基于大数据技术的数字化教学资源库建设分析

基于大数据技术的数字化教学资源库建设分析

作者：尹征杰 王月

来源：《现代商贸工业》2019年第36期

摘 要：数字化教学资源库对于提高教学效果、高效率的学习具有重要的作用。数字化教学资源库在建设过程中，采用知识元作为基础的知识单元，提高数字化教学资源库的知识管理，建构主义思想应用于数字化教学资源库的建设，情境的还原使得数字化教学资源库取得更佳学习效果，大数据技术应用于知识元的集成管理，实现知识增值。 关键词：教学资源库;数字化;大数据;知识元;知识管理

中图分类号：G4 文献标识码：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.36.082 1 数字化教学资源库的特征

（1）内容丰富，包含多种教学素材。数字化的教学资源库包含多种多媒体素材，教学资源库是知识点素材、教学课件、教学视频、经典教学案例集成以及相关的试题、知识拓展等构成的综合体。构成教学资源库的素材包括文本、图形、图像、多媒体音视频、动画等形式。（2）数字化教学资源库的创建以知识元为基本单位。建立教学资源库的知识元数据，以带有标记的知识元数据为标识数字化教学资源库的基本單位，方便知识的存储与分类查找。（3）数字化教学资源库的基本知识单元是便于进行加工、传输、分类、组合的标准化的基本单位，它一般体积不大，因此，音视频的容量所包含的教学时长控制在10分钟以内，便于学习，能够零散化的时间片充分利用。（4）数字化教学资源库是基于框架的、开放的。能够随时随地的访问数字化教学资源库的内容，实现无处不在的学习，提高学习的自主性，而且能够对数字化教学资源库进行扩充，只要符合数字化教学资源库的框架标准就可以把资源加入到数字化教学资源库中。

2 建构主义指导数字化教学资源库建设

建构主义是关于知识与学习的理论，建构主义强调学习者的学习自主性，强调学习并不是对学生进行知识的灌输，而是要基于原来的知识与经验生成新的对知识理解的过程。学习的过程是双向的，一方面是接收新的知识，形成自己的知识框架;另一方面是原来的知识与经验由于新的知识的加入，进行调整与归纳组合，形成新的知识体系。 2.1 建构主义的学习分类

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（1）探究式学习方式。探究式学习就是在教学过程中，通过兴趣的方式让学生不断发现问题并解决问题，学习与所研究的问题有关的知识、解决问题的技能与自主学习的方法，通过问题与兴趣引导的方式提升学生学习的主观积极性与能动性，来形成自己的知识学习体系。（2）情境式学习方式。情境式学习就是指真实的还原学生学习的环境，通过情境化的活动，将学生纳入到真实任务情境中，发现问题然后解决问题来构建自身的学习能力。（3）合作式学习方式。合作式学习指通过建立学习小组的形式，以学习小组为学习的基本学习单位，采用辩论、交流、共享观点的形式相互补充相互完善来实现教学的过程。建构主义的学习方式目的是为了实现随机通达教学。随机通过教学指在不同的时间，反复进行学习的过程，但每次学习的情境都是不同的，而且是针对问题的不同侧面，反复的学习不是简单的重复，而是通过每次学习都获得对知识技能的新理解，完善自身的知识体系。随机通过教学主张通过实例来理解概念的应用，强调应用实例与具体的情境相结合，每个实例都是面向概念的不同方面，形成对概念的多角度理解，有利于学习者对于不同情境建立解决问题的方法。 2.2 建构主义学习环境下的教学设计原则

（1）以学生为中心。学生是学习的主体，是知识体系的构建人，学生不是被动地接受老师传授的知识，在建构主义的学习环境下，教师与学生的作用发生很大的变化，以学生为学习的中心，而不是以教师为中心，实现这一原则需要在学习的过程充分发挥学生的学习的主动性，发掘学生的首创精神;要让学习能够在不同的情境下应用自身的知识;通过知识的运用所形成的反馈来形成对客观事物的认知及解决问题的能力提高。（2）强调“协作学习”。建构主义强调学习者与情境的交互，对知识体系的建构起十分重要的作用。对于知识的交流与讨论，以教师为引导，共同学习，成为群体学习中一员。首先对于知识进行群体的学习、讨论、辩论，然后进行分小组的相互协商，通过这种协作学习环境，共享知识，以集体的形式完成知识体系的构建。（3）设计学习环境。学习环境是学生进行自主学习研究的所在。学习环境提供学生学习所需的各种资源，包括：文本文字、音像材料、多媒体课件及网络资源等，这些资源在进行教学资源库的建设过程中首先进行数字化，学生不仅得到教师的指导与帮助，而且学生之间也存在着协作，学习环境是支撑学习与知识技能提升的所在，学习环境的设计以学生学习为中心，强调学生学习的无处不在性和提高学习的自主性。 3 数字化教学资源库的知识管理过程

每门课程由若干个知识点组成，每个知识点内又包含了若干个知识元，所谓知识元就是对知识进行分解细化得到的，关于知识的不可分割的最小细胞元素。知识元的分解可以满足对知识精细化管理的要求，建构主义的思想也是要求学习可以随时进行，这也要求知识的内容要短小精悍，能够充分利用零散的时间，同时建构主义要求对于知识进行多角度的理解，也就是说需要知识点内容包括更多的知识元，有利于知识点的理解因此对于知识的分解就变得十分的有意义了。知识元是知识结构体系中的基本单位，它通常包括：信息元、经验、智慧和解决问题的方法等内容。建设数字化教学资源库的知识元需要注意：（1）筛选知识元。知识元是表达

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完备知识内容的基本单元，数字化教学资源库的组成的基本单位是知识元，知识元要选取表达准确，具有示范性的，容易引起学习者兴趣（例如采用视频、动画等多媒体技术）或引起共鸣的内容，选取与学习者生活环境相近地、与学习者联系紧密的或与日常生活相近的现象或示例作为学习内容的出发点，使学生容易理论联系实际，拒绝纯粹的理论推导，降低抽象性，提高实用性。（2）知识元的前瞻性。除了注意知识元的实用性与趣味性之外，还要注重知识元选择的前瞻性。知识元应保障它的学习内容知识性，在此前提下，还要具有一定的前瞻性，这样可以激发学生学习的热情，多角度拓宽学习知识的内容，提高学习的效率。 3.1 知识元的分解与标注管理

经过分解后得到的知识元需要进行标记、加注，知识元是不可再分的描绘知识的最小单元，知识元的分解与标注管理有助于知识元的加工、提取、分类、组合、聚类等操作。知识元根据载体的不同，可以分为文本型、音频型、视频型、动画型、图片型等其它媒体类型;根据内容的不同，可以分为文本型、定义型、关键词型等。 3.2 知识元的系统管理

知识元的系统管理就是把上面分解得到的知识元放入知识元库中，知识元是可以操纵的最基本的单元，通过大数据技术（关联技术、分类技术、聚类技术等）对知识元进行操作，通过知识管理的技术与方法，对知识元的标注进行操作，通过知识元的组合来完成数字化教学资源库的建设，根据需要生成相应的知识元子库，建设面向多角度问题解决的知识元的知识集成。常见的知识元库可分为基础型知识元库、学习型知识元库、关联型知识元库、发掘型知识元库与增值型知识元库。基础型知识元库是直接分解得到的基础知识元，是构建其它知识元库的基础，其它知识元是这个基础的拓展。关联型知识元库描述知识元之间的关系，知识元的来源与派生的关系。下面对其它的三个知识元库进行详述。

（1）学习型知识元库。学习型知识元库就是对根据基础型知识元库的标注进行简单的分类，划分成面向不同问题的知识元集合，可以针对研究目标相同或相近的原则，采用大数据技术的分类技术或聚类技术，集聚出针对某一问题或某一方面的临时性的知识元库，辅助以其它的图片、音视频、动画等工具，形成了紧紧围绕某一主题的知识元库，形成了系统的学习背景，有助于学生建立关于这个主题的思维框架，能够促使学生尽快掌握这一主题的内容，提高学习的效率。

（2）发掘型知识元库。发掘型知识元库就是在基础型知识元库的基础上进行筛选，发现知识元间的内在的关联，基于知识元进行数据挖掘，一般的大数据技术包括：统计技术、人工神经网络、决策树、关联分析等，挖掘出知识元间内在的本质联系，能够更多的发现知识，实现知识的增值过程，在已有的知识元库的基础上，使知识更加全面、丰富，拓宽了知识的覆盖面，使学生能够掌握更多、更全面的知识。

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（3）增值型知识元库。增值型知识元库就是在以上的知识元库基础上再次进行分析，采用大数据技术，一般包括：聚类分析、时间序列分析、规则分析等方法，通过发掘潜在的知识，来实现知识的增值和知识数量的增加。通过创立新的规则和判断的批标体系，通过对上述知识元库的分析，发现创新型的知识，更好为学生的学习提供服务，增值型知识元库能够弥补其它知识元库的不足，采用数据挖掘技术发掘新的知识，与原有的知识形成新的知识体系，丰富与深化现有的知识库内容与结构，实现知识的创新与增值。 4 基于大數据技术的数字化教学资源库建设分析

应用大数据技术建设数字化教学资源库，常见的大数据技术有：聚类分析技术、分类分析技术、时间序列分析技术、关联分析技术、多目标处理方法等技术，大数据技术应用于数字化教学资源库建设一般采用提取关键字技术的方法，把提取的术语建设成术语库，通过术语库的大数据技术进行分析，然后调用相应的知识元内容，形成针对某一主题的教学资源场景。知识元应用大数据技术进行分析处理建立专家系统、逻辑推理系统及神经网络系统等智能方法和技术，实现具有数据挖掘功能的数字化教学资源库体系。常见的大数据技术包括：（1）聚类分析技术与分类分析方法。聚类分析技术事先并没有给出分类的依据，而是通过分析技术，根据事物之间的联系对数据进行聚集，产生分类的标准，然后进行数据的分类。知识元的聚类分析将主题的内容化繁为简，降低复杂的维度，简化后的集合更简洁能够支持系统的目标。分类分析技术是指按照既定的标准对数据进行分类，分类分析技术通过分类器对数据进行分类，是已经存在分类的标准，如何保证分类的正确性的数据处理技术。（2）关联分析技术。知识元是知识体系的核心，以知识元为基础建立知识服务的结构，采用关联分析技术可以创建性质相同或相近的知识元库，通过层层关联可以得到完整的知识网络资源，每一个资源是知识网络资源结构上的一个节点，采用可视化技术能够更好地为学习者提供服务，提高学习的效率与学习的效果。

教学资源库的建设是一个系统化的工程，需要分步骤、分批次的逐步实现，其中最基础和最关键的是知识元库的建立。从总体来说，建设教学资源库需要设计出科学、实用、有效的教学资源库概念模型，以专业领域为基础，成立专门的开发团队，开展课程的知识元库的建设，数字化教学资源库的建设是以辅助教学、服务于教学为前提条件的，数字化教学资源库需要按照既定的培养目标与教学要求，形成相应的体系结构与功能，突出知识的运用与能力的培养。校企合作是开发数字化教学资源库的重要途径。数字化教学资源库的建设中还要处理好理论学习与实践之间的关系。数字化教学资源库的开发应该遵循模块化、系统化的原则。 参考文献

[1]林观德.大数据驱动下数字化教学资源建设框架及实施机制[J].现代职业教育，2018，（13）.