基于多源信息融合的课堂教学反馈系统的应用研究.pdf

238 Vol.40,No.2February,2024第 40 卷第 2 期2024 年 2 月IT REPORT0 引言传统教学中，教学情况多以教师将知识单向传递给学生为主，缺少双向互动的渠道，导致教师难以准确了解学生的学习情况和需求，学生也很难及时获取个人的学习反馈和指导。比如教师通过课堂互动或作业批改来了解学生的学习情况，无法全面、准确地了解学生的学习效果。随着新时期教育教学模式的转型和信息技术发展，如何有效双向传递信息成为提高教育教学质量的重要手段。基于上述背景，课堂教学反馈系统通过收集教师、学生、督导等多角色数据，以及学生的听课记录、答题情况、学习进基于多源信息融合的课堂教学反馈系统的应用研究钟健，周文剑（广州理工学院，广东广州510540）摘要：基于多源信息融合的课堂教学反馈系统是一项重要的创新，能够通过整合多种数据源提供更全面、个性化的学生学习情况反馈，为教育教学提供更好的支持和指导，促进学生的个性化学习和发展，提升教师的教学效果和教育质量。关键词：信息融合；教学反馈；个性化教学；教学质量中图分类号：G434；TP391.41文献标志码：A文章编号：1672-4739（2024）02-0238-03Application Research of Classroom Teaching Feedback System Based on Multi-source Information FusionZHONG Jian，ZHOU Wenjian（Guangzhou Institute of Science and Technology,Guangzhou 510540,China）Abstract：The classroom teaching feedback system based on the integration of multi-source information is an important innovation,which can provide more comprehensive and personalized feedback on students learning situation by integrating multiple data sources,provide better support and guidance for education and teaching,promote students personalized learning and development,and improve teachers teaching effect and education quality.Keywords：information fusion；teaching feedback；personalized teaching；teaching quality度等多类型数据，实现更加全面、客观分析学生学习情况。实现基于多源信息融合的课堂教学反馈系统，以提升教学效果、个性化教学质量和教育研究能力。1 传统教学反馈系统的困境目前传统教学反馈系统的短板和困境主要集中在评价单一、缺乏个性化支持和忽视非认知因素等方面。1.1 评价维度过于单一传统教学评价主要集中在知识记忆和学科能力方面。这种单一的评价维度无法充分考虑学生的多样化需求和全面发展。除了学科能力，学生的创造能力力、沟通能力、合作能力等方面的评价同样重要，但在传统的评价体系中可能被忽视。1.2 缺乏个性化支持与反馈传统教学反馈多以问卷调查形式开展，无法获取学生详细的学习数据和行为信息导致教学缺乏个性化的反馈和支持。或者教学反馈是针对整个班级的反馈，无法提供个别学生的特定需求和学习进展的详细反馈，在帮助学生识别和弥补自己的学习差距效果较差。1.3 忽视非认知因素传统教学反馈更关注学生的知识掌握，而忽视了学生的情绪、动机、兴趣、学习策略等非认知因素。忽视非认知因素的评估可能导致无法全面了解学生的学习情况和需收稿日期：2024-01-09作者简介：钟健（1983.12-），男,汉族，江西全南人，硕士，副教授，研究方向：信息管理、信息系统、数字化校园。通讯作者：周文剑（1998.11-），男，汉族，广东五华人，本科，中级工程师，研究方向：计算机科学与技术，基金项目：1.2021 年度广东省教育厅高等教育教学改革建设项目大数据视阈下针对超星平台的在线教学评价指标体系的研究（粤教高函 202129 号）；2.广州理工学院 2021 年校级教研项目（2021JZ005）;广州理工学院 2022 年度校级教学质量与教学改革工程项目（2022JZ007）239 Vol.40,No.2February,2024第 40 卷第 2 期2024 年 2 月IT REPORT求，教师无法提供针对学生情感状态的支持、激发学生的兴趣和学习动力，以及帮助学生发展更有效的学习策略。2 基于多源信息融合的课堂教学反馈系统研究现状分析基于多源信息融合的课堂教学反馈系统旨在通过整合多种数据源，为教师提供更全面、个性化的学生学习情况反馈，从而促进教学效果的提升和学生个性化发展的支持。目前，国内外的研究情况如下：在国内，该模式方向的研究主要是利用传感器和数据分析技术，收集学生的注意力、参与度、合作行为等数据分析学生成绩和表现，再结合教师的评价和学生个性特点，给出针对性的教学建议和改进意见。比如在线教育平台上，使用这种模式来辅助教学和评估学生的学习情况。在国外，课堂教学反馈系统的研究更加注重技术创新和数据精细化分析，例如利用计算机视觉和声音识别技术来获取更加准确的学生行为数据。对学生认知过程和情感状态等方面的分析，以提供更全面的教学建议和改进意见。3 多源信息融合的课堂教学反馈系统的应用价值多源信息融合的课堂教学反馈系统是在现代教育技术和教学方法不断发展的背景下应运而生的，具有个性化教学支持、实时反馈和指导、促进提高学生参与和积极性、提供教学决策支持以及促进教学创新等重要的应用价值。通过有效地整合和分析多种信息源，系统有望提高教学效果，促进学生的学习成长和发展。以下是其具有的几个重要的应用价值：3.1 提供即时反馈传统的教学反馈方式主要依靠学生的书面作业或考试，存在反馈延迟的问题。多源信息融合的教学反馈系统可以通过技术手段，实时记录学生在课堂上的表现和回答问题的情况，教师可以及时获取学生的反馈信息，了解他们的学习进度和理解程度，并根据反馈调整教学策略。3.2 个性化教学多源信息融合的教学反馈系统根据学生的个体差异提供个性化的反馈和指导。通过分析大量的数据，系统可以识别学生的学习特点、弱点和优势，并为每个学生定制相应的教学计划和资源，使教学更加针对性和高效。3.3 教学质量评估教学反馈系统可以对教师的教学质量进行评估和监控。通过收集和分析学生的反馈数据，可以客观地评估教师的教学效果，并提供有针对性地建议和改进方案，帮助教师提高教学水平和教学质量。3.4 学生参与度提升多源信息融合的教学反馈系统可以通过互动和即时反馈的方式增加学生的参与度。学生可以通过系统进行课堂互动、回答问题，并获得实时的评价和鼓励，激发他们的学习兴趣和积极性，提高学习效果。总之，多源信息融合的课堂教学反馈系统在新时期教学需求中有较高的应用价值，能够适应线上线下混合式的教学模式1；能够综合评价线上和线下的教学活动，更好地适应混合式教学。2此外，多源信息融合的课堂教学反馈系统还可以提高教师的教学效果和学生的学习兴趣。当然，多源信息融合的课堂教学反馈系统在实际应用中也存在一些问题。比如如何有效地收集和分析各种教学反馈信息，如何确保系统的稳定运行，以及如何进一步提高系统的用户体验等。4 多源信息融合的课堂教学反馈系统的应用模式研究结合当前的教育形式，我们总结了基于多源信息融合的应用模式，通过数据关联与挖掘实现个性化反馈与支持，可以提升教学效果和学生学习体验。4.1 多源信息的收集与整合在多源信息的课堂教学反馈系统的应用模式研究中，多源信息的采集与整合是至关重要的一步。其逻辑流程如下：（1）确定信息源：首先，确定需要收集的多个信息源。包括学生行为数据、学习成绩、学习日志、在线讨论、实验结果等多个方面的信息。（2）设计数据收集方式：对每个信息源，设计合适的数据收集方式。需要使用不同的工具和技术，如学生信息系统、在线学习平台、传感器设备等，以获取相应的信息。（3）收集数据：根据设计的数据收集方式，采集各个信息源的数据。确保数据采集的准确性和完整性，尽量减少数据的丢失和偏差。（4）数据预处理：对采集到的数据进行预处理，包括数据清洗、缺失值处理、异常值检测和修正等。确保数据的质量和一致性，以便后续的数据整合与分析。（5）数据整合：将各个信息源的数据进行整合。涉及数据格式转换、数据归一化、数据对齐等操作，以确保不同源的数据可以进行关联和比较。（6）数据存储与管理：将整合后的数据存储到合适的数据库或数据仓库中，建立适当的数据结构和索引，方便后续的数据访问和分析。在数据采集、整合和存储的过程中，要确保数据的安全性和隐私保护。采取必要的安全措施，如数据加密、权限管理和身份验证等，以防止数据泄露和滥用。多源信息采集与整合是确保课堂教学反馈系统获得准确、全面和一致的数据的关键环节。通过明确信息源、设计合适的数据收集方式、进行数据预处理和整合，并确保数据安全与隐私保护，可以为后续的关联分析和个性化反馈提供可靠的数据支持。4.2 数据关联与挖掘实现个性化反馈在多源信息融合的课堂教学反馈系统的应用模式研究中，数据关联与挖掘是实现个性化反馈的关键。本环节需要基于多源信息采集与整合的数据做相关的流程化处理，240 Vol.40,No.2February,2024第 40 卷第 2 期2024 年 2 月IT REPORT以实现个性化反馈：（1）特征选择与提取：从预处理后的数据中选择与个性化反馈相关的特征，并提取这些特征，为后续的数据关联和挖掘做准备。（2）数据关联：将不同特征之间的数据进行关联，识别出不同特征之间的关联关系，找出相关的规律和模式。可以使用关联分析、数据挖掘和机器学习等技术进行数据关联。（3）数据挖掘：在关联的数据中应用数据挖掘技术，识别出学生的学习模式、学习偏好、学习困难等。可以使用聚类分析、分类算法、关联规则挖掘等技术进行数据挖掘。（4）个性化反馈生成：基于数据挖掘的结果，生成个性化的学习反馈和支持。根据学生的学习模式、兴趣偏好等特征，为其提供定制化的学习建议、资源推荐等。通过数据关联和挖掘，可以从多源信息中提取有价值的知识和模式，实现对学生的个性化反馈和支持。这可以帮助学生更有效地学习和成长，并提供教师在教学过程中的决策支持。4.3 提供教学决策支持多源信息融合的课堂教学反馈系统的应用模式研究中，最后一个环节提供的教学决策支持、系统验证、评估和持续改进是非常重要的。这些环节可以帮助教师更好地了解学生的学习情况，优化教学内容和方法，从而提高教学效果。在教学决策支持方面，系统可以通过数据分析和挖掘技术，提供有针对性的教学建议，帮助教师针对不同的学生群体制定个性化的教学计划。例如，系统可以根据学生的学习表现和兴趣爱好，推荐相关的课程和学习资源。在系统验证、评估和持续改进方面，系统可以通过收集用户反馈、进行数据分析等手段，不断优化和改进系统的功能和性能，提高系统的可靠性和实用性。同时，系统还可以通过与其他类似系统的比较和分析，了解行业内的最新动态和趋势，保持技术领先和创新。总之，教学决策支持、系统验证、评估和持续改进是多源信息融合的课堂教学反馈系统的应用模式研究中非常重要的环节，可以帮助教师更好地了解学生的学习情况，提高教学效果，同时也可以不断优化和改进系统的功能和性能。5 关键问题探究在中国教育现代化 2035报告中，提出构建教育质量评估监测机制，建立更加科学公正的评价制度，建立全过程、全方位人才培养质量反馈监控体系。3与传统的教学反馈系统相比，基于多源信息融合反馈的教学系统更能适应时代的发展。5.1 数据来源多样性传统的课堂教学反馈系统通常只基于单一或有限的数据源，如学生的书面作业、考试成绩等。而现代教育中，学生的学习情况可以从多个渠道获取，如在线学习平台、教学软件、教师评价等。如何将这些不同来源的信息有效地融合起来，使得反馈系统更全面准确地了解学生的学习情况，是一个关键问题。5.2 数据质量和准确性多源信息融合需要考虑各种数据的质量和准确性。不同数据源可能存在误差、偏差或主观因素的影响，需要通过合理的数据清洗和校准方法来提高数据的准确性。同时，还需要解决数据缺失和不完整的问题，以保证融合后的数据具有较高的可信度。5.3 数据融合算法和模型如何选择适当的数据融合算法和模型是一个重要问题。不同的数据源可能具有不同的特点和分布，需要设计合适的算法来处理不同类型的数据。常见的数据融合算法包括加权平均、特征选择、聚类分析等，需要根据实际情况选择和改进这些算法，以提高融合效果。5.4 反馈结果呈现和解读多源信息融合的课堂教学反馈系统需要将融合后的数据结果以直观清晰的方式呈现给教师和学生，并提供相应的解读和建议。如何设计有效的可视化界面、指标评估模型和个性化建议系统，以满足不同用户的需求，是一个需要研究和解决的问题。6 结束语基于多源信息融合的课堂教学反馈系统的应用研究对于提高教育教学质量具有重要意义。通过综合利用不同数据源的信息，系统能够更全面、准确地了解学生的学习情况，为教师提供有针对性地反馈和指导，同时也能够帮助学生更好地理解自己的学习状态，及时调整学习策略。通过持续的研究和实践，相信基于多源信息融合的课堂教学反馈系统将为教育教学提供更好的支持和指导，促进学生的个性化学习和发展，提升教师的教学效果和教育质量。参考文献：1 刘天娥,龚伦军.学生评教:教育发展的必然趋势J.教育前沿(综合版),2007,(03):20-21.2李月峰,瞿梦菊,汪雷钧等.线上线下混合式教学质量评价指标体系构建与实践J.计算机教育,2023(07):171-175.3中共中央,国务院.中国教育现代化 2035N.人民日报，2019-02-24.