大数据与云计算在教学运用的可行性探究
摘要：
在过去近20年的信息化建设中，人们的生活方式已经发生了巨大的变化，而在教育领域，特别是义务教育阶段学与教的方式改变甚微。进入21世纪，随着云计算技术的发展和在此基础上延伸出的大数据采集、处理、挖掘等技术的实际运用，IT技术的迅猛发展为教育信息化发展提供了强劲的动力，为新时代教学工作带来翻天覆地的变化。
关键字：大数据， 云计算， 教学运用 什么是云计算技术？从Amazon的“弹性计算云”到IBM的“蓝云”，从Google Apps到微软的Windows Live。对于“云”的解释，众说纷纭，每个人、每个行业都有自己的认识。我的理解是，在义务教育领域，云计算技术提供廉价、安全、科学的数据服务，将学生、教师、家长、学校管理各方面紧密联系起来，提高效率。主要应用有云存储、云教育、云会议。
什么是大数据？大数据并不是简单的名词，在教学过程中，它主要指通过对学生、教师等用户每天通过各种终端在网络上学习、娱乐、交流等产生的大量数据的采集、分析、处理、挖掘，为教学、学生管理等提供指导和预测。
一．利用云计算的功能特点应用教学中：
1、利用云计算技术的网络化特点搭建师生，家校，师校的平台。
云计算、大数据技术依托互联网，并在此基础上进行了极大的扩展和丰富。特别是随着移动互联网技术的运用，各种廉价移动终端的大量使用，云计算、大数据技术为学生、教师提供了随时随地沟通、交流、学习的可能性。
（1）通过云计算网络上的各种应用，可以方便地实现学生与教师之间的交流，这种交流方式更直接、更公平。教师可以通过应用程序发布课前预习内容或者课后作业，甚至直接将教学视频发在网络上供学生随时调阅，学生则可以在评论板块发表自己的意见，教师及时对学生的疑问给予反馈，提高学习效率。在英语教学中，学生既可以在课前网上搜索信息，做好预习工作，将有疑问的内容标记下来，课上做到有的放矢，提高课堂效率，也可以将课后练习中遇到的难题发布到网上供全体学生讨论，集思广益，让大数据成为学生间沟通的桥梁。
（2）建立起教师、家长、学校管理层等各方面的有效沟通，家庭教育是学校教育的基础，建立家-校互动平台将促进家长与教师之间的及时交流。引导家长参与学校的管理，利用移动互联技术实现对学生在家、在学校行为的实时联系和互动，家长可以对学校课程设置、学生管理制度等提出自己的意见，学校予以回应，形成有效互动，共同关心学生的成长。例如，英语学科可以把学生的每天默写成绩通过平台发给家长，让家长了解孩子每天所学内容的欠缺和家长应该配合的部分，初中三年是孩子心里和生理成长的关键阶段，有效即时的沟通可以让家长了解孩子成长的过程及心理的变化，学校，家长和教师三方面共同努力为孩子创造良好的成长环境，让孩子健康，快乐地渡过青春期。
（3）有助于建立扁平化的集体管理模式，创造民主、平等的校园文化。云技术的出现可以改变传统的学校科层制管理模式，构建一个学校内部管理平台，学校的管理制度不再由某个或者某几个高层领导决断，而是大家集体智慧的结晶，创建一个开放、和谐、深度互动的平台。决策的每一步和最终的内容都建立在充分民主的基础上，让学校的每一位教职员工都形成共同的愿景，实现学校和教育事业的可持续发展。
2、结合数据挖掘等技术，云计算技术可以帮助教师实现学生的个性化学习。
（1）在移动网络的帮助下，学生的学习突破了传统学校教育的时间和空间限制，学生可以在任何时间、地点根据自身情况自主选择学习的内容，提出疑问并得到教师的回复。
（2）运用数据挖掘等技术，在教学过程中，教师发现自己录制的一段课程其中的某几个环节或时间点，被学生们反复浏览和点击的时候，他通常会及时地意识到这可能是一个对学生来说难以掌握的知识点，或是一个自己的讲解表述有差失的地方，接下来就可以据此调整讲义。而对考试这件事来说，通过在线模拟测试，大数据可以用来分析和统一某个学生群体或个体对不同知识点的掌握情况，当某个知识点的题目被频繁做错的时候，系统就会在接下来的模拟测试中不断强化出现与这个知识点相关的题目，以巩固学习效果。这不是帮人“作弊”，反而是强化理解知识的方式。
（3）将云计算、大数据技术与学习型组织建设结合起来，更好、更科学地挖掘学生的潜能。由于学生的个体差异很大，通过大数据系统的数据处理，可以帮助教师更好地了解每个学生知识掌握程度，将班级学生分为若干不同层次、不同水平的对象小组，有针对性地进行个性辅导，极大提高教学效率，减少传统的一个班级上一堂课这种难以兼顾高低的低效率教学方式，减轻学生和教师的负担，提高效率。培养学生创新精神与自主性。借用工商管理领域中学习型组织的概念，学校作为一个组织也应该通过培养弥散于整个组织的学习气氛，充分发挥教师、学生的创造性思维而建立起来一种有机的、高度柔性的、1 扁平的、符合人性的、可持续发展的学习型组织。实现民主、平等的校园文化，在对话和交往中完成学习和知识的共享。云计算技术创建了一个自由的学习空间，教师承担的是辅导者和促进者的角色，学生成为主动的学习者，享受更多自由支配学习的权利，有利于发展学生的创新精神和自主性，通过丰富的手段积极引导学生变“要我学”为“我要学”。将相同兴趣的学生集合起来，在班级内部形成多层次的学习小组，将网络学习的单人教育与集体学习结合起来，形成组织内的浓厚学习气氛，促进组织内的每个学生共同进步。同时，教师也应该根据不同年龄段学生的自主控制能力来合理、科学地分配教师在教学过程中发挥作用的比例，不能一味的放任学生自主学习，适当的引导、控制非常重要。
3、云计算及大数据技术在教育领域的大规模应用，其在客户端的低成本优势可带来教育平衡与公平。
（1）云计算与大数据技术的本质，是将教学工作所需的大量计算、存储、多媒体展示等复杂任务交给后台的云端来处理。学校本身不再需要配备昂贵的服务器，仅仅需要配备低功能、廉价的展示平台即可，大大降低了学校信息化的成本。例如：在云计算时代，教师制作的一个包含视频展示、PPT演示、模拟实验等多媒体内容的教学内容，仅仅需要将做好的内容放在云端，由云端将所有内容处理后向各客户端直接输出经过压缩过的视频，学生的客户端仅仅需要配置简单的解压缩功能和视频播放功能即可，不需要更高级的处理能力和视频处理能力。
(2)云计算及大数据技术降低了对教师IT能力的要求，教师不再需要学习复杂的操作，仅仅需要学习一些软件的使用即可，后台如何处理完全交给云端，学校也不需要配备专业性很强的IT教师，节省了大量人力资源。
（3）基于以上两点，云计算、大数据技术在教育领域的大规模应用，还会带来教育的平衡与公平。目前，社会各界都已经认识到教育均衡发展的重要性，教育是“社会发展的平衡器、稳定器，是社会进行再分配的一个调节手段。”随着我国互联网、移动互联技术的发展，利用云计算、大数据技术在客户端的低成本优势，通过资源的共享来实现教育公平。给不同阶层、不同背景的孩子更加公平的学习机会，为社会不同阶层的垂直流通创造可能，促进社会和谐。利用云计算及大数据技术拉近东西部地区、城市与农村教育水平。宏观上看，如果建立某一地区或者省市，大到国家层面这些信息的统一数据库，可以从中分析出哪些地区在某些教育环节上的薄弱之处，可以请先进地区提供经验，对教育不发达地区教师进行培训，甚至直接请名师对学生进行远程教学，拉近不同区域教学水平。 （4）、高性能，高安全性，为学生创造一个干净、安全的网络环境。云计算的终端是由Google、IBM等专业的网络公司来搭建的，其后台的数据处理能力强大，而对客户端的要求较低。互联网这样一个自由、开放的平台上很多负面、不健康的内容也会不加选择地呈现在学生的面前，这也是目前困扰家长及教师该不该让学生上网的一个核心问题。很多家长由于IT技术的缺乏，很难做到对孩子上网行为的控制。在云计算、大数据技术下，这些都可以得到专业、系统的解决，由云端对学生的上网行为进行监管，为学生创造一个干净、健康、安全的网络环境。
4、云计算及大数据对学生身心发展的可预见性。大数据技术还可以通过对各种相关因素的分析，找到外界因素与学生行为之间的相关性，为学校管理、学生管理提供准确、科学的依据。教育是按既定目标对人进行德、智、体、美、全面培养的活动过程。它的内涵是依据培养目标塑造一个人。因此，学生在校期间不仅仅要学习知识，更要树立学生正确、积极的人生观、价值观，使之成为一个文明、开放、积极的公民。运用云计算及大数据技术，特别是在长期数据采集、挖掘、分析的基础上，可以为教师在学生各方面发展方面给出指导性、预见性的意见。例如：初中阶段，学生逐步进入青春期，其自我意识开始觉醒，身体、心理方面发生巨大的变化。在这个阶段教师往往疲于应付各种突发状况，处理的方式往往依据教师的主观意愿或者经验，有很大的不确定性。大数据技术根据长期对学生该阶段各种行为及各种网络痕迹的积累，可以预测出哪些学生身上可能会出现某些情况，为教师的提前介入提供建议。 二．虽然云计算及大数据技术在教育领域的运用有着非常光明的前景，但是客观地讲，目前，我国在云计算及大数据技术在教育领域方面的运用才刚刚开始，各方面还不完善，主要存在以下几个问题：
1、缺乏变革的动力和决断。
学校作为一种典型的教育组织形式，诞生于工业革命时期，为满足工业化大生产迅速扩张造成的技术人才需求猛增，学校作为一种“批量生产”人才的“工厂”应运而生。在过去的400年发展过程中，学校作为教学组织形式、班级作为授课模式基本上没有发生改变，这与人类社会在其他领域的不断进步和变革形成强烈的对比。21世纪人类进入信息时代，对人才的需求发生了重大改变，教育也应该随之发生改变。可惜的是，很多人对于教育的理解还是老师教好书、学生读好书的阶段，没有意识到以云计算、大数据为代表的新技术为教育工作提高效率，实现学生的个性化发展提供了强大的支持。特别是目前学校管理很大程度上还是沿袭自上而下的方式，新技术的引入、应用，教学模式的转变还缺乏动力和决断力。很多人安于现状，不敢大胆尝试，这是阻碍新技术在教育领域中运用的主要问题。
2、云计算、大数据技术的本土化不够。
云计算、大数据技术的概念及发展基本上由Googel、IBM等国际IT业巨头掌握，其在教育领域的运用也多基于国外的教育模式。目前国内用于教学试验的几个平台如Google101等上面的各种应用还有着浓重的欧美风格，没有贴合国内教学环境，在这方面，应该通过政策扶持、教育资金投入等方式，培养一批专业的应用服务提供商，为中国孩子设计和制作各种教学运用及数据分析、挖掘软件。
3、云技术、大数据技术在教育领域的运用，还缺乏规范和法律支撑。
新技术的运用，涉及到学生的个人隐私、个人数据，学校的敏感数据等保护问题，目前国内还缺乏对于个人、企业敏感数据在云技术应用背景下的规范和法律支撑。很多人都担心自己的数据如果交给云端会不会受到侵害，这是阻碍云计算、大数据技术大规模应用的一个重要问题。 结束语：
我国要在21世纪的中期实现中华民族的伟大复兴，实现中国梦，离不开大批掌握先进技术、人格完整、精神奋发的人才。作为一名教育工作者，我承担着为祖国培养新世纪合格人才的重任，在多年的教学过程中，深感教育工作也必须从一本书、一支粉笔、一个讲台的传统低效率模式转入利用多媒体移动终端多层次、形象化、立体化、趣味化、多样化教学。云计算与大数据技术在教育领域的应用，给我们带来的不仅仅是丰富的资源，还有思维方式的转变，更是一种跨越式的变革。未来我们必须以更开放的心态对待新技术在教学领域的应用，不断努力尝试开发更多的贴近中国学生实际的云计算教育应用，充分发挥云计算、大数据技术在教育领域的特点和优势，真正实现教育与时代发展的共振，不辱教师使命！
