选课走班背景下大数据驱动智慧学习的特征、现状与优化路径

摘要：随着普通高中选课走班制度的发展以及网络信息技术的进步，选课走班背景下的大数据智慧学习成为当前高中教育研究的热点话题。选课走班背景下的智慧学习具备以整合式教学、人机协同、思维发展为中心等典型特征，但其依然在信息技术与资源公平等方面存在诸多问题。结合学校实际，从校园智慧管理体系、智能学习系统、智慧学习工作模式与个性化辅导等方面提出优化路径，旨在更好地推动选课走班背景下大数据智慧学习的实施与发展。关键词：选课走班；大数据驱动；智慧学习随着我国基础教育改革不断深入发展，学校的育人方向逐渐由传统的课堂教学转移到更为上位的课程建设。学校的课程设计如何能够既满足学生的多元化需求、个性化以及综合素质的发展，又能够满足我国教育改革与人才培养的需要成为当下课程开发人员的主要任务。此外，伴随着《国务院关于深化考试招生制度改革的实施意见》与《关于普通高中学业水平考试的实施意见》的颁布以及全国各地新高考改革方案的出台，在课程设计与考试评价两个重要背景下，“选课走班”应运而生。选课走班旨在充分利用各种资源满足不同学生的兴趣和发展需求，为学生提供富有选择性的教育，有利于充分挖掘学生的个性与潜力，从而为各个领域培养专业人才[1]。不仅如此，伴随着教育现代化的进程不断加快，未来学校逐步兴起，促进了智慧学习的发展[2]。智慧学习是网络信息技术与教育领域的高度融合，将网络信息技术应用在教育领域，可以取得事半功倍的教育效果[3]。因此，在选课走班背景下厘清智慧学习的现状、典型特征，并提出优化路径成为当前教育领域亟需解决的重要问题。一、大数据驱动智慧学习的典型特征（一）学习环境：整合式教学学校各教研室集成了不同学科和领域的学习资源，包括教材、课件、多媒体资料以及在线教学视频等。通过智慧学习平台，将各种资源整合起来，提供给学生和教师使用，实现资源的共享和互动。此外，教师也可以通过智慧学习平台分享优秀的教学案例、教学方法和教学资源，相互学习和借鉴，实现教师资源的互动共享。智慧学习提供了一个在线协作和合作的平台，促进学生和教师之间的互动和合作。智慧学习模式为学生构建了社群，学生可以通过智慧学习平台，参与在线讨论、小组项目等活动，与同学共享自己的学习成果和经验，学生能够在社群中相互交流，为彼此的学习提供借鉴，同时还可以通过智慧学习系统提交作业、参与在线测验等，教师可以及时对学生的学习成果进行评价和反馈。（二）学习形式：人机协同人工智能基于海量教育大数据，擅长数据挖掘、模式识别及推理运算，在教育领域，它通过全方位的识别，一方面能够高效地归纳学生的学习行为，另一方面能够快速地评估学习结果，从而总结出相关规律。而教育工作者是通过教育教学不断地累积经验，渐进了解学生身心发展规律，在日常教学中，通过自己敏锐的洞察力去了解学生的知识背景、学习风格与兴趣爱好等，并且具有反馈与激发学生学习动能的强大社会与情感能力，在教学内容和教学方法等方面有人工智能不能取代的作用。在学习形式上，可以看出在智慧学习方面人机有互补效应。同时，人机协同也能够拓展教与学的形式与深度。当教师、机器、学生处于同一场景时，学习就不限于教室，而存在于任何场景，使师生不断地向深度学习迈进，并且拥有越来越大的知识库。（三）学习评价：思维发展为中心智慧学习更注重学生全面发展，强调对“脑思维”的利用，在结果评价中更加关注学生思维能力的培养与形成，而不是只关注学生的考试成绩。多元智能理论明确指出，学习者之间存在天赋上的差异，具体体现在语言、逻辑和运动等多个方面，在这之中至关重要的是学习者的思维方式[4]%。思维方式的差异是由人的头脑决定的，不同的思维方式会形成不同的认知方法，使得学习者看待事物的方式存在明显差别。论文中谈及的智能学习是通过大数据采集与分析来评估学习者的学习过程，在此基础上发现他们更深层次的问题，构建“即时评价—发现问题—思考对策—行动改进—追踪反馈—再次评价”的学习评估途径，有效建立了提升不同个体学习效果、增强学习生命力的良性循环。二、大数据驱动智慧学习的现状与分析尽管选课走班背景下大数据驱动智慧学习具备独一无二的时代优势，但是其依旧处在发展的进程中，在实际的一线教学过程中，无论对学校，还是教师都存在巨大的挑战，只有充分认清当前的现实困境，才能更好地推动选课走班背景下智慧学习的高效发展。（一）信息技术支持不足尽管国家大力提倡开展智慧校园建设，但是就目前情况来看，仅仅一些发达城市有试点项目，很多中小学建设智慧校园的行动力度不够[5]。信息技术支持方面主要包括如下几个问题：其一，基础设施不足。智慧学习需要大量的计算和存储资源，包括高性能服务器、云计算平台及网络设备等。然而，许多学校的信息技术基础设施相对薄弱，无法满足智慧学习的需求。缺乏足够的硬件设备和网络带宽会限制学校智慧学习的开展。其二，软件平台缺失或不兼容。智慧学习需要配套的软件平台来支持教学管理、学生评估及学习资源管理等功能。有些学校可能没有专门的智慧学习软件平台，或者现有的软件平台与智慧学习的需求不兼容，需要额外的投入和改造。其三，技术人员人数短缺和培训不足。智慧学习的实施需要专业的技术人员进行系统的维护和支持。学校往往面临技术人员短缺的问题，无法提供及时有效的技术支持。此外，由于智慧学习技术更新较快，技术人员需要不断学习和更新知识，但学校的培训机会和资源有限，导致对技术人员的培训不足。（二）资源公平无法保障学校层面除了技术支持方面面临巨大挑战外，在保障资源公平的维度也面临巨大挑战。其一，选课限制的问题。选课走班制度使得学生可以根据个人兴趣和需求选择课程，这在一定程度上增加了学生获取资源的自由度。然而，有些学校可能存在选课限制，如某些课程只面向特定学生开放，或者某些高质量的资源只分配给少数学生，导致资源的公平性受到影响。其二，学校差异化。不同学校之间的资源配置存在差异，有些学校可能拥有更多的高质量教师、先进的教育设施和丰富的学习资源，而部分学校则可能相对较少。这种差异化会导致学生在资源获取上存在不公平现象，尤其是在智慧学习的背景下，学生可能无法享受到同等水平的教育资源。其三，数字鸿沟。智慧学习依赖于信息技术的支持，包括网络设备、电子设备等。然而，一些学校可能由于经济条件或地理位置的限制，无法获得足够的数字化设备和网络连接，使得学生无法充分参与智慧学习，从而导致资源获取的不平等。其四，学生个体差异。不同学生的学习能力、兴趣和学习方式存在差异，有些学生可能更适应智慧学习的方式，而有一些学生可能更喜欢传统的教学方式。如果学校只关注智慧学习，而忽略了对学生个体差异的考虑，可能导致资源的分配不平衡，影响学生的学习效果。其五，资源管理不善。学校在资源管理方面可能存在问题，如教师资源分配的不合理、学习资源的浪费等。如果学校不能有效管理和分配资源，可能导致一部分学生无法充分利用学校提供的资源，从而影响资源的公平性。三、选课走班下大数据驱动智慧学习的优化路径（一）优化智慧校园管理体系学校应当从宏观层面完善管理体系，将建设智慧校园作为未来的发展战略，明确智慧学习的目标、方向和策略。规划应包括教师培训计划、技术设施建设和学习资源采购等方面，以确保智慧学习的全面推进，为选课走班背景下的智慧学习发展提供重要保障。实现师生的智慧学习，首要条件就是打造科学合理的智慧校园管理体系，在现有条件基础上，及时优化相关平台功能，并充分利用其优势。如，2024年哈尔滨师范大学附属中学开始尝试自主研发智慧校园应用软件平台，以组建符合学校管理制度、实施起来有效实用的智慧网络系统。根据学校的功能区划分多个网段进行管理，各接入网段彼此之间互通互联、相互协作，以满足智慧校园多样化的业务和应用需求。网络建设作为学校实现智慧管理的基础，能够实现校园中人与人、物与物、人与物之间全面互联。一方面，基于平台的智慧学习模式为学生构建了社群，学生可以参与在线讨论、小组项目等活动，与同学共享自己的学习成果和经验，能够在社群中相互交流，还可以通过智慧学习系统提交作业、参与在线测验等。另一方面，教师可以及时对学生的学习成果进行评价和反馈。从而促进生生合作与师生合作的良性循环。同时，学校还提供了丰富的数字化学习资源，如电子教材、在线课程平台及学习管理系统等，以支持教师的智慧学习教学实践。只有学校为教师和学生提供了足够的平台，构建多元的课程体系，学生的特长才能得到更好的发展[6]。（二）运用智能学习系统运用智能学习系统成为趋势。智能学习系统采用了科学、精确、全面的大数据采集标准，对学生掌握的大数据进行动态采集。依据学习大数据分析挖掘高中生群体共性特点，从而实现持续迭代和完善。在此基础上，依据个体数据挖掘和优化学生个性画像。根据学习大数据、群体的共性特征和个人画像，以及知识和技能图谱，设计出共性的路径集，进而根据学习路线形成学习的基础资源。教学路径汇集和教学保障资源一起组成教学路网。通过基于智慧学习路网和共性学习路径，指导学习者实现个性化学习，通过学习实践逐步迭代和优化个性学习路径，以提高学习品质。通过学习者认知过程产生数据和学习成果，进而形成个性化认知和能力图谱，为学习者确定学习方向[7]（见图1）。（三）创新智慧学习工作模式对于学生来说，智慧学习不仅仅是学习方式上的变革，更应该是思维上的变革。学生应该学会高效地运用信息集成化的工具和方法。在日常的教学中，教师应教会学生处理大数据信息，这种处理应该是全方位与深入的，“全方位”是指资料要全面，不能是一家之言，应从多个角度来了解一个人物或一个事件，形成客观的自我知识体系，“深入”是指要教会学生甄别真实与虚假，对于自媒体等信息来源，要学会先质疑再利用，查找信息时，以官方与权威网站为准，收集与学科相关的权威网站，撰写相关科学性说明文与议论文时，优先考虑知网等数据库。智慧学习必须始终保持在当代知识的前沿，而跨学科的知识覆盖范围和深度是智慧学习的重中之重，学生对于知识的摄入量越大，对于知识的涉猎面越广。在拥有广泛知识的基础上，我们还要培养学生在庞大的信息网中，高效准确地提取、加工以及整合知识的能力和技巧。这样，学生不仅能养成良好的学习习惯，也可以在成果上获得更多的突破和成就（见图2）。（四）进行个性化辅导教师可以根据学生的兴趣、学习风格和能力水平，提供给学生个性化的学习资源。通过分析学生在智慧学习系统中呈现的学习数据以及个人特点，为每个学生量身定制学习计划，提供符合其学习需求的课程内容和学习材料。同时利用智慧学习系统，根据学生的学习进度，提供个性化的学习推进。学生在选课走班过程中可以根据自己的兴趣和学习能力选择课程，教师可以根据学生的学习进度调整学习内容和难度，确保学生在适宜的学习阶段进行学习，学生可以相对灵活地选择学习地点和学习时间，避免因学习进度过快或过慢造成的学习困扰。教师还可以利用智慧学习系统根据学生的学习特点，提供个性化的学习方式和工具。不同学生有不同的学习偏好和学习方式，教师可以根据学生的需求提供多样化的学习方式，例如文字、图像、音频及视