基于大数据的教学方法技术研究

摘要：大数据、物联网、云计算、“互联网+”等技术的迅速发展，不断推动教育的创新发展，基于大数据的教育可以理解为教育结合信息科技的产物，它将改变传统的教育模式。探索基于大数据的教育平台应该具有智慧学习、智慧教学、智慧科研、智慧管理和智慧评价等功能，本课题研究基于大数据的教育平台应当包含五种关键性的技术：大数据分析技术、智慧学习环境设计、智能教学方案设计技术、数据推送技术、基于兴趣分析的移动课件制作，由此基于大数据背景下发展出来的教学模式有三种：云班级教学方法、翻转课堂和慕课教学、项目驱动导向教学。

关键词：大数据;教学方法;智慧教育

随着互联网的高速发展，大数据、云计算、物联网等技术不断成熟，快速地推动着教育的不断创新和改革，信息化的现代教育不断被重视，激活学习者的潜能，因材施教，让教具有智慧，让学具有个性，让管理更具效率，让教学评价更精细，这一未来教育发展的目标依托大数据的发展不久将被实现。

智慧教育这一概念是由来自加拿大的专家范梅南提出，目的是解决未来教育以学位中心、真正的因材施教和创造个性化的学习方法等问题。未来的教育与传统教育的理念不一样，智慧教育是以信息化为手段，网络资源为核心的载体，强调教与学的互动，未来教育学生不再是被动灌输知识接受者，同时也是知识的探索者。智能设备的出现，使得学习者可以不受时间和空间的限制来学习，通过云计算技术让教育运用的数据和信息变得非常简单，通过物联网、大数据等新技术，为智慧教育提供了技术支撑，所以智慧教育是教育领域在信息科技发展到一定阶段的必然产物，使未来教育的发展有着全新的变革。

一、智慧教育的概述

智慧教育是指通过信息科技的手段，采用科学的教学方法，令教与学互相促进，提高教育管理的效率，提高学生的成才期望值，培养能够适应未来社会发展的高端人才。它包括了智慧学习、智慧教学、智慧科研、智慧管理和智慧评价等主要内容。

（一）智慧学习

智慧学习除了学习知识本身的内容，还要掌握知识的关联性。在课堂上通过老师的教学学习到书本的知识内容只是学习的基本形式，由于学生存在个体差异，这样的学习无法同时满足学生在个体上领会知识的广度和深度的学习要求，基于大数据的学习平台提供了智慧学习的环境，通过信息科技自主组织学习成为了学习的主流方式。一个方面以丰富的教学资源、精品课程、微课等多种形式的教学资源，形成了立体化的教学平台;另一个方面利用大数据平台作为数据中心、教学网站、手机APP、基于微信开发的公众号和教学群组等提供了多种学习渠道，学习者可以利用碎片式的时间学习，利用云空间可以记录着上一次的学习情况，使得更好的进行下一次学习;第三方面，学习以兴趣和关键词为中心，以技能水平培养为主导，海量的学习资源，主被动学习相互补充，让教学过程更加智能高效，成为真正的智慧学习。

（二）智慧教学

据统计，2020年中国网民的数据将达到11亿，而主要大部分来自于移动互联网的网民，这为未来基于大数据的教育平台提供了发展的条件，移动互联网作为学习者课堂外获取信息和知识的主要渠道，基于大数据的教学能够记录他们学习轨迹、学习时间、学习的内容和方法，教育者能够通过分析学习者的行为和兴趣爱好来制定个性化的教学，通过信息科技的手段把学习内容推送到学习者的移动终端上。智慧教学的教学方式是以学生为主体的，通过多元化的教学方式，多样化的教学方法，激发学生的学习兴趣，不受时间空间的限制，提供丰富的学习资源，突破传统教育的格局限制，以学生为中心，教师为辅导这样的创新学习模式，有效提高学生的自学能力和适应能力，改变传统应试教育带来的负面影响，形成了教、学和资源三方的良性循环。

（三）智慧科研

教学任务、科研任务、文化传承和社会服务是高校教师的职责，教师教学水平的提高不仅仅在教学任务中，通过科研任务也能提高教师的教学能力，基于大数据的教育平台能让教师的科研更为智能。随着社会的生产力逐步先进，社会分工也越来越细，教师的科研方向也逐步收窄，专注研究细微的领域，有利提升教师的科研能力，大数据为教师提供了专业领域的最新动态和未来发展趋势，改变了教师传统的从图书馆获取科研知识，可以通过大数据、云平台获得有权威的科研，工科类的科研可以利用基于大数据的虚拟实验室，轻松的把理论研究化为现实，简化了理论转向实践的步骤，使得科研

（四）智慧管理

基于大数据的教育平台除了可以根据原有的教务系统、学生管理系统、科研管理系统以及上级对教学质量的评价和教学监控系统等形成以图表类的相关的教学质量评价数据外，还能根据需求获取社会外界的反馈信息，从而分析教育培养人才的过程中存在的问题，为各个专业提供准确的发展趋势预测，为决策者提供精准有价值的数据支撑，使得教育未来合理科学的发展。

（五）智慧评价

考试是传统的评价课程效果的方式，这种评价方式存在一定的局限性，因为考试是注重结果，忽略了学习的过程，不能消除传统教育培养出高分低能和投机取巧的学生现象。通过基于大数据的教育平台，把学习过程作为核心，强化过程考试，把整个学习过程作为课程的考核，全程记录学生的学习轨迹，把期末考试划分为课程的多个小考试，利用智慧评价的方式来计算学生学习的成绩，不再以单次考试成绩作为衡量标准，用大数据说话，使得教学考试更加的科学与公正。

二、基于大數据的教育平台技术

在大数据宏观的角度下看，智慧教育是一个系统工程，包括了智能管理、智能交互、个性化教育和可视化分析等技术。学生是学习的中心，教师是教学的引导，大数据是支撑的技术平台，依托信息科技促使教学中师生互动，教学相长以培养学生创新能力为主的全新教学模式，教师不再是单纯的教育工作者，学生也不再是单纯的学习个体，把传统教育过度到智慧教育，我们必须掌握好以下的大数据平台的相关技术。

（一）大数据分析技术

把大数据分析技术应用到教育，目的就是记录学习者的学习过程产生的数据，通过科学的方法对大量数据进行统计分析，评估学习者的学习状态，预测和判断学习者的学习趋势，纠正存在的潜在学习问题，通过大量的数据采集，分析获取到学习者的规律，经过大数据相关的分析算法为学习者推荐出一种最优的学习方案。

（二）智慧学习环境设计

智慧學习环境一般包括了学习的资源、学习的设备、学习群小组和学习方法等，教学在这样的智慧环境下互动，学习的资源可以在云平台，群小组可以通过网络远程交流，教师负责教学的设计、组织、引导和个性化教育。

（三）智能教学方案设计技术

在大数据的环境下，学生获取信息的渠道非常广泛，但是多数是利用碎片时间获取零散的知识，可以提升知识面的广度，但是知识的深度是没有有效的提高，如果要提升专业技能，就需要对教学进行系统化的设计。根据不同的人才培养目标，综合考虑基于大数据教育平台获取关于学习者的学习习惯和兴趣，定制出个性化的培养方案，根据相近专业或技能水平的学生群，组成项目学习群体互补长短，共同交流的学习方案。

（四）数据推送技术

把握好学习者的兴趣与学习规律，通过基于大数据的教育平台、微信公众号向云班级或者学习管理系统推送相关的学习资料，能够精准的把握到学习者的学习兴奋点，是智慧教育平台学习的关键。

（五）基于兴趣分析的移动课件制作

在大数据的时代，信息量呈现爆炸状态，教育领域如何锁定学生的专注力是智慧教育的关键，传统的教育由于教学时间偏长，有专家分析，一般学生专注力不会超过15分钟，所以在短时间内能够吸引学生的注意，就要求教育者能够设计出有趣、简洁、视觉型的课件，为了凸显教学核心内容，教师录制8分钟左右的教学视频为最佳教学时间，还可以利用VR、AR技术，设计出有视觉冲击效果的交互课件。

三、基于大数据的智慧教育应用

（一） 云班级教学方法

传统教育教学过程中，学生上课玩手机令教学效果大打折扣，但是利用云平台，可以将手机作为一个学习工具，那么让学习有事半功倍的效果。云班级的教学方法，就是在基于大数据的教育平台下，让学生在课堂上拿起手机学习，这种教学模式可以让考勤、讨论、练习和作业都在云端进行，学生学习的情况都在教师端呈现，对于课程的管理更加的科学客观，能够提升课堂的活跃度，令教学效果提升显著。

（二）翻转课堂和慕课教学

与传统教学比较，翻转课堂重注的是学生的学习发展，学生是课堂的主导者、老师是起引导作用，教师解决学生疑惑分析并提出问题，学生展开讨论，各抒己见，探索知识真理，寻求问题的最佳解决方案。这种翻转课堂的形式有助于发挥学生的主动性，提高学生自主分析和解决问题的能力。

慕课（MOOCs），是面向世界各地免费开放的，它由视频教学、课程考试和教学互动组成，与传统的教学课堂相比，教学内容更加丰富而且精炼，一般的课程教学时间都控制在15分钟左右，重点分析教学难点和重点，学习者在不受环境和时间的影响下，能够听到最优秀的课程，获得相应的行业证书，成为了这个信息爆炸的时代学习的重要途径。

（三）项目驱动导向教学

项目驱动的教学模式适合导师制的学习方式，依托教师在公司承接项目，边做项目边教学，教师与学生形成学习的共同体，共同完成实践项目，教师设计项目的流程，准备相关材料，指导学生学习分析项目内容，寻找问题的难点和解决方案，然后共同讨论，按项目进度工作，合众人之力完成项目。有利于提高学生的竞赛意识和能力，提升学生的问题解决能力。

四、结束语

基于大数据的教育平台是未来的教育发展之路，同时也面临着各种挑战，本课题立足探索基于大数据的智慧教育的关键技术，讨论智慧教育的学习模式，在信息科技发达的时代下，提出教育的新常态，为将来基于大数据的教育平台打下基础，未来对大数据与教育的融合再作进一步的研究。

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作者简介：

李超宇（1982—），男，广西梧州人，高校讲师，网络工程师，工学硕士，主要从事云计算、大数据与计算机网络方面的研究。

基金项目：

2016年度广西壮族自治区中青年基础能力提升项目“基于大数据的教育技术信息平台的应用研究”（KY2016YB899）