大数据时代背景下智慧教学模式的研究

　　一、智慧教育的研究背景

　　大数据、物联网、云计算等信息技术的日趋成熟，推动了新一代科技革命，加速了教育的智能化发展，传统教学开始向信息化、智能化方向发展。2008年，IBM在《智慧地球：下一代领导议程》中首次提出“智慧地球”概念后，教育界开始提出“智慧教学”概念。智慧教学的出现是大数据背景下教学改革的必然结果，其的基本理念是深度融合先进的信息技术和教学实践，帮助教师运用智能的手段、模式，开启学生之智，形成新时代的智能化的教育。

　　如何利用大数据技术创建智慧环境，包容传统教育教学的各个方面，实现智慧教学。为了解决这个问题，近年来，越来越多的学者开展了应用教育大数据的智慧教学的研究，如从“微课”、“慕课”、“翻转课堂”等的具体形式入手探索基于大数据技术的教学思维观念和工作手段改革等理论研究。邓光强从信息化的角度诠释了智慧教学的内涵，即智慧教学就是智慧教学环境的构建过程。靖国平从狭义的智慧教育和广义的智慧教育基本层次，明确了智慧教育的广阔前景及其发展方向。但目前有关智慧课堂的研究比较泛化。因此，梳理智慧教学的概念，分析智慧教学的特征，阐述智慧教学框架构建的解決方案，明确智慧教学的学习模型，可为开展智慧教学提供一定的理论和实践依据。

　　二、智慧教学的概念与技术特征

　　一种较为流行的观点认为，智慧教学是一种最直接的、帮助人们建立完整智慧体系的教育方式，其教育宗旨在于引导你发现自己的智慧，协助你发展自己的智慧，指导你应用自己的智慧，培养你创造自己的智慧。本文从信息化视角定义智慧教学，即教育信息化，是指通过在教育领域(教育管理、教育教学和教育交互)运用现代信息技术实现校园信息采集、处理、存储和应用的数字化过程，旨在扩展现实教育的时间和空间维度，通过创新的教育理念和教育手段，协助学生发现智慧、发展智慧，重塑数据化、智能化的现代教育系统。

　　信息化视角的智慧教学具备管理精准化、指导个性化、互动立体化、服务智能化四个鲜明的技术特性。

　　(一)管理精准化

　　大数据背景下，通过移动互联网、“微课”、“慕课”、“云课堂”等移动互联应用平台综合数据来源，可实现数据的实时精确采集。并在组织、整合和提炼采集数据的基础上，经过训练和拟合形成自动化的教学决策模型，进而实现学校从基础学业、数字化教与学到综合素质评价的全过程精细化管理。

　　(二)指导个性化

　　传统的优势教育资源和经验与新科技有机结合，智慧学习过程中，教与学的参与者的各类信息能够被智慧环境及时感知。通过大数据挖掘和分析这些感知数据，找出行为规律，定期为教师提供简明的总结性评价与学习诊断，根据评估结果，智能推荐合适的学习资源。

　　(三)互动立体化

　　"互动式"教学是一种教学模式，即将课堂教学过程看作是动态的"教学互动"过程。通过智慧教学环境，"互动式"教学的实现方式更加多样化，除了课堂内的师生互动，师生还可以借助智能化的互联应用平台，实现教师与学生的立体、高效、持续的互动交流。

　　(四)服务智能化

　　智慧教学环境可以记录管理者、家长、教师、学生的各方面数据，再利用数据挖掘算法进行文本分析，从而提供具有说服力的过程性评价和总结性评价报告，形成用数据说话、用数据决策、用数据管理，利用数据开展精准服务的驱动力。

　　三、智慧教学教育云基础架构

　　根据教育部《教育信息化十年发展规划》总体部署要求，本文智慧教学的平台搭建以“三通两平台”的总体目标框架为引领，打通“云、管、端”为解决思路，提出如图1所示的智慧教学教育云基础架构。该教育云架构通过分布式构建教育云，实现对两个平台的支撑，并保障区域内优质教学资源的全面分享;全流程的教学平台，包括互动课堂、录播教室等，更进一步的支持各类教学模式的开展与研讨，促进教学改革。通过家校沟通平台，家长可以对学生学习生活过程和结果进行全面了解，同时也能帮学生接入教学资源和应用。

　　四、智慧教学闭环学习过程模型

　　在完成智慧教学硬件环境搭建的基础上，我们来进一步讨论智慧教学学习过程模型，这是实现数据化教学的关键。智慧教学学习过程模型如图2所示。该学习过程分为以下几部分：

　　(1)数据源模块。在教学和管理过程中会产生不同形式的数据，如过程性数据、结果性数据等，采集这些数据形成原始教学数据集。

　　(2)优化数据模块。在大数据平台下，面向海量跨媒体数据的稀疏性、高维性、非结构化、包含噪声等问题，所以利用聚类算法和去噪技术对多模态数据进行预处理，得到教学数据集。

　　(3)数据挖掘模块。首先，利用文本分析方法对建立的教学数据集进行结果评估;其次，依据评估报告实现教学计划调整，教学策略优化;最后，利用机器学习的智能推荐算法，实现平台资源的智能化、个性化推荐。

　　五、结束语

　　我们已经进入了一个“以数据为基础，分析实现个性化学习”的大数据时代，大数据正在改变教育的生态环境和运作模式，而智慧教学是信息时代教育教学的新方向。本研究在给出智慧教学的定义和特性分析的基础上，提出了智慧教学模式的云搭建方案，并分析了智慧教学学习过程模型，以期为以后的研究提供借鉴。

　　推荐阅读：《大数据》的办刊宗旨是“以开放、创新姿态，推动大数据技术的研究与应用，促进技术交流，推广创新成果，服务大数据社会”。

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文章名称： 大数据时代背景下智慧教学模式的研究

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