選課走班背景下大數據驅動智慧學習的特征、現狀與優(yōu)化路徑

摘要：隨著普通高中選課走班制度的發(fā)展以及網絡信息技術的進步，選課走班背景下的大數據智慧學習成為當前高中教育研究的熱點話題。選課走班背景下的智慧學習具備以整合式教學、人機協同、思維發(fā)展為中心等典型特征，但其依然在信息技術與資源公平等方面存在諸多問題。結合學校實際，從校園智慧管理體系、智能學習系統、智慧學習工作模式與個性化輔導等方面提出優(yōu)化路徑，旨在更好地推動選課走班背景下大數據智慧學習的實施與發(fā)展。關鍵詞：選課走班；大數據驅動；智慧學習隨著我國基礎教育改革不斷深入發(fā)展，學校的育人方向逐漸由傳統的課堂教學轉移到更為上位的課程建設。學校的課程設計如何能夠既滿足學生的多元化需求、個性化以及綜合素質的發(fā)展，又能夠滿足我國教育改革與人才培養(yǎng)的需要成為當下課程開發(fā)人員的主要任務。此外，伴隨著《國務院關于深化考試招生制度改革的實施意見》與《關于普通高中學業(yè)水平考試的實施意見》的頒布以及全國各地新高考改革方案的出臺，在課程設計與考試評價兩個重要背景下，“選課走班”應運而生。選課走班旨在充分利用各種資源滿足不同學生的興趣和發(fā)展需求，為學生提供富有選擇性的教育，有利于充分挖掘學生的個性與潛力，從而為各個領域培養(yǎng)專業(yè)人才[1]。不僅如此，伴隨著教育現代化的進程不斷加快，未來學校逐步興起，促進了智慧學習的發(fā)展[2]。智慧學習是網絡信息技術與教育領域的高度融合，將網絡信息技術應用在教育領域，可以取得事半功倍的教育效果[3]。因此，在選課走班背景下厘清智慧學習的現狀、典型特征，并提出優(yōu)化路徑成為當前教育領域亟需解決的重要問題。一、大數據驅動智慧學習的典型特征（一）學習環(huán)境：整合式教學學校各教研室集成了不同學科和領域的學習資源，包括教材、課件、多媒體資料以及在線教學視頻等。通過智慧學習平臺，將各種資源整合起來，提供給學生和教師使用，實現資源的共享和互動。此外，教師也可以通過智慧學習平臺分享優(yōu)秀的教學案例、教學方法和教學資源，相互學習和借鑒，實現教師資源的互動共享。智慧學習提供了一個在線協作和合作的平臺，促進學生和教師之間的互動和合作。智慧學習模式為學生構建了社群，學生可以通過智慧學習平臺，參與在線討論、小組項目等活動，與同學共享自己的學習成果和經驗，學生能夠在社群中相互交流，為彼此的學習提供借鑒，同時還可以通過智慧學習系統提交作業(yè)、參與在線測驗等，教師可以及時對學生的學習成果進行評價和反饋。（二）學習形式：人機協同人工智能基于海量教育大數據，擅長數據挖掘、模式識別及推理運算，在教育領域，它通過全方位的識別，一方面能夠高效地歸納學生的學習行為，另一方面能夠快速地評估學習結果，從而總結出相關規(guī)律。而教育工作者是通過教育教學不斷地累積經驗，漸進了解學生身心發(fā)展規(guī)律，在日常教學中，通過自己敏銳的洞察力去了解學生的知識背景、學習風格與興趣愛好等，并且具有反饋與激發(fā)學生學習動能的強大社會與情感能力，在教學內容和教學方法等方面有人工智能不能取代的作用。在學習形式上，可以看出在智慧學習方面人機有互補效應。同時，人機協同也能夠拓展教與學的形式與深度。當教師、機器、學生處于同一場景時，學習就不限于教室，而存在于任何場景，使師生不斷地向深度學習邁進，并且擁有越來越大的知識庫。（三）學習評價：思維發(fā)展為中心智慧學習更注重學生全面發(fā)展，強調對“腦思維”的利用，在結果評價中更加關注學生思維能力的培養(yǎng)與形成，而不是只關注學生的考試成績。多元智能理論明確指出，學習者之間存在天賦上的差異，具體體現在語言、邏輯和運動等多個方面，在這之中至關重要的是學習者的思維方式[4]%。思維方式的差異是由人的頭腦決定的，不同的思維方式會形成不同的認知方法，使得學習者看待事物的方式存在明顯差別。論文中談及的智能學習是通過大數據采集與分析來評估學習者的學習過程，在此基礎上發(fā)現他們更深層次的問題，構建“即時評價—發(fā)現問題—思考對策—行動改進—追蹤反饋—再次評價”的學習評估途徑，有效建立了提升不同個體學習效果、增強學習生命力的良性循環(huán)。二、大數據驅動智慧學習的現狀與分析盡管選課走班背景下大數據驅動智慧學習具備獨一無二的時代優(yōu)勢，但是其依舊處在發(fā)展的進程中，在實際的一線教學過程中，無論對學校，還是教師都存在巨大的挑戰(zhàn)，只有充分認清當前的現實困境，才能更好地推動選課走班背景下智慧學習的高效發(fā)展。（一）信息技術支持不足盡管國家大力提倡開展智慧校園建設，但是就目前情況來看，僅僅一些發(fā)達城市有試點項目，很多中小學建設智慧校園的行動力度不夠[5]。信息技術支持方面主要包括如下幾個問題：其一，基礎設施不足。智慧學習需要大量的計算和存儲資源，包括高性能服務器、云計算平臺及網絡設備等。然而，許多學校的信息技術基礎設施相對薄弱，無法滿足智慧學習的需求。缺乏足夠的硬件設備和網絡帶寬會限制學校智慧學習的開展。其二，軟件平臺缺失或不兼容。智慧學習需要配套的軟件平臺來支持教學管理、學生評估及學習資源管理等功能。有些學?？赡軟]有專門的智慧學習軟件平臺，或者現有的軟件平臺與智慧學習的需求不兼容，需要額外的投入和改造。其三，技術人員人數短缺和培訓不足。智慧學習的實施需要專業(yè)的技術人員進行系統的維護和支持。學校往往面臨技術人員短缺的問題，無法提供及時有效的技術支持。此外，由于智慧學習技術更新較快，技術人員需要不斷學習和更新知識，但學校的培訓機會和資源有限，導致對技術人員的培訓不足。（二）資源公平無法保障學校層面除了技術支持方面面臨巨大挑戰(zhàn)外，在保障資源公平的維度也面臨巨大挑戰(zhàn)。其一，選課限制的問題。選課走班制度使得學生可以根據個人興趣和需求選擇課程，這在一定程度上增加了學生獲取資源的自由度。然而，有些學?？赡艽嬖谶x課限制，如某些課程只面向特定學生開放，或者某些高質量的資源只分配給少數學生，導致資源的公平性受到影響。其二，學校差異化。不同學校之間的資源配置存在差異，有些學?？赡軗碛懈嗟母哔|量教師、先進的教育設施和豐富的學習資源，而部分學校則可能相對較少。這種差異化會導致學生在資源獲取上存在不公平現象，尤其是在智慧學習的背景下，學生可能無法享受到同等水平的教育資源。其三，數字鴻溝。智慧學習依賴于信息技術的支持，包括網絡設備、電子設備等。然而，一些學?？赡苡捎诮洕鷹l件或地理位置的限制，無法獲得足夠的數字化設備和網絡連接，使得學生無法充分參與智慧學習，從而導致資源獲取的不平等。其四，學生個體差異。不同學生的學習能力、興趣和學習方式存在差異，有些學生可能更適應智慧學習的方式，而有一些學生可能更喜歡傳統的教學方式。如果學校只關注智慧學習，而忽略了對學生個體差異的考慮，可能導致資源的分配不平衡，影響學生的學習效果。其五，資源管理不善。學校在資源管理方面可能存在問題，如教師資源分配的不合理、學習資源的浪費等。如果學校不能有效管理和分配資源，可能導致一部分學生無法充分利用學校提供的資源，從而影響資源的公平性。三、選課走班下大數據驅動智慧學習的優(yōu)化路徑（一）優(yōu)化智慧校園管理體系學校應當從宏觀層面完善管理體系，將建設智慧校園作為未來的發(fā)展戰(zhàn)略，明確智慧學習的目標、方向和策略。規(guī)劃應包括教師培訓計劃、技術設施建設和學習資源采購等方面，以確保智慧學習的全面推進，為選課走班背景下的智慧學習發(fā)展提供重要保障。實現師生的智慧學習，首要條件就是打造科學合理的智慧校園管理體系，在現有條件基礎上，及時優(yōu)化相關平臺功能，并充分利用其優(yōu)勢。如，2024年哈爾濱師范大學附屬中學開始嘗試自主研發(fā)智慧校園應用軟件平臺，以組建符合學校管理制度、實施起來有效實用的智慧網絡系統。根據學校的功能區(qū)劃分多個網段進行管理，各接入網段彼此之間互通互聯、相互協作，以滿足智慧校園多樣化的業(yè)務和應用需求。網絡建設作為學校實現智慧管理的基礎，能夠實現校園中人與人、物與物、人與物之間全面互聯。一方面，基于平臺的智慧學習模式為學生構建了社群，學生可以參與在線討論、小組項目等活動，與同學共享自己的學習成果和經驗，能夠在社群中相互交流，還可以通過智慧學習系統提交作業(yè)、參與在線測驗等。另一方面，教師可以及時對學生的學習成果進行評價和反饋。從而促進生生合作與師生合作的良性循環(huán)。同時，學校還提供了豐富的數字化學習資源，如電子教材、在線課程平臺及學習管理系統等，以支持教師的智慧學習教學實踐。只有學校為教師和學生提供了足夠的平臺，構建多元的課程體系，學生的特長才能得到更好的發(fā)展[6]。（二）運用智能學習系統運用智能學習系統成為趨勢。智能學習系統采用了科學、精確、全面的大數據采集標準，對學生掌握的大數據進行動態(tài)采集。依據學習大數據分析挖掘高中生群體共性特點，從而實現持續(xù)迭代和完善。在此基礎上，依據個體數據挖掘和優(yōu)化學生個性畫像。根據學習大數據、群體的共性特征和個人畫像，以及知識和技能圖譜，設計出共性的路徑集，進而根據學習路線形成學習的基礎資源。教學路徑匯集和教學保障資源一起組成教學路網。通過基于智慧學習路網和共性學習路徑，指導學習者實現個性化學習，通過學習實踐逐步迭代和優(yōu)化個性學習路徑，以提高學習品質。通過學習者認知過程產生數據和學習成果，進而形成個性化認知和能力圖譜，為學習者確定學習方向[7]（見圖1）。（三）創(chuàng)新智慧學習工作模式對于學生來說，智慧學習不僅僅是學習方式上的變革，更應該是思維上的變革。學生應該學會高效地運用信息集成化的工具和方法。在日常的教學中，教師應教會學生處理大數據信息，這種處理應該是全方位與深入的，“全方位”是指資料要全面，不能是一家之言，應從多個角度來了解一個人物或一個事件，形成客觀的自我知識體系，“深入”是指要教會學生甄別真實與虛假，對于自媒體等信息來源，要學會先質疑再利用，查找信息時，以官方與權威網站為準，收集與學科相關的權威網站，撰寫相關科學性說明文與議論文時，優(yōu)先考慮知網等數據庫。智慧學習必須始終保持在當代知識的前沿，而跨學科的知識覆蓋范圍和深度是智慧學習的重中之重，學生對于知識的攝入量越大，對于知識的涉獵面越廣。在擁有廣泛知識的基礎上，我們還要培養(yǎng)學生在龐大的信息網中，高效準確地提取、加工以及整合知識的能力和技巧。這樣，學生不僅能養(yǎng)成良好的學習習慣，也可以在成果上獲得更多的突破和成就（見圖2）。（四）進行個性化輔導教師可以根據學生的興趣、學習風格和能力水平，提供給學生個性化的學習資源。通過分析學生在智慧學習系統中呈現的學習數據以及個人特點，為每個學生量身定制學習計劃，提供符合其學習需求的課程內容和學習材料。同時利用智慧學習系統，根據學生的學習進度，提供個性化的學習推進。學生在選課走班過程中可以根據自己的興趣和學習能力選擇課程，教師可以根據學生的學習進度調整學習內容和難度，確保學生在適宜的學習階段進行學習，學生可以相對靈活地選擇學習地點和學習時間，避免因學習進度過快或過慢造成的學習困擾。教師還可以利用智慧學習系統根據學生的學習特點，提供個性化的學習方式和工具。不同學生有不同的學習偏好和學習方式，教師可以根據學生的需求提供多樣化的學習方式，例如文字、圖像、音頻及視