摘要：大數(shù)據(jù)時代，教育領域利用大數(shù)據(jù)可以改變傳統(tǒng)的教育理念以及教學模式，實現(xiàn)更高效、有針對性的教學策略。以解決“信息技術”課程中的學情分析為目標，依托大數(shù)據(jù)技術，探討如何通過構(gòu)建學生學習數(shù)據(jù)庫，分析教育數(shù)據(jù)，了解學生真實學習情況，形成學習數(shù)據(jù)評價體系，有效挖掘教學信息，實現(xiàn)精準教學診斷評估，進而制定針對性的教學計劃，為大數(shù)據(jù)技術與教育領域結(jié)合提供思路。

關鍵詞：大數(shù)據(jù)；學情分析；“信息技術”課程；計算機等級

一、前言

隨著大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新興信息技術的高速發(fā)展，現(xiàn)代教育與信息技術將進一步深度融合。早在2015年國務院發(fā)布的《促進大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》，已將大數(shù)據(jù)發(fā)展上升到國家戰(zhàn)略層面，大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，教育領域也廣泛將大數(shù)據(jù)技術服務于教學全過程，本文旨在探索大數(shù)據(jù)背景下的教學模式創(chuàng)新，在“信息技術”課程上實現(xiàn)精準學情分析，以學生為主體，切實把握并歸檔學生學習情況，以數(shù)據(jù)分析為依托，針對性為每位學生個體制定教學策略，精準助力學習，有效提升教師的課堂教學效率。

二、傳統(tǒng)學情分析的不足

專業(yè)教師要制定教學設計，提高自己課程的教學效果，首先要分析學生的實際情況，這就是學情分析。學情分析既要考慮學生整體普遍具有的共性，也要認識到學生間的個體差異，所以分析學情既要考慮把握全局，又必須有所針對。畢竟不同特點的學生，對知識的興趣點、接受度不同，教師要加以理解，并有意識多角度、多維度、多切入點地開展學情分析工作。學情分析對學生的智力因素和非智力因素兩方面考量，當前主流的學情分析主要是通過對學生的作業(yè)完成情況和測試成績實現(xiàn)的，這樣往往對學生的學習習慣、學習策略、學習能動性等因素的掌握不夠準確[1]。以“信息技術”課程為例，該門課程是中職必修的計算機基本應用技術課程，上課方式為課堂講授與機房實訓相結(jié)合，需要在不斷的練習中，找出教學盲點，幫助學生實現(xiàn)知識點深度鞏固。在以往的教學中，老師通過學生每一次練習或測試來分析了解學生知識點掌握情況，完成學情分析，為后續(xù)課程制定相應的教學策略。這個過程中存在著以下幾個方面問題：

（一）需要分析的數(shù)據(jù)量巨大

數(shù)十個班級，上千名學生每一次練習或測試都會形成巨大的數(shù)據(jù)量，對于閱卷老師來說工作量已經(jīng)很大，何況還要從這些電子試卷中統(tǒng)計和總結(jié)得分失分情況，對學生們的知識點掌握情況進行分析，不僅要花費很多時間和精力，也難以做到精確，即使是教學經(jīng)驗十分豐富的老師都會感到吃力。

（二）分析滯后性

課堂教學反饋是提升教學質(zhì)量的重要指標，及時準確的教學分析不僅能幫助教師掌握學生即刻接受知識情況，同時對學生還具有糾正作用，能強化記憶，提供激勵等正反饋的作用?！靶畔⒓夹g”課程上的知識點較多，考點涉及面大，內(nèi)容綜合跨度大，如果無法在第一時間內(nèi)給予學生準確的分析反饋，隨著時間推移，學生逐漸遺忘以前完成的任務細節(jié)和思路，待到下一次授課時再給予教學分析反饋，教學效果必將大打折扣。

（三）無法兼顧具體個體

受限于當前教學環(huán)境及條件，同樣的學習時間，每位學生個體對知識的掌握是參差不齊的，以往“信息技術”課上老師總是只能按平均水準安排課程任務和訓練量，一旦具體到學生個人，由于個人能力的差異，這種教學安排總是不盡如人意。

三、大數(shù)據(jù)學情分析對課程教學的意義

基于大數(shù)據(jù)基礎上的學情分析不再局限于對作業(yè)和測試的單一檢查，而是對學生整個學習過程進行綜合的考查，相比于傳統(tǒng)學情分析具有先天上的技術優(yōu)勢，能夠很好解決傳統(tǒng)學情分析的不足，極大減少教師的繁重統(tǒng)計性工作，及時、準確給予授課教師教學反饋。始終以學生為主體，兼顧每一個學生學習情況。

（一）基于數(shù)據(jù)，精準還原學情

基于大數(shù)據(jù)的學情分析能夠?qū)崟r跟蹤學生的學習行為、記錄其學習痕跡，并自動收集學習數(shù)據(jù)，智能分析出具學生學習狀況監(jiān)測報告，為老師提供參考數(shù)據(jù)，為個性化教學提供有力支持，可以彌補常規(guī)學情分析的不足。根據(jù)學生的問卷調(diào)查、線上討論等預習內(nèi)容可以了解學生現(xiàn)有的知識結(jié)構(gòu)、興趣點、認知狀態(tài)、學習動機、生活環(huán)境等個性化因子。根據(jù)學生的學習痕跡，如對特定知識點的完成時間、學習頻率和復習次數(shù)，可以深入地了解學生的學習難點、學習策略、心理狀態(tài)，學習目標性。有效利用學生的成功感，共情、發(fā)展目標等都是很好的學情分析切入點，使教師可以多角度地了解學生，發(fā)現(xiàn)學生學習策略是否適合、學習方向是否有偏離，進而有所針對調(diào)整教學組織，為學生提供需要的學習資源和幫助，協(xié)助其修正學習行為。

（二）基于數(shù)據(jù)，教研活動有針對性

以學生能力大數(shù)據(jù)為依托，教師可以準確發(fā)現(xiàn)學生共性的優(yōu)勢與薄弱處，進而實施準確的教學干預，有目的地開展后續(xù)教學安排[2]。通過教研活動對數(shù)據(jù)的差異性和連續(xù)性進行解讀，診斷教學現(xiàn)象，透過學習缺漏點分析，發(fā)現(xiàn)教學進程中存在的問題與不足，針對本質(zhì)共性問題開展集體備課，聚焦為教研主題，確定改進計劃，讓教研活動更切合教學實際，改進措施精準解決教育問題。

（三）基于數(shù)據(jù)，實施改進，提升教學品質(zhì)

基于大數(shù)據(jù)背景下的課堂教學，教與學雙方不再是知識與技術的單向輸出，而是轉(zhuǎn)為強調(diào)知識共享，激發(fā)思維火花，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，注重知識的二次加工。因此教師要轉(zhuǎn)變以往教學觀念，形成新型教學模式，用數(shù)字方式記錄學生個體的學習歷程，與學生分享不斷獲取知識后的進步喜悅感，進而調(diào)動學生學習熱情，激發(fā)學生參與課堂教學活動的主動性，教學中有效引導學生使用互聯(lián)網(wǎng)獲取知識，提升學生獲取信息和分析信息的能力。學習者與教育者都能意識到數(shù)據(jù)在學習中的重要性，可以不斷促使更多數(shù)據(jù)融入課堂教學，為后續(xù)學習和交叉學科提供海量數(shù)據(jù)支持。同時也促使學校增強大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的投入力度，提供大數(shù)據(jù)相關知識的培訓和技能實踐活動，提升整體教學品質(zhì)。

四、基于大數(shù)據(jù)的學情分析實踐

（一）數(shù)據(jù)采集

利用大數(shù)據(jù)進行學情分析的目的是精準了解每位學生的學習情況和狀態(tài)，因此首先要獲得大量學生學習相關數(shù)據(jù)，就需要進行數(shù)據(jù)采集。當前常用的數(shù)據(jù)采集方式有數(shù)據(jù)庫采集、系統(tǒng)日志采集、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)采集以及感知設備數(shù)據(jù)采集等方式。

如圖1所示，結(jié)合學校實際授課環(huán)境和學生學習規(guī)律，在“信息技術”課程上采用系統(tǒng)日志采集的方式。例如，通過部署數(shù)據(jù)采集工具Flume來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，F(xiàn)lume是Cloudera公司開發(fā)具有海量日志采集、聚合和傳輸功能的系統(tǒng)，F(xiàn)lume可以在日志系統(tǒng)中定制數(shù)據(jù)發(fā)送服務，收集匯總數(shù)據(jù)。通過部署數(shù)據(jù)采集工具Flume來確保學生的學習相關數(shù)據(jù)能及時準確地到達HDFS（Hadoop分布式文件系統(tǒng)）。

數(shù)據(jù)獲取來源于課前、課中及課后三個階段。在課前階段，授課教師通過“超星”“學習通”等線上學習平臺布置預習任務，結(jié)合微信小程序問卷調(diào)查、留言板及QQ群上學生的討論等了解學生的學習行為和學習痕跡，包括但不限于學生的任務完成率和準確率、學生關注點、預習時長、提取關鍵字等。后續(xù)將學生線上學習過程形成數(shù)字化記錄，生成數(shù)據(jù)表和可視化圖表，追蹤學生的學習路徑和知識能力屬性，深度了解每個學習個體的識別與記憶能力、學習習慣、規(guī)律、自律性與探索求知欲等隱性標簽，如圖2所示。

授課過程中，對課程常用教學平臺，如“計算機等級考試模擬軟件” “學業(yè)水平測試仿真軟件”中的日志數(shù)據(jù)進行實時采集，通過對學生答題情況正確率、完成時間與效率等的分析，動態(tài)了解學生的知識掌握情況，讓教師可以根據(jù)需要隨時調(diào)整教學策略。課后評價由學生的形成性考核、階段考核和期末考核成績數(shù)據(jù)組成。形成性考核包括學生的上課出勤率、課堂紀律分數(shù)、課堂提問回答及討論的主動性、正確率等。階段考核成績來自單元測試成績，課后作業(yè)完成分數(shù)。最后，結(jié)合期末考核成績，形成客觀準確的學生知識掌握評價體系。

（二）數(shù)據(jù)處理與分析

數(shù)據(jù)處理就是對收集到HDFS中的數(shù)據(jù)進行加工整理，從大量無序的數(shù)據(jù)中提取對制定教學策略有價值的數(shù)據(jù)，形成適合數(shù)據(jù)分析的格式，需要經(jīng)過數(shù)據(jù)清洗、加工、轉(zhuǎn)換、計算、分組等一系列操作來生成分析數(shù)據(jù)。不同的數(shù)據(jù)集體現(xiàn)不同的薄弱點的判別方式，利用這些數(shù)據(jù)集可以細化分析的維度，形成豐富的分析結(jié)果，通過定制數(shù)據(jù)分析算法，體現(xiàn)全面立體的學習效果，讓分析結(jié)果更加準確，并對后續(xù)教學思路和方向提供針對性建議[3]。

1.整體分析

整體數(shù)據(jù)分析方便教學人員發(fā)現(xiàn)問題，形成教研，改進教學策略。整體分析可以基于測試評析，對所有參與學習的學生有一個匯總分析，不但可以統(tǒng)計出每個細化知識點的整體學習效果，還可以對每部分學習內(nèi)容有獨立的分析數(shù)據(jù)，哪些知識點可以激發(fā)學生的學習興趣，哪些內(nèi)容學生的掌握度較好，通過不同知識點得分率的正向分布圖分析出知識點的難易分布，掌握學生實操總體完成率和優(yōu)良率等。

整體分析還可以對不同班級生源形成橫向?qū)Ρ?，基于?shù)據(jù)診斷學習，尋找差異性數(shù)據(jù)并開展有效的教學反思[4]。以圖3為例，通過對教學平臺的練習與形成性考核數(shù)據(jù)進行分析，某任課教師發(fā)現(xiàn)當涉及Excel章節(jié)中“VLOOKUP”函數(shù)的應用部分，自己授課的班級在該部分習題中平均分和準確率都明顯低于年級其他班級，此類型題目班級準確率低于30%時觸發(fā)知識薄弱點警示信息，于是引起重視，第一時間提出教研活動，通過備課組的集體討論分析后，發(fā)現(xiàn)該教師在教學過程中對于參數(shù)“Range_lookup”的運用在解釋上存在一定的歧義，導致部分學生運用該函數(shù)時設置了錯誤的參數(shù)。因此在規(guī)范參數(shù)定義之外，教研組根據(jù)以往的數(shù)據(jù)反饋結(jié)果提出了改進建議，如關注學生形成自我檢查的策略，培養(yǎng)學生懂得獨立閱讀和理解文檔的習慣養(yǎng)成，學生學會在不同情境下靈活運用所學函數(shù)的能力。

2.個體分析

個體分析基于數(shù)據(jù)診斷學習，聚焦學生個體。大數(shù)據(jù)分析最顯著的特點就在于對每個學生個體都有獨立的分析數(shù)據(jù)，對于每個學生個體來說，從他/她在課前預習階段的調(diào)查問卷、線上學習情況等數(shù)據(jù)可以大致了解每個學生的學習習慣和主動性、知識儲備、興趣關注點等，便于授課教師制定相應的導學策略。在學習過程中，通過解讀學生的學習軌跡及出錯點，準確還原每一個學生的學習狀態(tài)，橫向?qū)Ρ葘W生學習共性，利用多平臺多來源實證數(shù)據(jù)，精準進行教學診斷和分析，及時發(fā)現(xiàn)課堂教學的偏差與不足，為后續(xù)調(diào)整提供充分的數(shù)據(jù)依托[5]。個體分析還對學生不同階段的學習數(shù)據(jù)進行記錄備份，縱向?qū)Ρ戎庇^形成學生個體學習評價，以形象生動的大屏展示方式與學生一起分享學習收獲，展示成就，總結(jié)不足，激發(fā)每位學生學習熱情與主動性，真正實現(xiàn)基于大數(shù)據(jù)的個體精準學習助力，如圖4所示。

五、結(jié)語

大數(shù)據(jù)技術在教學領域的應用，解決了課程教學時間與人員不足的困難，從學生的學習數(shù)據(jù)中，幫老師發(fā)現(xiàn)教學問題，改進教學策略，利用個體數(shù)據(jù)樣本與整體數(shù)據(jù)樣本的自然比對，為實際教學效果實現(xiàn)精準解讀，并為調(diào)整教學行為提供數(shù)據(jù)支撐，促進校本教研的變革[6]。同時教師也要從中職學生特點和“信息技術”課程的學科特點出發(fā)，不斷轉(zhuǎn)變教學理念，接受新技術、新思路、新方式，激發(fā)學生對課程的學習興趣，讓學生始終保持探究精神，主動學習和掌握信息技術知識，鍛煉信息技術應用能力，促進學生綜合學科素養(yǎng)的形成。這一過程也是在不斷提高信息技術學科的教學質(zhì)量。

參考文獻

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基金項目：支架式教學在中職VB程序設計的應用研究（項目編號：XMXDJT202306036）

作者單位：廈門信息學校

責任編輯：王穎振、楊惠娟