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[!--downpath--]概括：
教育領域的大數據研究是教育界應積極面對的新課題。 中學生在互聯學習、泛在學習等不同學習形式中形成的數據，通過挖掘這些大數據，可以有效促進教學和學習。 化學實驗應記錄、儲存和使用學習過程和實驗數據。 在教育大數據背景下，結合化學實驗教學特點，分析了當前國內外對聯通學習、泛在學習和教育大數據的關注點。 研究成果。 具體分析和介紹了教育大數據的作用、數據挖掘的方法、教學改革的內容和技巧、評價的內容和方法。
關鍵詞：
大數據; 數字化教學； 大學化學實驗； 微課程； 改進現實技術； 聯通學習； 無處不在的學習
1 教育大數據促進個性化自適應學習
中國教育科研網的啟動是中國高校信息化建設的開始[1]，中國高校信息化之路已經走過了25年。 隨著教育信息化的不斷深入，教育的種類和產生的數據量遠遠超出了教育信息化的預期，教育已經進入大數據時代。 如何挖掘和利用積累的數據是我們應該面臨的重要問題。 2015年2月，教育部辦公廳印發的《2015年教育信息化工作要點》指出，推廣大數據應用，監測、評估、預測、預警是科學教育的基礎。決策和宏觀管理。 研究制定教育數據管理和使用辦法，規范教育數據規劃、獲取、共享和使用[2]。 教育大數據已成為教育信息化的重要組成部分，教育大數據將滲透到教育的各個方面。 教育大數據的意義不僅在于幫助教育管理和決策，更重要的是促進教與學。 2012年10月，英國教育部《通過數據挖掘和學習分析增強教與學——一個簡單的問題》指出：通過教育數據挖掘、學習分析和可視化數據分析，我們可以完善個性化自適應學習系統，實現個性化。 化學研究[3]。 大學化學實驗除了是大、中學生理工科專業的基礎課外，也是培養實驗知識、培養操作技能、提高綜合素質的重要課程。 這也是實驗技能訓練的開始。 現代教育理論主張以中學生為中心，指出中學生的主體性，滿足中學生的個性化學習。 這就要求班主任改變傳統的課程組織和教學模式。 教育大數據在滿足現代教育理念要求、實現個性化學習方面具有不可替代的優勢。 因此，如何挖掘教育大數據將成為現代教育的重要技術基礎。
2 大學化學實驗課程數字化
大學化學實驗課程數字化建設應滿足中學生個性化適應性學習，為數據挖掘和學習分析提供數據[4]。 應表現在幾個方面：中學生基本信息的數字化、學習內容和過程的數字化、實驗報告的數字化。 通過數字化大學化學實驗的建設，讓每個中學生都能從中獲得有效的數據。 此類數據可用于構建物理模型。 通過將數學模型與每個中學生的數據進行比較，可以預測和評估中學生的學習進度和學習效果。
2.1 中學生基本信息數字化
中學生的基本信息可以用來分析中學生的特征，包括智力激勵和非智力激勵。 智力觸發因素是指個體認知發展的通常特征，如知識水平、認知特征、認知結構等。非智力觸發因素是指興趣、動機、情感、態度、焦慮、意志、性格、文化宗教背景等。 5]。 中學生在線學習平臺可通過報名、問卷調查、預測試等方式獲取基本信息。 信息收集是數字化的前提。 數字化的關鍵是利用教育學和心理學的基本原理以及數據挖掘工具為每個中學生建立一個基本模型。 借助模型幫助中學生選擇數學實驗、預測知識和心理困難。
2.2 實驗學習內容和過程的數字化
中學生的基本信息可以幫助班主任在實驗前了解中學生的基本情況，但并不能完全預測將要發生的具體學習過程。 實驗學習的產生過程中，學生的智力和非智力激勵在不斷變化。 因此，要根據學習過程中產生的數據，不斷調整數字模型。 要獲得這種數據，中學生實驗學習的內容和過程必須數字化。 實驗內容的數字化需要班主任在電子學習平臺上提供豐富的學習資源，如微課、虛擬實驗等，這些資源在不同階段的實驗學習中使用時將拓寬中學生的選擇。 同時，中學生學習過程的詳細信息，如學習時間、鼠標點擊次數、批注內容、錯誤類型等，都會記錄在電子學習平臺上。 實驗性數字化學習過程不僅會記錄過程，還會與數字化建設相關。 與實驗設備有關。 實驗儀器的數字化顯示以及記錄中學生操作過程具有重要意義，因為中學生可以分析自己實驗過程的優缺點。 記錄完整的實驗操作過程對于班主任全面分析中學生至關重要。
2.3 數字化實驗報告
實驗報告是學院化學實驗教學的重要組成部分。 提高中學生實驗報告質量，構建科學的評分機制，將有效推動高校化學實驗教學改革[6]。 傳統的實驗報告存在一定的缺點，如內容和方法更新速度慢，不同專業背景的中學生要求相同的實驗報告格式。 數字化實驗報告具有以下優點： 1）班主任可以根據不同學生的學科特點和每個中學生的能力提供個性化的實驗報告。 2）由于數字化實驗報告記錄了操作過程和實驗數據，反映了中學生真實的實驗過程。 3）班主任可以方便地對數字化實驗報告進行批改，數字化實驗報告中的一些問題也可以通過系統的固定答案進行批改。 4）數字化實驗報告可以方便地存儲、分析和評價中學生的客觀數學實驗，并建立物理模型。
3 化學實驗教學改革
利用教育大數據的目標是實現高校化學實驗教學的數字化，更重要的是推動高校化學實驗的改革。 這就要求班主任研究變革背景下如何在教學內容、教學方法、教學模式上運用大數據。
3.1 教學內容
大學化學實驗一般圍繞具體實驗展開，教學內容以化學實驗教材和實驗操作指導為主。 大數據時代，教學內容應以內容數字化來適應中學生的個性化學習。 一是提供豐富的數字化教學資源。 學習類型可以分為三類：視覺學習者、聽覺學習者和嗅覺學習者。 提供豐富的學習資源，可以滿足不同類型的中學生，讓他們根據自己的需要選擇合適的教學資源。 因此普通物理實驗答案，電子學習平臺應提供視頻、音頻和虛擬實驗，可供中學生預習和備考。 其次，提供數字實驗儀器操作的教學內容。 許多傳統的化學實驗儀器都是非數字化的。 雖然通過一些手段實現了數字化，但數字化水平很難滿足大數據的要求。 當實驗儀器數字化時，實驗操作程序可能會改變。 因此，必須根據新的實驗方法和儀器重新設計教學內容。 多元化、數字化的教學內容對于打破以學科為中心、提高以學生為中心的教學具有重要意義。
3.2 教學方法
大學化學實驗教學通常分為理論教學和實驗操作指導兩個階段。 微課可以有效提高知識傳播效率，但無法滿足個性化需求。 在實驗操作指導過程中，主要采用示范法和有限咨詢法。 這種教學方法可以幫助中學生完成實驗操作，但不利于中學生對實驗知識的理解和重構。 同時，實驗理論教學有時與實驗操作分離，因此中學生做實驗時，可能記不住實驗的理論。 只有基于教育大數據的大學化學實驗教學才能改變這些教學方式。 首先，班主任根據中學生的基本信息進行大數據分析，安排實驗計劃。 班主任根據實驗和中學生的特點，采用多種教學方式發布實驗教學內容，學生全部或部分接受教學內容。 其次，實驗網絡學習平臺提供了豐富的數字化教學資源。 中學生可以利用課外時間學習實驗理論，理論學習可以重復且不受時間和空間的限制。 如果中學生在學習過程中遇到問題，可以直接搜索并提出問題，這些問題和答案將記錄在數據庫中，方便其他學生檢索。 在具體實驗中，可以將中學生分成不同的小組進行實驗操作，同一小組的中學生可能有相似的知識水平、能力和問題。 通過教育大數據的分析，班主任可以更有針對性地指導中學生進行實驗操作，促進中學生建立自己的認識。
3.3 探索新的教學模式
教育大數據時代，教學內容和教學方法將發生一些根本性的變化。 為了充分發揮這一變革的優勢，班主任應針對每個具體的化學實驗探索新的教學模式。 這種新的教學模式應充分發揮數據挖掘和學習分析的功能。 首先，通過數據挖掘，了解中學生的基本情況后，可以為中學生安排個性化的實驗項目。 其次，通過學習分析，了解中學生的學習過程和行為，找出中學生學習中的難點，并給予有針對性的指導，使中學生能夠持續學習。 第三，中學生利用網絡學習平臺豐富的教學資源，學習實驗理論，了解實驗操作步驟。 班主任根據網絡學習平臺反映的情況組織課堂教學。 最后，利用教育大數據記錄學生的學習過程，獲得中學生的生產性評價，幫助中學生提升實驗學習技能。 各種教學模式都是基于特定的教學背景和教育價值觀，而教學模式的有效實施會受到教學環境、教學目標等諸多激勵因素的阻礙。
4 化學實驗學習方式的改變
學院化學實驗改革的重點是構建以中學生為中心的教學模式。 為此，大學化學實驗改革應滿足中學生個性化實驗學習需求，將信息技術引入實驗學習過程，幫助中學生建立對大學化學實驗的認知。 信息技術的快速發展，使聯通學習、泛在學習成為可能，使非即時學習走進現實生活。 大學化學實驗改革應該借鑒這種學習技巧。
4.1 個性化化學實驗
個性化學習指出學習過程要符合中學生的個性和發展潛力，采用適當的手段、方法、內容和評價，促進中學生自由、和諧地全面發展。 結合教育學和心理學，針對中學生的學習狀況，教育大數據可以構建物理模型來分析中學生的個性和發展潛力。 同時，這種語言文化模型和數據也會變得越來越多樣化，中學生可以選擇不同的語言文化模型進行學習，進而完成個性化學習。 個性化包括實驗項目和實驗內容。 實驗項目主要是指系統可以給中學生合適的實驗項目，中學生可以更改項目。 通過這些方法，既把教學目標與中學生的實際需要結合起來。 實驗內容主要是指通過利用大數據對實驗項目、進度和認知特征進行分析，然后根據分析結果為中學生提供實驗學習內容。 必要時，班主任還可以組織中學生進行面授輔導。 個性化實驗內容還可以包括預測中學生的學習潛力。
4.2 化學實驗中的混合學習
Singh & Reed指出，混合式學習是“在正確的時間，借助正確的學習技術，通過正確的學習方法，以及正確的傳遞方式，使正確的學習者獲得最佳的學習效果”。 傳統的化學實驗學習主要以數學實驗教材和課堂教學為主。 這些方法的學習效率相對較低，不能滿足所有中學生的需求。 化學實驗混合式學習涉及多個方面：1）教材學習與多媒體學習資源的融合。 2）即將到來的課堂學習和非即將到來的普遍學習的混合。 3）線下交流與線上交流混合。 這些混合不是隨意和雜亂的，它應該滿足以上5個“適當”。 數學實驗教材一直是主要的學習資源。 它具有完整的知識和邏輯體系，可以幫助中學生建立學科。 多媒體資源具有豐富的表達方式，有助于中學生理解專業知識。 化學實驗的理論可以利用無處不在的學習方法來完成。 實驗中的小學習過程包括儀器與人的交互以及人與人之間的交互。 在線交流是現實交流的延伸。 它可以擴大交流的時間和空間，使中學生在需要時能夠得到幫助。 無處不在的學習和在線交流形成了大量的數據。 通過這些數據的分析，可以指導下一輪的實驗學習，安排課堂學習和線下交流。
5 化學實驗評價方法的變化
教學評價是大學化學實驗教學的重要組成部分。 總結性評價可用于檢測中學生的實際能力，診斷性評價和生產性評價可用于發現中學生學習過程中的問題并反饋給班主任。 評價是教與學過程的基本內容。 各種評價方式并不相互沖突。 它們是相互關聯、相互滲透的。 這是因為任何一種工作都是連續的，階段的定義也是相對的。 生成性評價和總結性評價都具有診斷的性質。 在實際實驗教學中，化學實驗教學的評價包括實驗預習、觀察中學生實驗操作過程和實驗練習。 這些評估過程很粗糙并且效果有限。 教育大數據可以改變這種狀況。 可以完整記錄中學生的實驗學習過程，通過分析整個化學實驗學習過程，了解中學生更多細節，客觀反映中學生的實際水平。
5.1 總結性評價
總結性評價通常是在教學活動結束后進行的評價，以了解教學活動的最終效果。 其目的是檢驗中學生的學習成績是否最終達到了學科的教學目標[6]。 總結性評價注重結果，然后綜合識別被評價者，區分等級，評價整個教學活動的有效性。 總結性評價是根據預先設定的教學目標，評價評價對象實現目標的程度，即教學的有效性。 終結性評價側重于中學生對某一學科掌握的整體程度，概括性程度高，測試內容廣泛。 常在學期中或期末進行，頻率較少[7]。 由于實驗課程由大量的個體實驗組成，學習平臺獲取的實驗前、中、后信息是教育大數據的基礎，便于對每個中考進行匯總評價。學校學生。
5.2 診斷評價
診斷性評價是指教學活動開始后，為識別評價對象的學習計劃水平而進行的定量評價，以便采取相應措施，保證教學計劃的順利有效實施。 評估的目的是設計能夠滿足不同起點、不同學習方式的中學生需求的教學方案，將中學生置于最有利的教學方案中。 通過預測試，教育大數據可以幫助中學生獲得診斷性評估，指導他們選擇合適的實驗。 在預習過程中，系統記錄了中學生的學習資源和學習狀況。 在中學生化學實驗操作過程中，數字化實驗儀器記錄了中學生的實驗過程和實驗數據。 實驗結束后普通物理實驗答案，為了鞏固實驗，中學生獲得了大數據系統提供的實驗報告。 在教育大數據背景下，整個化學實驗學習過程是一個自我量化的過程。 大數據通過收集信息，運用嚴謹細致的邏輯推理，客觀地呈現出中學生的全貌。 通過診斷性評價完成中學生學習過程的評價。
5.3 個性化評估
由于中學生有不同的知識背景、實驗要求和問題，這種激勵要求我們對不同的中學生采取不同的評價方法。 大學化學實驗課程中具體的化學實驗較多，因此不能用相同的評價標準來評價所有中學生的化學實驗。 基于背景和學習資源的評價不僅可以識別中學生在具體實驗中的認知能力，還可以幫助中學生發現問題并改進。 在教育大數據背景下可以進行個性化評價。 電子學習平臺可以記錄每個中學生的各種信息，包括中學生的背景信息、實驗要求、實驗操作過程和實驗學習過程。 由這類信息組成的教育大數據可以針對不同的中學生制定不同的考核內容。 中學生可以得到及時的反饋。 這個反饋不僅僅是簡單的正確與錯誤，更是為每個中學生制定了下一步的學習計劃。 并提供建議。
6所院校化學實驗課程數字化建設
學院化學實驗課程數字化建設是一項長期繁瑣的建設，包括大量教學資源的建設，利用現代信息技術整合各種用途的操作平臺和信息平臺，完成既定目標。教學目標。 經過多年的探索和研究，以下方面的數字化建設已逐步開展。
6.1 數字化教材建設
在專業光學實驗中，學習者可以通過掃描教材中的二維碼在手機上展示實驗內容、實驗技巧以及實驗的視頻圖像。 它將改變現有的化學實驗教學模式和學習方法，為化學實驗教學改革提供有效途徑。
6.2 化學實驗微課程建設
逐步形成了“普通化學實驗”、“物理現象探索”、“現代化學實驗”、“光電信息實驗”、“聲學實驗”、“固體”等6門實驗微課配套的學習體系本系統利用第三方智能手機應用（）實現教育信息化的教學理念[7]。在《普通化學實驗》微課學習系統中，聯通學習（M-）教學平臺中學生注冊后可以進行實驗的在線測試和學習，測試后的結果在回答問題后提交給中學生，然后反饋給中學生，獲得實驗預習成績后，可以在班主任端查看中學生的答題情況、學生筆記中的各種問題以及中學生觀看微課的統計信息。 通過后臺數據分析，班主任可以更有針對性地指導中學生進行化學實驗。
6.3 虛擬實驗構建
借助增強現實技術（AR），將原本在現實世界一定范圍內難以體驗的信息通過模擬疊加在現實世界上并被人類感官感知，從而實現現實世界與現實世界的融合。虛擬世界。 隨著智能手機設備的硬件和估計能力的提高，改進的現實技術可以在中國聯通設備上實現，為化學虛擬實驗的實施提供了新的機遇。
6.4 網絡遠程實驗構建
基于網絡和遠程數據采集技術的實踐平臺的建設，為中學生創造了真實、有趣的實驗學習環境，同時為實驗設備的共享提供了新的途徑，從而最大限度地提高中學生的開放性。實驗室，中學生可以隨時隨地進行化學實驗活動，同時提供了一種新的教學方法和學習途徑，不僅豐富了實驗課程的內容，而且具有很強的實踐性價值。 這不僅是傳統實驗教學的拓展，也是化學的進步。 對實驗教學模式改革進行有益探索。 近年來，我們開展了熱聲效應、金屬絲楊氏撓度檢測、交流放大器電路測試等遠程實驗，部分內容已在教學中投入試運行[9]。
6.5 實驗儀器數字化建設
對于一些數據量大、口頭記錄數據困難的實驗，可以利用數據采集和傳輸技術對實驗儀器進行數字化改造。 當學生調整儀器并選擇熱電阻后，中學生在實驗過程中獲得的數據將立即傳輸到班主任的測試平臺上。 一旦班主任發現數據錯誤，他會立即提醒中學生，并要求中學生停止實驗并重新調整實驗儀器或糾正熱阻。 實驗完成后，中學生在網絡平臺上下載自己的實驗數據進行數據分析，得到實驗結果。 班主任還可以在網絡平臺上查看每個中學生的實驗數據，通過比對，可以發現中學生實驗中的各種問題。 通過多年的探索和研究，我們完成了玻爾共振儀[10]和氣體比熱容比實驗儀[11]數字實驗儀器的研發。
7結論
教育大數據有著巨大的應用前景。 它正在改變我們的生活方式。 教育大數據也將改變教育。 改變必須符合現代教育理念。 適時建設大學化學實驗大數據庫、數字化實驗儀器和電子學習平臺。 教育大數據背景下，通過數據挖掘和分析，開展以中學生為中心的教學改革。
作者：馬寧生、盧軍、方凱 單位：復旦大學數學科學與工程大學
參考：
[1] 朱芝婷. 中國教育信息化六年［J］. 中國電化教育，2011（1）：20-25。
[4] 劉俊山，邢紅紅，蘇學軍，等。 以能力培養為導向的大學化學實驗教學改革［J］． 實驗技術與管理, 2014, 31(4): 189-191.
[5]何克康. 教育技術［M］． 上海：上海師范大學出版社，2009。
[6]關良. 從一處迂腐到多元創新——大學化學實驗報告改革研究述評［J］． 高等學校實驗室工作研究，2011，3(1)：88-91。
[7] 胡千峰. 教育評價［M］． 上海：中國人民大學出版社，2013。
[8] 田間開溝與管理。 教育評價［M］． 高霞，等待翻譯。 上海：上海師范大學出版社，2011。
[9]肖野，馬寧生。 遠程化學實驗控制平臺的設計與開發［J］． 化學實驗, 2006, 26(12): 20-22.
[10]方凱，陳明南． 智能玻爾諧振器網絡系統設計［J］． and , 2006, 25(7): 771-772.
[11] He Yuhua, Fang Kai, Chen , et al. of heat ratio ［J］． and , 2008, 27(11): 37-40.
Part 2: of
概括：
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關鍵詞：
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