随着互联网大数据的出现和发展，数据化教学已成为教育发展的必然趋势。大数据发展对促进教学模式的转变有积极的作用，通过对教、学、管、研多层面的数据集合分析，可有效优化教学结构。与此同时，教育大数据对课堂教学成效的提升具有重大意义，主要采用智能化的手段引导学生自主学习、探究学习。但是教育大数据的广泛应用，目前还面临着一些问题，所以互联网时代的信息变革对教师、课堂、学生乃至学校和社会都提出了巨大的挑战。
随着信息技术爆炸式的发展，一场信息化的颠覆性变革正在教育领域中悄然发生。从最早的农村远程教育“农远工程”开始，到后来的“三通两平台”，再到现在基于大数据的“智慧教育”等，中国教育信息化也经过了几个“五年计划”。从教育信息化基础设施的建设，到逐渐地进入学校，进入课堂，教育的图景正在不断地发生变化，翻转课堂、幕课、微课等各种突破传统教育手段的新型教育模式层出不穷。互联网已在学生的学习和生活中发挥着不可替代的作用，并成为学生学习的好帮手。尤其是大数据技术的出现和应用，为实现“智慧教育”的多元化、人性化、智能化，提供了有效的技术支撑。
一、基于大数据技术的教学模式转变已是大势所趋
从大数据概念诞生以来，不同的研究机构提出了各种不同的定义，比较常用的是麦肯锡全球研究所给出的定义，即大数据是一种规模大到在获取、存储、管理、分析方面大大超出了传统数据库软件工具能力范围的数据集合，具有海量的数据规模、快速的数据流转、多样的数据类型和低密度的价值四大特征。大数据技术是指从各种各样类型的数据中，快速获得有价值信息的能力。
当前，大数据技术的发展已经引起国际社会的高度重视，世界各国都在加快推进大数据战略布局。2015 年，国务院发布《促进大数据发展行动纲要》(国发[2015]50 号)，将大数据发展提升到了国家战略层面。而教育行业已被视作与大数据紧密相关的行业之一。教育大数据是指整个教育活动过程中所产生的以及根据教育需要采集到的，一切用于教育发展并可创造巨大潜在价值的数据集合。国务院发布的《促进大数据发展行动纲要》明确提出建设教育文化大数据，即完善教育管理公共服务平台，推动教育基础数据的伴随式收集和全国互通共享。建立各阶段适龄入学人口基础数据库、学生基础数据库和终身电子学籍档案，实现学生学籍档案在不同教育阶段的纵向贯通;推动形成覆盖全国、协同服务、全网互通的教育资源云服务体系;探索发挥大数据对变革教育方式、促进教育公平、提升教育质量的支撑作用。
因此，在大数据浪潮的席卷下，传统教育模式正在加速向数字化教育模式转型。对于课堂教学来说，科学合理地运用大数据技术，通过对教、学、管、研多层面的数据集合分析，重塑学习的反馈、个性化和概率预测三大主要特征，即有效地指导学校优化教学结构，提升教学质量，提高学生的学习成效。
二、大数据技术对课堂教学提升的价值与应用
(一)对教师自身教学水平的提升
在技术与教育结合的今天，在线教育已被越来越多的公众所接受和认可。但对于中小学教育而言，从学生的全面综合素质发展出发，面对面的群体性教育活动仍然是必不或缺的重要手段，这也是教育行业所具有的独特之处。因此，作为教学主体之一的教师，其自身所具备的能力和水平对于课堂学习成效起着举足轻重的作用。一旦教师的能力有了大幅度的提高，那么整个教育、教学的情况，相应地也会有一个质的飞跃，而大数据技术则是这种提升的助推器。一方面，相对于传统的现场教学观摩等方式，网上大量的优质课件、教案、公开课的出现，使教师能够随时随地寻求和借鉴更为适合自己的教学模式，可以实现教师自身个性化教学水平的提升;更为重要的一方面，利用大数据技术和相关产品，可以对网上海量的教学资源进行全面挖掘分析，从而找出教学过程中普遍存在的难点和重点问题，寻求相应的解决方案，通过对这些问题的发现、反复揣摩和解决，再结合教师的个人经验，就可以进行更有效的课程设计。同时，大数据教学，还可以通过对教师教学过程的数据采集和处理，了解教师的教学习惯、知识呈现方式等方面的信息，帮助教师取长补短，以此提高教师备课水平及教课水平。
(二)对课堂教学精准度的提升
教师水平的提高，可以为学生展现高质量的教学过程，这是全体学生学习成效提高的必要条件。但是，每个学生都有着不同的学习过程和学习体验，在知识结构和学习方法上又各不相同，随着学习的不断积累，这种差异化也会越来越明显。在传统教学中，对学生的评价和指导，主要基于学生的作业、考试、课堂表现等，再结合教师的经验进行判断，这是一种粗框架的、非精准的判断，所得结果并不能准确反映学生的整体情况及个体差异，也不能提供持续性、可跟踪的信息，对课堂的提升作用并不明显。而在大数据环境里，在与学生的不断互动反馈中，可以获得学生的学习过程数据、学习背景数据乃至学生的习惯、气质等大量的多维度数据，利用数据模型，将数据挖掘与学习分析相结合，形成每个学生的“微数据”，就可以更为准确地了解学生的需求和特点，精准地评估学生的学习过程、潜在的问题并预测未来的表现，同时提出个性化的学习策略。这样，不仅让教师掌握学生目前所具备的能力和教学目标之间的差距，而且明确下一步需要采取的措施和步骤，使因材施教、分层作业等更加个性化、专业化，从而使精准化的课堂教学成为可能。
(三)对课堂教学延展度的提升
对于教学的另一个主体———学生而言，大数据技术运用的目的，是在提升学生学习成绩的同时，能够更有效地刺激其求知欲和好奇心，帮助学生增长知识、开阔视野，培养学生勤于思考、勇于创新的能力。现在的技术应用，不仅可以为学生提供形式多样、声情并茂的学习内容，而且可以借助多种学科工具，将许多抽象的、难以理解的内容通过网络互动实验、虚拟现实等直观的形式呈现，在学习过程中实现人人、人机实时互动，从而让学生加深对学习内容的理解，提高学习的兴趣。随着云计算、大数据、移动互联网等技术的发展，未来的大数据教室可以通过智能传感技术、物联网技术以及可穿戴设备等，实时监测、收集、分析、处理实体课堂的各种动态信息，同时结合在线学习数据，将课堂内外相统一，将线上线下相统一，把教与学充分数据化，用智能化手段引导学生自主学习和探究学习，延伸甚至模糊课堂教学的时空概念，实现“泛在学习”。
三、教育大数据应用亟待解决的问题
大数据时代的来临，使教育发生了翻天覆地的变化。但教育大数据的广泛应用，目前仍面临着诸多问题。一是统一的教育云平台的搭建。云计算平台是大数据服务的基础设施，只有搭建统一的教育云平台，统一数据资源标准，才能有效支撑和实现海量教育数据资源的积聚;二是有效数据的实时采集。精准的教学研判源于真实的基础数据，如何实时采集全样本的有效数据，既有技术方面的难点，也有法律道德方面的制约;三是数据分析与预测模型的构建。教育大数据的核心价值在于分析应用，而如何精准地统计并分析数据，建立对学生全息分析的数据工具，是当前教育行业在大数据时代的一大课题;四是数据隐私及安全保护问题。教育大数据涉及未成年人的信息，其安全保护问题尤为重要。其中既需要稳妥的安全技术防护，也需要国家有关部门对隐私保护相关法律的推进和对信息安全的有力监管，以及整个社会对隐私权的充分尊重和保护意识的建立;五是新型教育模式对教师的要求。教师在大数据环境中高效讲课，不仅要掌握现代信息技术，而且要能够熟练地运行、分析、管理大量的网络教育资源，对教师的要求只能是越来越高。
大数据下的互联网时代已经来临，在教育信息化蓬勃发展的今天，技术的进步将直接促使课堂、教师、学校、政策等一系列相关体系发生结构性的变革，与时俱进地适应、掌握、驾驭信息时代的学习与工作模式，用一个更好的教学方式，让每一个孩子都成为独立的思考者和终身的学习者，是我们每一位教育从业者所面临的重大实践课题和时代使命。
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