基于大数据的混合式教学模式研究与分析

2018-11-28焦文欢冯兴杰

中国教育信息化·高教职教 2018年11期

焦文欢冯兴杰

摘要：随着大数据技术的深入发展，基于大数据的混合式教学模式在高等教育教学改革中的作用日益凸显。本文首先阐述了大数据技术和混合式教学模式的发展现状以及其与教育教学的关系；其次从大数据技术和混合式教学模式的深度融合出发，深入剖析了教学理念、教学资源、教学流程、教学反馈在创新教学模式下的内涵和发展方向，通过与传统教学模式的对比分析，进一步论证了大数据技术和混合式教学模式的深度融合将是未来混合式教学环境的必然要求；最后提出只有充分利用信息技术的优势，结合教育教学信息化的时代背景，才能探索出适合新时代教育教学的新模式。

关键词：大数据技术；混合式教学模式；慕课；教育信息化

中国分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2018）21-0038-04

一、引言

近年来，随着信息技术的深入发展，大数据作为新时代的科技力量，正在不断渗透到各行各业中。在教育教学领域，大数据是推动教育信息化和教育现代化的重要力量。伴随着教育类数据的大量积累和深入挖掘，传统信息技术已经无法满足海量数据分析的客观要求，而大数据技术通过云计算和数据挖掘关联性分析等技术对教育大数据进行深入分析，挖掘对教师教学有益的行为和反馈数据，为改善教学质量、变革教学模式提供数据决策支持。[1]因此，在大数据时代背景下，只有不断提升教育教学信息化水平，深入掌握运用大数据技术，才能助力实现高校的可持续发展。

信息技术的发展不仅为大数据技术提供了应用平台，也为新教学模式的出现创造了条件，有力推动了教学模式的创新。于是，在利用信息技术和大数据技术促进教育信息化的过程中，衍生出许多新的教学模式，包括大规模开放在线课程（Massive Open Online Course，MOOC）、翻转课堂、小规模私有在线课程（Small Private Online Courses，SPOC）等，这些教学模式在教学过程中不是相互分割的，而是相互配合使用，都被纳入混合式教学（Blended Learning）模式范畴。混合式教学是将传统的面对面教学和网络数字化教学相结合，深化面对面教学和网络教学的优势融合，实现教学资源、教学模式、教学流程、教学评价的变革创新。[2]美国新媒体联盟《2017地平线报告：高等教育版》也指出，“混合学习设计”是未来高等教育技术应用关键趋势之一。

目前，对大数据技术和混合式教学的研究已经不断深入，相关研究机构和个人从不同角度分别对大数据技术和混合式教学模式在教育信息化中的应用进行了探索分析，但是针对大数据技术与混合式教学模式深度融合方面的研究相对较少。文献[3]通过对大数据时代特征的阐述，指出互联网与网络教育的结合是一种必然的教育变革，具有重要改革意义。文献[4]系统研究了大数据技术对大学课堂教学模式带来的挑战和问题，指出变革传统大学课堂教学模式迫在眉睫。文献[5]设计了基于微课的“任务驱动、螺旋提升的三阶段”混合式教学模式，形成多次知识内化、达到知识技能的螺旋提升。文献[6]依托“计算机网络技术”课堂教学，对高校传统授课与“雨课堂”在线教学混合学习模式开展实践研究，为相关研究与实践提供了参考与借鉴。本文将围绕基于大数据技术和混合式教学模式的深度融合展开研究与讨论。

二、大数据技术与教育教学

大数据对教育教学的推动主要基于各种新型网络技术的诞生和发展，包括物联网、数据挖掘、数据分析、移动互联、云计算等，其中大数据技术指在类型众多、数量巨大、结构复杂的结构化和非结构化数据组成的数据集合之上，采用云计算的数据处理和应用模式，通过数据的交叉复用、集成共享等形成的具有资源服务和决策能力的关键技术。大数据技术的数据处理过程主要包括：数据采集、数据加工、数据分析和数据应用。

大数据技术的发展和应用更好地实现了知识的传播和接受，教育的内涵和外延伴随着大数据技术的进步正在发生着巨大的变迁。教育的内涵变成利用先进的数字化技术实现知识更新和教学模式的智能化和多样化；教育的外延则是教师和学生在知识的传播和接受过程中产生的数字化工具及慕课等虚拟化教学课堂[7]，大数据技术对教学模式和虚拟化教学课堂的支撑作用如图1所示。

为了促进大数据技术在教育教学中的应用及其教学价值的发挥，美国Menachem教育基金会提出了“数据驱动教学”模式[8]，该模式定期、实时采集学生的学习轨迹数据，并对数据进行加工和深度分析，教学者可以从全局、阶段、细节等不同角度更加科学、准确地判断教学动态，提高教学质量和效率。因为海量的学生学习数据蕴含着学生的隐形学习特征，通过数据挖掘这些数据中有价值的信息，可以科学地发现学生学习行为之间的内在逻辑，从而做出正确的教学决策，也为教师教学模式的改革提供数据支撑。

三、混合式教学模式的发展

教学模式是在特定的教学理论、教育思想、学习理论的指导下，以特定的教学目标和教学内容为引导，在不断的教学实践过程中形成的比较稳定且简明的教学结构理论框架及其可实践的教学方式[9]。

传统教学模式多采用面对面同步教与学，在线网络教学多采用互联网信息技术实现线上互动教学。由于传统教学模式可以实现教师与学生的直接交流，因此对发现学生学习状态与情感的关系具有较大优势，但存在的问题是教学方式单一，学生大多不能积极主动探索知识；在线网络教学拓展了教学场所，丰富了教学资源，提高了学生学习兴趣，但是对学习主动性较差的学生无法进行更深入的辅导和监督，缺少传统教学模式中的情感交流。

混合式教学模式融合传统教学模式和在线网络教学模式的优势，在教学理念上，学生占主导地位，学生不再是被动学习而是主动探求知识，教师只是教学过程的设计者和执行者；在教学形式上，将多种在线网络教学模式与传统教学模式相融合，包括MOOC、SPOC、翻转课堂等的相互融合以及与传统教学模式的融合；在教学环境上，将网络教学平台融入现实面对面传统课堂，传统课堂是教学的基本平台，教师进行课程的传授和指导，网络平台作为现实课堂的延伸，让学生充分发挥自主学习的能动性，不断探索新的知识领域；在教學资源上，既有传统纸质课本的大纲引领，也有在线资源的发散扩展，进一步丰富了学生的学习资源。[10]混合式教学模式中的“混合”不仅仅是指传统教学与网络教学的叠加，而且是新的教学模式下多方因素的有机结合。

混合式教学不是对传统教学模式的否定，而是在保留传统教学模式优势的前提下，融入现代网络教学新模式的教学理念，通过面对面教学的情感注入，充分发挥在线教学的师生互动，提高学生学习的主动性，既能体现学生学习的主体地位，激发学生的创新和探索能力，也能让教师在摆脱传统复杂教学流程束缚的同时，更注重课程的设计、组织、引导和更新，提高教学质量。[11]混合式教学模式的构建方式如图2所示。

在混合式教学模式的应用过程中，教师首先要明确混合教学的意义，掌握混合教学的流程；其次要明确教学总体目标，构建学生从起点到实现学习目标要掌握的所有知识点体系；再次要分析混合式教学平台支持的学习行为的特征，匹配相应的学习目标任务，从而设计支持混合教学的教学资源和教学活动，为学生构建适当的学习环境；最后要利用平台的数据跟踪记录功能，结合网络学习平台的学习情况反馈数据，及时开展完善、适当的面对面教学。[12]

混合式教学模式结合面对面教学模式和网络教学模式，有效化解各自存在的问题，弥补不足。通过网络教学平台能够提供多类型、多层次的教学资源，满足不同学生按需选择学习内容的需求；通过提供精品课程、共享课等优质教学资源，可以解决教学资源单一匮乏的局限性；而通过面对面教学能够让师生直接进行交流，不仅密切师生关系，还能解决自主学习中的疑难问题。[13]混合式教学模式更能适应高等教育教学现代化建设需要，对实现高等教育跨域式发展具有重要意义。

四、基于大数据的混合式教学模式研究

在传统教育教学时代，教学模式一般是根据理论指导的演绎法和经验总结的归纳法产生的，而在大数据技术时代，大数据技术驱动着教学模式的创新、应用和发展，混合式教学模式正是凭借大数据技术的发展实现了自身的创新应用和深入发展[9]。

在大数据技术支持下，教学环境从传统现实课堂迈向在线网络课堂，学习环境也从单一模式走向混合模式[8]。同时，移动互联和大数据技术的引入实现了教学大数据的持续采集和深入分析，通过数据关联性分析不仅能发现学生学习行为、学习场所、学习成绩等因素之间的制约关系，也能辅助教师发现教学模式、课程设计、教学资源等对学生学习状况影响的因素，为变革课程设计，优化教学流程，提高教学质量提供技术保证。

1.大数据技术支持混合式教学模式下教学理念的创新

随着有数据记录分析功能的在线学习平台的引入，课堂虚拟化、随时随地学习成为可能，在基于大数据的混合式教学模式下，教师具体规划和实施混合式教学活动，课程的本质围绕学生展开，教师和学生同是课堂的建设者，也是课程创造的参与者、课程的消费者。学生在混合式教学模式下处于主导地位，教师是课堂的设计者和执行者，并指导学生通过使用混合教学资源完成知识的探索和创新[14]。而以学生为中心主要体现在两个方面，一是全员化发展，即每个学生都是重要的；二是个性化发展，即每个学生都是不同的。

2.大数据技术支持混合式教学模式下教学资源的创新

大数据时代，视频公开课、微课、VR等音视频资源的比重逐渐超过了纸质教材，通过图像、声音、动画等多元形态展示出比传统纸质教材更丰富的教学方式和学习体验，大大提高了学生的学习积极性和主动性[14]。

随着课程纸质资源的不断更新，网络资源的不断优化丰富，学生在网络学习过程中拥有更多的选择，实现了同步异步交互，具有很强的实用性和操作性。

3.大数据技术支持混合式教学模式下教学流程的创新

随着教学环境不断向深度学习、智慧学习的方向发展，大数据技术所支持的教学模式已经从传统的“提前备课、知识讲授、课中提问、布置作业、课后反馈”逐渐过渡到混合式教学流程设计模式。在大数据技术支持下，混合式教学流程呈现出动态架构、快速监测、智慧调控等特征。[9]结合传统面对面教学的优势，在保持“课前、课中、课后”基本结构不变的前提下，基于大数据技术的混合式教学模式教学流程可分为三个阶段：①课前对在线数据平台的学生数据进行综合分析，根据学生的实际情况制定精准的学习步骤和学习目标。教师根据大数据反映的学生基础理论水平和实际实践能力，结合教学人才培养方案，对课程进行分模块、差异化教学。②课中教学活动根据学习知识点的特征和学生的实际情况，向学生提供差异化、互动式教学资源和教学平台，灵活采用多种混合式教学方法，如翻转课堂、MOOC、SPOC以及面对面教学、专项辅导等等。③课后进行总结性评价和互动反馈，结合传统教学中采用的“平时成绩+实验成绩+考试成绩”基础上，通过大数据分析技术对线上小组讨论、一对一交流、线上作业等进行综合数字评价，对学生学习进行更完整、更公正的总结，并对学习数据进行抽取分析，以期对下一次混合式教学提供更加可信的数据支持。

4.大数据技术支持混合式教学模式下教学反馈的创新

混合式教学模式下，在线网络学习平台不但能记录、分析学生的学习情况，也能查询、追踪教师在课程线上线下教学过程中的经验积累情况。[15]通过对教学数据的抽取和分析，可以有效帮助教师掌握学生成绩分布情况、学习时长分布情况、学习场所分布情况等，并通过数据关联性分析发现教学中存在的问题，有针对性地采取改进措施，从而在以后的混合式教学过程中调整线上线下教学时间分配、改变教学资源类型、重点督导主动学习能力差的学生等等。在信息化教育教学过程中，大数据分析和处理能力将成为学校教学成果突破和增强核心竞争力的关键因素。

五、总结

云课堂、MOOC、移动互联等应用使大数据在高等教育教学过程中的作用越来越明显。移动互联和泛在网络让随时随地学习成为常态，大数据的不断积累则成为教育信息化发展的必然产物，而伴随大数据技术在现代教学模式改革中的应用逐渐深入，利用大数据技术創新教学理念，构建混合式教学模式和建立及时教学成果反馈机制已经刻不容缓，这将有利于构建新型现代化教育教学模式，促进公平公正教育体系的形成，也是推进实现《教育信息化2.0行动计划》目标的重要举措。

基于大数据的混合式教学模式已经逐渐深入高校教育信息化进程中，“人人皆学、处处能学、时时可学”将不再是梦，只有充分利用信息技术的优势，结合教育教学信息化的时代背景，才能探索出适合新时代教育教学的新模式。

参考文献：

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[4]杨聚鹏，梁瑞.大数据时代大学课堂教学模式面临的挑战与变革[J].电化教育研究，2017，38（8）：111-115.

[5]杨浩，付艳芳.基于微课的混合式教学实践与效果分析[J].中国职业技术教育，2017（17）：45-49.

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[10]苏小红，王甜甜，张羽等.基于大班翻转课堂的混合教学模式探索与实践[J].中国大学教学，2017（7）：54-62.