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基于大数据的高校信息化教学模式构建研究

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  摘 要:由互联网与多媒体组合的信息技术不断发展,为高等院校的传统教学工作增添了新的活力。主要论述了大数据的基本概念,并分析大数据的高校信息化教学模式构建的主要问题,论述高校信息化教学模式的主要模块及构建方式。通过分析及研究,旨在促进高校信息化教学模式的有效构建,提高高等教育的质量及效率,为社会主义的建设和发展培养出更多的优秀人才。
  关键词:大数据;高校信息化教学;模式构建
  中图分类号:G434
  文献标志码:A
  文章编号:1001-7836(2019)09-0036-03
  引言
   随着终身学习理念的提出,高等院校个性化学习理念成为主要的指导思想,高等院校传统的教育模式已经无法满足学生的发展需求,更不能满足社会主义市场经济建设对于复合型人才的需求。大数据技术的普及化发展为高等教育工作的创新,注入了新的动力,将有效转变教师的教学模式及学生的学习方式,改变整个高等教育的教育理念,完善相应的教学理论。大数据时代背景之下,信息化的教学模式构建将面临更多的挑战,如何有效摆脱传统教育理念的桎梏,构建新型的信息化教学环境,成为高等院校信息化教育改革的重点内容。
  一、大数据的基本概念
   1.大数据的定义及特征
   大数据技术是一种新型的处理技术,具有较强的决策能力及洞察能力。首先,大数据的基本定义为:一种大规模的获取信息、存储信息、管理信息、分析信息的数据集合,具有超越传统数据库软件的效能,可将海量的数据信息,规模化且快速化地进行处理。因此,大数据技术可理解为多样性且价值密度较低的数据处理技术。大数据技术的存在,不仅是为了掌握海量的数据信息,重点在于对海量数据信息的专业化加工处理。大数据技术的存在与云计算具有密不可分的关系,需要采用分布式的架构模式,对数据信息内容进行分布式的挖掘处理,主要包含分布式处理、分布式数据库、云存储及虚拟化技术。其次,大数据技术具有容量大、种类多、速度快、变化性、真实性、复杂性、价值性等特征,适用于数量较大且增长率较高的多样化信息。
   2.大数据的结构与应用
   大数据技术主要包含结构化、半结构化、非结构化三种,其中非结构化数据逐渐成为主要部分[1]。互联网技术的普及发展的表现,逐渐由大数据技术的运用程度进行判断。全面化且系统化地认知大数据技术,需要细致划分大数据技术的内容。基于理论层面分析,主要针对大数据技术的价值性及未来发展趋势;基于技术维度分析大数据,其中包含云计算、分布式处理、存储技术、感知技术等,说明大数据是由采集到处理再到存储的全过程;实践活动是大数据技术的最终价值选择,将大数据技术运用至社会发展、教学、科研等领域,具有重要的价值及意义。其次,大数据技术可广泛应用于各行各业中,例如,统计学、交通定位、医疗行业等。将大数据技术应用至教学行业中,将促进教育现代化的改革发展。
   3.大数据的意义与趋势
   社会生产发展活动,逐渐呈现出科技化、信息化的趋势,人们的信息交流更加便捷且密切,大数据作为高科技时代的成果,对于人们的生产及生活举足轻重。首先,大数据技术存在的意义,在不同的行业领域之中具有一定的差异性。例如,在服务行业中,大数据技术将为消费者提供更加全面的产品信息及销售服务,企业可借助大数据技术精准进行市场营销定位。社会企业借助大数据将有效降低成产经营的成本,提高企业的生产效率与质量,促进新产品的研发及生产。其次,大数据技术的未来发展趋势,将呈现出数据的资源化发展,数据挖掘、人工智能等相关技术,将实现数据科学技术的突破创新。大数据技术与云计算相互依存,云计算将为大数据提供弹性的拓展基础,在未来的发展趋势中,大数據与云计算的联系将更加紧密,物联网、移动互联网等新型技术也将进步发展。
  二、基于大数据的高校信息化教学模式构建的问题
   1.传统教育理念影响
   高等院校受传统应试教育的影响较深,教师在教学活动中,更加注重学生理论知识的学习,以及考试成绩的提升,忽视了提高课堂教学的实践性及针对性。普遍高校教师按照固有的教学思路开展教学活动,在课堂时间内完成教学任务,学生处于知识被动接收的状态之中,并未有效调动学习的积极性及主动性。在教学活动中,教师缺少调动学生学习激情的策略与方式,将不利于培养学生的实践能力与创新能力。
   2.教师占据主体地位
   高等院校传统教学过程中,学生主体地位的实现成为亟待解决的问题。首先,高等院校受教育资源的限制,社会主义人才培养工作的同质化现象较为严重,教学活动缺少个性化特点。高等院校信息化教学模式的构建,并未坚持以学生为主体的教学理念,统一模式的信息化教学活动,在一定程度上制约了学生的综合实践能力培养。其次,高校教师的信息化教学服务意识较差,对于学生的个性化需求及适应性需求,无法有效提供学习支持。高等院校考核模式更加注重学生的学习成果,缺少过程性及阶段性的教学评价,教学评价模式较为单一,主观性及经验性较强。
   3.信息化基础待完善
   基于大数据的高校信息化教学模式构建,需要一定的环境基础、技术基础及政策基础[2]。首先,高等院校的信息化教学环境有待完善,教师及学生对于信息化教学的认识不足,尚未充分了解信息化教学的优势及意义。高等院校的信息化教学工作开展,基础的教学设施有待完善,教师开展全方位、全过程的信息化教学活动,缺少基础的硬件环境支持。其次,基于大数据的高校信息化教学模式构建,需要高校教师及学生掌握基础的信息技术操作能力。高等院校针对师生信息技术能力的培训工作不足,忽视了对于教师信息化教学能力的培养,教师的信息化教学素养有待提高。最后,基于大数据的高校信息化教学模式构建,资金支持及环境支持力度不足。针对教师信息化教学活动开展的监督管理效果不佳,信息化教学活动的开展缺少有效的机制约束及制度规范。   三、基于大数据的高校信息化教学模式构建的模块
   1.数据采集模块
   基于大数据的高校信息化教学模式构建,大数据信息从各级教育数据中得出。高等院校教学信息的数据采集,主要的方式为统计学、可视化、个性化推荐、社会网络分析。教学数据的获取具体对象包括:国家维度的教育数据、区域维度的教育数据、学校维度的教育数据及课程维度的教育数据。国家教育维度的数据信息,主要来自全国各地的学校、社会培训机构、在线学习平台等,其中将按照国家规定标准选择教学管理数据。区域维度的教学数据采集,主要源自于区域内的各个学校、社会培训机构、在线学习平台等,将区域内的教育行为与结构进行收集整合。学校层面的教学数据获取,将按照国家的相关规定标准,将学校内部的教学信息及资源进行采集。高校信息化教学的数据采集,课程维度的内容包含课程基本信息、学生信息、教师信息、视频资源、电子教材、考核数据等。个体层面数据信息包含教师与学生的基本个人信息、用户行为数据(学习记录、学习成绩)等。
   2.数据处理模块
   基于大数据的高校信息化教学模式构建,在数据处理模块之中,主要采用的方式包含概念图、知识萃取、序列化工具等。信息化教学环境下,海量且多样的数据结构较为复杂,且数据的处理与格式的转换难度较大,导致传统的数据采集方式与利用效率转换较低。针对高校信息化教学处理效率较低的问题,应主要采用三种具体的数据采集方式。首先,高校信息化数据处理可选择分布式的存储架构,对教师及学生的数据信息进行处理,使用RDBMS存储结构实现数据信息规范化,使用HDFS存储非结构与半结构化的处理方式。其次,大数据的高校信息化教学模式构建,可选择网路爬虫的方式对原始网页进行抓取,针对结构数据化,使用ORACLE数据库,将数据信息导入并采集。
   3.数据挖掘模块
   基于大数据的高校信息化教学模块构建中,数据挖掘、分析模块为重点内容。首先,高校信息化数据挖掘主要采用Mahout算法,其中涉及聚类、关联规则、文本挖掘,数据挖掘可在Hive平台中调用Mahout中海量数据挖掘算法进行计算,得到海量数据信息之间隐含的知识模式。其次,海量数据的分析模块中,将针对海量数据的主要特征进行检索,并匹配相应的特征信息。
   4.数据应用模块
   大数据挖掘技术中的模块应用,主要涉及知识管理、内容管理、教学分析、教育决策等方面。大数据的高校信息化教学模式构建,首先,需要整合区域及学校层面的信息化教学资源,旨在通过对资源信息的分析及处理,提升高等院校的教学能力及决策能力。其次,通过大数据技术将信息内容,与相应的教学活动及管理工作相结合,使用相应的技术软件实现教学信息的数字化发展。将教学内容进行数据化的合理分析,并总结出准确的解决方案。最后,大数据的高校信息化教学模式构建工作开展,教学资源的数字化发展应建立在属性的关联基础上,为教师与学生推荐出合理且优化的学习模式。
  四、基于大数据的高校信息化教学模式的构建
   基于大数据的高校信息化教学模式构建,应坚持数据是基础资源、分析及挖掘是主要手段、发现及解决为终极目标的原则,构建信息化教学的基本框架[3]。基于前文的问题及模块功能分析,高校信息化教学模式的构建路径,主要为大数据教学理念及技术的运用、营造大数据教学环境,并积极提高教师的教学素质及能力。
   1.坚持大数据教学理念
   借助大数据技术促进高校教学的信息化发展,需要政府、学校及教师职工建立大数据理念,积极推动大数据教学模式的开展。首先,基于政府的层面分析,应对各个层面的教育进行数据分析,并制定出具有针对性的发展策略,完善相关的信息化教学具体措施。其次,学校方面应建立健全信息化教学奖励机制,并完善教师信息化教学能力提升的培训机制。定期组织专业技术人员对学生的学习数据信息进行分析,旨在制订出具有针对性的教学计划。最后,高校教师积极转变教学理念,建立数字驱动教学及教学数字化的理念,革新高校的教学思想,借助信息化的教学技术将学习内容以可视化的方式呈现给学生。
   2.运用大数据教学技术
   高等院校运用大数据技术构建信息化的教学体系,应组织建设大规模的在线开放学习平台,为学生提供信息化的学习资源,保证学习资源的准确性及真实性。首先,创新高校的教学技术,实现传统教学模式与在线开放学习模式的有效结合,充分发挥在线学习平台的便捷性及实用性,对学生的学习内容及学习进程进行有效的监控。教师通过在线学习平台,将对学生的学习情况及学习成果进行监督,并通过数据分析技术,了解学生的兴趣爱好及学习需求,制订出具有针对性及实效性的教学计划,满足不同層次学生的学习需求,最大限度提高学生的理解能力与接受能力。信息化教学模式的主要核心内容为反馈、个性化及预测。教师的信息化教学活动开展,应坚持以学生为教学的中心,组织开展个性化的教学活动,通过精准的数据分析,为个性化的教学活动开展提供技术支持[4]。
   其次,营造大数据教学环境。基于大数据的高校信息化教学模式构建,需要营造积极向上的信息化教学环境,通过教学环境的构建,潜移默化地影响教师及学生的学习热情。高校应有效借助新媒体平台,构建有效的网络教育环境。建设良好的校园文化环境,将大数据技术的运用结合至学生的学习及生活之中。
   3.提高教师的教学能力
   大数据的高校信息化教学模式构建,需要教师具备专业的数据分析技术,以及信息化的教学能力。高等院校应完善教师的培训机制,积极提高教师的信息应用能力,转变教师的教学理念,创新高等院校的教学方式,提高信息化的教学效果。教师作为教学活动的主要组织者及管理者,教师的信息化能力将成为教学体系构建的重要基础。首先,高校教师的信息化教学能力提升,应根据国家的相关政策制度,提高自身的信息搜集及检索能力,知识的整合归纳及推理能力。高校教师通过提高自身的素质及能力,完成信息化教学的实践目标。其次,教师在信息化教学活动中,应积极鼓励学生采取任务驱动式的教学模式,以传统的理论教学结合翻转课堂教学模式,整合优质的教育资源。
  结束语
   伴随着信息技术及网络平台的不断普及化发展,大数据技术及云计算的出现,为高校的教育教学活动提供了创新动力。高等院校传统的教学环境及教学模式,已经无法满足学生的个人成长发展需求,以及社会主义经济建设的需求,因此,高等院校教育现代化改革成为必然的发展趋势。基于大数据的高校信息化教学模式构建,将有效改善传统教育中的不足之处,为高校的教育现代化改革及建设,提供方向指引及技术支持。借助大数据技术创新高校教学活动,将促进教育模式的智能化、现代化发展,教师的备课、授课、发布通知、作业布置等将更加方便快捷。
  参考文献:
  [1]赵靖岩,胡振波.大数据环境下高校信息化教学模式研究[J].情报科学,2016,34(1):92-95+103.
  [2]杨晓宏,党建宁.翻转课堂教学模式本土化策略研究--基于中美教育文化差异比较的视角[J].中国电化教育,2014(11):101-110.
  [3]丛亮.大数据背景下高校信息化教学模式的构建研究[J].中国电化教育,2017(12):98-102+137.
  [4]王洪革.云计算环境下高校信息化教学模式的构建[J].信息与电脑:理论版,2018(9):218-220.
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