0716大数据时代课堂教学结构性变革实践与研究69

大数据视野下课堂结构性变革思考与实践江苏省淮阴中学陆平一、云计算二、大数据三、慕课、微课、翻转课堂四、如何制作微课？一、云计算第一篇云计算，如何改变我们的生活？Google的搜索引擎就是典型的云计算机服务。通过金山快盘存储信息，云存储。使用3G手机语音识别短信发送；搜狗输入法南京政务中心：实现无主机化办公华为公司：上海研究所几千人办公，通过云平台。上海一个快捷酒店房间无主机、电视机，只有显示器、键盘、鼠标、一个小盒子，采用的就是云计算机的虚拟桌面技术。……云计算，如何改变我们的生活？•云计算就是把计算资源放在网络里，将网络里的计算机虚拟成一台前所未有的“超级计算机”，人们可以通过各种终端，享受由其提供的强大的信息服务。记者：“云计算”这个词听起来有些玄妙，到底是什么意思？•您可以认为云计算就是网络计算。传统的计算机由主机进行计算、处理信息，而云计算是把计算资源放在网络里，由网络提供计算，人们只要利用显示终端如上网本、手机或者能上网的家电，就可以通过网络得到信息。以前，人们在画网络图时，总是将互联网画成一团云，现成这朵云变成了您的计算机，所以被称为“云计算”。——中国云计算机专家委员刘鹏有人将云计算服务比喻为水电，不仅可以随时随地取用，而且还很廉价。云？云资源端云计算服务《纽约时报》•使用亚马逊云计算服务在不到24个小时的时间里处理了1100万篇文章•累计花费240美元•如果用自己的服务器，需要数月和多得多的费用像大型物流码头，由无数集装箱组成，每个集装箱里装着几千台最普通的台式机，通常位于寒冷的人烟稀少地区。建设100万台机器的云计算中心，每年光是电费就要50亿元。一台机器的功率大约是200-300瓦。按250瓦算，一年用的电是：0.25*24*365=2190度。通常情况下，一台机器如果使用一度电，为它散热就需要另外一度电，况且在中国很多数据中心，机器用1度电，散热需要2度电。谷歌最大的一个云数据中心所消耗的电力，居然相当于美国胡佛水坝所生产的所有电力。要知道，胡佛水坝在美国的地位相当于中国的三峡工程，是美国最大的水电站。云计算的核心理念谷歌的云计算数据中心，使用的就是最普通的台式计算机，这些机器很容易坏。Google的节能措施谷歌的云计算数据中心，使用的就是最普通的台式计算机，这些机器很容易坏，坏了以后就会闪灯，但并不需要立即有人管，因为数据是有副本的。过段时间会来一个人，推着一车新机器，把坏的一个个换下来。然后就什么也不用做了，分布式软件系统会自动给新机器装上软件，并将之融入云平台。目前谷歌的云计算中心拥有200多万台计算机，微软拥有超过50万台。全球有300多万家企业在租用谷歌的云平台办公。古老的预言变得正确“我认为全球大概只需要五台计算机就够了。”BillGates“640KB内存应该对任何人都够用了。”?ThomasWatson云计算带来的历史变革80%数据、计算、应用将“云化”云计算给用户体验带来的革命小小终端=超级计算机更加智能的服务如影随行的私人数据中心服务器永远不会塞车90%Off的价格信息随手可得软件产品在线化终端在线化AndroidChromeOS网络计算发展趋势1995集群计算1998网格计算1999对等计算2007云计算2012云格(Gloud=Grid+Cloud)人类，在互联网环境下的新走向•信息资源和信息能力可以从云上获取，用户无需买软件、硬件，需要提需求，就可以得到需要的资源，如带宽、存储空间、计算能力。•云计算还将改变信息产业的格局，软件行业、信息服务业将更加规模化、集中化和精细化，端设备会更加简洁、丰富、轻量化和个性化。云计算科学能为教育改革的技术要求作出什么样的回答？•“云计算”将为教育者和受教育者提供一切基于网络的服务。•“云教育”、“云教师”、“云教学”、“云教学资源库”、“云教学图书馆”、“云教研”、“云考试”、“云学生评价”、“云就业咨询”，等等。二、大数据大数据的内涵•“大数据”是一个正在发展中的概念。•大数据是指那些大小已经超出了传统意义上的尺度，一般的软件工具难以捕捉、管理和分析的大容量数据，一般以“太”字节为单位。•大数据之大，不仅仅在于容量之大，更大的意义在于通过对海量数据的交换、整合和分析，发现新的知识，创造新的价值，带来‘大知识’、‘大科技’、‘大发展’。大数据，BigData，可以翻译成大数据或者海量数据，但大数据和海量数据是有区别的。定义一：大数据=海量数据+复杂类型的数据定义二：大数据包括A、B、C三个要素大分析高带宽大内容大数据已成为互联网时代最为热门的词汇之一。何谓大数据，简单地说就是“巨量的资料”。——维克托.迈尔我们可以在更大规模的数据上做到更多我们无法再小规模数据基础上完成的事情。大数据的关键技术•遗传算法•神经网络•数据挖掘：这一术语含义广泛，指代一些通常由软件实现的机制，目的是从巨量数据中提取出信息。数据挖掘往往又被称作算法。•数据融合与集成•机器学习•情感分析•分布式数据库•可视化技术头脑里的大数据人脑是终极的计算机器，也是终极的大数据困境，因为在独立的神经元之间有无数可能的连接。人类连接组项目是一项雄心勃勃地试图绘制出不同脑区之间相互作用的计划。云计算与大数据•关于大数据和云计算的关系人们通常会有误解。而且也会把它们混起来说，分别做一句话直白解释就是：云计算就是硬件资源的虚拟化；大数据就是海量数据的高效处理。•虽然上面的一句话解释不是非常的贴切，但是可以帮助你简单的理解二者的区别。另外，如果做一个更形象的解释，云计算相当于我们的计算机和操作系统，将大量的硬件资源虚拟化之后再进行分配使用，在云计算领域目前的老大应该算是Amazon，可以说为云计算提供了商业化的标准，另外值得关注的还有VMware（其实从这一点可以帮助你理解云计算和虚拟化的关系），开源的云平台最有活力的就是Openstack了；•大数据相当于海量数据的“数据库”，而且通观大数据领域的发展也能看出，当前的大数据处理一直在向着近似于传统数据库体验的方向发展，Hadoop的产生使我们能够用普通机器建立稳定的处理TB级数据的集群，把传统而昂贵的并行计算等概念一下就拉到了我们的面前，但是其不适合数据分析人员使用（因为MapReduce开发复杂），所以PigLatin和Hive出现了（分别是Yahoo！和facebook发起的项目，说到这补充一下，在大数据领域Google、facebook、大数据对教育的影响•不是随机样本，而是全体数据•不是精确性，而是混杂性•不是因果关系，而是相关关系云学习，翻转课堂等，都是大数据的产物，海量的信息，为学生提供了更大的学习空间，增加了学生独立学习的选择性，为不同学生提供个性化差异的学习机会。三、MOOC微课翻转课堂MOOC：在线教育的革命大型开放式网络课程，即MOOC（massiveopenonlinecourses）。2012年，美国的顶尖大学陆续设立网络学习平台，在网上提供免费课程，Coursera、Udacity、edX三大课程提供商的兴起，给更多学生提供了系统学习的可能。2013年2月，新加坡国立大学与美国公司Coursera合作，加入大型开放式网络课程平台。新国大是第一所与Coursera达成合作协议的新加坡大学，它2014年率先通过该公司平台推出量子物理学和古典音乐创作的课程。微课：新型的教育资源•“微课”是指按照新课程标准及教学实践要求，以视频为主要载体，记录教师在课堂内外教育教学过程中围绕某个知识点（重点难点疑点）或教学环节而开展的精彩教与学活动全过程。“微课程”概念溯源美国UniversityofNorthernIowa，LeRoyA.McGrew60秒有机化学课程1993英国NapierUniversity，TerenceKee（OneMinuteLecture,OML）一分钟演讲1995美国SanJuanCollege，DavidPenrose,正式提出了微课概念2008201120102012广东佛山教育局，胡铁生，创立和组织微课大赛内蒙鄂尔多斯教研室，李玉平组织课堂教学三小研究，教育叙事，开始微课程培训美国，翻转课堂，可汗学院风靡全球，微课程兴起出现片断性电视教材、Howto迷你课程、积件、学习对象理论19802014国内，部分学校开始试验微课程教学法35翻转课堂翻转课堂是自FlippedClassroom或InvertedClassroom，是指重新调整课堂内外的时间，将学习的决定权从教师转移给学生。教师不再占用课堂的时间来讲授信息，这些信息需要学生在课后完成自主学习，他们可以看视频讲座、听播客、阅读功能增强的电子书，还能在网络上与别的同学讨论，能在任何时候去查阅需要的材料。“翻转课堂”的启迪变革夸美纽斯以来的传统课堂结构以教师为中心的传统教育理念班级集体教学的传统教学流程不是视频取代教师和课堂不是三分屏和人头像课件不是精品课程建设的思路改变了计算机辅助教学方式颠覆了多媒体课堂教学模式“翻转课堂”的启迪（续）变革技术支持下让所有学习者都能得到适合的个性化教育先学后教自主学习38课堂教学结构性变革课堂内课堂外教学结构的变化新课导入知识讲解布置作业课外练习传统课堂：先教后练4041课堂内课堂外新课导入知识讲解布置作业课外练习课堂教学结构变革：先学后教预习指导知识预习布置预习研讨练习辅导前部分课后部分课41四、教师如何设计微课程43什么是“微课程”MicroCourse“微课程”是指时间在10分钟以内，有明确的教学目标，内容短小，集中说明一个问题的小课程。百度查询几类微课程的比较特点李玉平微课程佛山微课可汗微课程内容教学中的小故事教学片段教学中知识点制作方式PPT视频切片软件制作自动播放对象给老师看的（教研时）给评委看的（比赛时）给学生看的（解决问题的）适合教学情境教研时用于研讨比赛给学生自主观看理念通过小故事给人启迪为了得奖解决问题发展趋势教研时有帮助，关注学生某些方面教育部支持风靡全球萨尔曼·可汗萨尔曼·可汗可汗老师的教学方法学习分析系统微课程的脑科学原则注意力集中的时间10分钟注意力10分钟法则课堂教学时间（分）注意力微课设计•微课程的设计•微课程的录制•微课程的加工•微课程的创意微课程设计步骤微课程设计的重点步骤选题重点难点易错点整理选题清单微课程设计的重点步骤设计内容结构微课程设计的重点步骤制作技术质量录像字幕版权教师常用微课程录制方法•手机平板摄像(纸上书写，白板书写，实体操作)•PPT讲解+批注（录屏、录音）•计算机+写字板（录屏、录音）（可汗学院）•使用iPad制作微课案例:=link57使用iPad制作微课程58手机（平板电脑）摄像•手机摄像•纸上书写，白板书写，实体操作•讲解•后期编辑（字幕、封面、版权页）59CamtasiaStudio喀秋莎屏幕录像专家会声会影AdobePremiere后期编制工具课分析例课题:《网络改变生活》[e-mail]1、教学设计2、微视频3、学习任务单4、脚本5、ppt课件6、答辩•PPT讲解录屏•CS操作实录•数位板+CS+绘图软件•Ipad环境下Educreations微课程制作利器支持平台:苹果IOS微软PC什么不是“微课程”•辅助教师讲课的多媒体课件；•以50分钟-1小时为单位的传统国家网络精品课程；•课堂教学实录的视频切片；•微课程不等于完整课堂的局部片段；•微课程本身是一个完整的教学设计。微课程系统教师学生微课程教学组织微课程的评价1.聚焦2.简要3.清晰4.技术5.创新——中国教育技术协会2013年微课程比赛评比标准，2013.10.1微课程只讲述一个教学知识点，这个知识点是供学生自主学习时，必须要教师讲述才能理解的内容，是学习的重点、或者难点、易错点；学生能够自己通过阅读教材理解的内容，不需要教师制作微课程。聚焦2简明微课程的时间