曾志宏

(龍巖學(xué)院 信息工程學(xué)院， 福建 龍巖 364012)

現(xiàn)行中國高校普遍面臨的共性問題，就是伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，在線教學(xué)資源非常豐富，高校課堂教學(xué)卻受制于時空局跟導(dǎo)致的資源缺乏對高校教學(xué)造成的沖擊。高校如何發(fā)揮豐富的教師資源，如何整合高校的教學(xué)資源在高校教學(xué)中充分發(fā)揮作用，如何增強學(xué)生在教學(xué)中化被動為主動，成為教學(xué)的“主角”[1]，積極融入教學(xué)中去；如何去除高校教師受限于課堂教學(xué)時間以及為了教學(xué)任務(wù)而忽略了學(xué)生的個人興趣，而學(xué)生對不斷增長的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)服務(wù)需求急劇增加，導(dǎo)致高校教學(xué)過度強調(diào)共性以及所謂的相關(guān)“教學(xué)成果”，導(dǎo)致學(xué)生的興趣與教師的理念、社會的需求脫節(jié)嚴(yán)重。

如何在現(xiàn)實中尋找切實可行的教學(xué)方法呢？對于眾多研究高校教學(xué)的學(xué)者來說，并未找到突破口，其主要原因在于：①高?，F(xiàn)在越來越多的與社會接觸，也就意味著大學(xué)生除了學(xué)生這個屬性以為，也具有社會的屬性，從而導(dǎo)致大學(xué)生的信息無法掌握充分；②信息缺乏，導(dǎo)致對學(xué)生的個性化關(guān)注不夠，不能挖掘出學(xué)生的興趣點，也就導(dǎo)致高校教學(xué)“千篇一律”。因此，面對現(xiàn)在越來越熱的針對高校學(xué)生的個性化的在線學(xué)習(xí)，如何來應(yīng)對這種沖擊，如何改進高?，F(xiàn)行日常教學(xué)，達到實現(xiàn)“私人訂制”的個性化教學(xué)方式，該私人訂制更多的是以滿足學(xué)生獲取知識為最終目的，這對于我們高校從事教學(xué)的一線教師是個巨大的挑戰(zhàn)。

近年來，云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)出現(xiàn)并且不斷發(fā)展。面對高校教學(xué)存在的這些問題，大量資源堆積，缺乏科學(xué)管理，出現(xiàn)重硬件、輕軟件的現(xiàn)象，如何利用云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)實現(xiàn)高校的個性化教育教學(xué)，通過云計算存儲并挖掘相關(guān)的教學(xué)大數(shù)據(jù)，來挖掘出適合高校師生的教育交互平臺模型。通過研究發(fā)現(xiàn)，通過有效的交互活動可以增加學(xué)習(xí)者的興趣和主動性，減少了學(xué)習(xí)者的不重視感，提高了學(xué)習(xí)者的質(zhì)量。如何充分地利用云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)快速地進行教師教學(xué)資源內(nèi)容的傳播和師生快速方便地個性化教學(xué)，從而使高校教學(xué)達到教學(xué)資源共享、突破時空限制和個性自主化教學(xué)，進而提高高校教學(xué)質(zhì)量。

1 云計算與大數(shù)據(jù)的關(guān)系及特點

云計算是一種建立在相對于傳統(tǒng)的分布式計算、虛擬化計算、web相關(guān)服務(wù)等技術(shù)的基礎(chǔ)之上，利用基于互聯(lián)網(wǎng)的強大的計算能力，對應(yīng)客戶的需求，滿足客戶對于數(shù)據(jù)存儲和性能計算要求的新型技術(shù)模式。云計算使互聯(lián)網(wǎng)提供應(yīng)用和服務(wù)的能力克服了時空的局限。大數(shù)據(jù)就是通過不斷地、持續(xù)性地對客觀事物進行觀測、存儲、計算分析，從而形成了大量的相應(yīng)數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)的價值體現(xiàn)還需要相應(yīng)的技術(shù)模式去處理才能體現(xiàn)數(shù)據(jù)之間存在的關(guān)聯(lián)以及蘊含的規(guī)律，以此來對事物進行決策、優(yōu)化[2]。

大數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)的概念，是指相關(guān)客觀事物的某方面的特征，有所區(qū)別于其他事物的或者用于判斷驗證等的數(shù)值。如果有意識地借助于某些工具對相關(guān)客觀事物進行觀察、獲取、存儲、統(tǒng)計分析，從而得到具有海量的數(shù)據(jù)規(guī)模的就是大數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)也就是意味著樣本齊全，不需要抽樣，也就意味著我們需要去深度挖掘，大數(shù)據(jù)具有海量數(shù)據(jù)規(guī)模[3]、快速的迭代更新、數(shù)據(jù)類型多樣、較低的價值密度的特性。

私人訂制的高校個性化教學(xué)模式，建立的基礎(chǔ)是首先肯定是大數(shù)據(jù)和云計算，爾后建立個人畫像。眾所周知，其實每個人都會對認(rèn)識的人建立個人所有的畫像，但是這是不客觀的，會有主觀性，如何避免呢？高校的教學(xué)手段必須不斷更新，積極利用大數(shù)據(jù)和云計算的技術(shù)優(yōu)勢，務(wù)求對在校大學(xué)生的各方面的信息進行觀察跟蹤，如課堂教學(xué)、同學(xué)關(guān)系、師生關(guān)系等，以及這些信息的交叉融合產(chǎn)生的新的信息，從而通過不同的維度的信息建立模型，利用大數(shù)據(jù)和云計算進行大批量的合理計算，并隨時利用大數(shù)據(jù)和云計算及時更新修正信息，做到知己知彼，以達到“因材施教”的目的。

近年來，西方國家的高校，利用學(xué)生在學(xué)校通過訪問網(wǎng)絡(luò)的各類資源的記錄進行大數(shù)據(jù)分析，可以及時預(yù)警并且制止有可能產(chǎn)生危險行為的學(xué)生，并且借鑒根據(jù)分析出來的學(xué)生的各類表現(xiàn)進行學(xué)習(xí)的實時跟蹤，比如美國哈佛和麻省理工推出的大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析EDX平臺[4-5]。

總之，云計算強調(diào)的是實時計算，而大數(shù)據(jù)強調(diào)的是數(shù)據(jù)存儲能力，是云計算的處理對象。大數(shù)據(jù)需要有強大的對數(shù)據(jù)進行處理的能力；云計算的計算基礎(chǔ)需要大量的數(shù)據(jù)作為運算基礎(chǔ)。因此兩者的結(jié)合是必然的。云計算為大數(shù)據(jù)提供計算空間，而大數(shù)據(jù)則充分利用了分布式來應(yīng)用于云計算。

2 基于云計算與大數(shù)據(jù)的高校個性化教學(xué)

傳統(tǒng)的以課堂為主的教學(xué)環(huán)境，可利用的教學(xué)資源有限，從而導(dǎo)致實施個性化教學(xué)難度大，無法更好地滿足不同的師生偏好。但是隨著云計算和大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，打破了傳統(tǒng)教育的局限。云計算的出現(xiàn)打破了高校各個部門、二級學(xué)院信息化“各自為戰(zhàn)”的局面，充分整合了各個部門、二級學(xué)院的分散教學(xué)資源，形成了一個集中高校所有教學(xué)資源的平臺；從而使高校師生有了充分的真正的互動。近年來，隨著云計算的興起，極大地促進了大數(shù)據(jù)的應(yīng)用。兩者的結(jié)合幾乎波及了各行各業(yè)，它們的聯(lián)合應(yīng)用對于高校教學(xué)而言會帶來更多的提高空間。

基于此，本文通過基于云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)建個性化的高校教學(xué)，以實現(xiàn)高校教學(xué)的師生互動，實現(xiàn)高校教師因材施教，學(xué)生個性化教學(xué)，解決高校教學(xué)當(dāng)中個性化教學(xué)的問題。為了給高校師生提供有針對性的服務(wù)，構(gòu)建了利用云計算和大數(shù)據(jù)的高校個性化教學(xué)平臺模型(如圖1)，主要分為云資源端、數(shù)據(jù)分析、個性化教學(xué)服務(wù)三部分。

圖1 基于云計算和大數(shù)據(jù)的高校個性化教學(xué)模型

2.1 云資源端

云資源端主要包括云資源、云管理等，云資源主要用來存儲高校內(nèi)的各類型的基本原始的信息(如圖2)，包括教師信息、教室信息、學(xué)生信息、電子圖書館、部門信息、慕課信息和高校的各類相關(guān)基礎(chǔ)信息等；云管理是對云資源進行管理，包括資源的分配與回收、資源的使用實時監(jiān)控、資源的更新與維護、資源的安全等。云資源端主要利用SPRK技術(shù)對相關(guān)的數(shù)據(jù)資源進行存儲，并且再利用相關(guān)的數(shù)據(jù)處理和管理工具進行計算和相關(guān)的聚合高效處理[6]。

圖2 云資源端

2.2 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析主要包括數(shù)據(jù)篩選過濾、數(shù)據(jù)重組、數(shù)據(jù)分析挖掘等(如圖3)。由于存儲的數(shù)據(jù)量大而且廣泛，因此不同的數(shù)據(jù)之間可能存在不同程度的重復(fù)，去除數(shù)據(jù)冗余；針對數(shù)據(jù)的一些現(xiàn)實存在的相關(guān)約束，對數(shù)據(jù)進行過濾操作，經(jīng)過數(shù)據(jù)的篩選過濾后，確保數(shù)據(jù)真實性高、重復(fù)性低、準(zhǔn)確性高[7]。

圖3 數(shù)據(jù)分析

在確保數(shù)據(jù)的可靠性后，對那些不符合標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，比如半結(jié)構(gòu)化、結(jié)構(gòu)化甚至非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，進行重組，確保數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一再進行存儲。

數(shù)據(jù)分析挖掘是采用相關(guān)的大數(shù)據(jù)算法對存儲在云端的數(shù)據(jù)主要包括學(xué)校教師和學(xué)生進行行為處理分析。首先是針對高校老師的個人基本信息，包括老師的身份相關(guān)信息、興趣愛好、相關(guān)的性格特征等；其次是教師的教學(xué)信息，包括師生授課評價、課堂教學(xué)、申請科研、指導(dǎo)學(xué)生比賽等；最后針對學(xué)生的身份信息、興趣愛好、課堂考勤等。將這三類信息進行相關(guān)維度的分析和關(guān)聯(lián)規(guī)則分析后從而進行相關(guān)的行為模型的分析，分析出各個老師的授課能力、學(xué)習(xí)能力、滿意度等，以及學(xué)生的性格特征、團隊意識、對老師的偏好等，從而方便高校教學(xué)針對這些分析結(jié)果進行個性化教學(xué)[7]。

2.3 個性化教學(xué)服務(wù)

個性化教學(xué)服務(wù)主要是數(shù)據(jù)經(jīng)過云資源端、數(shù)據(jù)分析處理后的數(shù)據(jù)結(jié)果得以應(yīng)用，主要包括各類信息查詢、數(shù)據(jù)可視化[8]、教學(xué)策略建議、教學(xué)效果評估和預(yù)測等(如圖4)。高?？舍槍Ω黝愋畔⑦M行查詢，了解相關(guān)師生的個人信息，進而可以對老師的授課及教學(xué)進行合理化的安排，及時通報老師所教授相關(guān)學(xué)生的情況，做出及時的預(yù)警；對高校里的所有資源進行合理的可視化；針對教學(xué)進行中的情況對教學(xué)相關(guān)職能部門和人員進行合理的建議，并做出適時的評估和預(yù)測，能對所有進行的情況進行及時的更新，一旦不正常的情況做出合理的預(yù)警通報，而且可以在授課完成后，及時更新數(shù)據(jù)，以便對新學(xué)期的課程及時得安排。

圖4 個性化教學(xué)服務(wù)

3 平臺優(yōu)勢

云計算和大數(shù)據(jù)所具備的廉價的存儲和計算空間，提供的數(shù)據(jù)資源廣泛，很好地彌補了高校課堂教學(xué)的薄弱環(huán)節(jié)。①促使高校教學(xué)真正的服務(wù)主體為高校師生。通過平臺，可以適時地對老師、學(xué)生進行合理的數(shù)據(jù)分析，更好地為師生提供個性化的服務(wù)。②老師通過平臺預(yù)先了解了所授課班級的學(xué)生的個人信息，可以更好地有所側(cè)重地進行交流，而不單單就是授課。③高校管理更人性化[9]，可以做出適時預(yù)警?？梢酝ㄟ^平臺對學(xué)校里使用的任何機器設(shè)備進行很好的觀察，進而反饋存在的一些問題，及時做出預(yù)警[10]。

4 基于云計算和大數(shù)據(jù)教學(xué)建設(shè)注意要點

高校教育教學(xué)的發(fā)展勢必朝著基于云計算和大數(shù)據(jù)的高校個性化教學(xué)方向邁進。在此建設(shè)過程中，需要把握以下關(guān)鍵點：①云存儲的可靠性必須確保。任何數(shù)據(jù)能夠使用的前提就是存儲的可靠。②數(shù)據(jù)必須確保”環(huán)保無污染”。數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性是進行數(shù)據(jù)分析的前提，盡量減少誤差。③在制度上確保安全性，減少人為的影響[11]。

5 結(jié)語

隨著高校信息化發(fā)展的趨勢，各種有關(guān)教學(xué)的數(shù)據(jù)不斷增加，如何加強管理來保存和利用這些數(shù)據(jù)，促進高校的教學(xué)的個性化的發(fā)展，從而提高校教學(xué)水平，成為高校教育教學(xué)關(guān)注的焦點。云計算和大數(shù)據(jù)都是隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)而出現(xiàn)，融合兩者的技術(shù)特點，提出適合高校的個性化教學(xué)模型，通過對數(shù)據(jù)進行存儲、過濾、分析挖掘等一系列操作，從而為高校的管理者提供了很好的客觀的決策依據(jù)。本文提出的平臺模型可以很好地把高校有關(guān)教學(xué)的信息之間隱含的規(guī)律揭示并挖掘出來，對掌握高校師生的個性化教學(xué)規(guī)律，利用平臺實施個性化教學(xué)，具有現(xiàn)實的意義。當(dāng)然，在平臺的建設(shè)過程中，也面臨著一些問題，如如何盡可能地減少數(shù)據(jù)語義二義性問題，增強抗容災(zāi)備份等，隨著技術(shù)的發(fā)展和不斷成熟，諸多問題都將會得到解決。

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