大数据视域下高校精准教学的实现路径及对策

罗 灿

三亚学院，海南 三亚 572022

大数据技术转变了人类的思维方式，并以前所未有的速度引发了军事、经济、教育等各领域的深刻变革，在大数据引发的教育变革中，以测量和记录数据为基准的精准教学必将迎来新的发展机遇。2018年4月，教育部印发的《高等学校人工智能创新行动计划》中指出要“推动学校教育教学变革，在数字校园的基础上向智能校园演进”，同时“建立基于大数据的多维度综合性智能评价，精准评估教与学的绩效，实现因材施教”。至此，如何借助于大数据实施高校精准教学，提高高校学生的学习质量和教师的教学效率是高校教学改革亟待解决的重要问题。

一、精准教学的内涵及应用价值

（一）精准教学的内涵

20世纪60年代，Ogden Lindsley基于斯金纳的行为学习理论提出了精准教学（Precision Instruction，PI），精准教学的核心是“以测助学”，强调在教学过程中追踪和记录学生的学习行为数据，分析学生行为的特征和原因，以此作为改进教学内容和教学形式的依据，并实现差异化和个性化教学模式。精准教学认为检测学生是否有效学习的最好证据就是学生的行为表现，授课中可以直接记录和观察学生的学习行为频次，并将其绘制成可视化的图表，依据图表反映的行为频次特点及其变化趋势，来评判学生学习成效，并根据学生具体的学习情况对教学方法、教学策略和教学评价进行有针对性的动态调整。［1］精准教学虽然是一种有效的教学方法，但在传统教学中的应用并不乐观，传统教学工具难以对学生的行为频次进行精准测量，这影响了精准教学的综合效能。以移动互联网、数据挖掘和云计算为支撑的大数据技术，能自动记录和测量学生学习的行为，并对其进行精准预测和高效分析，突破了传统教学环境下的操作困境，最终实现精准教学。

（二）大数据视域下精准教学的应用价值

1.文化价值

因材施教是我国古代教学经验的结晶，也是我国现代教育中必须坚守的重要准则，具有非常丰富的文化价值和现实意义。［2］因材施教强调在教育教学中教师要按照学生的学习能力和具体认知水平选择适合的教学方法，通过个性化和有针对性的教学方式，树立每位学生的学习信心，激发学生的学习兴趣，最终促进学生全面发展。精准教学正是实现因材施教的重要方法，特别在大数据背景下，教师通过借助多种现代化技术手段，记录和测量学生学习的行为，并对其进行精准预测和高效分析，根据学生具体的学习情况对教学方法、教学策略进行动态调整实现因材施教，最终改进学生的学习效果，营造出一个充满效率、螺旋式上升的课堂。

2.人本价值

当今，我国教育体系一直强调以学生为中心，坚持以人为本，精准教学追求学生的个性发展，正是以学生为中心和以人为本观念的重要体现。精准教学强调教师能合理运用各种大数据技术测量、记录、分析与预测学生的学习行为，根据学生具体表现有针对性地进行教学设计、教学决策、教学指导和个性化干预，创设一定教学情境让学生做课堂的主人，真正实现精准教学，实现高校教育的以人为本和以学生为中心的教学理念。

3.技术价值

数据挖掘、云计算等大数据技术推动着精准教学的发展，精准教学也推动着各类数据技术的创新式发展。越来越多的企业、研究机构不断开发、升级满足精准教学需求的各类教学软件及教育云平台，例如雨课堂、腾讯会议、钉钉等软件及各类虚拟教学云平台已经在各大高校中得到了普遍的应用。国内越来越多的地区开始积极探索并推广数据技术驱动的精准教学模式，例如，浙江省教育厅教研室征集大数据背景下精准教学优秀课堂教学案例（录像），重点要求案例要体现大数据和人工智能技术在课堂教学的各个环节尤其是课中的重要作用，如优化教学模式、创建高效课堂等。

二、大数据视域下高校精准教学面临的困境

进行精准教学是高校教育进入数据时代的必然选择，通过对学生学习数据的收集、分析和应用，可以改变传统的教学模式，提升整体教学质量，为学生提供个性化、差异化和优质化的教学服务，但就现实而言，由于受到多类问题的掣肘，高校精准教学工作仍面临不少的困难。

（一）配套教学资源跟不上实际教学需求

进行大数据精准教学，首先要有能满足教学需求的信息化设备，但由于时间、人力和经费等因素的限制，部分高校在软、硬件设备投入方面仍然不足，极大影响了大数据精准教学的顺利开展。

除信息化教学设备外，配套教学材料不够也影响着精准教学的顺利实施。精准教学强调个性化的资源推送，不同类型的学生对教学材料有着不同的需求，配套教学材料不足必然影响学生个性化学习效果。

（二）部分高校教师缺乏一定的数据素养和理论素养

高校教师要实施大数据精准教学必须具备良好的数据素养。在高等教育领域，各种情境都在不断产生数据，数据的来源复杂多样，数据的内容也复杂多样，具备较强的数据思维和分析能力才能正确区分数据质量的高低和适用范围，这是实现精准教学必备的数据素养。可现实中，部分高校教师由于缺乏数据素养，难以理解教育数据的意义和价值，难以科学合理地规划数据和应用数据以实现精准教学。

另一方面，高校教师进行大数据精准教学必须具备良好的理论素养，理论素养的欠缺，会影响教师对精准教学的正确认知。由于缺乏精准教学的专业理论知识，部分教师在教学过程中对数据生搬硬套，甚至引起“为数据而造数据”的错误现象，偏离了精准教学的宗旨和意义。例如，当教师将平台阅读时长和发言数量作为考评指标时，为了获得更高的分数，学生就会为了提高学习数据、营造学习假象，如学生会刻意累积阅读时间而不开展真正的阅读学习，刻意追求发言数量而不注重发言质量，严重干扰了真实信息，不仅导致错误的教学决策，也对学生的习惯培养产生不利影响。

（三）对多维数据的跟踪和使用容易引发伦理道德问题

大数据精准教学中的信息隐私及数据安全问题容易引发伦理道德问题。大数据精准教学需要对学生的学习过程和学习行为开展持续的追踪和监控，这样才能收集大量多维数据，并从中挖掘有价值的数据信息作为教学决策的依据，这些多维数据涵盖了学生的大量信息，很多高校由于缺乏专业的数据管理部门，所收集的教学数据存在巨大的暴露风险，一旦各类数据被非法使用，如师生的个人隐私和敏感信息被滥用和泄露，就会引发师生对学校管理能力的质疑及对数据安全的担忧，同时会对所涉及的师生和学校造成不利影响。

三、大数据视域下高校精准教学的对策

（一）配套现代化教学资源保证精准教学顺利开展

首先，高校可通过多种方式建立和完善学校的大数据精准教学资源，如在尊重知识产权的基础上通过自主开发、校际交流和校企合作等多种方式建立和完善教学资源材料库，以更好地适应各课程精准教学的目标和需求。同时组织各学院、各学科专业建立专门的审核小组，定期对各类教学资料进行升级，促进精准教学资源材料库的发展更新和循环利用。另一方面，学校还可以组建专业的技术部门，根据各学科特点和专业需求，帮助各院系设计和创建适合的精准教学环境。

其次，高校应组织技术部门定义数据标准、制定数据规范，避免“数据孤岛”可能造成的数据断裂和信息冗余现象，深入研究师生群体的需求和部门工作的内容，建立统一的数据收集和管理平台，整合各个信息端口，尽可能降低信息碎片化造成的干扰，加强部门之间或学校之间的信息互联，从而促进数据信息的流通共享，最终提高数据管理的效率。

（二）提升高校教师的理论素养和数据素养

实施大数据精准教学对高校教师提出了更高的要求，［3］高校教师要不断学习先进的数字技术和理论素养，才能运用大数据、人工智能等技术打造现代化课堂进行精准教学。具体来说高校可以从以下几方面着手提升教师的理论素养和数据素养。首先，各高校可以定期组织Python、数据挖掘、数据分析等大数据相关培训，为教师提供必要的学习平台。其次，各大高校要注意根据教师的具体学科特点及年龄、学历层次等实际情况，开展有针对性地培训，同时制定不同的标准。最后，学校要注意考核，用定量方式测量教师理论素养和数据素养的掌握程度，保证精准教学的最终实施。

（三）保证精准教学中数据使用的安全性

对于高校而言，进行大数据精准教学的底线要求和前提保障就是加强数据使用安全防护和防止隐私信息的泄露。教育是对个体进行塑造和培养的过程，开展大数据精准教学必须进行必要的监督和管理，但这些干预活动必须坚持以服务学习为根本目的，控制在合理合法的范围内。

在大数据精准教学中，各大高校必须保障师生对数据使用的安全权、知情权和监督权等基本权利，要始终坚持数据仅用于改进教育教学的基本原则，具体可通过以下方面操作：第一，在权限职责层面，根据相关政策要求，学校要积极组建职能部门建立透明公开的信息共享和监督问责的机制，明确规范数据管理人员的职责权限，对数据收集和使用的范围、目的、过程和结果等问题进行公开的意见征求，严禁任何群体或个人擅自违法收集和使用数据；第二，在审查机制层面，各大高校应该设计安全认证或访问限制，防止隐私信息被滥用或泄露，同时组织技术人员对软硬件设施进行定期的维护、检查和升级，另外还可以组织专家对数据算法进行审查，避免由于技术障碍而造成的数据安全问题；第三，在监督管理层面，高校应积极提升师生的数据安全素养，通过科普宣传、课程培训等方式鼓励师生有意识、有责任参与数据监管工作。

（四）基于大数据视域下精准教学模式的构建

精准教学模式是大数据时代实现高效学习和个性化学习的助推器，大数据时代精准教学模式的构建可以从教学目标、教学内容、教学过程和教学评价体系四个方面进行，并最终使教与学的行为可测量、可评估及可调控。

1.教学目标精准化

进行大数据精准教学首先要保证教学目标精准化，教学目标精准化是实施精准教学的逻辑起点，也是其重要步骤，也是教师要对教学大数据进行深度挖掘的基础上制定精准的教学目标。首先，要针对每个学生的学习现状（如学习习惯、学习态度、认知结构等）进行精准分析，建立每个学习者的学习模型，然后对教学目标细化，为每个学生精确制定不同的预期结果，最终制定与每个学生高度匹配的教学目标，使精准教学呈现出个性化和差异化的特征。

2.教学内容精准化

精准教学中教学内容的精准化是以有意义的学习为目的，合理安排教学内容，实现精准教学的个性化和差异化特征。传统课堂的教学内容存在两大弊端：第一，教学内容安排得过于死板，教师备课时过于依赖教材上的知识，授课过程中讲得多，学生的积极性、创造性思维很难得到发挥；第二，教学内容与实际脱轨，学生上课所学的知识难以与实际工作相匹配，导致学生对学习失去兴趣，逐渐懈怠学习。

教学内容精准化需要从知识、技能和价值观三大层面构建学习的框架与知识图谱，既要保证教学内容明确具体，又要让教学内容具有多元性和层次性。可以根据每个学生的不同学习特征，给学生配置适合其个性化学习的教学内容，实现差别化的精准教学。

3.教学过程设计精准化

教学过程设计精准化要坚持以学生为主的原则，一方面对于学生必备的技能和基础知识设计进行统一的教学活动，满足学生对知识的共性化需求，另一方面明确学生的差异性，按学生具体的学习兴趣点和需求点设计差异化的教学活动，培养学生的发散性思维，实现学生思维的融合创新。最后融入精准测量，通过跟踪、记录和分析学生学习过程的数据，通过大数据等现代科学技术对学生的行为表现进行快速记录、分析，检测学生的学习表现，为精准教学评价体系提供客观依据。

4.教学评价体系精准化

大数据精准教学评价体系是一种全方面、多维度和实时性的评价体系，它是精准教学的精髓。精准化的教学评价体系利用大数据技术手段，对教学过程中产生的海量数据进行精准测量和自动分析，教学评价系统在综合多方面的信息之后，会生成精细具体的评价报告，显示学生各个维度的学习表现以及教师的教学效果，学生、家长和教师可以根据可视化的信息报告了解学生的真实学习效率。

在高等教育领域开展大数据精准教学是教育进入数字化时代的必然选择，以数据为中心优化教学过程，创造生态化的学习环境，让学生获得适合自身个性化的学习体验，不仅有助于提升学生的实际学习效果，也有助于促使高校教学工作朝系统化、科学化的方向发展和创新。