智慧教育环境下智慧学习空间的应用分析

鄂艳

[摘 要]以智慧学习空间为例，阐述其在数据采集与数据分析方面的优势，以及通过大数据对监测和评价教学、优化学习行为、助力教师发展等方面所发挥的重要作用，提出建设和运用智慧学习空间的策略。

[关键词]智慧教育；智慧学习空间；大数据

随着人工智能、大数据、云计算逐渐进入教育领域，教育信息化迎来了高速发展的春天。2018年，教育部印发《教育信息化2.0 行动计划》，明确提出要加大教育信息化的投入力度，加强顶层设计和工作指导，积极开展智慧教育的创新研究和实践，积极探索智慧教育的先进经验和做法。为此，南京市政府将智慧校园的创建纳入教育民生工程，开启了智慧教育的全面推进工作，致力于通过智慧管理、智慧教学，打造高效、智能的智慧课堂。

一、智慧教育的内涵

信息技术在教育教学中的应用，使传统的“单向式”“注入式”课堂发生了很大转变，使教师的教育理念得到更新，使教学活动呈现出“e时代”的新特征，促进了新技术与教育教学的深度融合。所谓智慧教育，就是指在教育信息化的背景下，依托网络技术，通过智慧教学、智慧管理、智慧服务等数字化平台的构建，在教学中运用数字化、智能化技术，为教师、学生和管理者提供智能分析和决策，拓展教育的时间和空间，提高教育教学质量，促进学生智慧发展。

二、智慧学习空间的发展

教育信息化在我国的发展历经了远程教育、网络教育、数字教育、移动教育、互联网教育等阶段，涌现出慕课、微课、翻转课堂、混合式学习等各有特色的教学方法或形式。慕课是大规模的在线开放课程，可以满足上万名不同国界的人同时学习；微课强调突破重点、短小精悍；翻转课堂打破了课堂的界限，重组教学形式，构建了新型的师生关系，同时“先学后教”也对学生自主学习能力提出了更高的要求；混合式学习则是把多种学习方式与教学方法相融合，尝试在适当的时间用适当的技术为适当的人达成适当的教学目标。

智慧学习空间在智慧教育理念的指导下，依托网络学习平台在学习的各个环节对数据进行智能采集和分析，通过蚁群算法为学生提供最优的学习路径，推送个性化的学习资源，为教师教学提供及时的反馈和精准的学情分析，帮助管理者做出科学决策。智慧学习空间也在网络环境下实施教学，目的也是实现教学效果的最优化。但其数据分析和数据挖掘能力更优于前述其他教学模式，它的学情跟踪特点更有利于个性化教学和分层教学，满足学生的多样化需求，可让学习得到精准补偿。智慧学习空间建立在翻转课堂、数字化学习基础上，是现阶段教育信息化发展的主流方向。

三、大数据支撑下智慧学习空间的教育应用

智慧教育包括智慧教学，智慧教学的核心是智慧学习空间的搭建和应用。以下，是对12所应用智慧学习空间的学校进行系统分析、梳理、对比后所提炼出的共性。

1.关注数据分析，提升教学效率，为教学提供智能决策

大数据拥有体量大、全样本、全过程的特点，通过数据计算和分析，可以对学习者的信息进行深度挖掘，发现个体差异，实现个性化学习。在传统教学中，教师课前凭经验主观判断学情，预设大多从零开始，而按照预设的教学内容和教学难度上课，其实很难满足学生的需求，有的学生“吃不饱”，有的学生“吃不了”，久之，学生的注意力就会分散，养成不专心的习惯。智慧学习空间可以解决这一难题。教师在课前可为学生提供包括各种知识点和重难点的学习单和微课等资源，使预习内容更加生动具体，更便于学生的自主学习。智慧平台将反馈学生自主学习的数据报告，为教师上课提供精准的学情分析，及时调整教学重点和进度。在课中，通过对学生的学习过程进行动态监控和实时记录，教师可以更全面地了解学生的学习情况，为教学提供现实依据，真正做到“因材施教、以学定教”。

例如“组合图形的面积”一课，教学重点是运用“添补求差”“分割求和”和“割补转化”的方法计算组合图形的面积。此前，学生已经通过生活经验对平面图形、组合图形有了一定的认识，掌握了一些解决简单图形问题的方法。教师课前针对本课内容进行了测试，发现学生完全掌握了基本图形的面积公式，基本掌握了重点内容“添补求差”“分割求和”，但对于“割补转化”方法，因其相对抽象，错误率较高，于是教师在课上就分配了较多时间重点讲授这一知识点。同时利用白板的翻转、拖动功能，将不规则图形转化成规则图形，让学生更直观地理解“割补转化”。这种课堂模式，有助于教师及时掌握学情，调整课堂教学内容和重难点，更好地设计课堂教学活动和教学内容。

2.智能数据采集，对教学过程进行动态监測和评价

智慧学习空间的数据采集和分析贯穿整个教学过程，包括课前掌握学情，课中和课后进行数据实时采集、测量与分析。通过课堂练习实时检测，课后作业跟踪评价这种全样本的数据采集，可形成完整的个人学习档案和评价体系，帮助教师发现问题及预测学生表现，通过对学习过程进行有效干预，改善学习效果。

以南京市某学校的学习分析平台为例，该平台可以对某个学生一段时间内的学习情况进行数据追踪和分析，生成相应的成绩分布图，同时也能以班级和年级为单位，分析学生的成绩分布及变化情况（见表1）。

从表中可以看出，该班级数学平均成绩高于年级平均水平；与其他知识点相比，学生对“分数的除法”掌握得不好，教师需要着重讲解和练习；学生B的成绩高于班级平均分，学生A对上述知识点的学习存在困难，学生C出现了退步。由此可知，学生A和C都需要教师及时关注与干预。

3.优化学习行为，为学习者推送个性化学习资源

智慧学习空间的另一重要功能是实时记录跟踪学情和个性化的资源推送，根据学生的学习结果生成数据分析报告，让学生了解易错点，针对薄弱环节进行补偿训练。此外，还能将错题进行重新匹配和典型推送，使学生能够进行有针对性的练习和巩固，有的放矢，达到事半功倍的效果（见表2）。

根据表2，教师可以在平台上选择一周、一月或者近半年时间内的若干知识点，自定义选择0-99%得分率的错题，按照从低到高或从高到低的方式进行补偿训练，选择错题重做和错题拓展两个梯度，对错题多次订正和跟踪，以满足学生的差异化需求，践行个性化学习理念。

4.反思数据报告，助力教师持续发展

数据分析报告所显示的难点或漏洞，就是需要教师在教学中突破的重点。教师要探究学生困难的根源，反思自己的教学，考虑更有效的教学方法，调整新授课等。教师从教中学，从学中教，借此不断自我完善。同时，数据报告的动态推进率也是评估教师教学质量的参考，依据发展性原则持续跟踪班级的成绩走势，分析增长率。这样对于教授不同班型的教师，既兼顾公平性原则，也能调动全体教师的积极性，引导教师向研究型、专家型教师转变。

四、智慧学习空间建设和运用策略

智慧教育环境下的智慧学习空间成效显著，为推动其深化应用和持续发展，还需参考以下建议。

一是做好顶层设计和构架。伴随教育信息化和智慧教育的大力发展，智慧学习空间的功能更加丰富多样，各种极具特色和竞争力的产品层出不穷。市、区和学校管理者在投入建设时，需要结合校情和办学特色引入适合自己的平台，并注重各个平台间的协同应用，减少重复建设，注重实效性。

二是关注优质资源共建共享。优质教育资源的共建共享机制，决定了我国教育信息化的可持续发展，有利于缩小地区差异，促进教育公平与均衡发展。目前，南京市已建成连通国家级和省级资源的服务平台，为教师提供了大量的优质教育资源。完善教育资源平台的管理和激励机制，加强优质资源的合作开发和开放共享，是资源建设的重点。

三是提升教师信息素养。教育信息化的实验项目既需要教师具备较强的学科素养和教学能力，也需要教师拥有较强的信息素养，能对信息进行恰当理解、综合分析和评价运用，借此有效解决教学中的问题，提升教学能力。教育管理部门应为教师提供丰富的前沿报告和培训课程，帮助教师提升信息素养，优化知识结构，不断提升专业能力。

四是加强区域整体建设。各种数字化学习项目在试点阶段，通常都是通过部分学校和部分教师以点带面进行推进，各学校所选取的平台也不统一。以大数据分析为核心的智慧學习空间，以海量数据采集和智能分析为支撑，关键在于数据采集模型既有“量”又有“质”。区域整体建设和布局的优点在于，以统一平台打通区域内大量的基础数据和学生学习行为数据，每一个学生、教师、班级、年级、学科、学校、区域都可视作一个数据采集点，形成海量的、全样本、全过程的数据，即大数据，在此基础上得出的报告，有利于为教育教学提供更精准的决策依据。

随着智慧教育的深入，对于智慧学习空间的应用还要在实践中不断总结经验，推广研究成果，使之在提升教学质量、促进教师发展、培养创新人才等方面发挥更大的作用。

参考文献（编者略）

（责任编辑 郭向和）