李俊華，王 燕

(1.山西職業(yè)技術學院，山西 太原 030006；2.太原市第六十一中學，山西 太原 030027)

0 引言

隨著移動互聯(lián)網、物聯(lián)網等新技術的發(fā)展，“微課程”、“翻轉課堂”、“云課堂”等教學改革逐步進行，顛覆傳統(tǒng)課堂教學模式，使學生從“被動學習”向“主動學習”轉變，教師從“授課”向“咨詢”轉變。然而課堂教學仍然存在同一節(jié)課上有的學生“吃不飽”，有的學生“吃不了”，顧此失彼，不能顧及到每個學習者。云計算和大數據的出現，給教學改革帶來福音。目前，雖然云計算在教學實踐中的應用越來越多，但是由于教學制度、教學觀念、技術條件等原因，很多教師無法搭建優(yōu)質的教學平臺。大數據的到來，將課堂教學這個“信息孤島”整合進大數據教育資源，使“教”與“學”有了全方位的互動，為創(chuàng)建大數據背景下的課堂教學互動平臺提供了有力的技術支撐。

1 技術背景

云計算是通過互聯(lián)網按需使用存儲空間，按使用付費獲取相關信息服務；云計算的產業(yè)分云軟件、云平臺、云設備三級層次，教育云平臺得到廣泛的應用。大數據的“大”是指數據規(guī)模，區(qū)別于海量數據。大數據不僅指大規(guī)模數據，最重要的是通過分析大數據獲取很多智能的，有價值的信息。對“教”(教育者或教學資源)，“學”(學習者或學習資源)處理大數據的流程概括為以下步驟：首先是“教”“學”數據采集，即將分布的、異構的“教”、“學”數據抽取到中間層(處理數據)，進行數據轉換、數據集成，再送回“教”、“學”資源數據庫，為分析處理、數據挖掘提供數據資源；其次導入“教”、“學”數據，并進行數據預處理；第三對處理過的“教”、“學”數據統(tǒng)計分析，如進行假設檢驗、差異分析、相關分析、方差分析等[1]；第四數據挖掘后對“教”、“學”數據進行分類、估計、預測、相關性分組、復雜數據類型挖掘等。

2 云計算和大數據教育發(fā)展狀況分析

云計算和大數據助力教學改革，不僅能夠激發(fā)學生學習熱情、提升自主學習能力，而且能讓考試變得更科學、更準確。云計算和大數據教育市場前景廣闊，各國都在爭先恐后地研究云計算和大數據技術在教育教學中的應用，云計算和大數據對教育教學改革具有不可低估的重要作用。

2.1 國內外云計算和大數據在教育中的應用

美國教育部門應用數據挖掘技術創(chuàng)建的“學習分析系統(tǒng)”，主要功能是全面了解學生怎樣能夠學習更多、更好、更精確的知識；運用大數據的預測技術創(chuàng)建的“希維塔斯學習”(Civitas Learning)，主要用于分析怎樣提高學生成績的學習系統(tǒng)；加拿大教育科技公司運用數據挖掘技術和預測技術創(chuàng)建的“渴望學習”(Desire Learn)，主要通過分析學生過去學習成績的數據，預測并改善未來學習成績的大數據服務項目；美國的“夢盒學習”(DreamBox Learning)和“紐頓”(Knewton)利用大數據技術，開發(fā)出適應性學習(adaptive learning)系統(tǒng)；以及主要由教育出版公司培生集團(Pearson)開發(fā)的“我的實驗室/高手掌握”(MyLab/Mastering)，主要提供個性化的學習服務和真實可信的學習數據。這即將為全球范圍內數百萬名學生服務，提高學生學習興趣和效果，降低學校教學成本[2]。

早在20世紀90年代，計算機輔助教學改變了國內教學模式。以互聯(lián)網為平臺的在線學習、網絡課堂，以及在新技術發(fā)展的今天，精品課程、微課程、云教學平臺相繼出現。2007年IBM的“藍云”計劃、微軟的Windows Azure云計算平臺等，云計算在輔助教學實踐中的應用越來越多。目前國內大部分教師選擇新浪云平臺和百會平臺。大數據的到來，機遇和挑戰(zhàn)擺在面前。

2.2 現狀分析

在云計算和大數據背景下，課堂教學不再受時間、地域、人員的限制，而注重學生自主性的發(fā)展。自互聯(lián)網誕生以來，傳統(tǒng)課堂的教學模式受到挑戰(zhàn)，學生的知識更多來自于網絡，撼動教師在課堂上的權威地位。云計算在教育中的廣泛應用，促進了大數據在教學改革中的廣泛使用，而大數據和云計算相結合的應用，正在改變著課堂教學。課堂教學在潛移默化地發(fā)生著變化，移動互聯(lián)網、教育云平臺、微課在課堂上的開放使用，給課堂教學改革帶來生機和挑戰(zhàn)。課堂教學的“堅冰”在融化，教學思想觀念在逐步轉變，大數據和云計算相結合的應用正在走入課堂，給課堂教學帶來翻天覆地的大變革。

3 大數據背景下課堂教學交互平臺架構

3.1 在課堂教學交互平臺技術應用

3.2 課堂教學交互平臺架構

3.2.1 設計思想

大數據是數據分析的前沿技術，在當今的信息社會中，三分技術，七分數據，得數據者得天下。大數據的教育理念，是以學為中心，注重構建“學習”模式。教師變“教”為“導”；學生變“聽”為“學”。教師作為學生的向導或(導師)，其主要職責就是通過信息技術為學生創(chuàng)設一個能支持全面學習、自主創(chuàng)新、相互協(xié)作(同伴間、導師間、學生與導師、及其他)的學習大環(huán)境。按照教學內容和計劃，引導學生進入導師預設的“任務”，學生在任務的驅動下，借助大數據學習資源(包括課件、微課、信息化設計等)在導師、同伴、其他人員的相互協(xié)作和共同學習下，逐步完成導師預設的不同梯度和不同難易的多個任務或模塊。

3.2.2 教學模式

大數據背景下的教學模式，不是單一的模式，而是幾種模式相結合的產物。學校教育與互聯(lián)網教育相結合，可以彌補現行的教育與社會脫節(jié)的系統(tǒng)，將由互聯(lián)網組成的開放式教育學習模式所取代；而互聯(lián)網教育需要教育者制定教學計劃、教學內容，引導學生在特定的時間完成特定的學習任務，并加以及時評價、引導、發(fā)現學生的個性特點。個性化發(fā)展的教育彌補傳統(tǒng)課堂教育制度的缺陷，新的教學模式能夠根據學生個人能力、性格、興趣和愛好，提供適合個人自主學習的任務。依據學生在整個完成任務過程中的詳細數據，給予全面的評價，取得一定的學分(積分)，學生可以跳級；在完成相應時間段的教學任務后自由選擇相關的內容和任務。大數據教學模式的引入，使得學生主動探索和解決問題，教師起著引導和咨詢的作用，帶領學習攻克難關。

新的教學模式將以個性化學習為主，教育將成為終生教育，活到老，學到老。大數據背景下采用的課堂教學新模式，是學校教育與互聯(lián)網教育、個性化發(fā)展相結合的教學模式，各取所長，互為結合，才能蹚出大數據教學模式的一條新路來。

3.3 大數據課堂教學交互平臺

3.3.1 遵循原則

當下，在電視媒體與新媒體融合發(fā)展的過程中，片面否定電視媒體所具有的一些能力與優(yōu)勢。誤以為電視媒體與新媒體的融合發(fā)展就是以新媒體作為支撐，不斷地發(fā)展新媒體。但是，二者的融合發(fā)展要充分發(fā)揮二者的優(yōu)勢，避免二者的弱勢，從而找準二者的自身定位，尋求適合的發(fā)展模式，這樣才能夠促進二者的發(fā)展。新媒體的優(yōu)勢是能夠獲取更多的信息，能夠實現信息的快速、隨時隨地的傳播，宣傳面更廣；而電視媒體能夠保證傳播信息的真實有效性，這是新媒體所不具備的，因此，二者結合發(fā)展，能夠保證傳播信息的全面、高效，還能夠保證信息的真實可靠，從而更好地發(fā)展媒體行業(yè)。

● 整合資源，資源共享；

● 學生、老師，都是平等的，都可以成為導師；

● 學生個性發(fā)展，按學生的意愿，自由選擇導師，自由選擇任務；

● 人人參與，只要努力就能完成相應的任務，填好相應的內容，積累更多的積分，根據積分升級。

3.3.2 采用的技術

大數據和云計算技術，數據挖掘，網格計算，分布式計算[3]。

3.3.3 設計課堂教學交互平臺[4]

在大數據、云計算技術支持下，創(chuàng)建基于學校教育和“學生”個性化發(fā)展相結合教學模式的課堂教學交互平臺。

1) 課堂“教”與“學”交互數據處理大平臺

◆ 傳統(tǒng)授課講臺，變?yōu)榛ヂ?lián)網平臺+講臺，是學校教育與互聯(lián)網共存的教學模式，教學計劃與學生個性化發(fā)展相結合的教學模式[5]；

◆ 教師是配角，學生唱主角；教師的任務是挖掘數據，上傳教學任務資源；

◆ 教師的單一講授，變?yōu)閷W生間、學生和教師間的互動、咨詢、任務等，是教師引導與學生自主完成任務相結合的教學模式。

圖1 課堂教學全方位互動平臺

2) 評價系統(tǒng)

參與對象是教師和學生，是教師評價和學生評價相結合。

4 大數據課堂教學交互平臺案例

學生人數：45人

機房一間：50臺電腦，配有互聯(lián)網，多媒體，音響系統(tǒng)等

首先通過大數據云平臺共享信息，登陸注冊，填寫相關資料，并進行相關面試。然后通過這個平臺自由選擇(或炒掉)教師(可以是拿到證書后的學生)，同樣教師也選擇學生，雙向選擇。教師下發(fā)任務，限定完成時間，你也可以申請延長交作業(yè)時間；完成任務，教師給你打分，同時你也給教師打分。統(tǒng)計數據如任務的考核、積分、表現、態(tài)度、人際交往等一系列的數據，經分析數據、挖掘數據而形成的知識和能力考核。根據這些采集的數據，加以綜合評價和自由選擇，公平公正地選出優(yōu)秀、合格的教師和學生。

學生在新教學模式中表現出來的積極、主動，是在原來課堂上很少看見的，學生自由地徜徉在平臺上做任務、查資料、咨詢、討論、留言等，完成了一個又一個的任務。通過互聯(lián)網，學生隨時隨地都能做任務。使他們實實在在的體驗到新技術應用于教學的魅力，感受到不同于傳統(tǒng)課堂教學的學習模式。

5 展望

云計算和大數據背景下課堂教學交互平臺不足之處主要在于缺乏共享教育資源。展望未來，未來的課堂教學將與教育云、網絡課堂、在線教育、學校、個人相結合，在大數據技術支持下，整合和優(yōu)化教育資源，建成具有最優(yōu)質教育資源的圖書館(巨型數據庫)，讓學習者自由地通過平臺分享和貢獻資源，形成人人平等、資源共享、共同學習、共同提升的優(yōu)質教育資源大課堂。

大數據時代，一場“哥白尼式革命”，大數據教育變革像暴風雨一樣來的更加猛烈，這場教育變革需要我們不僅“洗心”，還得“換腦”，更得“醒腦”。做為教育工作者不能坐以待斃，無視大數據帶給教育的機遇和挑戰(zhàn)。主動“洗腦”，以改革開放的心態(tài)，張開手臂擁抱大數據技術時代下的教學模式，使新型的教學模式綻放耀眼的光芒。