基于大数据的智慧教学平台设计与应用探索

刘 昊

（南宁学院信息工程学院，广西 南宁 530299）

网络信息技术与教学的结合，使得传统的教学模式发生了很大的变化，且信息化的教学模式具有许多独特的优势，能够与现代教学实现深层次、多领域的集合。智慧教学平台能够培养学生的自主学习能力，全面提高教学质量。在大数据技术的基础上，近些年来智慧教学平台的设计与应用也实现了很大的进步，使学生的学习效率、学习质量都有着不同程度的提高，使学习变得更加轻松，对于教学事业的发展产生了很大的推动作用。

一、基于大数据的智慧教学平台的内涵

智慧校园是对数字校园的拓展和延伸，但是智慧校园不是对数字校园简单的技术升级，而是从理念上进行的转变与提高，是在信息技术支持下对新型教学环境的构建。在大数据基础上的智慧教学平台，是将互联网、无线传感器网络、移动通信网络以及WIFI网络连接而形成的教学生态系统，是学校教学理念、教学方式和管理模式取得的重大突破，能够为教学提供更加个性化的教学资源、教学工具和教学服务，是以学生为本教学理念的体现。以大数据为基础的智慧教学平台具有以下几个基础特征：（1）定位明确。在智慧教学平台中，教师、学生、职工以及其他学校的工作人员都有明确的地位，以学生为核心和主体，以教师为主导，其他教职工为辅助，能够使每一位参与者都能找到自身明确的定位，从而促进教学和生活更好地开展。（2）全面感知。智能化是智慧教学平台中重要的一部分，通过传感器、无线射频技术（RFID）以及监控系统等，能够为智慧教学平台中的不同人员提供不同的信息，每个用户所具有的权限不同，所获得的数据和信息也不尽相同。总之，通过基于大数据的智慧教学平台，能够使所有人员获得更加全面的感知。（3）个性化。智慧教学平台能够将学生的网络行为连接，使学生在网络上发生的学习、聊天、社交、消费等数据都能够传输到智慧教学平台系统之中，在通过云计算等技术根据所收集到的数据为学生进行画像，使学生的个性能够通过学生画像而体现，教师可以根据学生的不同以及学生画像进行更有针对性的教学设计，从而使学生的个性能够得到发展。（4）连接教学活动。智慧教学平台支持教学共同体各方在任何时间、任何地点、任何方式进行连接的教学与学习活动，使各项教学活动都能够做到无缝连接，提供更加全面的服务，使教师和学生的碎片化时间能够得到更加充分的利用，对于教学和学习都具有重要的意义［1］。

二、基于大数据的智慧教学平台设计

（一）数据信息的收集与储存

基于大数据的智慧教学平台首先要具有数据信息的收集和储存功能，要建立功能完备的数据中心，通过对教学与学习全过程的数据收集，对学生在智慧教学平台上的进步轨迹进行全面的记录，且需要将所有的数据进行统一的储存，将所有收集到的数据储存在信息数据库中。这些收集并储存的数据可以被用于学校的教务管理系统、教学系统以及其他多个系统之中。通过大数据技术的应用，能够将数据信息的收集与储存简单化，能够更加便捷地帮助学校应对大量的教学数据和学生的学习数据，并可以将这些数据和信息进行永久的保存。

（二）深入挖掘教学数据和信息

对教学数据和信息的深入挖掘是智慧教学平台设计中的关键部分，教学数据和信息的挖掘主要采用的是计算学和心理学的研究方法，以此方式能够使教师更加了解学生的学习全过程。通过对教学信息和数据的挖掘，教师在对这些数据分析的基础上，能够帮助学生探索新的学习方法。为了构建应对诸多变量的模型，对在线学习系统数据和挖掘算法的收集是非常重要的。预测模型的开发需要通过对教学数据和信息进行分类实施。利用教学数据和信息构建的预测模型，能够在智慧教学平台中建立一套适应学习系统，利用预测模型预测的适应以及相关的干预措施来改变学生今后的学习过程，还可以为学生提供一些外部学习服务。深入挖掘教学数据和信息可以对学生未来的学习行为、学习动机和认知水平等进行全面且准确的预测；还可以对相关领域的其他模型进行探索和改进，这种模型包括学习的内容和最佳的教学顺序构建，学习软件还会对不同的教学内容给予强大的支持［2］。

（三）学习数据分析功能

学习数据分析功能是智慧教学平台最核心的功能，对学术进步进行的评估、对未来趋势实施的预测以及对潜在教学问题的表现，都是通过对学生的学习数据收集和分析而得到的。学习分析的数据来自学生的学习行为，比如学生学习任务的完成情况、学生的考试成绩、学生的课内外实践完成情况、学生在智慧教学平台众多互动等。学习分析功能能够帮助教师通过学生的实际水平和需求，对教学资源进行更加科学合理的配置。学习数据分析功能的关键在于对学生学习数据的分析和报告，这一点与教学数据的挖掘有着很大的不同，学习数据的分析不会承担数据分析计算方法开发的任务，而是更加注重于对已知方法和模型应用中出现问题的解决，对影响学生学习和组织学习系统的关键因素进行解答和解释。

（四）自适应学习系统功能

智慧教学平台中的自适应学习系统主要包括学习管理、学习软件和在线学习三个部分，这些系统都能够对数据进行有效的处理，从而对不同的教学与学习的利益相关者提供有价值的信息和数据，能够帮助其改进教学模式和教学方法。自适应学习系统具有教学数据的分析和预测功能，能够帮助教师创新教学模式，使教学更加具有个性化，满足不同学生的学习需求，还能够帮助教师调整教学计划和教学方案，从而提高教学质量，使教学能够采用科学合理的教学模式，对学生进行科学的教学、管理和引导［3］。

三、基于大数据的智慧教学平台应用分析

以大数据为依托的智慧教学为智慧教育提供了一个平台，使得智慧教学模式能够实现，促进了教学与信息技术的融合，是现代教学理念中的重要突破，以南宁学院-科大讯飞人工智能学院的智慧教学平台应用为例，主要有以下几个方面的应用：

（一）线上线下混合教学

智慧教学平台最主要的应用就是线上与线下混合教学模式。在传统的教学模式中，教学几乎全部发生在课堂之上。通过线上与线下混合教学模式，能够将线上教学模式的优势与线下教学模式的优势相结合，线下教学模式使学生的注意力更加集中，教学质量更好，能够直接接触到教师；线上教学模式的场地和时间自由性较高，学生可以随时随地进行学习，且教学资源丰富。线上线下混合的教学模式使得教学的内容有很大的拓展，通过教师所制作的教学课件，学生可以学习到更多的内容，教师也可以将关注点转移到如何激发学生学习兴趣、如何提高教学质量之上，学生也可以将更多的精力放在发现问题、提出问题和解决问题上。线上线下混合教学模式具有很大的优势，是未来教学模式发展的必然趋势，能够改变传统教学模式中学生被动的地位，将学生的主体地位充分发挥，学生的学习会变得更加主动。近些年来的微课、慕课以及翻转课堂等，都是线上线下混合教学模式的实践，且教学效果有着明显的提高，对于学生的吸引力也在不断提高，符合现代教学理念，是现代教学模式与信息技术结合的新型教学模式，对于教师和学生都有重要的意义。

（二）个性化教学

学生在进入校园之后在智慧教学平台中就具有了一个属于学生自身的、独一无二的认证ID，这相当于是学生在智慧教学平台中的身份认证，学生在智慧教学平台中的学习情况、资料下载情况等都会被大数据技术所收集，并上传到后台系统之中，通过对不同来源同一主题的关联分析，从指定姓名的相关信息中确定学生的兴趣爱好、特长、学习情况等，使其能够作为个性化教学的依据，教师根据每个学生数据的不同特点，可以做到因材施教，对每个学生制定不同的教学方案和指导方案。例如，大数据专业的A同学在智慧教学平台中观看次数最多的是计算机专业英语词汇记忆方法相关的视频，所下载的学习资料几乎全部与专业英语词汇记忆有关，经过教师的分析，发现A同学在英语词汇记忆方面存在着一定的困难，没有掌握相应的英语词汇记忆方法，导致其英语词汇掌握程度不足，因此教师在智慧教学平台中，为A同学提供了更加详细的英语词汇记忆方法，且制作了一个微课教学视频，为A同学讲解了英语词汇记忆的相关方法，使A同学的英语词汇记忆能力有所提高，这就是个性化教学的集中体现［4］。

（三）教学质量智能考核

教学质量考核与评价是教学中的重要一部分，传统的教学质量考核与评价是采用匿名问卷调查的方式，这种方法的准确性较低，不能最客观、最真实地反映出教师的实际教学质量。通过智慧教学平台，可以对教师的教学过程做到全方位的追踪和考核，依靠教师评价管理系统，引用教学与科研子系统的数据，自动统计教师的各项教学质量指标得分，这种教学质量评价方式更加客观，评价与考核结果也更加真实，可以避免人为因素对考核与评价结果的准确性，使得教师的教学质量能够最真实地体现，从而发现教师教学中存在的问题和优点，帮助教师进行及时的调整与改进，使得教学教师的整体教学效果能够显著提升，为学生提供更加高质量的教学，促进学生综合素质全面发展［5］。

综上所述，大数据技术在现代教学中有着广泛的应用，基于大数据的智慧教学平台设计应该做到以学生为本，挖掘更多对教学有促进作用的教学元素，通过多个角度、多个层面不断完善智慧教学平台的建设，并加强对智慧教学平台的应用，发挥出智慧教学平台和大数据技术的实际作用，提高我国整体的教学质量。