大數(shù)據(jù)環(huán)境下智慧課堂平臺建設(shè)的研究

摘 要：本文通過分析大數(shù)據(jù)的概念、特點(diǎn)、作用及社會影響力，設(shè)計出智慧課堂平臺主要模塊構(gòu)成，來研究在此環(huán)境下智慧課堂平臺開發(fā)建設(shè)模式。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；智慧課堂；平臺開發(fā)；模塊構(gòu)成

中圖分類號：G647；TP311.13；G434 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2096-4706（2018）01-0197-02

Abstract：By analyzing the concept，features，function and social influence of big data，design the main modules of the intelligent classroom platform，this paper studies the development and construction mode of intelligent classroom platform in this environment.

Keywords：big data；intelligence class；platform development；module composition

0 引 言

提到“大數(shù)據(jù)”，大家都非常熟悉，它在各個行業(yè)的應(yīng)用逐漸變得廣泛起來。大數(shù)據(jù)（Big data），指在一段時期內(nèi)無法用常規(guī)的工具軟件進(jìn)行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合，是需要新處理模式才能具有更強(qiáng)的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)。而在維克托·邁爾-舍恩伯格及肯尼斯·庫克耶編寫的《大數(shù)據(jù)時代》中是這樣闡釋大數(shù)據(jù)的，它指的是采用所有數(shù)據(jù)的方法，而不是用隨機(jī)分析法（抽樣調(diào)查）?？偨Y(jié)起來大數(shù)據(jù)有4V特點(diǎn)：Volume（大量）數(shù)據(jù)體量巨大；Velocity（高速）處理速度快，1秒定律；Variety（多樣）數(shù)據(jù)類型繁多；Value（價值）合理利用數(shù)據(jù)并對其進(jìn)行正確、準(zhǔn)確的分析，將會帶來很高的價值回報。

隨著谷歌MapReduce編程模式和谷歌文件系統(tǒng)（Google File System（GFS））的發(fā)布，大數(shù)據(jù)不僅是用來描述數(shù)據(jù)的巨量，而且還涵蓋了數(shù)據(jù)處理速度。針對互聯(lián)網(wǎng)上數(shù)據(jù)的增長速度，美國互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心研究表明，每年增長50%，每兩年就會增加一倍，而最近幾年所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)占當(dāng)今世界數(shù)據(jù)總量的90%。并且大數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)量大、查詢分析復(fù)雜等特點(diǎn)。

就目前計算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域來說，大數(shù)據(jù)技術(shù)、大數(shù)據(jù)工程、大數(shù)據(jù)科學(xué)和大數(shù)據(jù)應(yīng)用等領(lǐng)域中，人們談?wù)撟疃嗟膬蓚€領(lǐng)域那就是大數(shù)據(jù)技術(shù)和大數(shù)據(jù)應(yīng)用。再后來就出現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)、平板電腦、移動互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、云計算、PC以及遍布地球各個角落的各種各樣的傳感器，它們這些軟硬件系統(tǒng)設(shè)備哪一個都是數(shù)據(jù)來源或者承載的方式。

那么，大數(shù)據(jù)的作用主要表現(xiàn)在兩個方面，分別是數(shù)據(jù)的分析使用與進(jìn)行二次開發(fā)項目。通過對大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，不僅能把隱藏的數(shù)據(jù)挖掘出來，還能通過這些隱藏的信息。至于對數(shù)據(jù)進(jìn)行二次開發(fā)，在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)項目中被運(yùn)用的比較多，通過將這些信息進(jìn)行總結(jié)與分析，從而制定出符合客戶需要的個性化方案。同時也對社會經(jīng)濟(jì)生活帶來很大的影響。首先，就拿對中國零售業(yè)凈利潤增長的貢獻(xiàn)這一點(diǎn)來說，它對經(jīng)濟(jì)效益推動作用是巨大的。其次，在社會公共服務(wù)領(lǐng)域，大數(shù)據(jù)能夠增強(qiáng)社會管理水平，可有效推動工作開展，提高決策部門的決策水平、服務(wù)效率和社會管理水平，并最終能夠產(chǎn)生巨大社會價值。其實，大數(shù)據(jù)的價值體現(xiàn)離不開高性能的分析工具，有了這樣的工具大數(shù)據(jù)的應(yīng)用才能準(zhǔn)確實施。

鑒于大數(shù)據(jù)的作用、特點(diǎn)及對社會的影響，在此背景下，我們的智慧課堂平臺將會更加充實，更能發(fā)揮它的優(yōu)越性，為課堂教學(xué)和線上線下服務(wù)提供更有力的支持。

1 智慧課堂平臺建設(shè)模式設(shè)計

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步促使智能手機(jī)走進(jìn)了課堂，高校課堂上手機(jī)問題不斷涌現(xiàn)，絕大多數(shù)老師采取杜絕手機(jī)進(jìn)課堂或無手機(jī)課堂的方式來維持正常的課堂秩序。把手機(jī)趕出課堂還是改變教學(xué)模式更新教學(xué)工具是擺在所有高校教師面前的選擇題。著名的“諾蘭模型”認(rèn)為，信息化發(fā)展必須經(jīng)過初始、推廣、控制、集成、數(shù)據(jù)管理和成熟六個階段。從教育信息化建設(shè)的宏觀層面來看，教育信息化已經(jīng)進(jìn)入智能化、開放化和個性化階段，數(shù)字化校園為智慧校園打下了堅實的數(shù)據(jù)平臺基礎(chǔ)，智慧校園正逐步替代數(shù)字化校園。

此次研究是基于智能手機(jī)用于高校課堂教學(xué)的可行性研究，主要目標(biāo)是實現(xiàn)互動學(xué)習(xí)和協(xié)同學(xué)習(xí)以及個性化學(xué)習(xí)，對學(xué)生學(xué)習(xí)過程進(jìn)行實時追蹤和反饋；建立以班級為單位的教育社區(qū)。主要亮點(diǎn)就是：教師使用的電子教材和學(xué)生用的手機(jī)APP在課堂上能實時互動。在功能模塊設(shè)計方面我們要包含以下幾個主要功能：

1.1 智慧管理模塊

該模塊主要實現(xiàn)線上線下的業(yè)務(wù)管理功能，線上讓學(xué)生進(jìn)行課程學(xué)習(xí)、作業(yè)、考勤、各種測試等，如對學(xué)生實時考勤、在線作業(yè)、在線測試、各類信息發(fā)布、評教評學(xué)、成績管理等。線上學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生再利用智能手機(jī)設(shè)備學(xué)習(xí)時會留下不少學(xué)習(xí)行為、偏好和習(xí)慣等數(shù)據(jù)信息，可以說這些數(shù)據(jù)是每個學(xué)生的信息資源。智慧課堂平臺所記錄的行為數(shù)據(jù)對在線學(xué)習(xí)評價非常重要。線下評價依托傳統(tǒng)教室環(huán)境進(jìn)行的課堂教學(xué)，主要針對學(xué)生在實體課堂上的學(xué)習(xí)行為做出的一系列評價。學(xué)習(xí)活動內(nèi)容包括教師講授、合作解決問題、成果展示、問題探索、教師點(diǎn)評等等。在智慧課堂平臺中，課堂自我評價、學(xué)習(xí)狀態(tài)和學(xué)習(xí)成果構(gòu)成了線下評價中教學(xué)評價。自我評價是指對自己學(xué)習(xí)過程的客觀評價。學(xué)習(xí)狀態(tài)主要包括學(xué)生在課堂上的狀態(tài)，即交流、注意力、情緒、思維和結(jié)果這五種狀態(tài)。學(xué)習(xí)成果包括學(xué)生完成的作品、作業(yè)和測試結(jié)果等。

1.2 個性化教學(xué)模塊

該模塊除了常規(guī)的在線答疑、批改作業(yè)，互動課堂等以外，管理者可以通過課堂上教師使用的電子教材以及學(xué)生的反饋信息，再加上使用數(shù)學(xué)模型智能分析其學(xué)習(xí)特點(diǎn)，最終可以提出一些有利于教學(xué)改進(jìn)的個性化方案。這些個性化的方案能夠很好的幫助學(xué)生改進(jìn)學(xué)習(xí)方式，激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

1.3 移動學(xué)習(xí)模塊

目前，手機(jī)、平板等移動設(shè)備的使用率非常之高，移動學(xué)習(xí)模塊為學(xué)生帶來的好處就是即時性，也就是說學(xué)生可以隨時隨地的進(jìn)行學(xué)習(xí)、作業(yè)、考試等等。該功能主要是面向?qū)W生客戶，以此學(xué)生利用手機(jī)終端安裝APP實現(xiàn)實時考勤，隨時隨地進(jìn)行微課學(xué)習(xí)，除了作業(yè)、測試、成績查詢等外，還可以通過搜集到的學(xué)生上課時通過手機(jī)APP和教師的電子教材的反饋信息進(jìn)行綜合數(shù)學(xué)建模分析，量體裁衣智能化制定適合自身的個性化學(xué)習(xí)方案。

1.4 學(xué)習(xí)資源平臺

學(xué)習(xí)資源是師生之間進(jìn)行教與學(xué)活動的基礎(chǔ)，是指在教學(xué)活動過程中所需要的信息資源和實物媒體。這里提到的信息資源主要涵蓋信息技術(shù)、設(shè)備設(shè)施、信息生產(chǎn)者等信息活動要素。實物媒體則具有真實感、空間感和立體感，形象化和直觀化很強(qiáng)，主要說的是在學(xué)習(xí)過程中所使用到的實物、標(biāo)本、模型等。資源平臺是智慧課堂平臺建設(shè)很重要的組成部分，它能為學(xué)生和教師搭起交流合作的橋梁，是各種資源的集結(jié)地。該功能主要實現(xiàn)各類相關(guān)的教學(xué)資源的整合。學(xué)生和教師通過單點(diǎn)接入系統(tǒng)后，可以訪問到各種的教學(xué)資源，如素材庫、試題庫、課件庫、教案庫、微課庫等等，還可以接入到學(xué)院相關(guān)網(wǎng)站鏈接直接訪問學(xué)院發(fā)布的各種信息，如作業(yè)批改情況、考試成績查詢等。

1.5 教育社區(qū)模塊

該模塊主要實現(xiàn)教育教學(xué)社區(qū)化，以實現(xiàn)小團(tuán)體線上討論研究。在這里，大家可以以班級為單位建立起的教育社區(qū)彌補(bǔ)了數(shù)字化校園的缺陷，在此模塊中學(xué)生以及教師可以相互討論，甚至可以發(fā)布自己錄制的學(xué)習(xí)視頻，像是虛擬的一個校園。上課時間在教室，而下課時間就在社區(qū)，打破座位限制，打破班級界限，人人都可以參與進(jìn)來討論。

智慧課堂平臺可以采用“在線教育+在線學(xué)習(xí)”相融合的模式，按照線上線下相互配合的方式進(jìn)行。學(xué)生在在線學(xué)習(xí)活動之前，首先需要在智慧課堂平臺上進(jìn)行注冊，注冊后可通過計算機(jī)或移動終端設(shè)備登錄、并根據(jù)需要選擇相應(yīng)課程資源。這樣以來，智慧課堂平臺根據(jù)學(xué)生注冊的信息，建立其個人風(fēng)格模型。而后，學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)風(fēng)格與選擇課程資源的情況，選擇相應(yīng)的學(xué)習(xí)模式。智慧課堂平臺還提供豐富的教學(xué)互動，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，可以選擇適合自己的學(xué)習(xí)工具和學(xué)習(xí)資源。并且該平臺借助于云計算、大數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)分析等智能技術(shù)，實時跟蹤和記錄學(xué)生的在線學(xué)習(xí)活動，并對獲得的學(xué)生學(xué)習(xí)情況與掌握程度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，向?qū)W生自動推送“定制”的課程資源、個性化題庫以及其它差異化服務(wù)、在線增值服務(wù)等。

2 結(jié) 論

總之，智慧課堂平臺是學(xué)生使用課程資源、學(xué)習(xí)工具、社群交互的平臺。重視以學(xué)生為主體的人的價值回歸、教育資源整合、教學(xué)情境設(shè)置、強(qiáng)化教學(xué)服務(wù)管理等，學(xué)生可以選擇適合自己的教學(xué)活動形式，鞏固與深化線上的學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)習(xí)活動的黏性也會得以增強(qiáng)。這樣以來，將會大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，更好的培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，最終實現(xiàn)全面發(fā)展。

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作者簡介：李高杰（1980-），男，河南商丘人，本科，講師。研究方向：軟件工程、敏捷開發(fā)。