智慧教育推動教學創新變革的研究

趙志剛 趙志方

（1.浙江工業大學，浙江 杭州 310014；（2.浙江傳媒學院，浙江 杭州 310018）

智慧教育推動教學創新變革的研究

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（1.浙江工業大學，浙江 杭州 310014；（2.浙江傳媒學院，浙江 杭州 310018）

隨著互聯網+時代的到來，數字化教育將會向智慧教育的方向發展，智慧教育將會變革和創新以往的學習方式、教學方式和評價方式，智慧教育為學習者提供了個性化的混合式教育模式。本文介紹了我院“計算機網絡”課程在思科網院、百度云課堂、Blackboard系統中開展在線智慧教學的相關實踐，特別指出了借助智能化的學習分析技術來收集、處理教學數據，分析評估學習者的學習行為并進行必要的干涉，以便及時提高和改進教學效果。隨著系統中教學數據的不斷豐富，可借助大數據分析平臺進行進一步地分析以促進智慧學習。

智慧教育；教學創新；大數據；學習分析；計算機網絡課程

1 智慧教育的意義

智慧教育的本意是應用新一代信息技術，變革今天依然停留在工業時代的“教學工廠”式學校教育，提升教育系統的效率和智能化程度，為信息社會培養適應時代發展的人才。智慧教育的目標是提高教學、科研、管理的水平與效率，培養學習者的自學能力和創新能力。當前教育云計算搭建了智慧教育的基礎架構，大數據推動智慧教育實現個性化教學，移動互聯網使智慧教育邁向互動、物聯網使智慧教育智能化。許多國家已將智慧教育作為其未來教育發展的重大方向，數字教育轉型智慧教育已是全球教育發展的趨勢。

2 智慧教育的創新價值

2.1 創新學習方式

智慧教育教學，將會與傳統的高校課堂學習共存，并起到有益的補充作用。目前，世界上知名大學（如斯坦福、清華等）和一些先進的教育培訓機構相繼進行了大規模網絡開放課程的嘗試，越來越多的學生可以自己加入所喜歡的課程進行個性化學習、社交化學習，并取得有價值的等同于學分的相應認證，這顛覆了傳統的學習方式，這是一種集網絡學習、協作學習與課堂學習為一體的混合型的學習方式。

2.2 創新教學方式

在智慧教育時代，學生的多空間學習行為增多，體現在使用網絡或移動互聯網終端查閱及搜索資料、下載應用、閱讀文獻，教師的教學主導角色也要積極適應這種變化。教師應拓寬自身知識水平，為學生自主課外學習提供必要的幫助。項目式研討式的教學模式也可借鑒。教師還可以對學生的學習情況進行持續跟蹤，獲得相應的數據，其中包含學習者之間的互動數據以及學習者與教學資源間的互動數據，教師把這些數據應用到傳統教學中以隨時改進和提高教學效果。

2.3 創新評價方式

在課程評價上，摒棄教師主觀印象的及靠考試分數定終身的考核評價方式。可借助基于大數據技術的智能化的學習分析技術，對學生的能力與知識建構進行評價，力求為學生提個性化的學習體驗，并評估制定的學習計劃是否能有效幫助學生加強學習，及時發現教學過程中可能存在的問題并及時干預，從而實現“智慧化”評價。

3 智慧教學設計及實踐

3.1 思科網絡技術學院課程

思科網院在全球擁有萬所學院，支持全球百萬名學生同時在線學習。思科網絡學院采用靈活的E-learning教學方式，最新推出的基于云的交互式學習環境NetSpace能夠支持移動終端的訪問。配合最好的Packet Tracer仿真軟件，每個課程在規劃的開始即設定了相應的實戰練習。使用以ELearning為核心的思科網絡技術學院在線系統（Netspace），教師和思科可以在線評估學生成績表現，并隨時做出恰當的調整，以便更加符合教學的實際需要。我院把思科的CCNa認證和網絡課程的教學進行結合，在教學方式上打破了理論教學和實踐教學分離的傳統教學模式，在同一課堂上同時完成理論和操作教學，學生邊學邊練，通過實際操作增強了其對網絡理論的理解，也增強了應用能力。考核方式上，引入實際操作考試。這種模式大大提高了學生的實際動手能力。Netspace系統借助追蹤學生通過本學期CCNa的數目（〉=75分）、活躍的學生數量（過去1年里，完成至少一次章節測驗的學生人數）以及學生的反饋來統計分析這個在線課程的質量。教學過程中引入Cisco aspire，進行游戲化教學，提高學生的興趣。

3.2 網易云課堂課程

鼓勵學生注冊網易云課堂，或下載手機aPP進行隨時的學習。這個在線教育平臺基于云技術，為用戶提供個性化教學服務，在每個人的課堂里面包括“在線的課程”、“收藏的課程”和“已完成的課程”三個服務，記錄用戶的終生學習行為數據。云課堂的筆記服務，記錄了學習者重要的學習行為習慣。云課堂的“問答”服務使用戶在學習的全過程中，對課程的難點和疑點進行提問，并及時得到回答，這項功能滿足了在線學習的社交需求。學生在云課堂上完成作業、測試，查看幫助、獲得求助、進行模擬實驗，享受類似于現實中的學習體驗。

3.3 BlackBoard系統課程的擴展

我院的各項課程都借助學校引進的Blackboard學習管理系統展開，首先把課程-“計算機網絡a”的各種教學資源放在網上讓學生課余輔助學習，Blackboard學習管理系統只有簡單的分析功能，根據Johnson等學者對學習分析技術的定義，學習分析指的是對學生生成的海量數據進行解釋和分析，以評估學生學業進展，預測未來表現，并發現潛在問題。數據可以來自學生的顯性或隱性學習行為，如完成作業、參加考試、參與課外活動、論壇發帖等。我們借助學習分析技術來為智慧學習評價提供保障。依托學習分析技術實現“計算機網絡”課程智慧教學的設計過程是：

（1）收集數據

從學習管理系統中（如我校購買的Blackboard系統）收集學生的行為信息如下載資料的次數、在線學習的活躍時間等；從論壇中收集學習的交流互動數據，如帖子數、互動數、討論話題的內容等。

（2）處理數據

把學生在Blackboard系統的“計算機網絡”教學平臺上的學習行為進行量化：如與其他人相比，在本教學網站上學習的時間；登錄站點的頻率；重犯相同錯誤的概率等。

（3）進行學習分析

當學生在Blackboard系統的“計算機網絡”平臺學習的時候，系統能夠根據其學習的行為數據，記錄學習者的需求。如某個學生在“子網劃分”這個知識點上駐足的時間比其他同學顯著增長，分析系統即可判定該學生對此知識點要么感到困惑，要么比較感興趣，則系統快速推薦相關的輔助資源，同時提醒教師適當調整教學。

系統還應該能對每個學習者完成長時間的學習行為記錄進行分析，包含社交信息、論壇信息、興趣方向信息、學習狀態信息等，以便進行個性化的推送，個人學習行為狀態的追蹤和調整等。其學習行為數據量可能會不斷增加，可借助大數據分析平臺進一步分析。分析過程中可以借助分析軟件Gephi、SPSS等，也可根據學校的教學具體情況自行設計開發（如借助開源工具Sakai進行二次開發）。

（4）干預學習者行為

學習分析的結果可用來評價學習者的當前學習狀態，系統可同時提供反饋意見，由分析結果判定學習者學習效果的好壞。并在階段性或最終的學習評估前進行有效干預，有針對性地調整學習內容和方法，如對于學生普遍感到困難“子網劃分”的內容進一步組織習題課與實驗環節加深認識，從而提高學生的學習興趣和效果。

4 結束語

本文介紹了實施智慧教育的必要性，結合了不同網絡學習管理平臺對課程進行了智慧教學的實踐嘗試。設計并搭建了基于學習分析技術的教學平臺，對學生學習方式和評估方式創造出更多的可能性和靈活性，促進教學模式的改變和教學過程的優化。通過對教學系統數據的挖掘與分析，識別學習過程中出現問題的學生，并主動幫助或干預。為學習管理系統提供智能化和自動化的監測和分析手段，減輕教師的工作負擔，提高學習者的用戶體驗。能夠引導學習者自我激勵和管理，培養良好的學習習慣，同時也在一定程度上提高了教學效果。

[1]柯清超．大數據與智慧教育[J]．中國教育信息化，2013，12 (24)：8-11．[2]云亮，趙龍剛，李馨遲．智慧教育互聯網+時代的教育大轉型[M]．北京：電子工業出版社，2016．

[3]王濟軍．大數據與智慧教育智慧教育引領教育的創新與變革-技術與教育深度融合的視角[J]．現代教育技術，2015，25(5)：53-58．

Study on the Reform of Wisdom Education to Promote the Innovation of Teaching

Zhao Zhigang1,2Zhao Zhifang1,*
(1.Zhejiang University of Technology,Hangzhou 310014,Zhejiang; 2.Zhejiang University of Media and Communications,Hangzhou 310018,Zhejiang)

With the advent of the Internet era+,digital education will develop in the direction of wisdom education.Wisdom education will change and innovate the previous learning methods,teaching methods and evaluation methods,and will provide personalized hybrid mode of education for learners.This paper describes the relevant practice of the online wisdom teaching of the computer network course in the Cisco network academy,Baidu cloud classroom and Blackboard system.It points the application of intelligent learning analysis technology in data collection and procession.It also analyses and evaluates the learning behavior of learners and gives necessary intervention to improve teaching effect timely.With the continuouse enrichment of the teaching data in the system,we can give the further analysis with the big data analysis platform to promote the wisdom learning.

wisdom education;teaching innovation;big data;study analysis;computer network course

G420

a

1008-6609(2016)03-0020-02

趙志剛，男，河南洛陽人，碩士，講師，研究方向：計算機應用，教育信息化，復雜網絡。

*通訊作者：趙志方，女，河南洛陽人，博士，教授，研究方向：教育信息化，數值仿真。

2015年度浙江省教育技術研究規劃課題“大數據時代基于學習分析技術的智慧教學研究”，項目編號：JB031；浙江省自然科學基金“基于已有工程和溫度-應力試驗的超高摻量粉煤灰常態大壩混凝土早齡期抗裂性研究”，項目編號：LY14E090006；浙江省2015年度高等教育課堂教學改革項目“項目任務驅動”一體化教學法在“計算機網絡”課程中的探索與實踐”，項目編號：kg2015288；浙江傳媒學院2015年度重點課程“網絡管理與維護”的階段性成果，項目編號：AB02970。