大数据背景下高校信息化教学模式的创新路径研究

余丹 李光红 魏星星

【摘  要】 教育信息化是当今教育改革与发展新的着力点，能够有力推动我国教育现代化的进程。为此，高校要扛起新时代追赶超越的历史使命，不断创新信息化教学模式、提升教育质量、优化教育生态。基于当前高校在信息化教学过程中存在的问题，文章认为应通过模块构建、大数据成果运用、个性化教育实施、育人环境塑造等措施为高校的信息化教学强基固本，推动高校发展行稳致远。

【关键词】 大数据；信息化教学；个性化教育；创新路径

一、研究背景

构建信息化教学模式是大数据时代高校教学开展的基础，是培养新时代信息化卓越人才的重要途径。国务院2015年8月印发《促进大数据发展行动纲要》的通知，探索发挥大数据对变革教育方式、促进教育公平、提升教育质量的支撑作用。这表明国家对高校信息化教育给予了高度重视和大力支持，也为高校创新信息化教学模式提供了行动指南。如今，教育信息化已进入2.0时代，以大数据为代表的科学技术正以前所未有的磅礴之势席卷全球，赋能各行各业快速发展，特别是大数据技术以“群体画像”与“个体肖像”融合的方式将传统教学与现代教学的优势有效融合，实现了精准施策，摆脱了以往信息化教学的各种桎梏，开创了信息化教学模式新局面，能最大限度地提升高校信息化教育教学质量，故而高校需乘着时代发展的东风，利用大数据建立符合自身实际的信息化教学模式。

二、大数据背景下高校信息化教学模式存在的问题

（一）全方位的信息化教学模块尚未建立

高校要充分激发大数据发展对教育的革命性影响，利用大数据技术突破时空限制、快速复制传播、呈现手段丰富的独特优势开展信息化教学模式的探索，其中利用大数据构建全方位的信息化教学模块是首要之举，即架构好存在于高校信息化建设各个方面的采集模块、处理模块、挖掘分析模块及应用模块，做好顶层设计，夯实运行基础，实现未来信息化教学和管理的有条不紊。但是目前部分高校模块架构不健全，比如在采集模块就出现了瑕疵，注重收集个体层（学生、教师的个人信息）、课程层（电子教材、课程信息、考核记录等）的数据，对区域层和国家层的教育数据收集较少，导致教学决策和管理决策缺少大局意识。有的高校甚至没有建立分析模块，缺乏对数据的甄别和判断，反而造成了信息成本的增加。

（二）大数据科技成果的运用还不充分

大数据是一种数据集合，要利用其创造新价值、提升新能力就需要依托大数据相关技术对信息进行处理、分配、存储和感知。与大数据密切相关的技术包括云技术、分布式处理技术、存储技术和感知技术等，通过这些技术成果的熟练运用实现大数据赋能高校信息化教学模式的构建，缺少任何一项技术成果都是不可行的。目前许多高校受制于各种主客观条件，对大数据及其相关技术缺乏深度认知，大数据的运用停留在表面，没有充分发挥相关技术的支撑作用，造成大数据背景下学校的信息化建设步伐缓慢。比如对感知技术的运用还不到位，许多高校的学生考勤依然采用手签方式，如果采用人脸识别打卡、指纹识别打卡或者坐标定位打卡方式，不但能避免代签情况，而且能从获得的数据中了解学生当天身体状态和情绪状态，有利于学生管理。

（三）个性化差异化教育还未实现

大数据时代背景下，高校信息化教学模式的优势在于突破了以往的经验主义教学模式，改变了以书本、教案为主导的现状，更加尊重学生的主体地位，尊重学生差异，强调按需学习，以个性化和差异化的精准教学成为高校提升教学质量的关键所在。部分高校困囿于传统教学还未能真正实现个性化差异化教学，没有将学科的实际情况与大数据运用结合起来，造成信息化教学的功效难以显现，为此，当务之急是结合学科实际情况构建大数据应用场景，实现个性化、差异化教学。

（四）信息化育人环境亟待优化

信息化教学模式的建设需要营造氛围浓厚的信息化育人环境，通过专业的信息化教学设施、信息素养高的教师团队、与优质外部资源的合作以及塑造良好校园文化为高校的信息化教学创造良性育人环境。诸多高校当前存在重大数据信息化教学设施建设、轻软文化塑造的情况，教师团队综合素养也不高，造成了信息化教学失了魂、少了力。比如一些教师在开展教学工作时，一方面不注重对学生相关数据的收集，导致备课内容缺乏新意、没有针对性，另一方面，由于对相关设备操作不熟悉導致课堂时间的浪费，影响了上课效率。

三、大数据背景下高校信息化教学模式创新路径

（一）不断完善模块构建，夯实信息化教学基础

其一，架构采集模块。对校园数据的采集要做到全面、完整、多维，不能顾此失彼，主要包括五个层次。一是个体层，即学生、教师的个人基本信息，学习和教学过程等；二是课程层，即相关课程基本信息、授课教师讲课过程、课程考核信息、各种电子教材和课件等，方便对教学效果进行评估；三是学校层，即校方各项教学决策产生的影响，便于未来进行科学调整；四是区域层，即尽可能地实现高校所在区域内众多教育资源的共享；五是国家层，即采集国家有关教育发展的数据。

其二，架构处理模块，采集来的数据并非全都是有效数据，需要进行合理处理，各大高校要对数据进行过滤，并对各类数据进行分类处理，采用HDFS技术存储半结构化数据和非结构化数据，采用RDBMS技术存储机构化数据。

其三，架构分析模块，数据的分析是关键，是开展信息化教学的前提。各大高校要对有效数据进行特征检索和数据匹配，同时进行分析计算，挖掘出数据之间暗含的关系，以利于做出科学决策。

其四，架构应用模块。大数据的核心在于应用，利用数据实现个性化教学和精细化管理就是应用模块的作用，各大高校要将决策制订、课程管理、教务服务、校企合作、校际合作等嵌入应用模块，真正发挥数据的价值。

（二）运用大数据科技成果，促进智慧教学管理

高校要对大数据及其相关技术有深度认知，推动大数据的分析与运用，构建符合自身实际情况的信息化教学模式，实现智慧教学与管理。

其一，健全基于大数据的相关规章制度。传统的教学规章制度已经不能适应大数据时代的发展，各大高校要建立健全管理制度、用人制度、评估考核制度和奖惩制度，将信息化教育工作纳入章程，通过健全管理制度实现各部门之间分工明确、责任清晰，完善机构设置、职责运行和权限划分。通过健全用人制度筛选信息化素养较高的教师，通过健全评估考核制度对教学工作进行掌握，通过奖惩制度防止出现部分工作人员滥用和泄露数据侵犯学生隐私和权益的行为，保证数据安全。

其二，完善基于大数据的课程体系。要通过分析大数据了解社会就业、学术前沿、当代学生学习习惯，适时调整课程设置，保证课程体系的与时俱进。比如奥斯汀佩伊州立大学利用大数据建构的学位罗盘个性化课程推荐系统，实现了人性化课程推送。系统会全面收集学生的历史学习数据，与毕业生、高年级学生的相关数据进行比对，推测出该学生可能获得的成绩，充分结合该学生的专业要求和就业前景，为其提供个性化的课程推荐表，这就为我国高校的信息化教学提供了可借鉴的方法。

其三，借鉴翻转课堂模式，打造大数据教学课堂。学生利用高效信息化平台进行课前预习，在此过程中平台收集到学生的预习情况，通过停顿时间和次数、重播次数和节点等形成分析报告，使教师在课堂上能够精准教学，避免重复劳动。建立基于大数据的高效阅卷系统，掌握学生的知识难点和痛点，不断提升教学质量。通过翻转课堂这种教学模式，将理论知识、实践教学、工作岗位实践融为一体，这也是大数据时代高校培养技能型人才的重点。

（三）尊重学生主体地位，实现个性化教育

大数据的运用使得教育从“静态”转向“动态”，从普适化转向个性化，从“用经验说话”转向“用数据驱动决策”，高校要深入挖掘不同学科的特点，构建大数据应用场景，实现信息化教学。

其一，基于学情数据实现精准备课和个性化教学。以往的教学大纲经年不变或者变动不大，导致教师的备课笔记也常年不变，长此以往就导致了以教师为主而非以学生为主的教学模式。为此，当下各大高校需要利用大数据获取学生个性化画像，结合学情和学生需求为每个学生量身设计教案，避免千篇一律的备课笔记，实现精准备课、因材施教，最大限度地调动学生学习的积极性和主动性。

其二，构建基因级知识图谱，形成动态化个性知识结构树。即将传统静态的课堂板书升级为动态的、可视化的、互动性强的网络知识结构图。具体而言，每一门课程代表一棵知识树，树干代表基础知识，树叶代表重点知识，树干和树叶内含教师讲解、相应题库、试卷、互动版块等内容，学生可以点击所有树干和树叶开展学习、进行测评、提出疑问。根据学生的知识掌握程度，树干、树叶呈现出不同的成长状态，换言之，学生在这一过程中栽种属于自己专属的知识树。学生能够根据知识树的生长状态找到自己的短板，自适应调节学习节奏，教师也能够一目了然地发现学生在学习过程中遇到的难点，进行有针对性的讲解和疏导。

其三，建立基于大数据的学生评价体系。学生的成长是一个动态的过程，以往注重结果导向的静态评价不能完全反映学生的整体素养，需要利用大数据实现注重过程导向的动态评价，以维护教育生态。要为每一个学生建立数据档案，采集、分类、储存学生学习和成长数据，形成思想道德、学业水平、身心健康、艺术素养、社会实践、个性发展等多个维度的内容库，建立多方位、多领域、多层次的评价标准，并且不断追踪数据，完善学生画像，形成科学有效的评价体系。

（四）优化多方资源，构建信息化育人环境

针对当前许多高校信息化教学模式建设过程中忽视软环境塑造的问题，有必要以问题意识为导向补足短板，优化多方资源建设，构建信息化育人环境，以此涵养师生的信息化素养。

其一，专业的信息化教学设施建设是基础。所谓“工欲善其事必先利其器”，完备的现代化信息教学设施是开展信息化教学的基础。高校要根据自身实际情况完善教学设施，为信息化教学工作夯基固本。近年来，我国高校纷纷为促进信息技术与教育教学深度融合，不断完善信息化教学设备，部署了智能音频系统、智慧交互白板系统，建设了多间智慧教室，更新了激光投影机和玻璃纤维幕布，为信息化教学工作打好了基础。此外，在信息化建设中，高校还应注重构建起运行稳定的校园网络，并提供配套信息服务，为学生开展个性化学习资源推送和学习路径导航，营造起优质的教学、科研环境。

其二，信息素养高的教师团队是核心。一方面，高校要加強教师培训，“引进来”优秀教师和行业翘楚开展交流讲座，校内教师“请出去”进行深造和研学，培养出有数据收集意识、数据分析能力，数据运用水平高的教师团队。另一方面，应积极感知教师的学习需求，注重实践性知识、条件性知识、本体性知识的培养，使教师兼具信息检索能力、知识推理能力和特定知识聚合能力，以此更好地承担起“传道受业解惑”的时代重任。

其三，与优质外部资源的合作是关键。信息化教学工作的开展离不开与外部资源如其他高校、当地企业的合作，实现多种资源的合作与共享方能推动信息化教学的深度纵深发展。例如，近些年陕西省不断推动建成了全省高校和公共、科研三大系统图书馆联盟文献资源的共建共享机制，打破了校与校之间的围墙，打通了馆与馆之间的壁垒，实现了资源的互通有无，为全省高校的信息化教学提供了极大便利。

其四，塑造良好校园文化是灵魂。高校除了要塑造信息化教学相关制度文化以外，还需要加强宣传。展示教学过程和成果使全校师生沉浸在信息化发展的情境中。要通过校报校刊、文化墙、展板、官网、微信、微博等宣传大数据背景下信息化教学的相关内容、教学成果，使师生在增强理解、体会成果的基础上增强运用能力。

参考文献：

［1］ 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，2016，34（01）：92-95+103.

［2］ 丛亮. 大数据背景下高校信息化教学模式的构建研究［J］. 中国电化教育，2017（12）：98-102+137.

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