作为未来教育事业的接班人，其信息化教学能力的强弱直接关系到未来的教育变革。以往的师范生信息化教学能力培养方案中由于有效的人才培养策略不足，致使信息化教学人才的培养效果不佳，师范生信息化教学的实际能力往往达不到学科教学的实际要求。大数据具有容量大、速度快、类型杂和价值大等特点[3]，可以借此系统、准确、全面地分析师范生的学习特点和学习行为。在大数据这一时代大背景下，探索新的师范生信息化教学能力的培养策略非常必要。

一、大数据时代信息化教学能力内涵及其发展目标

（一）大数据时代信息化教学能力的内涵

大数据赋予信息化教学能力新的内涵。大数据时代数据无处不在，而如何将这些杂乱无章的数据收集起来并从中提炼出进一步促进教师教学与学生学习的教学信息，即对教育教学数据进行挖掘与分析，成为大数据时代下教师信息化教学需具备的新能力。另外，将挖掘、分析出来的数据应用到具体的教育教学活动中，进一步提升学生的学习效果，促进学生的发展，即教育教学数据的应用，也是教师在大数据时代所应具备的信息化教学能力。因此，大数据时代的信息化教学能力应是教师借助于现代化的教育教学设备与技术，挖掘并分析教育教学中的数据，在先进的教育教学理念的指导下将这些数据信息应用到具体的教学活动中的能力。

（二）大数据时代信息化教学能力的发展目标

为更好地明晰大数据时代信息化教学能力的发展目标，研究通过在中国知网查阅相关文献，整理分析出了中国、美国等国家关于教师信息化教学发展的项目及目标，如表1所示。

可以看出，各国对教师的信息化教学能力的培养还主要集中在发展教师利用信息技术支持教育教学的过程上，并未体现在教师对于教育教学过程中产生数据的分析与利用上。大数据时代的到来将改变这一现象，数据在教师信息化教学中的作用越来越重要，如何更好地运用这些数据来促进教师的教学将成为教师信息化教学的新能力。因此，大数据时代信息化教学的发展目标应该是鼓励教师运用现代化的技术与设备对教学数据进行挖掘与分析，并运用分析的数据结果开发出更加有效的教学资源，进行合理的教学设计、教学管理与教学评价，进一步促进学生的学习。大数据时代教师的信息化教学能力应主要包括以下几方面。

1.教学数据的分析与挖掘能力

教学数据的分析与挖掘是教师在教学过程中，将学生学习产生的各种有价值的数据收集并整理分析出来，运用数学统计、分析理论与方法和数据挖掘的理论与方法，借助大数据处理技术，分析学习结果、教学内容、教学方法、学习方法、学习资源和教学环境等因素的相关性，来发现学生现行学习中存在的问题，并提出改进意见，同时，还可预测学生未来的学习发展趋势。

2.教学数据的应用能力

教学数据的应用能力是指运用大数据挖掘分析的数据结果开发出更加有效的教学资源，进行合理的教学设计、教学管理与教学评价，使之更好地促进学生学习。教育数据的应用能力主要体现在基于大数据的教学资源开发能力、基于大数据的信息化教学设计能力与基于大数据的教学管理、评价能力等方面。

大数据为教师教学资源的开发提供了充足的、可靠的信息数据。教师可以利用这些数据进行各种教学资源的开发，可以是相应的学习软件，也可以是相应的文字材料；可以是针对群体学生的资源，也可以是针对不同个体学生的资源。教师应该掌握运用教学数据进行教学资源开发的基本能力，将来才能更好地提高教学效率。大数据时代信息化教学设计强调以大数据技术为主要工具,并结合先进有效的教育教学理念,充分利用各种数据资源,对教学过程的各个环节做出安排。利用对大数据挖掘和分析所得到的结果，可以为信息化教学设计的各个环节提供具体、可靠的数据支持，让教师对信息化教学设计的各个环节做出科学的、合理的安排。在教学管理方面，教师可以通过监控视频、各任课教师和自己平时对学生的观察收集数据，然后通过大数据的处理分析，得出学生的性格特点和学习特点，对学生进行个性化的、科学化的管理。在教学评价方面，教师可以借助于教育大数据收集教学过程中学生的相关数据（课堂表现、课后作业、考试成绩等），然后分析出学生的特点，进而做出全面准确的评价。

二、师范生信息化教学能力现状分析

（一）师范生信息化教学中存在的主要问题

笔者以中国知网论文数据库为研究工具，分别以检索项：“篇名”；检索词：“师范生（职前教师）信息化教学能力（教育技术能力）”；匹配：“模糊”的检索方式对师范生信息化教学能力发展问题的研究论文进行了检索，分析总结出师范生信息化教学中在信息素养、教学资源开发、教学设计、教学管理与评价方面存在的主要问题,如表2所示。

表2 师范生信息化教学中存在的问题详尽表

(二)影响师范生信息化教学能力发展的因素

1.师范生的学科观

师范生对信息技术的认识，在教学中运用信息技术的方式、态度及教学方法的应用等，与师范生所拥有的学科观有着不可忽视的联系。[21]有的师范生认为在教学过程中不应使用信息技术，因为它妨碍了教师与学生行为上、思想上的交流。有的师范生则认为在教学过程中应使用信息技术，因为它丰富了教学手段，使教学活动更加形式多样,能够吸引学生的注意力，提高学习效率。但大多数师范生都认为，教学过程中应适度使用信息技术，可以根据教学内容的不同选择是否使用信息技术及使用信息技术的程度。

2.学校教师的示范

“师范”往往把自己在教学过程中使用教学方法和技术的原因归结为“教师的示范”。[22]由于师范生还未走向教师岗位，缺乏教学经验，他们大都是从教师那里学习教学方法，教师在课堂中以有效的方式使用信息技术，师范生在教学中也会使用信息技术，若教师只是以讲述的方式进行教学，那么师范生也可能会以讲述的方式教学。有的师范生甚至还会学习对其留下深刻印象的中小学教师的教学行为，模仿他们进行教学。

3.教学实践的参与

综上所述，诸多学者认为，师范生信息化教学能力存在信息素养有待提高、教学资源开发能力水平不高、信息化教学设计能力亟待提升、信息化教学管理与评价方法欠缺等诸多问题。而现有的教学机制又无法完全解决这些问题，因此迫切需要寻找一种新的教学机制，以期可以解决这些问题。

三、大数据：师范生信息化教学能力提升新路径

(一)大数据为师范生信息化教学能力的进一步提升提供了可能

以往的师范生信息化教学能力的培养多聚焦于宏观层面，教师将一些理论与经验讲授给师范生，进行技术上的培训，然后师范生便参加教学实践。在实践过后能力弱的师范生难以找到具体的原因，不能进行相应的具体训练，而能力强的师范生也不知自己能力的优劣，能力得不到进一步的提升。

大数据具有容量大、速度快、类型杂和价值大等特点。由于师范生比较多且每位师范生产生的数据又很繁杂，要对相关数据进行全面细致的个性化分析是比较困难的，大数据容量大的特点恰可以满足这项要求。大数据对数据处理分析快的特点，可将师范生产生的数据迅速处理分析出来，及时给师范生提供参考，提升师范生的信息化教学能力。师范生产生的数据多种多样，传统的分析方式难以进行合理有效的分析，而大数据却可以将这些类型复杂的数据整合起来，进行有效的分析和利用，整理成对师范生有价值的数据。大数据的这些特点对于进一步提高师范生的信息化教学能力具有促进作用，为提升师范生的信息化教学能力开辟了一条新的路径。

（二）大数据时代提升师范生信息化教学能力的平台构建

1.数据的来源

如图1所示，数据来源主要包括：教学实习、传统课堂、影响因素三个方面。

在教学实习中，数据的输入者有师范生、指导教师、带队教师。师范生将自己在实习中的各种教学、学习行为、所教学生的课堂反映情况等数据输入到平台中。指导教师将师范生实习期间的各种学习行为、实际讲课时的表现行为（如教学过程设计、教学活动的组织、教学内容的信息化呈现情况等）、学生对实习师范生的反映情况等转换为相应的数据输入到平台中。由于带队教师比较忙，无法时刻跟踪师范生情况，但可通过教室监控系统实时观看实习师范生在课堂的表现情况，也可通过抽查实习师范生的某节课来观看其教学表现，将师范生在教学资源开发、信息化教学设计、教学管理与评价三个方面的表现转换为相应的数据输入到平台中。

The design is based on assumption that the upper horizontal line is return line, under horizontal line is operating line.

在传统课堂中，数据的输入者有师范生和教师。师范生将自己的个人信息、各种学习行为数据（包括：学习记录、学习过程信息等）输入到平台中。教师（包括：辅导员及相关课程的任课教师）将师范生的作业完成情况、平时考试情况及课堂表现情况（包括：回答问题情况、听课情况）转换成相应的数据输入到平台中。

影响因素对师范生信息化教学能力的改变起着巨大的作用，对它的数据分析是提高师范生信息化教学能力最有效的凭据。在学科观念方面，可以将师范生的学科观念整理成相关的数据输入到教学平台中；在教学实践方面，首先确定师范生是否参加过教学实践及参加的次数，然后调查其教学实践中在教学资源开发、教学设计、教学管理与评价三个方面信息技术的使用情况并整理成数据输入到平台中；在师范生ET课程学习方面，将ET课程与实际教学的结合情况和ET课程学习内容侧重现代教育技术应用情况转换为相应的数据输入到平台中；在教师示范方面，可将教师在教学资源开发、教学设计、教学管理与评价等方面信息技术的使用情况整理成数据输入到平台中，同时也将教师在课堂上信息化教学的情况整理成数据输入到平台中。

图1 大数据时代提升师范生信息化教学能力的平台

2.数据处理模块

如图1所示，数据处理模块主要包括数据处理、数据挖掘与数据分析，数据经过这一模块处理后就可以分析出师范生的特点及师范生的信息化教学能力情况，然后给出相应的提升方案。同时通过输入的数据情况还可以分析出影响师范生的信息化教学能力的因素，针对这些因素做出相应的改正与提高。

（1）数据处理

教育的海量数据不断产生且种类繁多、结构复杂，格式转换效率低下，需要更先进的技术为数据的采集处理提供支撑。[24]Apache Chukwa是一个开源的用于监控大型分布式系统的数据收集系统，它可以将各种各样类型的数据收集成适合Hadoop处理的文件保存在Hadoop分布式文件系统中供Hadoop进行各种MapReduce操作。该技术可将师范生学习行为中产生的各种数字、符号、文本、图像、音频/视频等信息转换为相应的数据并储存起来。网络数据采集采用的技术基本上是利用垂直搜索引擎技术的网络蜘蛛（或数据采集机器人）、分词系统、任务与索引系统等技术进行综合运用而完成。将师范生在网络训练时产生的各种信息转换为相应的数据存储起来。

（2）数据挖掘、分析

在数据挖掘方面，主要包括两部分内容：一是利用SQL 2005数据挖掘功能，建立对象间的关联模型或决策树，获取大量数据间隐含的知识模式，对影响因素的挖掘可发现影响师范生信息化教学能力发展的具体有利或不利因素是什么。二是海量教学数据的特征检索与匹配，将师范生在学习过程中产生的大量复杂信息进行检索与匹配，如某些师范生的学习行为对于他的信息化教学能力的提升是有利还是不利。[25]

在数据分析方面，采用OLAP（联机分析处理）系统。OLAP系统可以根据分析人员的要求快速、灵活地进行大数据量的复杂查询处理，并且以一种直观而易懂的形式将查询结果提供给教师和师范生，以便他们准确掌握对象的状况，了解对象的需求，快速、有效地形成问题解决机制。

3.数据的应用

由数据分析可以得出师范生在信息素养、教学资源开发、信息化教学设计、教学管理与评价等方面的不足之处。无论是哪一方面，都可以在数据库和平台中找到相应的资源供师范生进行相应的训练，这些资源都是专业的信息化教学人员与组织人员提供的。

在信息素养方面，师范生可通过观看大量学科理论教学视频来弥补自己在信息化教学相关知识和能力上的不足，同时可以提高在信息化学科教学法等方面的能力。平台可进行专题化学习，将相关课程的核心问题形成专题，以作业的形式让师范生完成，不仅锻炼师范生获取、加工、处理与创造信息的能力，而且培养了师范生运用相关知识解决教学中实际问题的能力。

在教学资源开发方面，数据库可以提供大量的学科教学资源，包含典型教学案例、相关网络课程、教师教学课件，可以为教学资源的开发提供各种范例和素材。如果师范生在教学资源开发方面存在不足，可根据平台提供的大量资源进行教学资源的开发学习，积累更多的经验。师范生在参考专业人士的教学资源开发和不断练习的过程中，逐步提升自身的教学资源开发能力。

在信息化教学设计方面，信息化教学能力训练平台配备丰富多样的教学设备，为师范生体验信息化教学过程、设计信息化教学环节提供良好的训练环境。当然，平台中也有专业人员的信息化教学设计案例，以供师范生进行参考。如果师范生在信息化教学设计方面存在不足，可运用平台提供的资源进行练习。师范生选定设备后可在平台中进行教学过程的设计，并进行模拟教学，平台会根据教学过程的设计情况打出相应的分数，并给出改进策略。

在教学管理方面，平台可提供在线交流、视频观看、课件下载、作业提交、单元测验等功能，师范生通过平台提供的功能尝试对学生进行教学管理，逐步建立起有效的教学管理理念。在教学评价方面，平台提供的教学评价视频和课件可供师范生随时下载、随时观看，同时平台提供了教学评价案例，可供师范生进行学习借鉴。此外，平台还提供了形式多样的评价工具（如试卷、问卷、量表等），丰富了师范生的教学评价手段，锻炼了师范生的教学评价能力。

4.监督指导模块

如图2所示，大数据处理平台对数据进行分析，并将分析结果传给教师。教师可根据分析结果发现师范生在信息化教学中的欠缺之处。师范生可通过在线交流、典型案例、课件下载、授课实录等进行信息素养、学习资源开发、信息化教学设计和教学管理与评价等能力的训练。教师可以在师范生训练平台中随时查看师范生在平台上的训练情况，监督每一位师范生的训练，对师范生训练进行指导与评价。当师范生在训练中遇到困难时，也可寻求教师的指导与帮助，与教师进行实时交流。教师也可在平台上根据大数据的分析结果给不同的师范生布置相应的任务，实现个性化教学。在师范生实习期间，实习学校的指导教师也可通过大数据的分析结果对实习师范生进行个性化指导，从而促进师范生的能力提升。指导教师也可到师范生训练平台中查看师范生的训练情况，以便改变指导的方法和策略。

图2 师范生训练平台教师监督指导模块

5.利用大数据提升师范生信息化教学能力面临的挑战

(1)在数据采集的过程中师范生的自觉性比较低

在数据采集时，由于没有教师的实时监督，师范生自觉地将自己的个人信息、学习情况和行为转换为相应的数据输入到平台中，仍然是一个不小的挑战。

(2)教师的数据采集与分析能力比较差

由于大数据的研究在我国还处于起步阶段，因此教师接触的数据采集与分析领域的知识比较少，相应的能力还没得到较好的培训，教师不能科学、准确地收集分析师范生所产生的数据。

(3)在采集的过程中师范生所填数据的真实性难以保证

由于是师范生自己填写的数据信息，无监督人员对其所填信息进行核查，因此无法保证师范生所填信息的真实性。

(4)教育教学中大数据相关技术、人才缺乏

教育的海量信息不断产生，有效的数据分析机制远未形成。基本数据的樊篱，数据库各自封闭，没有形成有效的数据库联结、分析技术。大数据分析人才缺乏，计算机、统计与教学的分离，使得教育中数据处理更是难上加难，而人才培养需要过程。

四、结束语

笔者以大数据相关理论和技术为依托，建立了提升师范生信息化教学能力的新路径，以期对师范生信息化教学能力的提升起到巨大的促进作用。该路径有别于以往的师范生信息化教学能力培养方式，它在对过程性数据积累基础上分析个体师范生的学习特点、学习行为和学习观念，整理出相关数据，经由大数据分析，发现师范生信息化教学能力的优缺点，从而进行有针对性的改进、提升。大数据的研究与应用在我国虽然处于起步阶段，但未来必会成为教育信息化建设中的应用和研究热点之一。借助大数据来提升师范生的信息化教学能力的研究，也必将受到更多专家学者的关注，其在师范生信息化教学能力培养中将起到重要价值作用。

[1]顾小清,薛耀锋,孙妍妍.大数据时代的教育决策研究:数据的力量与模拟的优势[J].中国电化教育,2016，(1)：56-62.

[2]于长虹,王运武.大数据背景下数字校园建设的目标、内容与策略[J].中国电化教育,2013，(10)：30-41.

[3]陆璟.大数据及其在教育中的应用[J].上海教育科研,2013，(9)：5-8.

[4][6][7]王文君,王卫军.国际视野下的教师信息化教学能力趋向[J].电化教育研究,2012，(6)：112-113.

[5][8]崔淼.师范生信息化教学能力实训系统设计[D].长春：东北师范大学,2013.

[9]杨宁.师范生教育技术能力发展：目标层次、影响因素和培养策略[D].长春:东北师范大学，2013.

[10]张瑞.师范生教育技术能力培养策略研究[D].济南：山东师范大学，2013.

[11][19]周素娜.提升师范生信息化教学能力的实践探索[J].中国成人教育,2013，(22)：151-152.

[12]郝金亭.教育信息化环境下师范生教育技术能力培养的思考[J].职业时空,2007，(1)：19.

[13]陈永光.职前教师信息化教学能力培养策略研究[J].中国成人教育 ,2014，(15)：105-107.

[14][20]刘晓龙.师范生信息化教学能力实训支撑环境研究[D].长春：东北师范大学，2013.

[15]何红艳.基于师范生信息化教学设计能力训练系统设计的研究[D].重庆：西南大学，2010.

[16]岳佳丽.基于师范生信息化教学设计能力培养模式的研究[D].重庆：西南大学,2012.

[17]成玲.关于师范生教育技术能力培养的研究[D].兰州:西北师范大学,2007.

[18]曹熙斌.基于视频案例的师范生教育技术能力培养策略研究[J].中国电化教育,2013，(10)：66-69.

[21][22][23]杨宁，包正委，董玉奇.师范生信息化教学能力发展的影响因素模型探析——基于四年级师范类实习生的深度访谈[J].电化教育研究，2014，(5):103-107.

[24][25]赵靖岩，胡振波.大数据环境下高校信息化教学模式研究[J].情报科学,2016，(1)：92-95.

Research on the Improvement of Normal University Students’ Informatizational Teaching Competence Facilitated by Big Data

ZHANG Daoxue,ZHAO Keyun
(School of Communication,Qufu Normal University,Rizhao,Shandong,China 276826)

The advent of the big data era provides a new path for improving normal university students’ informatizational teaching competence.Based on the characteristics of big data,this paper put forward new implications and development goals of informatizational teaching competence facilitated by big data.Meanwhile,through the analysis of the current situation and influencing factors of normal university students’ informatizational competence,a platform for the improvement of normal university students’ informatizational competence was built.This platform synthesized data collection,process,analysis and application in the big data environment.It is hoped that this paper can first help solve the problems existed in normal university students’ informatizational teaching;then,it can find out new ideas to improve normal university students’ informatizational teaching competence.

big data;normal university student;informatizational teaching competence;improvement path

G434

A

2096-0069（2017）05-0028-07

2017-04-10

山东省研究生教育创新计划项目“基于翻转课堂的全日制教育硕士专业学位研究生信息化教学能力培养模式研究与实践”（SDYC15058）；曲阜师范大学教学改革项目“泛在学习环境下师范生信息化教学设计能力培养的探索与实践”（JG05043）

张道雪(1990 — )，男，山东东平人，曲阜师范大学传媒学院硕士研究生，主要研究方向为教育信息化、教师专业发展等；赵可云(1981— )，男，山东昌乐人，曲阜师范大学传媒学院副教授，博士，硕士生导师，主要研究方向为教育大数据、教育信息化、教师专业发展等。

（责任编辑 乔磊）