大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧課堂平臺(tái)建設(shè)中的應(yīng)用研究＊

馮 娟，劉永立，張建華

（保定理工學(xué)院，河北 保定 071000）

云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)滲透到人們生活的各個(gè)領(lǐng)域，特別是促進(jìn)教育行業(yè)發(fā)生了巨大的改變。在大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)的支撐下，如何打造智慧課堂、高效課堂，促使課堂教學(xué)效果更好，是教師們的重要研究發(fā)展方向。當(dāng)前，傳統(tǒng)教學(xué)課堂出現(xiàn)各種各樣的問題，教師與學(xué)生課上互動(dòng)不足，學(xué)生上課低頭族多，課上睡覺、玩手機(jī)等現(xiàn)象屢見不鮮，學(xué)生課堂參與度不高。在教學(xué)過程主要是教師講授，未能體現(xiàn)因材施教，以學(xué)生為主的教育理念，嚴(yán)重影響著課堂教學(xué)效果。智慧課堂側(cè)重于智能化教學(xué)設(shè)備的應(yīng)用，依托微視頻、慕課等豐富的互聯(lián)網(wǎng)資源，借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，獲取學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)數(shù)據(jù)，分析學(xué)生學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，應(yīng)用數(shù)據(jù)工具衡量學(xué)生成績(jī)，注重學(xué)習(xí)過程的測(cè)評(píng)。教學(xué)過程中，教師及時(shí)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況，及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，實(shí)施因材施教。智慧課堂平臺(tái)的建設(shè)，可以有效簡(jiǎn)化教學(xué)程序，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，是提高課堂教學(xué)質(zhì)量的重要途徑，對(duì)于學(xué)校的建設(shè)發(fā)展具有重要意義。

1 智慧課堂內(nèi)涵

關(guān)于智慧課堂的內(nèi)涵，不同學(xué)者有著不同的理解。祝智庭[1]認(rèn)為，智慧課堂是以智慧教育理念為指導(dǎo)，借鑒翻轉(zhuǎn)課堂的成功之處，對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂重新進(jìn)行塑造。韓存存[2]指出智慧課堂是將信息技術(shù)融入到課堂教學(xué)中，進(jìn)而在教學(xué)資源、教學(xué)方法、教學(xué)過程等方面進(jìn)行改進(jìn)。綜合學(xué)者們對(duì)智慧課堂的研究，關(guān)于智慧課堂的定義根據(jù)側(cè)重點(diǎn)主要分為兩類，一類是側(cè)重從“智慧”的語義學(xué)上定義，另一類是側(cè)重從信息化視角定義的。本文的定義是從信息化的視角來定義，研究?jī)?nèi)容也是圍繞信息化展開。隨著信息技術(shù)的發(fā)展及其在教育中的應(yīng)用，信息技術(shù)開始與課堂教學(xué)深度融合，課堂教學(xué)開始向著信息化、高效化、智能化發(fā)展。筆者認(rèn)為智慧課堂與傳統(tǒng)課堂相比，其主要特點(diǎn)在于充分利用云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新一代的信息技術(shù)，借助“云+端”的運(yùn)用，動(dòng)態(tài)分析學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)師生交流互動(dòng)實(shí)時(shí)化、資源推送智能化、評(píng)測(cè)多維化、教學(xué)反饋即時(shí)化，全面改革課堂教學(xué)形式和內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)課堂智能化、高效化，打造大數(shù)據(jù)時(shí)代的信息化課堂教學(xué)模式即智慧課堂[3]。

2 智慧課堂的特征

依據(jù)智慧課堂的定義，智慧課堂追求課堂智能化、高效化。智慧課堂與傳統(tǒng)課堂相比，有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)與特征，其主要特征有如下幾點(diǎn)：

（1）互動(dòng)課堂。師生借助移動(dòng)智能終端設(shè)備，通過彈幕、小測(cè)、投稿等方式實(shí)時(shí)交流互動(dòng)。

（2）開放課堂。利用移動(dòng)智能終端設(shè)備，課前將預(yù)習(xí)課件推送到學(xué)生手機(jī)，方便學(xué)生預(yù)習(xí)；課堂上利用試題庫進(jìn)行小測(cè)，課后將試題PPT 推送到學(xué)生手機(jī)作為課后作業(yè)。將課前、課中、課后互聯(lián)，學(xué)生學(xué)習(xí)不再局限于教室內(nèi)，隨時(shí)隨地可學(xué)，打破了課堂時(shí)空限制。

（3）高效課堂。依托學(xué)生學(xué)習(xí)行為全過程數(shù)據(jù)，基于數(shù)據(jù)分析，及時(shí)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)設(shè)計(jì)，調(diào)整教學(xué)策略及教學(xué)進(jìn)度，整合教學(xué)反饋，實(shí)施多元化評(píng)測(cè)，最大化地發(fā)揮教師的教學(xué)智慧。

（4）個(gè)性課堂。學(xué)生根據(jù)自身知識(shí)掌握情況，學(xué)習(xí)短板，選擇學(xué)習(xí)資源，實(shí)現(xiàn)因人而異，因材施教，滿足學(xué)生個(gè)人化學(xué)習(xí)需求。

（5）創(chuàng)造課堂。課堂中學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、主動(dòng)答題、自主解決問題或通過小組協(xié)商討論、合作探索，解決學(xué)習(xí)中遇到的難題，讓學(xué)生的創(chuàng)造性思維得到極大發(fā)揮。

（6）精準(zhǔn)課堂。依據(jù)學(xué)習(xí)全過程數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)說話，定量、衡量學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握水平，打破傳統(tǒng)的理解，并學(xué)會(huì)了模糊評(píng)價(jià)。

3 智慧課堂建設(shè)的技術(shù)支撐

構(gòu)建智慧課堂離不開互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代化信息技術(shù)，離不開軟硬件環(huán)境的支撐。智慧課堂平臺(tái)一般由云終端接入層、虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)層、資源虛擬化平臺(tái)層和云基礎(chǔ)設(shè)施硬件層等四部分構(gòu)成。其中云終端接入層，教師或?qū)W生可以使用PC 機(jī)、智能手機(jī)、ipad 登錄智慧課堂平臺(tái)，獲取計(jì)算、存儲(chǔ)等資源；虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)層，教師或者學(xué)生通過統(tǒng)一身份認(rèn)證后，可以申請(qǐng)?zhí)摂M資源，在虛擬環(huán)境下部署實(shí)驗(yàn)環(huán)境或共享教學(xué)資源；資源虛擬化平臺(tái)層采用虛擬技術(shù)將硬件資源（計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)）映射為邏輯資源；云基礎(chǔ)設(shè)施硬件層通過光纖連接服務(wù)器集群和存儲(chǔ)設(shè)備[4]。

4 智慧課堂建設(shè)目標(biāo)

立足教學(xué)實(shí)際，以課程建設(shè)為依托，根據(jù)教與學(xué)的需求，充分利用現(xiàn)代化信息技術(shù)，改變學(xué)生學(xué)習(xí)方式，提升教師教學(xué)能力，打造智慧型教師隊(duì)伍，形成智慧課堂教學(xué)模式，凝練教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，以點(diǎn)帶面，進(jìn)而輻射全校，提升學(xué)校智慧課堂建設(shè)發(fā)展，打造智慧型校園[5]。

（1）打造智慧課堂，關(guān)注學(xué)生智慧培養(yǎng)，提升創(chuàng)新能力，讓學(xué)生在高效、高質(zhì)的課堂上輕松快樂的學(xué)習(xí)。

（2）探索基于大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)施智慧課堂的教學(xué)模式，完成數(shù)字化教學(xué)資源建設(shè)，搭建智慧型教學(xué)資源平臺(tái)，完善課程資源庫、在線學(xué)習(xí)資源庫（試題庫、預(yù)習(xí)課件庫），實(shí)現(xiàn)線上線下無縫隙的學(xué)習(xí)管理。

（3）構(gòu)建智慧型教學(xué)評(píng)價(jià)體系，將學(xué)生整個(gè)學(xué)習(xí)過程納入考核，實(shí)施多元化的綜合評(píng)價(jià)，力求評(píng)價(jià)指標(biāo)科學(xué)合理、評(píng)價(jià)結(jié)果精準(zhǔn)，評(píng)價(jià)實(shí)施可操作，評(píng)價(jià)模式可復(fù)制。

（4）加大信息化教學(xué)手段的運(yùn)用，探索師生有效互動(dòng)，學(xué)生間有效合作，強(qiáng)化自主學(xué)習(xí)的課堂教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)教師教學(xué)變革，學(xué)生學(xué)習(xí)創(chuàng)新的目標(biāo)[6]。

（5）智慧課堂建設(shè)中，強(qiáng)化信息交流，適時(shí)推送學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)給家長，加強(qiáng)家校溝通，促進(jìn)學(xué)校教育和家庭教育有效融合。

5 智慧課堂建設(shè)的教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

每一堂課為了達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，必須進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)。開展智慧課堂要求教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)更科學(xué)、更合理、更全面、更智慧。跟傳統(tǒng)課堂教學(xué)活動(dòng)一樣，智慧課堂教學(xué)活動(dòng)也必須覆蓋課前、課中和課后三個(gè)階段。經(jīng)過多年實(shí)踐，對(duì)三個(gè)階段的教學(xué)活動(dòng)進(jìn)一步細(xì)化出多個(gè)環(huán)節(jié)，概括為“3 個(gè)階段。6 個(gè)環(huán)節(jié)”的教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)。

5.1 課前準(zhǔn)備是基礎(chǔ)

5.1.1 精心設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)任務(wù)

獲取知識(shí)是一個(gè)主動(dòng)學(xué)習(xí)的過程，只有做好課前預(yù)習(xí)，才能做到學(xué)有目標(biāo)，帶著問題來學(xué)習(xí)才能做到有的放矢。因此，教師要深入思考預(yù)習(xí)任務(wù)的設(shè)計(jì)。教師通過視頻、語音課件等形式精心設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)任務(wù)，學(xué)生通過完成預(yù)習(xí)任務(wù)，明了學(xué)習(xí)目標(biāo)，點(diǎn)燃學(xué)習(xí)智慧。在完成預(yù)習(xí)任務(wù)的過程中，學(xué)生通過自主探究、自我發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，獲取新知，在不斷探索自悟的過程中不斷進(jìn)行創(chuàng)造生成智慧。

5.1.2 精準(zhǔn)掌握學(xué)生學(xué)情

學(xué)情是學(xué)習(xí)者在某一單位時(shí)間、某一個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)中所表現(xiàn)出來的學(xué)習(xí)狀態(tài)。學(xué)情數(shù)據(jù)的獲取與分析，有利于幫助教師實(shí)施精準(zhǔn)的教學(xué)設(shè)計(jì)。教師基于預(yù)設(shè)教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生課前預(yù)習(xí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，進(jìn)行精準(zhǔn)學(xué)情分析，精準(zhǔn)掌握學(xué)生的基本信息（學(xué)科背景、基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)結(jié)構(gòu)、文化背景等）；然后根據(jù)基本信息對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為（能力、習(xí)慣、偏好、興趣）做出初步的判斷；接著對(duì)學(xué)生的突出優(yōu)勢(shì)、短板等做出客觀識(shí)別；在此基礎(chǔ)上，制定合理的智慧教學(xué)設(shè)計(jì)方案。

5.2 課中設(shè)計(jì)是靈魂

5.2.1 精準(zhǔn)教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的載體，傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容過于扁平，教師借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，根據(jù)教材和學(xué)生實(shí)際情況，依據(jù)教學(xué)大綱并結(jié)合課前預(yù)習(xí)數(shù)據(jù)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精選取舍。學(xué)生通過預(yù)習(xí)自學(xué)就能掌握、理解的內(nèi)容，應(yīng)當(dāng)舍棄或者課堂上只做簡(jiǎn)單提醒總結(jié)。而對(duì)于課前預(yù)習(xí)學(xué)生討論、提問多的內(nèi)容應(yīng)為課堂重點(diǎn)講解內(nèi)容，避免傳統(tǒng)課堂重難點(diǎn)問題不突出而導(dǎo)致浪費(fèi)課堂時(shí)間。

5.2.2 精心設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)

教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)要以“生生互動(dòng)、師生互動(dòng)”為關(guān)鍵。課堂上通過課堂答題、投票、彈幕、討論辯論等方式，讓學(xué)生之間、師生之間可以很好的相互交流，實(shí)現(xiàn)智慧共享；學(xué)生與學(xué)生、老師與學(xué)生之間可以相互提問、討論、辯論，交流見解，師生共同對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行梳理，達(dá)到共識(shí)共鳴，達(dá)到提升智慧的效果。在此過程中不但激發(fā)了學(xué)生參與課堂教學(xué)活動(dòng)的積極性，并且老師也能夠及時(shí)掌握學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握情況，便于更好地開展課后總結(jié)。

5.2.3 隨堂訓(xùn)練不可少

教師要了解學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的掌握情況，離不開隨堂訓(xùn)練。教師要根據(jù)學(xué)情，分層次設(shè)計(jì)練習(xí)題目，讓不同層次的學(xué)生都能夠得到發(fā)展，收獲智慧，享受學(xué)習(xí)的樂趣。教師依據(jù)隨堂測(cè)試反饋信息，精講難點(diǎn)，補(bǔ)充弱點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)，深化師生互動(dòng)、實(shí)施情感交流，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。

5.3 課后總結(jié)是關(guān)鍵

教師利用信息化教學(xué)平臺(tái)，充分掌握了每位學(xué)生課前預(yù)習(xí)和課堂學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，依據(jù)每位學(xué)生學(xué)習(xí)短板，針對(duì)性地發(fā)布課后作業(yè)，對(duì)本節(jié)課內(nèi)容進(jìn)行測(cè)試，開展個(gè)性化輔導(dǎo)，針對(duì)性教學(xué)，真正解決學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到的“痛點(diǎn)”。教師根據(jù)課堂教學(xué)過程數(shù)據(jù)，對(duì)本堂課進(jìn)行總結(jié)反思，找出不足之處，不斷改進(jìn)，及時(shí)反饋到下次備課中，以利于實(shí)施針對(duì)性教學(xué)。

6 結(jié)論

隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)教學(xué)手段已經(jīng)不能滿足當(dāng)代教育教學(xué)發(fā)展的需求，學(xué)校亟需依靠信息化技術(shù)，搭建智慧課堂平臺(tái)，為師生提供良好的學(xué)習(xí)生活場(chǎng)所。建設(shè)智慧課堂平臺(tái)，不但拓寬了師生對(duì)教學(xué)活動(dòng)信息的獲取渠道，而且利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，整合學(xué)生學(xué)習(xí)全過程數(shù)據(jù)，可以幫助教師全面感知教學(xué)工作的實(shí)際開展情況，幫助教師靈活地開展精準(zhǔn)教學(xué)，實(shí)施個(gè)性化教學(xué)，達(dá)到因材施教的效果。教師要積極推進(jìn)教學(xué)改革，分析課程特點(diǎn)，搭建屬于自己的智慧課堂平臺(tái)，讓每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)獲得量身定做的教學(xué)體系，提高課堂教學(xué)效果，為國家培養(yǎng)更多獨(dú)立自主且具有良好地創(chuàng)新、創(chuàng)造能力的專業(yè)人才，推進(jìn)大數(shù)據(jù)技術(shù)在我國高等教育領(lǐng)域的快速發(fā)展。