基于大數(shù)據(jù)的智慧教學(xué)研究

劉亮 楊文杰

對于以教師為中心的傳統(tǒng)教學(xué)模式而言，它顯然存在著弊端。為了提升教學(xué)質(zhì)量，以新型教學(xué)平臺上的大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，創(chuàng)建出了以大數(shù)據(jù)為核心的智慧教學(xué)模式，這個平臺不但可以儲存教師的授課中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，還可以儲存學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)，然后利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)從而對這些數(shù)據(jù)進行挖掘分析，從而對教師的授課與學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進行分析評價，并做出預(yù)測。從而實現(xiàn)智能與高校的教學(xué)模式；根據(jù)大數(shù)據(jù)分析評價后，為學(xué)生們推薦個性化的知識推薦，從而實現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)模式。

1 引言

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，新型教育模式的不斷改革，許多新的教學(xué)模式都隨之出來了，例如：慕課、微課以及翻轉(zhuǎn)課堂等，其學(xué)習(xí)工具也由傳統(tǒng)的黑板發(fā)展到以互聯(lián)網(wǎng)、云計算移動平臺等，對于基于大數(shù)據(jù)的智慧教學(xué)模式的本質(zhì)是“學(xué)”而不是“教”。但是，對于其教學(xué)模式的改革而言，也比之前的傳統(tǒng)模式更加復(fù)雜也更加不確定，此外，這些新的教學(xué)模式對于老師的要求也在逐漸提高，需要教師在其課堂中體現(xiàn)出創(chuàng)造性高效性以及互動與智慧性。對于這種基于大數(shù)據(jù)的智慧教學(xué)模式而言，所采用的教學(xué)工具會在教學(xué)過程中產(chǎn)生大量的教學(xué)與知識數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)主要包括：視頻、文本、圖片等，因此，就如何利用大數(shù)據(jù)技術(shù)解決智慧教學(xué)問題則顯得十分重要。

2 智慧教育的內(nèi)涵

2.1 智慧教學(xué)

對于智慧教學(xué)而言，它是以學(xué)生為中心的一種教學(xué)模式，利用多元取向激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機，可以讓學(xué)生任意時候接觸到學(xué)習(xí)入口，并且為他們提供豐富的學(xué)習(xí)資源，進而突破傳統(tǒng)教學(xué)中的局限性。因此，對于基于大數(shù)據(jù)的智慧教學(xué)而言，它不再局限于教材與教室等有限資源，學(xué)生們可以利用電子書包進行廣泛閱讀文獻，從而形成自己的學(xué)習(xí)導(dǎo)向興趣，并結(jié)合個人的個人情況，依托智能教室與大數(shù)據(jù)平臺，從而建立以學(xué)生為主體老師為指導(dǎo)的新型智慧教學(xué)模式。

2.2 智慧學(xué)習(xí)

對于智慧學(xué)習(xí)而言，主要指的是學(xué)生獲取專業(yè)知識的關(guān)聯(lián)性。對于課堂和書本而言，它是學(xué)生學(xué)習(xí)的基本方式，學(xué)生通過教師的教授只能夠掌握本專業(yè)最普通的內(nèi)容，然而對于專業(yè)深度以及廣度卻不能滿足學(xué)生的未來職業(yè)發(fā)展，因此，對于基于大數(shù)據(jù)的智慧教學(xué)模式而言，它為學(xué)生學(xué)習(xí)提供了一個海量資源平臺，學(xué)生可以自行組織學(xué)習(xí)從而獲得專業(yè)知識。

2.3 智慧科研

對于高校教師而言，他們承擔(dān)著教學(xué)、科研、社會服務(wù)以及文化傳承等重任，因此，提升夠高校教師的科研水平不但能夠滿足教師的自身發(fā)展，還能夠提升教師的授課水平，因此，記基于大數(shù)據(jù)平臺能夠幫助高校教師的科研智能化。對于大數(shù)據(jù)平臺而言，它能夠為教師們提供最新的行業(yè)動態(tài)發(fā)展以及預(yù)測其發(fā)展趨勢，還能夠定制行業(yè)新聞與參考文獻，這能為課題組提供便利，從而省去頻繁進出圖書館。

3 基于大數(shù)據(jù)的智慧教學(xué)模式的實施方案

3.1 智慧教學(xué)模式目標(biāo)

對于基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的智慧教學(xué)模式而言，其總體目標(biāo)是實現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)目標(biāo)，從而更好的幫助老師與學(xué)生之間高校且智能化的完成教學(xué)任務(wù)，教師提供大數(shù)據(jù)分析技術(shù)得到相關(guān)數(shù)據(jù)，為學(xué)生定制個性化的知識推薦，從而為教師的智慧化教學(xué)提供幫助。

3.2 智慧教學(xué)模式內(nèi)容

對于智慧教學(xué)模式的內(nèi)容而言，它是基于大數(shù)據(jù)平臺，從教師的新型教育模式產(chǎn)生的大量教學(xué)數(shù)據(jù)入手，然后利用數(shù)據(jù)分析對該數(shù)據(jù)進行初步統(tǒng)計分析，然后選擇學(xué)習(xí)過程中所需要的重要數(shù)據(jù)并結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘與AI算法，構(gòu)建基本的學(xué)習(xí)模型，然后將基本學(xué)習(xí)模型的學(xué)習(xí)過程反饋到教師的教學(xué)過程，從而完善數(shù)據(jù)分析中所要求的數(shù)據(jù)要素，進而改善學(xué)習(xí)模型，建立最終的學(xué)習(xí)過程模型與學(xué)生個性化知識推薦模型，最終實現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)模型。對于該教學(xué)模式而言，主要包括以下兩個方面內(nèi)容：首先就是利用分布式存儲技術(shù)，將教師教學(xué)期間產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)進行儲存此外，基于大數(shù)據(jù)的分析技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘的算法，以及機器學(xué)習(xí)技術(shù)中的條件隨機場、支持向量機和深度學(xué)習(xí)技術(shù)，對學(xué)習(xí)過程進行分析和評價；其次就是根據(jù)大數(shù)據(jù)分析結(jié)果對學(xué)生的行為進行分析與評價，然后結(jié)合學(xué)生的專業(yè)領(lǐng)域，從而建立個性化的知識推薦模型，進而為學(xué)生提供個性化的知識推薦。此過程根據(jù)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中所使用的軟件記錄與教學(xué)平臺記錄的學(xué)生的學(xué)習(xí)個人偏好，進而得到學(xué)生的用戶模型，然后根據(jù)學(xué)生的專業(yè)領(lǐng)域與學(xué)生的用戶模型數(shù)據(jù)，從而建立個性化的知識推薦模型，根據(jù)學(xué)生的用戶模型與推薦知識模型，采取大數(shù)據(jù)技術(shù)的算法進行分析，最終將專業(yè)知識推薦模型發(fā)送到學(xué)生手中。

3.3 實施方案

對于其實施方案，具體是否步驟如下：首先完成教學(xué)數(shù)據(jù)的收集，此過程需要選擇特定的學(xué)院或者特定的專業(yè)的學(xué)生以及教師為研究對象，以一學(xué)年為采集周期，從而獲得原始的教學(xué)數(shù)據(jù)其次就是對于數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，此過程需要研究人員選擇合理的過濾以及去噪算法，對原始數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，從而得到教學(xué)數(shù)據(jù)；其次就是對教學(xué)數(shù)據(jù)進行深度挖掘并分析，然后建立相關(guān)模型。選最后就是對建立的教學(xué)模型進行反饋與實證研究，將其模型運用到實際的教學(xué)過程中并收集反饋教學(xué)效果，進而分析與改進該教學(xué)模型，從而最終形成合理的智慧教學(xué)模型。

4 總結(jié)

對于基于大數(shù)據(jù)的智慧教學(xué)模型而言，作為目前的一個熱門研究話題，高校也使得教育界面臨著重大調(diào)整，大數(shù)據(jù)平臺為智慧教育提供了堅強的技術(shù)基礎(chǔ)，本論文立足于教師角度探討了智慧教育的內(nèi)涵，以及其實施方案，可為開展智慧教學(xué)提供參考借鑒。

（作者單位：1包頭醫(yī)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)信息中心2包頭醫(yī)學(xué)院教務(wù)處）