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[!--downpath--]概括：
教育领域的大数据研究是教育界应积极面对的新课题。 中学生在互联学习、泛在学习等不同学习形式中形成的数据，通过挖掘这些大数据，可以有效促进教学和学习。 化学实验应记录、储存和使用学习过程和实验数据。 在教育大数据背景下，结合化学实验教学特点，分析了当前国内外对联通学习、泛在学习和教育大数据的关注点。 研究成果。 具体分析和介绍了教育大数据的作用、数据挖掘的方法、教学改革的内容和技巧、评价的内容和方法。
关键词：
大数据; 数字化教学； 大学化学实验； 微课程； 改进现实技术； 联通学习； 无处不在的学习
1 教育大数据促进个性化自适应学习
中国教育科研网的启动是中国高校信息化建设的开始[1]，中国高校信息化之路已经走过了25年。 随着教育信息化的不断深入，教育的种类和产生的数据量远远超出了教育信息化的预期，教育已经进入大数据时代。 如何挖掘和利用积累的数据是我们应该面临的重要问题。 2015年2月，教育部办公厅印发的《2015年教育信息化工作要点》指出，推广大数据应用，监测、评估、预测、预警是科学教育的基础。决策和宏观管理。 研究制定教育数据管理和使用办法，规范教育数据规划、获取、共享和使用[2]。 教育大数据已成为教育信息化的重要组成部分，教育大数据将渗透到教育的各个方面。 教育大数据的意义不仅在于帮助教育管理和决策，更重要的是促进教与学。 2012年10月，英国教育部《通过数据挖掘和学习分析增强教与学——一个简单的问题》指出：通过教育数据挖掘、学习分析和可视化数据分析，我们可以完善个性化自适应学习系统，实现个性化。 化学研究[3]。 大学化学实验除了是大、中学生理工科专业的基础课外，也是培养实验知识、培养操作技能、提高综合素质的重要课程。 这也是实验技能训练的开始。 现代教育理论主张以中学生为中心，指出中学生的主体性，满足中学生的个性化学习。 这就要求班主任改变传统的课程组织和教学模式。 教育大数据在满足现代教育理念要求、实现个性化学习方面具有不可替代的优势。 因此，如何挖掘教育大数据将成为现代教育的重要技术基础。
2 大学化学实验课程数字化
大学化学实验课程数字化建设应满足中学生个性化适应性学习，为数据挖掘和学习分析提供数据[4]。 应表现在几个方面：中学生基本信息的数字化、学习内容和过程的数字化、实验报告的数字化。 通过数字化大学化学实验的建设，让每个中学生都能从中获得有效的数据。 此类数据可用于构建物理模型。 通过将数学模型与每个中学生的数据进行比较，可以预测和评估中学生的学习进度和学习效果。
2.1 中学生基本信息数字化
中学生的基本信息可以用来分析中学生的特征，包括智力激励和非智力激励。 智力触发因素是指个体认知发展的通常特征，如知识水平、认知特征、认知结构等。非智力触发因素是指兴趣、动机、情感、态度、焦虑、意志、性格、文化宗教背景等。 5]。 中学生在线学习平台可通过报名、问卷调查、预测试等方式获取基本信息。 信息收集是数字化的前提。 数字化的关键是利用教育学和心理学的基本原理以及数据挖掘工具为每个中学生建立一个基本模型。 借助模型帮助中学生选择数学实验、预测知识和心理困难。
2.2 实验学习内容和过程的数字化
中学生的基本信息可以帮助班主任在实验前了解中学生的基本情况，但并不能完全预测将要发生的具体学习过程。 实验学习的产生过程中，学生的智力和非智力激励在不断变化。 因此，要根据学习过程中产生的数据，不断调整数字模型。 要获得这种数据，中学生实验学习的内容和过程必须数字化。 实验内容的数字化需要班主任在电子学习平台上提供丰富的学习资源，如微课、虚拟实验等，这些资源在不同阶段的实验学习中使用时将拓宽中学生的选择。 同时，中学生学习过程的详细信息，如学习时间、鼠标点击次数、批注内容、错误类型等，都会记录在电子学习平台上。 实验性数字化学习过程不仅会记录过程，还会与数字化建设相关。 与实验设备有关。 实验仪器的数字化显示以及记录中学生操作过程具有重要意义，因为中学生可以分析自己实验过程的优缺点。 记录完整的实验操作过程对于班主任全面分析中学生至关重要。
2.3 数字化实验报告
实验报告是学院化学实验教学的重要组成部分。 提高中学生实验报告质量，构建科学的评分机制，将有效推动高校化学实验教学改革[6]。 传统的实验报告存在一定的缺点，如内容和方法更新速度慢，不同专业背景的中学生要求相同的实验报告格式。 数字化实验报告具有以下优点： 1）班主任可以根据不同学生的学科特点和每个中学生的能力提供个性化的实验报告。 2）由于数字化实验报告记录了操作过程和实验数据，反映了中学生真实的实验过程。 3）班主任可以方便地对数字化实验报告进行批改，数字化实验报告中的一些问题也可以通过系统的固定答案进行批改。 4）数字化实验报告可以方便地存储、分析和评价中学生的客观数学实验，并建立物理模型。
3 化学实验教学改革
利用教育大数据的目标是实现高校化学实验教学的数字化，更重要的是推动高校化学实验的改革。 这就要求班主任研究变革背景下如何在教学内容、教学方法、教学模式上运用大数据。
3.1 教学内容
大学化学实验一般围绕具体实验展开，教学内容以化学实验教材和实验操作指导为主。 大数据时代，教学内容应以内容数字化来适应中学生的个性化学习。 一是提供丰富的数字化教学资源。 学习类型可以分为三类：视觉学习者、听觉学习者和嗅觉学习者。 提供丰富的学习资源，可以满足不同类型的中学生，让他们根据自己的需要选择合适的教学资源。 因此普通物理实验答案，电子学习平台应提供视频、音频和虚拟实验，可供中学生预习和备考。 其次，提供数字实验仪器操作的教学内容。 许多传统的化学实验仪器都是非数字化的。 虽然通过一些手段实现了数字化，但数字化水平很难满足大数据的要求。 当实验仪器数字化时，实验操作程序可能会改变。 因此，必须根据新的实验方法和仪器重新设计教学内容。 多元化、数字化的教学内容对于打破以学科为中心、提高以学生为中心的教学具有重要意义。
3.2 教学方法
大学化学实验教学通常分为理论教学和实验操作指导两个阶段。 微课可以有效提高知识传播效率，但无法满足个性化需求。 在实验操作指导过程中，主要采用示范法和有限咨询法。 这种教学方法可以帮助中学生完成实验操作，但不利于中学生对实验知识的理解和重构。 同时，实验理论教学有时与实验操作分离，因此中学生做实验时，可能记不住实验的理论。 只有基于教育大数据的大学化学实验教学才能改变这些教学方式。 首先，班主任根据中学生的基本信息进行大数据分析，安排实验计划。 班主任根据实验和中学生的特点，采用多种教学方式发布实验教学内容，学生全部或部分接受教学内容。 其次，实验网络学习平台提供了丰富的数字化教学资源。 中学生可以利用课外时间学习实验理论，理论学习可以重复且不受时间和空间的限制。 如果中学生在学习过程中遇到问题，可以直接搜索并提出问题，这些问题和答案将记录在数据库中，方便其他学生检索。 在具体实验中，可以将中学生分成不同的小组进行实验操作，同一小组的中学生可能有相似的知识水平、能力和问题。 通过教育大数据的分析，班主任可以更有针对性地指导中学生进行实验操作，促进中学生建立自己的认识。
3.3 探索新的教学模式
教育大数据时代，教学内容和教学方法将发生一些根本性的变化。 为了充分发挥这一变革的优势，班主任应针对每个具体的化学实验探索新的教学模式。 这种新的教学模式应充分发挥数据挖掘和学习分析的功能。 首先，通过数据挖掘，了解中学生的基本情况后，可以为中学生安排个性化的实验项目。 其次，通过学习分析，了解中学生的学习过程和行为，找出中学生学习中的难点，并给予有针对性的指导，使中学生能够持续学习。 第三，中学生利用网络学习平台丰富的教学资源，学习实验理论，了解实验操作步骤。 班主任根据网络学习平台反映的情况组织课堂教学。 最后，利用教育大数据记录学生的学习过程，获得中学生的生产性评价，帮助中学生提升实验学习技能。 各种教学模式都是基于特定的教学背景和教育价值观，而教学模式的有效实施会受到教学环境、教学目标等诸多激励因素的阻碍。
4 化学实验学习方式的改变
学院化学实验改革的重点是构建以中学生为中心的教学模式。 为此，大学化学实验改革应满足中学生个性化实验学习需求，将信息技术引入实验学习过程，帮助中学生建立对大学化学实验的认知。 信息技术的快速发展，使联通学习、泛在学习成为可能，使非即时学习走进现实生活。 大学化学实验改革应该借鉴这种学习技巧。
4.1 个性化化学实验
个性化学习指出学习过程要符合中学生的个性和发展潜力，采用适当的手段、方法、内容和评价，促进中学生自由、和谐地全面发展。 结合教育学和心理学，针对中学生的学习状况，教育大数据可以构建物理模型来分析中学生的个性和发展潜力。 同时，这种语言文化模型和数据也会变得越来越多样化，中学生可以选择不同的语言文化模型进行学习，进而完成个性化学习。 个性化包括实验项目和实验内容。 实验项目主要是指系统可以给中学生合适的实验项目，中学生可以更改项目。 通过这些方法，既把教学目标与中学生的实际需要结合起来。 实验内容主要是指通过利用大数据对实验项目、进度和认知特征进行分析，然后根据分析结果为中学生提供实验学习内容。 必要时，班主任还可以组织中学生进行面授辅导。 个性化实验内容还可以包括预测中学生的学习潜力。
4.2 化学实验中的混合学习
Singh & Reed指出，混合式学习是“在正确的时间，借助正确的学习技术，通过正确的学习方法，以及正确的传递方式，使正确的学习者获得最佳的学习效果”。 传统的化学实验学习主要以数学实验教材和课堂教学为主。 这些方法的学习效率相对较低，不能满足所有中学生的需求。 化学实验混合式学习涉及多个方面：1）教材学习与多媒体学习资源的融合。 2）即将到来的课堂学习和非即将到来的普遍学习的混合。 3）线下交流与线上交流混合。 这些混合不是随意和杂乱的，它应该满足以上5个“适当”。 数学实验教材一直是主要的学习资源。 它具有完整的知识和逻辑体系，可以帮助中学生建立学科。 多媒体资源具有丰富的表达方式，有助于中学生理解专业知识。 化学实验的理论可以利用无处不在的学习方法来完成。 实验中的小学习过程包括仪器与人的交互以及人与人之间的交互。 在线交流是现实交流的延伸。 它可以扩大交流的时间和空间，使中学生在需要时能够得到帮助。 无处不在的学习和在线交流形成了大量的数据。 通过这些数据的分析，可以指导下一轮的实验学习，安排课堂学习和线下交流。
5 化学实验评价方法的变化
教学评价是大学化学实验教学的重要组成部分。 总结性评价可用于检测中学生的实际能力，诊断性评价和生产性评价可用于发现中学生学习过程中的问题并反馈给班主任。 评价是教与学过程的基本内容。 各种评价方式并不相互冲突。 它们是相互关联、相互渗透的。 这是因为任何一种工作都是连续的，阶段的定义也是相对的。 生成性评价和总结性评价都具有诊断的性质。 在实际实验教学中，化学实验教学的评价包括实验预习、观察中学生实验操作过程和实验练习。 这些评估过程很粗糙并且效果有限。 教育大数据可以改变这种状况。 可以完整记录中学生的实验学习过程，通过分析整个化学实验学习过程，了解中学生更多细节，客观反映中学生的实际水平。
5.1 总结性评价
总结性评价通常是在教学活动结束后进行的评价，以了解教学活动的最终效果。 其目的是检验中学生的学习成绩是否最终达到了学科的教学目标[6]。 总结性评价注重结果，然后综合识别被评价者，区分等级，评价整个教学活动的有效性。 总结性评价是根据预先设定的教学目标，评价评价对象实现目标的程度，即教学的有效性。 终结性评价侧重于中学生对某一学科掌握的整体程度，概括性程度高，测试内容广泛。 常在学期中或期末进行，频率较少[7]。 由于实验课程由大量的个体实验组成，学习平台获取的实验前、中、后信息是教育大数据的基础，便于对每个中考进行汇总评价。学校学生。
5.2 诊断评价
诊断性评价是指教学活动开始后，为识别评价对象的学习计划水平而进行的定量评价，以便采取相应措施，保证教学计划的顺利有效实施。 评估的目的是设计能够满足不同起点、不同学习方式的中学生需求的教学方案，将中学生置于最有利的教学方案中。 通过预测试，教育大数据可以帮助中学生获得诊断性评估，指导他们选择合适的实验。 在预习过程中，系统记录了中学生的学习资源和学习状况。 在中学生化学实验操作过程中，数字化实验仪器记录了中学生的实验过程和实验数据。 实验结束后普通物理实验答案，为了巩固实验，中学生获得了大数据系统提供的实验报告。 在教育大数据背景下，整个化学实验学习过程是一个自我量化的过程。 大数据通过收集信息，运用严谨细致的逻辑推理，客观地呈现出中学生的全貌。 通过诊断性评价完成中学生学习过程的评价。
5.3 个性化评估
由于中学生有不同的知识背景、实验要求和问题，这种激励要求我们对不同的中学生采取不同的评价方法。 大学化学实验课程中具体的化学实验较多，因此不能用相同的评价标准来评价所有中学生的化学实验。 基于背景和学习资源的评价不仅可以识别中学生在具体实验中的认知能力，还可以帮助中学生发现问题并改进。 在教育大数据背景下可以进行个性化评价。 电子学习平台可以记录每个中学生的各种信息，包括中学生的背景信息、实验要求、实验操作过程和实验学习过程。 由这类信息组成的教育大数据可以针对不同的中学生制定不同的考核内容。 中学生可以得到及时的反馈。 这个反馈不仅仅是简单的正确与错误，更是为每个中学生制定了下一步的学习计划。 并提供建议。
6所院校化学实验课程数字化建设
学院化学实验课程数字化建设是一项长期繁琐的建设，包括大量教学资源的建设，利用现代信息技术整合各种用途的操作平台和信息平台，完成既定目标。教学目标。 经过多年的探索和研究，以下方面的数字化建设已逐步开展。
6.1 数字化教材建设
在专业光学实验中，学习者可以通过扫描教材中的二维码在手机上展示实验内容、实验技巧以及实验的视频图像。 它将改变现有的化学实验教学模式和学习方法，为化学实验教学改革提供有效途径。
6.2 化学实验微课程建设
逐步形成了“普通化学实验”、“物理现象探索”、“现代化学实验”、“光电信息实验”、“声学实验”、“固体”等6门实验微课配套的学习体系本系统利用第三方智能手机应用（）实现教育信息化的教学理念[7]。在《普通化学实验》微课学习系统中，联通学习（M-）教学平台中学生注册后可以进行实验的在线测试和学习，测试后的结果在回答问题后提交给中学生，然后反馈给中学生，获得实验预习成绩后，可以在班主任端查看中学生的答题情况、学生笔记中的各种问题以及中学生观看微课的统计信息。 通过后台数据分析，班主任可以更有针对性地指导中学生进行化学实验。
6.3 虚拟实验构建
借助增强现实技术（AR），将原本在现实世界一定范围内难以体验的信息通过模拟叠加在现实世界上并被人类感官感知，从而实现现实世界与现实世界的融合。虚拟世界。 随着智能手机设备的硬件和估计能力的提高，改进的现实技术可以在中国联通设备上实现，为化学虚拟实验的实施提供了新的机遇。
6.4 网络远程实验构建
基于网络和远程数据采集技术的实践平台的建设，为中学生创造了真实、有趣的实验学习环境，同时为实验设备的共享提供了新的途径，从而最大限度地提高中学生的开放性。实验室，中学生可以随时随地进行化学实验活动，同时提供了一种新的教学方法和学习途径，不仅丰富了实验课程的内容，而且具有很强的实践性价值。 这不仅是传统实验教学的拓展，也是化学的进步。 对实验教学模式改革进行有益探索。 近年来，我们开展了热声效应、金属丝杨氏挠度检测、交流放大器电路测试等远程实验，部分内容已在教学中投入试运行[9]。
6.5 实验仪器数字化建设
对于一些数据量大、口头记录数据困难的实验，可以利用数据采集和传输技术对实验仪器进行数字化改造。 当学生调整仪器并选择热电阻后，中学生在实验过程中获得的数据将立即传输到班主任的测试平台上。 一旦班主任发现数据错误，他会立即提醒中学生，并要求中学生停止实验并重新调整实验仪器或纠正热阻。 实验完成后，中学生在网络平台上下载自己的实验数据进行数据分析，得到实验结果。 班主任还可以在网络平台上查看每个中学生的实验数据，通过比对，可以发现中学生实验中的各种问题。 通过多年的探索和研究，我们完成了玻尔共振仪[10]和气体比热容比实验仪[11]数字实验仪器的研发。
7结论
教育大数据有着巨大的应用前景。 它正在改变我们的生活方式。 教育大数据也将改变教育。 改变必须符合现代教育理念。 适时建设大学化学实验大数据库、数字化实验仪器和电子学习平台。 教育大数据背景下，通过数据挖掘和分析，开展以中学生为中心的教学改革。
作者：马宁生、卢军、方凯 单位：复旦大学数学科学与工程大学
参考：
[1] 朱芝婷. 中国教育信息化六年［J］. 中国电化教育，2011（1）：20-25。
[4] 刘俊山，邢红红，苏学军，等。 以能力培养为导向的大学化学实验教学改革［J］． 实验技术与管理, 2014, 31(4): 189-191.
[5]何克康. 教育技术［M］． 上海：上海师范大学出版社，2009。
[6]关良. 从一处迂腐到多元创新——大学化学实验报告改革研究述评［J］． 高等学校实验室工作研究，2011，3(1)：88-91。
[7] 胡千峰. 教育评价［M］． 上海：中国人民大学出版社，2013。
[8] 田间开沟与管理。 教育评价［M］． 高霞，等待翻译。 上海：上海师范大学出版社，2011。
[9]肖野，马宁生。 远程化学实验控制平台的设计与开发［J］． 化学实验, 2006, 26(12): 20-22.
[10]方凯，陈明南． 智能玻尔谐振器网络系统设计［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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关键词：
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三、结论
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