基于云计算的教学决策模式研究

叶 飞，牛传明，金宗安

叶飞/六安职业技术学院讲师，在职硕士研究生（安徽六安237005）；牛传明/六安职业技术学院讲师，在职硕士研究生（安徽六安237005）；金宗安/六安职业技术学院助教，硕士（安徽六安237005）。

随着现代教育的发展，民众对国民教育的要求水涨船高，对教育内容改革的要求尤为突出。如何及时更新教育教学内容、提高教育时效性和针对性成为当前教育改革的一个难点，随着网络的发展与普及，网络成为获取这类信息的重要来源，云计算技术的出现为通过网络获取教育需求信息并提供教育决策依据给出了一个有效的途径。目前有众多的决策算法，基于云计算平台可以开发出更为有效的决策算法。本文基于云计算平台，结合决策算法思想设计了一种新的构建模型，我们称之为“三级购物车决策模式”，可以为目前教学改革的内容决策提供一个全程数字化解决方案。

一、教育决策与教学决策

过去的教育研究往往停留于研究层面，对于教育本身的反馈不足，也就是在教育决策上教育研究往往不能给出反馈，或者说，教育决策并没有成为教育研究的一个主要内容。而目前对教育决策的研究开始呈现出上升趋势。

决策理论从最初的基于数学的对策理论，发展到范性范式(Normative Paradigm)，直至现代“有限理性说”决策理论，日益成为社会发展中应对各种复杂情况的重要理论武器。围绕这一理论，发展出多种学科和技术，同时，决策理论在教育研究领域的应用也日益广泛。

目前，发达国家在教育决策方面进行了诸多实践，取得了不少成果。比如美国，采用智库（思想库）报告作为决策依据；法国更是直接基于专门设立的互联网站开展了全民参与的调查，形成最终报告，这份报告成为2005年3月24日法国议会通过的《学校未来的导向与纲要法》法案的重要依据，2005年4月23日法国总统正式颁布了此法；日本在教育决策上也是通过组织不同教育相关利益团体加入教育决策过程中来，这些团体五花八门，比如政党、教育研究团体、教育职员团体、地方教育行政机构的联络协议团体、教员与家长的联络研修团体、教育服务团体、产业界、文化团体、学术研究团体、市民团体等等，他们通过提交报告形式影响决策。

教学决策是教师对所授课程的一种判断与选择的行为。在教育决策的影响下，目前教育改革的主要对象是教学内容改革，结合教学形式的改革。而教学改革的决策方式基本与教育决策过程类似，其核心过程就是对教学课程相关信息的搜集、判断、选择与评估。教学改革的主要推动力是知识上的三个方面的需求：学生知识需求、教师知识需求和岗位知识需求。

二、教学决策现状与实现途径

早期教育界以及教师行业，对于教育目标、教学内容的决策分析主要依据就是以下几个方面：个人知识积累与实践经验；专业设置的教学大纲；行业、用人单位岗位需求信息；其他院校教育教学实践。此类决策基本思想其实都是一样的，以知识为本、学科为本，其决策结果主要是三种类型知识：理论知识、实践知识和应用能力。与现代决策体系相比，不具备明确操作性、不能数字化、不具备稳定性、更新速度慢。

教学决策支持系统出现后，随着计算机技术、数据库技术以及高校信息化的发展，出现了现代计算机决策系统，但总体来说由于系统自身与生俱来的自闭性，使得决策系统往往不能及时跟上实际需要，不能及时反馈给决策者所需要的信息。

三、“购物车教学决策模式”设计

（一）当前教学改革的主要需求分析

学生需求：学生需要最新的符合个性发展需要的知识，能够提高自身在未来社会竞争能力的知识。

教师需求：教师需要符合现代教育理念、能展示自身水平和反映所授课程思想的教学内容和信息。

岗位需求：社会需要大量适应行业、岗位需求的人才，要求他们拥有符合行业、岗位专业性的知识和能力。

教育机构需求：主要是教学内容能否符合当前教育政策、符合教育规律、符合教育机构现有条件的实施要求。

其他需求：比如用人单位对人才的专业特殊需要、学科交叉的教学需要等等。

（二）“购物车教学决策模式”基本思想

1.按照决策内容指定购物车数量。如“网络信息购物车”、“行业需求购物车”、“社会需求购物车”、“职业需求购物车”等。这里我们称之为“三级购物车”，基于云计算平台构建。

2.利用云计算技术构建购物车内容，生成数据集，并进行数据挖掘，获得实际有用的决策信息，生成“学生购物车”、“教师购物车”、“岗位购物车”等。这里我们称之为“二级购物车”。它在“三级购物车”的内容基础上，基于数据挖掘技术生成。

3.根据教育改革需求，我们通过设计相关决策算法，选择生成最终决策信息。这里我们称之为“一级购物车”。基于决策树算法生成。

4.利用决策算法给出的决策信息应用于数据库，最后做出决策结论。

此模式的一个最大优点在于，完全基于计算机信息平台获得决策信息，决策过程完全信息化，而且决策结论很方便地应用于多个不同决策方面，比如教改的大纲修订、教改的内容确定、教改的教材选择等方面，所以效率会非常高。

（三）应用于教材选择实验

为了验证此模式的效果，我们做了一个教材选择的对比试验，此实验目的是通过决策系统选择符合教学要求的一批教材以供教学使用。

本实验的实验环境：有50套教材，我们通过决策体系制定选择标准，再根据教材内容和特点，选择符合决策要求的教材作为最终教材。因为选择过程有时间消耗，为此我们又备了另外50套与本课程无关的教材作为干扰因素，以便对比两套方案的时间效率，也就是要从100套教材中选择最合适的教材。

第一套方案：我们首先使用传统选择教材方法，通过教改大纲结合教师自己的判断制定出选择的决策依据，并考察每本教材内容与特点，从100套教材中选择出所有自己认为符合要求的教材。

第二套方案：基于“购物车决策模式”设计一套决策算法，并使用微软.NET编程系统编写出软件，通过云计算平台确定获得教改内容，这个内容不依赖人工干预，完全由系统自主完成，并生成决策结论作为教材选择依据，这样系统的结构如下图所示。

基于“购物车决策模式”教材选择系统

这套软件系统一共分为3层，其中第一层的“三级购物车”的内容来自于云计算平台，它是整个软件系统的基础，其主要功能是确定课程主要内容，通过网络自行寻找并获得该门课程教材当前必须具备的内容。这也是使用计算机系统最大的特点之所在，它使得教改全过程完全脱离人工干预。第二步基于“三级购物车”通过数据挖掘，获得关键性决策信息，得到“二级购物车”，它是“三级购物车”内容的二次分析与提炼。通过其中最后一步可以使用ID3决策树算法实现，得到一个决策树，这种算法成熟稳定，能够确保最后决策信息的有效性。最后根据这个决策树应用于教材库的100套教材的选择决策上，最终获得一个教材选择清单。

（四）对比试验结果

为了比较，我们对两套方案的时间和所选择教材质量进行对比，比较结果如下表所示。

决策系统 决策时间消耗 教材选择数量 教材选择质量人工 7天 10 符合教改要求基于云计算软件系统 6个小时 9 8套符合教改要求，1套不符合。

其中人工决策由于需要事先针对专业调研，并组织教师、专家讨论，需要多人多次会议讨论，花去时间较多。另外，由于教材库内容较多，人工查看选择耗时也很多，尤其是干扰教材消耗较多时间。教师最终选择出10套符合教改要求的教材。

抛开软件开发时间不算，设定好教材所属课程名称后，基于云计算软件系统速度上远胜过传统方式，其中软件实际运行时间只有1个小时不到而已，更多的时间是前期的软件参数设置和教材库建立需要人工建立导致较长时间的消耗，云计算提供的网络信息获取由于其先天的效率高，使得在时间消耗上胜过人工方式，且选则的教材数量也少于人工选择的教材数量。但是也由于软件系统的缺陷，教材选择的质量并不完美，但是瑕不掩瑜，相信随着计算机技术的发展，云计算技术、人工智能技术终究能够解决这一问题。

“购物车教学决策模式”可以应用于教学决策的多个领域，解决多种教改的决策问题，最关键的是这种决策模式使得决策过程可控、可见、可重复，它既是数字化技术的成果，也是人类智力的结晶。通过最后的实验我们发现，这套基于云计算的教学决策模式在实践中获得了很好的效果，极大地提高了决策效率。

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