基于轻量级大数据理论的个性化学习平台构建

喻晗

摘要

个性化教学是素质教育的必由之路。随着信息化的高速发展，基于大数据的个性化教学是教育技术发展的趋势，轻量级大数据在有限的数据集中运用大数据理论去寻找信息的规律。其核心思想是依托现有的数据，同时加入一些特定的训练，形成决策信息，通过行动的反馈来验证训练的正确性，进而对训练进行调整，促进教育信息化到智慧教育的快速发展。依托轻量级大数据理论设计的个性化学习平台将真正成为“因材施教”的有力助手。

【关键词】轻量级大数据 个性化教学 个性化学习平台

1个性化教学的重要性

个性化教学是素质教育的必由之路。个性化教学的思想在中国古代最早可追溯到孔子时期，他提出“因材施教”思想，对我国的教育事业发展有着重要的意义。“因材施教”在教学过程中，是一项重要的教学方法和原则。每个学生都存在着不同的性格特点、学习能力、知识水平以及学习素质，在教学的过程中，教师应尊重学生的个体差异，掌握每个学生的特点，了解学生的认知需求，即学生需要学什么，教师便需要教什么，教师起到引导作用，学生则是自主性的学习。

2个性化教学的现状

现今，大部分师生已经深刻认识到个性化教学的重要性，但是在具体的教学过程中会遇到许多困难。高中阶段以前的学生，因其自身心理发育原因，对学习的认识基本停留在勤奋和懒惰、爱学和不爱学、感兴趣和不感兴趣上，对于自己想要什么样的学习方法和学习模式无从表达。而教师在面对较重的教学任务，过多的学生时，不依靠外界帮助，很难针对每一节课去给每一个学生设计不同的教学过程和教学目标，很难做到个体和整体的统一。

其实，这都是大量模糊数据和繁杂数据产生的问题。随着信息时代的到来，教育信息化的引入，为我们解决这些问题带来了契机。

3轻量级大数据理论的应用

3.1个性化学习平台上大数据理论应用的难点

大数据本身是一个比较抽象的名词，狭义上讲大数据是指庞大的数据，这种数据规模巨大，并且繁杂多样，很难直观的看出其中的联系，但是这些数据又是具有一定价值的真实数据。而现在我们提到的大数据，已经不仅仅指向单纯的数据本身了，而是不用抽样调查、随机分析法捷径，把所采用的数据进行数据挖掘、分析处理，提出有用的特征点，从而实现信息的精准推送，为行动提供决策指引。

3.2轻量级大数据理论

轻量级大数据是大数据的一种特例，同样遵循着大数据的思想，在有限的数据集中运用大数据理论去寻找信息的规律。其核心思想是依托现有的数据，同时加入一些特定的训练，形成决策信息，通过行动的反馈来验证训练的正确性，进而对训练进行调整，使计算机系统拥有自我学习的能力。

4基于轻量级大数据理论的个性化学习平台构建

4.1基于数据的个性化学习平台整体框架

首先我们应该明确，数据在整个平台中起到主导作业。因此平台的构建是以数据为导向，为教学提高服务。在设计之初，我们应该抛弃传统的模块界面（例如：主界面、课前资源、教师批改等）设计思想，进而对以数据为核心做整体设计。平台的构建主要有数据采集、数据量化、数据分析、精准推送、数据反馈、训练学习等模式。如图l所示。

4.2数据采集接口

数据采集接口作为整个系统的起始端，应该要求能具有良好的兼容性和可扩展性。例如，能够对接教务系统取得教师和学生的基本信息。同时也能为第三方系统提供服務，例如，能够为第三方软件上传学生课堂成绩提供API。因此，在设计的时候应该采用类似于带有加密的HTTPS Web API技术实现。

要注意的是，作为大数据理论的平台，数据采集接口必须支持数据反馈的回传数据，以使系统能够持续的改进。

4.3数据量化

做为整个系统的核心功能，也是实现轻量级大数据理论的关键点，数据量化解决了两个问题。第一个，将孤立的数据（课堂评价、学生课堂成绩）转化成学生的能力值，为精准推送提供依据。第二个，因为数据量远远没有达到大数据的要求，因此加入了机器训练数据集，这个训练集将融合学生的能力值，共同运算产生精准推送的结果。在设计数据量化模块中，必须注意的是，学生能力值的属性选择，例如包括学习能力、认知能力、协作能力、记忆力、沟通能力等等。

4.4精准推送

平台可以把根据数据分析的结果，分别给指定的学生不同的学习资源和学习目标，因材施教地培养学生，教师可以不再根据学生的基础花费大量时间来设计适合每个学生的教学

4.5数据反馈

数据反馈的作用是将整个系统形成一个环路，即所有的数据都是有联系有价值的，不产生信息孤岛。部分数据直接送入数据采集接口进入系统，而与预期偏差的结果将送入训练学习模块进行分析，持续改进训练数据集。

4.6训练学习

在前面我们已经讲述了，自适应系统的优势所在，训练学习模块将使系统拥有自我学习的能力，通过偏差与修正，系统能够将反馈的数据进行分析，然后持续改进训练数据集，来实现轻量级大数据理论的应用。在设计训练学习的模块中，我们可以界面成熟的人工智能算法，同时这部分算法也是一个重要的研究方向。

5结束语

从教育的发展来看，个性化教学是发展的必然趋势。在告诉发展的信息时代，基于大数据的个性化教学是教育技术发展的趋势，利用轻量级大数据理论，充分使用了大数据的优势，同时也规避了数据过少的问题，对学生数据进行量化分析，再预测出适合学习者发展的个性化学习时刻跟随学习者的动态，不断地反馈给教师，不断的产生数据接收数据，整个系统形成一个良性发展的回环，从而优化学习效果，促进教育信息化到智慧教育的快速发展。

参考文献

[1]林子雨，大数据技术原理与应用[M]，人民邮电出版社，2017.

[2]朱洁，大数据架构详解：从数据获取到深度学习[M].电子工业出版社，2016.

[3] Mahmoud Parsian.数据算法：Hadoop/Spark大数据处理技巧[M].中国电力出版社.2016.