互聯網大數據信息技術基礎教育探索

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互聯網大數據信息技術基礎教育探索

摘要:

當前,教育信息化中存在著資源孤島、篩選困難、缺乏數據支持、資源結構單一等問題,利用生態學中自我循環更新的原理,依托互聯網技術互聯互通的優勢,借助大數據對海量數據的提取、處理與分析,可以為實現信息技術與教育的深度融合探索出新的解決方案———構建省(市)級基礎教育生態圈,為進一步推進基礎教育信息化提供借鑒。

關鍵詞:

互聯網大數據;教育信息化;深度融合;教育生態圈

信息技術與教育的融合本質就是教育信息化的過程?;ヂ摼W大數據時代,知識的循環方式從封閉走向開放,人人能夠創造知識,人人能夠共享知識,人人也能夠獲取和使用知識〔1〕。因此,探尋利用互聯網大數據技術來實現信息技術與教育深度融合的解決方案具有重要的現實意義。

一、當前教育信息化亟待解決的問題

(一)存在資源孤島

各地教育信息化基礎設施建設水平不同,部分地區和學校出現“有車無路”的現象;先進的技術使得資源被克隆、冒用的成本很低,資源的提供者因無法得到版權保護而對優質資源惜于分享,使得信息技術在教育中的應用面臨“有路無車、有車無貨”的尷尬境地;即使實現了互聯互通,從一線教學實際來講,對于資源的引用也多采用復制、粘貼等方式,甚至原創資源比引用資源更方便。低效的資源利用方式同樣會造成優質資源的閑置和浪費,所以互通容易實現,共享卻難以完成。

(二)資源“曬”得容易,“篩”卻很難

資源質量是核心。無論是教育部門的資源平臺還是各大教育類網站,都“曬”出海量的資源,但是質量參差不齊,如何篩選成了難題。如果成立專門的機構,篩選人員的資格是首要問題,即使能夠篩選出優質的資源,也將有很高的時間和人力成本,造成大量的時間延遲。況且資源最終服務于學生,學生千差萬別,需求各異,找到適合學生的資源愈加困難。

(三)缺乏數據支持

在實際教學中,學習的各個環節之間、教師和學生之間、學生與學生之間存在著時空上的分隔,加之教師需要處理的信息過于繁雜(如某個學生學習行為的變化動態),以致在能力和精力上都無法保證與每一個學生實現貫穿整個學習過程的協作和交流??傊?,“以學生為中心”需要收集和分析大量的數據。傳統的學習環境缺少收集和分析大量數據的工具,因此“以學生為中心”只能流于形式〔2〕。當前,信息化教學環境中對于數據的收集也更多停留在預習的人數、題目的準確率等比較淺的層次,對于數據價值的挖掘深度不夠。

(四)資源結構單一

目前,教育信息化資源的開發偏重知識資源。特別是學科知識資源的開發,一方面,對校外課程資源的拓展和利用不夠,包括公共圖書館、博物館、科技館等豐富的社會性課程資源以及鄉土地理、民間風俗、傳統文化、生產和生活經驗等廣泛的鄉土資源;另一方面,對于學生身體與心理健康關注度也很少,資源結構單一,致使學生的全面發展無法真正落實。

二、信息化與教育深度融合的途徑

效仿自然界生態系統的運行機制,可以在?。ㄊ校┘墝用嫔蠘嫿?a href="http://www.www-68455.com/jiaoyulunwen/jichujiaoyulunwen/83241.html" target="_blank">基礎教育生態圈(簡稱生態圈)以解決教育信息化過程中存在的問題。在生態圈中,教育主管部門、科研部門、學校、出版商、移動終端提供商、通信運營商相互聯系,互惠互利。借助互聯網+大數據技術,可以通過資源的生產與消費實現資源的優勝劣汰,通過利益補償實現生態圈的循環更新。以下為?。ㄊ校┗A教育生態圈架構與簡要解讀:

(一)生態圈基本架構

教育生態圈由一大平臺、兩大社群、三大系統組成。整個生態圈以資源和數據流聯系在一起。附加系統包括用戶信息注冊管理系統,各類公共圖書館、博物館、知網、權威報刊等數字資源服務鏡像以及娛樂休閑、健康服務等服務模塊組成的系統。

(二)生態圈核心架構及功能解讀

總體流程:首先,生成資源包括上傳校驗、資源編號與完善標簽屬性三個過程;其次,資源被教師社群與學生社群使用、評價和分享;再次,數據集成平臺對社群使用與互動過程中的瀏覽量、重復瀏覽率、點擊量、分享率、準確率、做題時長等各項數據進行提取并收集;第四,借助大數據分析結果為教師與學生提供更優質的服務。

1.數據化標簽處理過程

第一,每一個資源(如一道題)獨立進行上傳。首先,通過系統的相似度檢驗,資源無重復或者相似度雖高但是有創新性,才可繼續上傳資源;其次,根據資源所屬年級、學科、章節等信息,系統賦予資源一個包含作者信息的唯一編號,然后由作者進行資源類型、難度系數、做題時長等屬性的完善工作,這個過程稱之為數據化標簽處理。第二,資源的數據化標簽處理。一方面,這樣做有利于保護作者的版權;另一方面,由于資源單獨存在即使成套也是個體拼盤類的組合,為資源的檢索、管理和引用帶來了便利。師生可以根據自身需要直接針對具體目標資源進行操作,借助于智能化系統處理,無需繁瑣的復制、粘貼即可實現資源的引用和編輯。高效的資源利用方式可以使師生參與意愿逐步上升,也必將促進信息技術與教育的融合。雖然對資源進行單獨的數據化標簽處理只是資源生成過程中的細小變化,但卻是信息技術與教育實現深度融合至關重要的一步。第三,系統對數據化標簽中的做題時長、難度系數等屬性數據根據具體使用情況做出動態修正與更新。

2.教師社群與學生社群

第一,社群的認知。社群是互聯網送來的最好的服務。大家每天都習慣查看微信中訂閱號與朋友圈的動態就是社群效應的最好體現。社群的關鍵不在于相互認識,而在于群體成員之間的信任感或認同感。社群內部或社群之間會有信息同步、會有互動,從而打破信息孤島〔3〕。第二,教師社群的意義。建立教師社群的目的在于實現互聯網背景下高質量的教研。教研的本質就是互相分享自己的閃光點,通過思維碰撞激發創新。因為有數據化標簽的版權保護,可有效提高教師分享的積極性。同時,把資源的上傳與使用分開,各自上傳,互相引用,有利于教師利用碎片化的時間去挖掘閃光點。教師社群可以真正實現跨區域的協同教研,教研雖無形,但有果。第三,學生社群與學習小組。學生社群不同于平時的學習小組。學習小組更多受制于當前的編班制度,各個小組往往帶有很大的指定性,所以,小組內部并不能實現非常理想的認同。應鼓勵學生參與數學群、機器人群、圍棋群等社群。當學生處于某一個社群時,往往就有比較穩定的社交關系。社群內部成員之間會相互影響,相互促進。在移動互聯時代,社群成員之間的共生效應遠遠超越學習小組的價值。第四,師生關系的演變。在過去的傳統課堂上,一個教師對應一個班級。而當前的信息化教學,可以實現教師與班級學生之間的線性互動。在生態圈中無論是教師還是學生都處在社群網絡的實時聯系之中。

3.大數據服務系統

以教學實踐主要職能為例,部分解讀如下:第一,智慧資源評價系統。一是使用前評價。資源首先接受教師社群的評價,評分越高,則質量越優。二是使用中評價。依據資源的使用量、使用后分享率、分享次數等數據對資源進行優勝劣汰。一個被分享了10000次的資源顯然比被分享了500次的資源要更有價值。第二,智慧教師服務系統。一是由于資源獨立存在并經過數據化標簽處理,教師選擇所需資源只需輕輕點擊目標資源即可完成引用,省去繁瑣的復制與粘貼,便捷高效。二是依據標簽屬性減少使用資源的盲目性,增加科學性。例如,教師在編寫試卷的過程中利用標簽屬性中的做題時長與難度系數兩項屬性數據,可以有效地控制試卷的時間與難度。三是借助高效率的資源利用方式,教師即可根據學生的整體情況和個體差異實現精準指導。第三,智慧學習系統。學生在使用資源的過程中,系統記錄知識點、做題量、做題時長、正誤情況等數據,自動建立學生的錯題庫和弱點庫。例如,做題時長平均為2分鐘,結果用時5分鐘,那么這就說明該學生在此問題上掌握的偏弱,并記錄入庫。依據教學實際,學生對薄弱知識點的掌握往往需要多次學習才能夠完成,智慧學習系統可以結合遺忘規律,系統自動對已學知識點、錯題庫和弱點庫中的資源有步驟地智能推送,幫助學生及時鞏固和復習,提高學習成績。第四,智慧健康服務系統。采集學生體測成績、登錄時間、平板類終端使用姿勢等數據進行健康普查,通過對比分析提供健康提醒服務。通過附加系統中的各類鏡像和服務模塊采集學生瀏覽資源涉及的學科、瀏覽量、聽歌類別、聽歌次數、心理測量結果等數據,分析師生的興趣愛好、性格、情緒等心理特征,與平均狀況進行橫向和縱向的對比,對于偏差異常明顯的應及時發現問題并予以解決。第五,智慧個性化服務系統。教師可以通過數據統計結果及時明確需要改進的地方。例如,教師的微課視頻,70%的學生在某個時間點選擇暫停與回放,顯然此處可能話沒說清或理沒講明;又如,可以根據學生的興趣愛好、性格、學習成績等數據對學生進行職業發展方面的指導;再如,通過師生的愛好、性格等特征分析,可以實現比較融洽的師生組合,減少人為的師生組合帶來的矛盾,尤其對于未來高考改革之后可能出現的選課走班現象提供一些有效的參考。

(三)構建?。ㄊ校┘壔A教育生態圈的意義

第一,信息化資源生成與利用方式的變革,提高了教研的質量,也帶來了教學方式的革新。教師可以將主要的時間和精力投入到教研和教學中去,同時,依據系統提供的學生學習過程的實時反饋對教學內容進行有針對性的調整和優化。課堂時間由傳統的80%的時間用于講授基礎知識,解決“是什么”轉變為20%的時間用于講“是什么”,80%的時間師生互動,解決“為什么、怎么用”,提高學生分析問題、解決問題的能力。這樣,既可以充分發揮教師的主導作用,實現教師對課堂教學活動高效的組織、管理與控制,又能夠充分體現學生的主體地位,激發學生的主動性、積極性與創造性。第二,通過附加系統中的各類網絡鏡像和服務模塊,從課內到課外,從知識的學習到身體與心理健康實現全覆蓋,進而形成多元化、系統化的評價體系。借助于生態圈中的社群功能,也可通過輿論引導,樹立正確的價值導向。第三,信息化教學資源建設初期大致會經歷“資源多→資源缺→資源新”的階段。起初由于現有資源豐富,轉載和借鑒較容易,所以資源多;隨后伴隨資源的減少,更新資源的量會大幅減少;最后經過教師在資源緊缺期的積極思考,會形成新的原創資源,無論是資源內容還是資源的呈現方式,都將代表新的方向,促進教育理論的創新。第四,生態圈內資源的高度流動性和信息與數據的高度透明化,發達地區與落后地區、重點學校和普通學校之間的資源封鎖與分隔被打破,生態圈成為一個共建、共享、共贏、開放、平等的平臺,可以縮小地區與學校之間的差距,促進了教育公平。第五,大數據具有全樣本及動態性的特征,因而可以更加真實、全面地反映教育教學活動的過程與結果。通過數據分析探求信息之間的相關關系,擺脫單純依靠經驗判斷因果關系的思維模式,改變理解、監控和評估教學過程的方法,實現科學決策和高效管理。

綜上所述,基礎教育階段學校管理相對封閉且教學是主要任務,所以構建?。ㄊ校┘壔A教育生態圈有利于獲得近乎全樣本且連續的數據。由?。ㄊ校┘壗逃鞴懿块T搭臺,通過專家指導、服務商合作、學校參與構建基礎教育生態圈,一方面,有利于在數據標準、數據管理、數據安全等方面實現統一;另一方面,也可以對生態圈中的優質資源進行出版并獲得收益,教育主管部門通過協調利益關系,以出版商、通信運營商、移動終端供應商的部分利潤反哺優質資源的提供者并給予榮譽肯定,以提高教師參與的積極性,促進資源的再生產,為基礎教育生態圈的循環更新注入不竭的動力。

作者:秦志永 盧文青 單位:山西省太原市尖草坪區第一中學

參考文獻:

〔1〕趙國慶.“互聯網教育”:機遇、挑戰與應對〔N〕.光明日報,2015-06-09(14).

〔2〕張迎豐,孫云梅.信息化教育對傳統學習環境的解構與重建〔J〕.高教探索,2013,(5):98-101.

〔3〕馬化騰.互聯網國家戰略行動路線圖〔M〕.北京:中信出版社,2015.

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