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【智慧课堂教学，分别从智慧课堂的起源和概念、智慧课堂环境、智慧课堂教学设计、智慧课堂教学模式、智慧课堂教学评价五个主题来介绍】  《现代汉语词典》中将智慧解释为辨析判断和发明创造的能力，中国传统典籍《易经》将“形而上谓之道”看做智慧的一种表现。 我国著名科学家钱学森在 1997 年提出大成智慧学理论。大成智慧学是引导人们如何尽快获得聪明才智与创新能力的学问，其目的在于使人们面对浩瀚的宇宙和神秘的微观世界，面对新世纪各种飞速发展、变幻莫测而又错综复杂的事物时，能够迅速做出科学、准确而又灵活、明智的判断与决策，并能不断有所发现、有所创新。以“必集大成，方得智慧”为核心的大成智慧学不仅为智慧教育的出现提供哲学基础，同时不断推动智慧教育的发展。 1998 年 1 月，美国副总统艾伯特·戈尔在加利福尼亚科学中心开幕典礼上提出数字地球的设想。2008 年 11 月初，在纽约召开的外国关系理事会上，IBM 以题为《智慧地球：下一代领导人议程》的演讲报告，正式提出“智慧地球”的概念。 IBM 的“智慧地球”实际上就是要把新一代的 IT 技术充分运用到各行各业之中把感应器嵌入和装备到全球各个角落的电网、铁路、桥梁、公路和隧道等各种物体中，并且将它们普遍连接，形成所谓“物联网”，再通过“互联网”将“物联网”整合起来，形成“互联网+物联网=智慧的地球”IBM 倡导的智慧教育即智慧地球在教育领域的应用。也就是将智慧地球的理念、技术和方法等方面应用于教育领域。 智慧课堂就是将智慧教育的理念、技术和方法等方面应用于课堂教学。一方面，我们可以发现智慧课堂源自智慧教育，是将智慧教育的理念、技术和方法等方面应用于课堂教学领域；另一方面，智慧教育也离不开智慧课堂，智慧课堂是智慧教育的核心，是智慧教育环境的集中体现，同时也是智慧教育的切入点与典型范例。 2016年，教育部发布教育信息化“十三五”规划提出：要依托网络学习空间逐步实现对学生日常学习情况的大数据采集和分析，优化教学模式。 2017年7月，《新一代人工智能发展规划的通知》构建包含智能学习、交互式学习的新型教育模式体系，推动人工智能在教学、管理、资源建设等全流程应用，中小学设置人工智能教程、推广编程教育，高校增加硕博培养形成“人工智能+X”模式和普及智能交互式教育开放研发平台。 2018年4月，《教育信息化2.0行动计划》大力推进智能教育，开展以学习者为中心的智能化教学支持环境建设，推动人工智能在教学、管理等方面的全流程应用，利用智能技术加快推动人才培养模式、教学方法改革，探索泛在、灵活、智能的教育教学新环境建设与应用模式。 2019年1月，《中国教育现代化2035》创新教育服务业态，建立数字教育资源共建共享机制，完善利益分配机制、知识产权保护制度和新型教育服务监管制度。推进教育治理方式变革，加快形成现代化的教育管理与监测体系，推进管理精准化和决策科学化。  智慧课堂是以培养具有高智能和创造力的人才为目标，依赖于大数据、学习分析等技术，实施学情诊断分析和资源智能推送，开展“云+端”学习活动与支持服务，进行学习过程记录与多元智能评价的新型课堂。 智慧课堂面向时代人才需求，以培养具有高智能和创造力的人才为导向，利用信息技术再造传统课堂教学流程，从而实现个性化与智慧化的教与学。智慧课堂作为一种新型的课堂，它的“新”主要体现在以下三个方面。 智慧课堂是以培养具有高智能和创造力的人才为目标智慧课堂中，除了客观知识的识记、技能的掌握之外，更注重学生高阶思维能力的培养，如 21 世纪技能中的学习和创新的技能（4C），它包括批判性思维、交流能力、合作能力、创造力。
智慧课堂深入应用信息技术，再造课堂教学流程如果将教学流程看做一段旅程，学生驾驶自己的汽车向终点进发。智慧课堂可以让教师在学生出发前根据每个车上的传感器收集车的性能数据和学生的驾驶习惯，为每辆车推送不同的行驶方案。每辆车都可以到达终点，但行驶的路径却截然不同。 应用大数据、学习分析等新兴智能技术可以帮助教师了解每个学生的学习情况，从而精准智能推送相应的学习资源，为每个学生私人定制学习方案，再造课堂教学流程，实现个性化教学。 智慧课堂可记录学习全程，从而实现多元智能评价智慧课堂能够智能记录学生在学习过程中的行为数据，将过程性评价与终结性评价相结合，使评价主体多元，评价内容多维，评价方式多样，全面的反映学生的学习情况。 智慧课堂环境 定义： 作用： 为了对智慧课堂环境有一个直观的认识，我们将以智慧教室为例，看一下一般都有哪些部分组成？  组成： 1、交互式屏幕 教育者与学习者可以通过交互式屏幕接触媒体丰富的内容；
2、可自由拼组的桌椅 教育者和学习者可以根据需要，自由移动，以实现更好的学习效果；
3、学生平板电脑 为学习者提供丰富的学习资源，记录学生的学习情况等；
4、摄像机 记录学习者的学习状态，监测学习行为，以进行学习分析；
5、平板电脑充电柜 用来给数量较多的平板进行充电，减少安全隐患；
6、中控设备 保证网络的正常运行，方便接受信号等；
智慧校园案例展示  以上这些设备可组成智慧课堂环境最主要的三个系统，分别是是电子书包系统，交互式白板系统和智能录播系统。今天我们先来学习的是电子书包系统。 电子书包系统 定义：指计算机、上网本、专用阅读器等电子设备，就是将学生书包里的教材、作业本、课内外读物、字典等全部数字化后，整合在一个轻便的移动终端中。 组成： 1.教学云平台 应提供教学服务云、教学管理云和学习空间； 教学服务云：包含学科管理、班级管理、家校管理、个人管理等； 教学管理云：主要体现在增强课堂互动； 学习空间：包括学习交流、个人资源存储和管理以及学生生涯纪录等。 2.教学资源 主要有教学资源库，包括电子教材、微课、多媒体课件、同步练习等；还有学具库，包括课件制作工具、虚拟实验室、交流工具、可视化工具等； 3.智能学习终端 它承载着各种教学服务和教学资源。 特点： 1、丰富的学习教学功能 电子书包的资源库是按照学科、年级、教材版本等整理好的优质资源，备课、上课或者指导学生自学时均可选用。资源的种类有：动画教具，微课、案例、素材、多媒体课件、理化实验等，所有的章节都是按章节一一整理好分类的，并且可以上传自己的资源或查看他人的资源。
2、作业练习题的分组推送 利用电子书包可以给单个学生、若干学生或全班学生推送作业或练习题，还可以支持个性化教学。
3、练习题的自动批改与及时反馈 主观题：教师可根据学生的作业情况，利用电子书包进行评级、写评语等。 客观题：电子书包会将学生的正确率以图表的形式呈现，方便老师及时掌握学生的学习情况，针对错误率高的可针对性的进行讲解；其次学生的作业情况系统会记录下来，方便学生复习巩固。
4、多种形式的在线讨论 老师通过电子书包可以发布在线讨论主题，学生可以以多种形式参与在线讨论，比如文字，图表，视频等，老师和学生对讨论可以进行评价。
如此强大的秘密武器就是电子书包云平台。其实就是一个把众多功能集合在一起，老师和学生实名认证的系统。很多人会担心学生玩游戏怎么办？电子书包监控系统，一开机就会进入电子书包云平台的统一入口，上课时，老师可以看到学生的参与情况，还可以对学生进行锁定等监控操作。 其实电子书包的功能远不止于此，就是最重要的是找到适合自己的教学的功能，让技术服务于教与学。 交互式电子白板 定义： 交互式电子白板是一种教育或会议辅助人机交互设备，实现无尘书写、随意书写、远程会议等功能。从硬件原理上来说，交互式电子白板融合了电脑，播放器、投影仪，投影布，写字板等。
简单操作流程： 1、准备工作 安装驱动、连接设备。 2、初识 电子笔：电子笔的功能相当于电脑鼠标。 交互白板校准：为了有效的使用交互白板，电子笔笔尖的位置需要与屏幕上的光标一致。以下是校准步骤： 步骤一：用电子笔的笔尖点击交互白板板体校准快捷键； 步骤二：用电子笔准确点击屏幕四个角上依次出现的黑色“+”号的中间位置； 步骤三：当屏幕中间显示“校准完毕”后点击“确定”按钮。即完成校准操作并退出校准程序。 3、熟悉上手 交互式白板：电子笔的笔尖点击交互式电子白板快捷键。 交互式白板工具：以下是软功能键介绍：上一页、下一页、滚屏 、选择对象、笔、荧光笔、橡皮、图形、直线、文本、填充、颜色、线条宽度、录音、工作区回放、页面设置、全屏、屏幕模式、浏览区、另存为、高级、菜单、退出等，教师可根据需要进行选择使用。 4、注意事项 a、使用交互式白板电子笔书写时，请适度用力； b、刚开始使用交互式电子白板笔进行单击、双击时可能不太方便，请事先做适合的练习、熟能生巧； c、不使用电子笔时，请将其插入板体充电插孔中； d、当需要面向学生时，请站到交互式白板的一侧，以免投影机光束照射你的眼睛； e、当学生使用交互式白板时，请指导其正确使用； f、告诫学生不要直视投影机所发出的光束； g、在使用白板支架的时候，请注意及时校准。
在教学中的优势： 1、简单易用，绿色环保 2、有利于师生互动 3、可提供丰富的教学资源 4、有利于提高教学效率 5、可及时反馈评价，促进教学相长
反思： 智能录播系统 定义： 智能录播系统是将智慧课堂中的视频信号音频信号以及老师电脑的信号同步录制生成课堂实录的系统。
关键技术： 1、智能摄像机技术 “智能录播系统”能够根据需要对被拍摄的对象实施跟踪拍摄,根据需要能够对拍摄对象进行放大和缩小,这就必须配备智能摄像机。在“智能录播系统”中使用的摄像机是集机械、电子、控制、通信和多媒体技术于一体的精密智能化摄像机。智能摄像机能够根据预先编制的规则上下左右转动,用来追踪移动目标;通过调整焦距来改变视角大小或目标图像的大小。 2、师生定位拍摄技术 “智能录播系统”系统必须做到师生的准确定位拍摄。当教师在活动时,摄像机画面应定位到教师身上;当教师在黑板上书写时,摄像机应定位到教师的板书上;当学生回答问题时,摄像机应准确定位到学生的画面上,只有这样,才能准确展现课堂教学的流程和结构,拍摄的课堂教学才具有意义。 3、智能导播技术 4、数据压缩和传输技术 “智能录播系统”采集的原始视音频数据量很大,特别当图像还是高清信号时更是如此。而“智能录播系统”的一个重要功能是要实现网络同步直播,边拍摄画面、边压缩信号,同时把数据信号向网络直播。这就要求数据量变小,才有可能实现网络直播,直播信号才能流畅。因此,数据压缩技术非常关键,好的压缩技术能够使压缩比最大,而保持画面质量最佳。
发展趋势： 1、自动和手动灵活结合 “智能录播系统”是为了克服传统课堂录像方式低效率的缺点而出现的,做到了“全自动”课堂录像,完全不需要人为的干预。但现实情况是,在有些情况下,适当的人工干预可能效果更好。 2、重视交流与互动 以往通过“智能录播系统”进行网络直播时,客户端用户只能单向的接收信号,而不能反馈信号,不能做到现场与网络的交互,这在某些情况下是一种缺点。例如教师通过“智能录播系统”为网络上的学生进行授课,教师就不能得到学生的信息反馈。而信息反馈对于提高课堂教学质量是至关重要的,有了学生的反馈,才能针对学生进行有的放矢的教学,提高教学的有效性。 3、课件点播人性化 通过“智能录播系统”生成的课件最终是放到网络上供大家学习的。这样就出现一个问题,怎样做才能更有利于学生的学习。目前出现的“知识点索引自动生成”技术就是一项方便学生的技术。在课件的录制过程中,“智能录播系统”能够自动生成知识点索引,并且还可以进行后期编辑,这样就大大地方便了学生。
反思： 什么是智慧课堂教学设计？ 智慧课堂教学设计是面向智慧课堂的教学设计，智慧课堂是以培养具有高智能和创造力的人才为目标，依赖于大数据、学习分析等技术，实施学情诊断分析和资源智能推送，开展“云+端”学习活动与支持服务，进行学习过程记录与多元智能评价的新型课堂。 教学设计是运用系统方法，将学习理论与教学理论的原理转换成对教学环境、教学资源、教学活动和教学评价进行具体计划的系统化过程。 因此，我们可以认为，智慧课堂教学设计是面向智慧课堂的教与学活动所展开的教学设计，它以智慧课堂教学理念为指导，根据教学目标与教学需求，对智慧课堂教学资源、教学活动与教学评价进行系统设计的过程。它的一般流程包括学情智能诊断、资源智能推送、学习活动设计、多元智能评价。 那么，如何开展智慧课堂教学设计呢？下面，我们分别从学情智能诊断、资源智能推送、学习活动设计、多元智能评价四个方面，学习如何进行智慧课堂教学设计。 四步智慧课堂教学设计 01 学情智能诊断 学情诊断是指对学生的起点能力、学习风格、学习动机、信息素养、学习问题等的分析。 其中，起点能力包括认知结构、认知能力、学习态度三个方面；学习风格包括环境偏好、信息处理方式、认知个性表现三个维度；学习动机包括内部动机和外部动机，其中，学生对某一知识内容的兴趣、好奇属于内部动机，学生希望获取教师、家长的奖赏或者避免惩罚属于外部动机。信息素养则包括信息技术应用技能、对信息内容批判与理解能力、融入信息社会的态度与能力。
0２ 资源智能推送 研究发现，在传统大班教学中开展个性化学习、分层学习需要花费大量的时间，而且实施效果不佳。而对不同学习者推送适合其学习的不同学习资源，可以有效地解决资源多、难以查找、学生学习需求不同等的问题。 资源智能推送就是学生登录空间学习，平台记录并分析学生行为数据，据此搜集与学生学习需求相匹配的资源，然后将资源推送到学生个人空间，学生获取系统智能推荐的资源进行学习，如此迭代循环。从而实现资源的“精准推送，个性推送，动态推送”。
如果没有强大的技术支撑，怎样实现资源的个性化推送呢？
0３ 学习活动设计 学习活动是学习者及学习群体基于具体的学习目标和学习群体中的游戏规则，利用高效实用的学习工具而实施的相关学习程序的集合。 智慧课堂学习活动设计主要包括：活动目标的设计、活动任务的设计、活动规则的设计、活动流程的设计四个部分。
0４ 多元智能评价 为了诊断教学情况、激发学习动机、调节教学行为，教师应积极利用合适的信息技术开展多元、智能的评价。
案例分析 案例课文为人教版《语文》三年级下第二十二课《月球之谜》，这是一篇非常有趣的、介绍月球知识的文章，其写法颇具特色，首先以优美的文字渲染月亮给人们留下的美好印象，与月面的荒凉形成对比。其次，介绍月球相关的几个未解之谜，巧妙地运用疑问句和感叹句强化了月球的神秘，最后以神秘概括了上面几种谜，激发了探索的愿望。 案例充分体现了个性化学习理念、探究性学习理念，借助优课平台、PPT课件、电子书包等信息手段帮助学生了解与月球相关的知识，感受月球的神秘魅力，同时通过学生的自主、合作、表达与交流等探究学习活动培养学生自我提出问题、解决问题的能力。 案例融合技术应用，包括：自由听读、标注课文内容、统计分析、检测词语规范应用、进行资源推送、播放视频、拍照上传、实现互动互评、分享录音，畅谈收获等，既激发了学生的阅读兴趣，也检测了学生的理解情况，还帮助提供了拓展资源，更帮助解决了重难点，达到了教学目标。 案例的主要教学过程为： 课前预习准备，让学生收集关于月亮和月球之谜的知识，上传到优课平台。 课中第一部分：分享交流，引发遐想。让学生欣赏月亮的图片，复习第一节课积累的诗句，集体分享，通过优课平台的作业分享功能展示成果。 第二部分：品读其意，感受月球的景色。该部分根据个性化学习理念，培养学生学习的独立性和自主性，如让学生自由地学习第二自然段，理解其意，规范用词，然后通过优课平台的及时反馈功能进行随堂检测，对学生的学习情况进行统计分析，再次通过观看视频谈谈对月球的感受，有感情的阅读文段，充分理解其意之处。 第三部分：研读探究，理解月球之谜。这部分是以探究性学习理念作为指导，通过质疑发现问题，研究解决问题等进行探究性学习活动，如引导小组合作完成实验研究报告，使学生在探索中学会质疑，提出自己的想法和问题，并探索出月球之谜，然后借助优课平台的拍照功能，把实验报告拍照上传到平台，其他小组进行评价，各小组再进行分享汇报，最后归纳总结课文所涉及的四个未解之谜。 第四部分：拓展阅读、畅谈收获。该部分主要通过优课平台的作业分享，分享汇报课前收集的月球之谜，并谈谈自己的收获，然后通过平台上传录音，与同伴分享。最后是布置作业，让同学到平台听听同学的收获，梳理月球之谜的思维导图。 该案例融合信息技术和语文学科教学，效果良好。借助信息技术创设情景，激发了学生对月球的兴趣，通过检测分析，完成对文本的理解，采用合作探究方式，上传实验报告到云平台，深入理解了月球之谜，通过推送资源，拓展了学生的阅读视野等。通过本节课的学习，学生不仅能较好地理解月球之谜，也能大胆表达自己想法，提出问题，还将知识拓展到课外运用。 该案例充分体现了智慧课堂教学理念与应用，值得我们借鉴与学习，更多案例小伙伴们可以点击阅读原文，观看中国大学MOOC国家精品课程《智慧课堂教学》进一步学习哦~ 智慧课堂教学模式大体被分为四个重要特征，而每一个特征又被转化为课堂教学模式。本期为您介绍智慧课堂个性化教学模式、智慧课堂探究教学模式。 一、个性化教学 二、智慧课堂个性化教学模式与支持 三、应用案例 一、探究教学 二、智慧课堂探究教学模式与支持 三、应用案例 一、混合教学 克莱顿·克里斯滕认为，混合学习是指学生一部分的学习发生在受监督的传统环境中，另一部分的学习发生在网络环境中，其中学生能在一定程度上根据学习时间、地点、路径和节奏进行控制。综合地看，混合学习是面对面学习和在线学习两种方式的有机整合。
二、智慧课堂混合教学模式与支持
三、应用案例 下面以小学美术岭南出版社五年级下册“写实与抽象世界”单元，用线条、色彩画感觉为例介绍该教学模式在课堂上的运用。
一、探究教学 在弹性预设基础上，师生充分交互，不断调整教学活动和行为，共同建构并形成新的信息、资源的动态过程，实现教学目标和创生附加价值。 生成性教学强调教学过程动态变化，在实际课堂中，教学不可能完全按照教师课前设定进行，因此，生成性教学有助于师生充分互动，教师根据学生的反馈在课堂上及时调整教学活动和行为。在此过程中，不仅能够实现教学目标，极有可能创造教学计划以外的收获。 二、智慧课堂探究教学模式与支持
三、应用案例 下面以人教版小学三年级语文下册《中国国际救援队，真棒！》为例介绍该教学模式在课堂上的运用。
基于大数据的智慧课堂教学评价 什么是大数据？ 大数据是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的、海量、高增长率和多样化的信息资产。 大数据的四大特征：数据规模巨大、数据种类多样、数据处理速度快以及时效性要求高。 教育大数据与传统教育数据的区别在哪里呢？ 1.传统教育数据是阶段性采集以及部分采集的。教育大数据是持续性采集以及全面采集的。 2.传统教育数据是在学生非自然状态、事情发生之后采集的。教育大数据是在学生自然状态下进行动态实时采集的。 3.传统教育数据对采集后的数据进行简单统计汇总。教育大数据对采集到的数据进行深度多元分析。 4.传统教育数据关注整体情况的宏观发展，只能对区域之间的情况进行比较。教育大数据可以从宏观、中观以及微观了解到学生的情况，并且能够进行预测，发出预警。 大数据对智慧课堂教学评价的支持 基于大数据的智慧课堂教学评价是指，通过采集学生学习过程中或学习结果数据，从而对学生在智慧课堂中学习情况进行评价的一种形式，它克服了传统教学评价耗时长、数据不准确、过程型数据遗漏或无法采集等多种弊端，有利于实现对学生的全面评价，有利于促进学生的综合素质与能力的发展。 基于大数据的智慧课堂教学评价大致可分为以下几个阶段：确定评价目标与标准、明确数据采集对象与内容、实施数据集成与清理、进行数据转换与分析、完成数据解释与反馈。 课堂教学评价过程以及典型案例 美国希维塔斯学习(Civitas Learning)。“希维塔斯学习”是一家专门聚焦于运用预测性分析、机器学习，提高学生成绩，致力于用大数据促进大学的毕业率的年轻公司。该公司在高等教育领域建立起最大的跨校学习数据库。通过这些海量数据，能够看到学生的分数、出勤率、辍学率和保留率的主要趋势。 通过使用 100 多万名学生的相关记录和 700 万个课程记录，这家公司的软件能够让用户探测性地知道导致辍学和学习成绩表现不良的警告性信号。 此外，还允许用户发现那些导致无谓消耗的特定课程，并且看出哪些资源和干预是最成功的。 基于可视化技术的智慧课堂教学评价 什么是可视化技术？ 我国学者潘云鹤认为，可视化的基本含义是运用计算机图形学或一般图形学的原理和方法，将数据转换为图形、图像，以直观的形式表示出来的理论、方法和技术。 可视化技术不仅能够为学习者学习过程提供可视化的支架与导航，还可作为认知工具支持学生知识的建构和问题的解决。随着技术的发展，新一代技术广泛应用于教育领域，也为智慧课堂教学评价提供了有力保障。 随着可视化技术的不断发展，可视化技术具有以下五个特征： （1）直观化。直观形象地呈现数据，可用图像、曲线、二维图形、三维体和动画等显示，并可呈现数据之间的相互关系。 （2）多维性。用户能清晰看到数据多个属性或变量，以及实现数据的分类、排序、组合和显示。 （3）关联化。挖掘并突出呈现数据之间的关联，直接快捷地理清各属性、事件之间的关系。 （4）交互性。实现用户与数据的交互，增强用户对数据的控制、管理与开发。 （5）艺术化。通过不同的表现形式，增强数据呈现的艺术效果，符合审美规则。 可视化技术对智慧课堂教学评价的支持 （1）提供智慧课堂教学过程立体化呈现效果 基于可视化技术的智慧课堂教学评价，一方面体现了“一图胜千言”的表达优势，另一方面通过可视化技术将智慧课堂教学过程的相关数据，以即时反馈、全局展示、动态累积、趣味显示的方式应用于教学各环节和活动中，并着重突出“可视化”的教学互动及教学的动态生成，实现教学过程立体化呈现。 （2）实现动态评价和实时反馈的跟踪指导 基于可视化技术的智慧课堂教学评价从评价数据的教学性和动态性深入挖掘其价值所在，并从可视化的实时性、全面性等着手，突破传统网络教学评价的局限（如实时反馈、个性化指导等）提供新的路径。通过跟踪、分析、挖掘可视化数据之间的关系，了解每个学习者的具体表现情况，分析其内在的规律，进而针对性地对学习者进行指导和管理，弥补教师原有教学的不足。 （3）实现评价数据结果趣味化展示 利用可视化工具，针对评价数据结果可视化的趣味呈现，可增进网络教学互动的趣味性。如 Socrative 提供有“太空赛”（Space Race）功能，可实时展示学生的学习进展并支持与校内、国内乃至全球其他班级展开竞技比赛。 可视化技术既能实现教学过程可视化，也能实现教学结果可视化，均通过一定的可视化工具和手段来完成。 常用的可视化方法包括：颜色可视化、面积与尺寸可视化、图形可视化、概念可视化、地域空间可视化。 整个评价过程是通过可视化技术手段进行表征的，评价结果也是以可视化的方式呈现的，目前较多的是通过图形、图表等将数据可视化，也有通过思维导图软件将学习者思维进行可视化。 智慧课堂教学评价以及相关案例 小学科学课《斜面的作用》，采用小学科学探究过程可视化软件，在教学过程中利用思维导图将实验计划可视化；利用相机工具将学生探究的思维过程可视化；利用数据可视化工具，将全班的实验数据进行收集与可视化，最后，利用评价工具实现了数据可视化，从而了解到全班练习情况。 基于学习分析的智慧课堂教学评价 什么是学习分析？ 学习分析的概念源于美国高等教育信息化协会的“下一代的挑战”，其认为：学习分析指使用数据和模型预测学生收获和行为具备处理这些信息的能力。 2011年，首届学习分析与知识国际会议将学习分析技术定义为，测量、收集、分析和报告关于学生及其学习情景的数据，以期了解和优化学习及环境的技术。 美国高等教育信息化推进组织EDUCAUSE研究机构对学习分析的界定为，学习分析就是利用数据和模型，预测学生在学习中的进步和表现，预测未来表现和发现潜在问题。 由此可见，学习分析技术分析的对象是学生及其学习环境，目的是评估学生、发现潜在问题、理解和优化学习，是最贴近教育需求的数据分析技术。 学习分析的特征包括： 一、多样化的数据来源。 二、模块化的分析技术。 三、可视化的分析结果。 四、微观化的服务层次。 学习分析工具 根据各学习工具所侧重的分析对象与类型，可将学习分析工具分为：学习网络分析工具、学习内容分析工具、学习能力分析工具、学习行为分析工具及其他综合分析工具。 当前，比较典型的学习分析工具有：SNAPP、Cohere、Wordle以及Google Analytics。 SNAPP 是一种社会网络分析工具，可从学习管理系统的论坛中提取数据，可与 Blackboard、Moodle、Desire2Learn 等在线学习平台实现无缝对接。它关注学生发帖互动的频率和反应时间，以网络图的形式展现学生的讨论动态，方便教师了解所有学生参与讨论的情况，及时对不积极的学生或小群体进行干预，针对问题调整教学策略。 Cohere 是一款在线分享工具，可将网上交流的学习内容进行结构化，也可用于分析学生相互间的分享联系。该工具会根据学习内容的相似程度，自动连接相匹配的用户，帮助用户找到与自己有共同想法的人，并与其建立联系。 Wordle 是一款在线文字云制作工具。该工具自动统计源文本中词汇出现频次，并将频次统计结果可视化。出现次数越多，该文字越大，且用户可调整字体、布局和配色方案。 Google Analytics 是款通用的 Web 数据统计分析工具，用于了解学生访问各学习网页的频率、停留时间、平台内的移动轨迹、用户参与度等。它利用事件跟踪系统，可跟踪所有重要事件，可直观显示学生学习的全过程，包括他们实际查看的页面以及进行的操作。 学习分析对智慧课堂教学评价的支持 基于学习分析的智慧课堂教学评价是指在智慧课堂中利用数据和模型，预测学生在学习中的进步和表现，从而对学生在智慧课堂中学习情况进行评价的一种形式。目的是评估学生、发现潜在问题、理解和优化学习。 学习分析技术对智慧课堂教学评价的支持作用体现在 一、有利于教师优化教学。 学习分析技术可帮助教师了解单一学生和整体学习进展情况，也能获取学生学习风格、参与度、积极性等一系列可视化分析报告。在此基础上，教师可针对个别学生采取恰当的教学干预，也可改进教学方案、改变教学方式。 二、有利于学生开展自我评估。 学习分析的主要目的是预测学习结果和帮助学生反思。学习分析作为一种有效的辅助学习工具，可帮助学生开展自我评估、实施个性化学习、提出学习危机预警等。 三、有利于教育研究者提高决策效率和研究效益。 教育研究者可利用学习分析技术深入探究学生的过程性数据，挖掘每个学生学习数据背后的隐含信息，如特定的学习偏好、学习路径、学习方式等。也可以对学生相关学习活动进行追踪和分析，从学生的学习路径中探索隐性的学习规律，以此作为学生个性化资源推送的依据，进而提升教学研究效益。 基于学习分析的智慧课堂教学评价的过程 我们提出基于学习分析的智慧课堂教学评价的过程一般分为四个阶段：准备阶段、实施阶段、调整阶段以及优化阶段。学习分析过程主要集中在实施阶段、调整阶段和优化阶段，重在对数据的分析、跟踪和预测，以反复调整和优化教学方案和学习过程。该教学评价过程的各个环节中包含着教师和学生的主要活动，整个过程是一个循环往复、螺旋上升的过程，同时又是一个有着内在逻辑关系的有机整体。 学习分析对智慧课堂教学评价的支持实例 以某大学一门网络课程为案例，旨在说SNAPP工具的应用过程，因此,在介绍该工具的方式上以数据分析的过程为主线,并不试图对案例的交互情况进行全面分析。 (1)数据获取 在此次案例中，以Moodle平台共记录的135条交互数据对SNAPP的使用进行阐述。数据可直接从Moodle平台上获取，点击SNAPP1.5的连接,即可形成学习者交互整体情况社群图。 (2)整体社群图 在对数据进行初步分析时,执行SNAPP 1.5会自动生成所有参与者交互的整体网络社群图与节点信息,如图所示。 黑色结点的大小表示在网络中活跃度的高低,黑色结点的面积越大表示在论坛上的活跃度越高。社群图可以帮助教育者了解到当前学生的交互模式,帮助教育者识别交互群体的边缘者和关键信息人,为下一步的教育干预提供可靠数据。当点击Statistics则会按发帖量由高到低的顺序显示出每个参与者发帖的数量。教师可通过访谈了解一些学生参与交互活动不积极的原因，并及时制定教学交互策略,改变交互不平衡的现象。点击“Ex-port”则有VNA和GraphML两种格式的原始数据输出代码,为进一步的分析提供原始数据。 (3)数据过滤 通过整体社群图分析得到了交互过程中的整体面貌,但其信息量较大、图形较复杂,如果得到更加清晰的结果可通过数据过滤来重新定制图形,从而更为清晰地了解学生的交互情况。在过滤器(Filter)中,将发表帖子数设置为大于等于9,点击EnableFiltering即可刷新图示结果,获得新的社会网络图，如图所示，从而得到交互较积极的学习者社群图。 (4)学生个体分析 黑色的节点代表每个学生在学习活动中的交互情况,当把鼠标移到某个黑点位置时,则会出现每个学生的发帖数(Posts)、度(Degree)、点入度(In Degree)、点出度(Out Degree)、中间中心度(Betweenness centrality )。度代表学生与他人交互的频繁程度,度越高表示该学生与他人交流越频繁,反之则交流程度较低。点入度表示学习者收到帖子数,点出度表示回复帖子数。学习者的点入度越高,表明该学习者在网络中的声望越高;点出度越高,说明该学习者与他人接触的能力越强。旧中间中心度是指单独的一个行动者的控制优势,较高的中间中心度反映了较强的控制程度。当把鼠标移动到其中一个点时显示如图所示的相关信息,即可得到学习者个，体相关的交互信息。 |
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