大数据技术在高校机械教学中的应用

张家益

摘 要：信息技术的发展带动了教育的发展，当大数据技术深入到社会的各个层面中时则影响了社会的发展，从国外正规教育的发展来看，大数据技术正在解决着教育中出现的各种难题，如在美国大数据技术就被利用到了学生和教师网络利用数据的提取中，实现教与学行为的分析，进而去改进教学。随着信息技术的发展，我国高校的教师、学生行为习惯、思想观念等也正在受大数据的影响。基于此，文章作者认为如何有效运用大数据技术去为高校教师教学、学生学习来服务将成为当前教学改革的一大值得思考的问题。文章从大数据技术相关内容出发，分析了大数据技术对高校机械教学的影响，以“机械设计基础”为案例分析了如何有效地将大数据技术运用到高校机械教学的具体案例中，并给出了大数据技术在运用过程中作为教师应该采取的有效提升措施。

关键词：大数据技术;机械教学;“机械设计基础”;措施

一、大数据技术的概念及特点分析

所谓大数据指的就是将当前发展较为迅速的网络信息技术作为基础，产生出巨量数据信息的技术。当前其主要任务包括三个方面，第一是进行信息的解读和处理，这点是人工劳动难以实现的;第二是在繁杂的数据信息当中将极具价值、较为重要的信息和数据提取出来;第三是有效推动其他技术的发展。从大数据技术发展现状来看，其表现的特点还是较为明显的，它的数据量非常的庞大，数据的处理能力较强，数据价值密度相对是较低的、具有较高的时效性。

二、大数据技术对高校机械教学的影响分析

机械教师的教学特点都是较为明显的，实际上这与教师的性格是有很大关系的，有的教师偏爱将某些机械教学内容传授给学生，但是却没有考虑到学生是不是感兴趣的，若将大数据技术运用到机械教学中则会改变这种现象，因其存储信息的规模是非常大的，并且数据迁移起来也较为方便，这对学生的需求有很好的适应性。另外，大数据技术除了将大量的存储知识传递给学生之外，其还能够通过整合模拟出真实的操作环境，这样就可以让学生更为真实地感知环境。基于上述的分析，笔者认为将大数据技术运用到高校机械教学中将会产生下面几点影响：

（1）为学生创设出直观、虚拟的机械学习环境：大数据能够将软件系统和硬件系统有效结合起来，进而为学生创设出直观、虚拟的学习环境，这样就能够改变原本枯燥、抽象的机械教学，从而激发学生的学习兴趣。

（2）为学生构建新的学习过程：将大数据技术引入到机械教学中后，学生就不再是仅仅依靠教师在课堂上进行有限知识的传授来进行学习，学生可以依据自身的学习兴趣、接受能力去调整学习进度，掌握适合自己的知识。这点和传统的教师讲授有很大的不同，过去教师要是遇到自己不懂的知识多是通过教师组研讨后得出具体的结论再讲解给学生。但是大数据技术的运用则使该点不足得到了有效的弥补，学生在遇到问题的时候则可以向互联网提问，获得大量的解决方法。另外，学生还可以在网上建立交流群，在教师、同学之间进行思想的传递。

（3）大数据技术运用到机械教学中能够提升学生的学业完成率：笔者在将该技术运用到教学中的同时还对所取得的效果进行了监测，通过相关数据笔者发现学生的学业完成率得到了显著提高，该科目无法毕业的学生人数大大地降低了。

（4）大数据技术运用到机械教学中能够提升学生的学业成绩：学生学业完成率提升的时候，学生学习的效果和质量也得到了同步提升，从学生的学业成绩来看，成绩优良的学生占比明显提高。笔者对学生的学业成绩进行了详细的分析和对比，发现在机械教学中采用该技术后学生的成绩得到了普遍性的提高。

三、大数据技术在高校机械教学中的应用

本研究以“机械设计基础”为案例，该门课程多实行的是大班授课，高校学生的学习特点和习惯有着很大的差别，所以教师很难通过统一化的教学方法让所有学生都适应。大数据技术的出现则能够通过数据的综合分析和处理，将数据的潜在价值挖掘出来，带动教学的改革和发展，当大数据技术运用到“机械设计基础”教学中，能够开拓新的教学途径，其最有效的方法是进行教学平台的构建。教学平台以大数据技术作为内涵，与“机械设计基础”这门课程的发展现状、当前学生的学习方式结合起来，在该平台上进行了几大模块的设计：

（1）数据采集模块：该模块中包括内容设计、采集功能选择、采集终端等，整個模块的功能是对教学过程相关的数据进行采集，确保能够对学生的学习行为和学习过程等实现全方位的感知和动态化的监测。该模块在进行数据采集的时候一方面能够将智能设备感知到学生的学习状态、学习方式等各种信息和变化数据进行采集，另一方面还能对所采集到的数据进行实时处理和分析，使教学方法和学习方法有更好的适应性。

（2）数据传输模块：该模块包括有线网络、信息化基础设施、无线网络等，整个模块能够将采集到的相关数据、分类数据传输到模块当中。

（3）数据资源模块：该模块包括视频资源库、教学资源库、学生信息等，其最大的作用是可进行视频资料库、教学资料、个人信息等的设计，借助于大数据技术为学生提供更多的计算服务和数据信息，将本身分散的信息抽取到平台当中，实现数据的分类、关联、对比、存储等，处理完成后的数据则是要为各个职能部门、其他模块进行备用的。

（4）支撑服务模块：该模块包括计算资源、数据资源和存储资源等，其作用是为了实现教学处理、基础数据资源和计算资源等的统一整合，使得信息接入高效统一。

（5）数据应用模块：在该模块中包括学生用户、职能管理、教室等模块，在该模块中学生可以通过互联网、移动端接入到学习界面当中展开互动。

教师在该平台上实施机械教学，通过大数据技术则能够将学生的学习方式和习惯采集到，利用这些数据进行整合之后则能够形成利于教学的数据资源。教师通过数据分析则能够对学生的学习特点有所了解，进而对教学方法进行改进，配合教学平台。一方面教师应该利用大数据技术进行分析，调整教学方式和内容，做到因材施教，让机械课程走向创新模式。另一方面教师还应该依据个体差异开发出多种学习途径、个性化的机械学习资源，使得此门课程取得更好的教学效果。

四、大数据技术在高校机械教学中运用提升的有效举措

利用大数据技术首先可以将学生的学习行为、教学内容等进行提取和集成，然后将这些数据进行规范化的存储;其次利用大数据的分析技术将这些数据信息进行提取，获取有用的、有价值的数据;最后通过可视化的方式将这些有价值的数据结果呈现给教师。大数据技术的运用，使得高校机械教学与社会需求实现了接轨，因此高校应在大数据技术下做好机械课程改革：

（1）整合机械教学内容，将分析内容和大数据技术进行融合：机械教学非常注重学生的实践能力，那么笔者认为高校机械教学应该将“机械设计基础”“机械制图”等课程整合起来，让理论知识和实践知识结合在一起，实现大数据技术和分析内容的融合，使得教学内容、社会需求实现真正的接轨。

（2）通过案例教学等引导学生对机械知识在生产中的实际运用：运用大数据技術之前，教师应该先引入相关的案例和视频，提出案例当中所涉及的问题。当学生观看完成之后，在视频中进行企业实际情境的模拟，让学生掌握机械知识的具体运用。

（3）关注教学环节实践，强化大数据技术的有效运用：模拟机械设计过程、模拟机械综合实训平台、仿真现代机械生产过程，依据真实的机械企业环境进行职能的设计，让学生在各个教学环节中扮演相适应的角色，并分成几组，组内的学生进行明确的角色分配，这样学生就能够身临其境地进行岗前实训，为未来进入企业打好基础。

五、结语

大数据技术与教育的结合必然会成为未来有效提高教学质量的重要渠道，因此高校机械教学则应该在提高大数据技术运用质量的基础上，通过多种方式、方法让大数据技术在教学中得到有效的运用。在机械教学中运用大数据技术，一方面能够为学生创设出更为直观的学习环境，另一方面能够为学生构建新的学习过程。本研究以机械教学课程“机械设计基础”为例，给出了在该门课程中最为有效运用大数据技术的方式，进行教学平台的构建，该平台主要包括数据采集模块、数据传输模块、数据资源模块、支撑服务模块、数据应用模块，通过该平台教师能够实现因材施教、创新课程模式，要想保证机械教学质量，除了进行教学平台的构建之外，还应该整合机械教学内容，关注教学环节实践，强化大数据技术的有效运用。

参考文献：

[1]李艺全.大数据视域下高校人才工作的适应与创新[J].河北工业大学学报（社会科学版），2014（2）：70-74.

[2]王锋，王翔宇，秦文臻.大数据驱动的高等教育质量监测评估关键技术研究[J].黑龙江高教研究，2017（6）：80-83.