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        簡析大數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域的運用

        2014-08-15 00:54:11韓志君
        科技視界 2014年6期
        關(guān)鍵詞:教育領(lǐng)域數(shù)據(jù)挖掘學習者

        韓志君

        (中共牡丹江市委黨校,黑龍江 牡丹江 157000)

        大數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域的運用,顯著的提升了教育服務經(jīng)濟社會的能力,具有很高的綜合價值,教育零序必須適應大數(shù)據(jù)時代的新狀況,構(gòu)建大數(shù)據(jù)教育平臺,制定大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略決策,不斷的提升自身服務社會的能力。

        1 大數(shù)據(jù)的概況

        大數(shù)據(jù),也稱之為巨量資料,這一概念來源與生物學、物理學、天文學等學科,其目的是用于描述目標數(shù)據(jù)量的規(guī)模,其處理的信息量遠遠超過了普通電腦的處理能力。根據(jù)相關(guān)研究表明,人類儲存信息量的速度為經(jīng)濟增長速度的五倍,并且這些信息中95%以上都是以數(shù)字數(shù)據(jù)的形式存在的。為了結(jié)局數(shù)據(jù)信息量過大的問題,相關(guān)的技術(shù)研究人員探索和開發(fā)了大數(shù)據(jù)處理技術(shù),例如基于云技術(shù)的分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理平臺“Hadoop”和大型數(shù)據(jù)分析框架“Map Reduce”等,其顯著的提高了系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)量,并且顯著的提升了數(shù)據(jù)的處理速度。

        2 大數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域中的作用

        大數(shù)據(jù)技術(shù)對于技術(shù)開發(fā)人員、研究人員、管理人員、教師、學生等都具有重要的作用:對于研究人員來說,大數(shù)據(jù)可以作為研究網(wǎng)絡(luò)學習過程的工具和研究學生個性化學習的工具;對于管理人員和教師來說,其能夠改善現(xiàn)有的學??己朔绞剑脕碓u估課程和機構(gòu),并提供更多的教學分析數(shù)據(jù),方便教師在分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,為學生提供更多、更有針對性的教學干預;對于技術(shù)開發(fā)人員來說,其可以為學習管理系統(tǒng)的開發(fā)提供更多參考數(shù)據(jù);對于學生來說,基于學習行為數(shù)據(jù)的分析,通過大數(shù)據(jù)分析,讓學生以學習者的角度了解學習過程發(fā)生的機制,以此來優(yōu)化學習,并展開自我導向?qū)W習和適應性學習。

        3 大數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域的運用

        大數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域中的應用,主要指的是在線決策、學習分析、數(shù)據(jù)挖掘三大要素,其主要作用是進行預測分析、行為分析、學業(yè)分析等的應用和研究,大數(shù)據(jù)含義指的是對學生學習過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)來源包括兩方面,即顯性行為和隱性行為,其中隱性行為包括論壇發(fā)帖、課外活動、在線社交等不直接作為教育評價的活動,顯性行為包括考試成績、作業(yè)完成狀況以及課堂表現(xiàn)等)進行分析,大數(shù)據(jù)模型以及顯示的數(shù)據(jù)能夠為學校和教師的教學提供參考,及時、準確的評估學生的學業(yè)狀況,發(fā)現(xiàn)學生潛在存在的問題,進而預測學生未來可能的表現(xiàn)。

        1)構(gòu)建學習者經(jīng)驗模型。通過收集學習者的學習滿意調(diào)查問卷,或者是分析量表數(shù)據(jù),再根據(jù)其在課程學習中的存留數(shù)據(jù)、表現(xiàn)、行為、選擇等,構(gòu)建學習者的經(jīng)驗模型,通過分析這種模型對學習系統(tǒng)中的課程進行評估,例如通過構(gòu)建學習者體驗模型,進行線上課程評估,然后再進行課程設(shè)計,這種改變課程教學順序的大數(shù)據(jù)模型,顯著的提高了學習者的學習成績和教師的教學效率。

        2)建立學習者行為模型。通過收集學習者在學校情景中學習行為變化的情況、學習者完成課程學習的狀況、學習者在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中花費的學習時間以及學習者的考試成績等數(shù)據(jù),研究學習者的學習行為與教學成果之間的關(guān)系,最終形成學習者的學習行為模型,通過構(gòu)建大數(shù)據(jù)學習平臺,構(gòu)建學習者行為模型,能夠預測學習者的學習失敗可能,其預測正確率高達75%以上。

        3)構(gòu)建學習者知識模型。通過收集學習者在大數(shù)據(jù)在線系統(tǒng)的交互數(shù)據(jù),其包括的內(nèi)容有:學習者請求幫助的性質(zhì)和數(shù)量、學習者回答問題花費的實踐、學習者回答錯誤的重復率、學習者回答的正確率等,通過數(shù)據(jù)挖掘和學習分析構(gòu)建的學習者知識模型,能夠?qū)W習單元層面、課程層面、知識點層面的數(shù)據(jù)信息,通過人工反饋或者自動反饋,選擇適合的方式,充分的考慮學習者的時間,為學習者提供合適的學習內(nèi)容,這種通過手機每一個所有知識點的詳細數(shù)據(jù),再通過在線決策、學習分析和數(shù)據(jù)挖掘,為學習者提供詳細的學習意見和學習反饋。

        4)構(gòu)建領(lǐng)域知識模型。通過對教育大數(shù)據(jù)的在線決策、數(shù)據(jù)挖掘和學習分析,對現(xiàn)有的領(lǐng)域知識進行重新建模,研究學習者與知識點、學習單元、課程等學習內(nèi)容之間的關(guān)系,通過構(gòu)建領(lǐng)域知識模型,采集和處理學習者的相關(guān)數(shù)據(jù),畫出學習者的學習曲線,再通過對這些學習曲線進行數(shù)據(jù)分析,能夠顯著的提高學習者的學習成績和教師的教學效率。

        5)構(gòu)建學習者檔案。通過收集學習者的基本學習信息,建立基本信息數(shù)據(jù),通過數(shù)據(jù)挖掘、學習分析和機器學習算法,根據(jù)學習者的學習特征,將相同學習特征的學習者進行分組和聚類,建立學習者檔案,這種能夠為不同類型學習者提供個性化的學習環(huán)境,能夠激發(fā)學習者的學習積極性和主動性,例如通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對學習者在線學習平臺的學習日志進行分析,這樣能夠掌握不同學習者的不同學習特點和交互類型,然后構(gòu)建學習者檔案,充分的激發(fā)了學習主動性,顯著的提高了學習者的學習效率。

        6)教學策略分析。大數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域的運用,其最終的目的是幫助教育者制定教學策略,通過對收集的學習者的信息進行分析,探索學習系統(tǒng)中各種組件的功能,分析學習者學習結(jié)果與教學策略之間的關(guān)系,然后對教學策略進行分析和總結(jié),這樣能夠為教育領(lǐng)域提供更多、更有效的教學策略,例如Ritter 等人研究的“Cognitive Tour”的智能導學系統(tǒng),通過數(shù)據(jù)挖掘、學習分析和在線決策,為該智能教學系統(tǒng)提供了長達15年的細粒度、動態(tài)的系統(tǒng)評價,優(yōu)化了該系統(tǒng)的教學策略,顯著的提高了學習者的學習效率。

        7)其他應用。大數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域的運用還包括個性化學習、自適應學習系統(tǒng)、以及趨勢分析等方面,其中個性化學習與自適應學習系統(tǒng)是大數(shù)據(jù)應用的終極目標,通過大數(shù)據(jù)的收集、分析與處理,為學習者提供個性化學習、與自適應學習的環(huán)境;趨勢分析時通過對大數(shù)據(jù)的分析,探索學習者在學習過程中的學習結(jié)果的變化趨勢,探索學前行為與未來結(jié)果之間的關(guān)系,預測未來學習的趨勢和結(jié)果,例如加州高等教育協(xié)會創(chuàng)建的在線趨勢分析工具,允許用戶自定義檢索條件,為用戶提供教育趨勢預測結(jié)果,幫助學習者構(gòu)建學習模型,最終推動學習者主動的學習。

        4 結(jié)束語

        綜上所述,大數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域的運用惠及學生、教師、研究人員、技術(shù)人員等眾多方面,并且大數(shù)據(jù)的應用給教育帶來了巨大的機遇和啟發(fā),但是其作為新鮮事物,仍需在實踐中不斷的探索和完善,文章探析的大數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域的應用,希望能夠為相關(guān)的研究人員提供一定的幫助。

        [1]張植卿,程鮮彩.大數(shù)據(jù)對教育領(lǐng)域產(chǎn)生的革命性影響[J].經(jīng)濟研究導刊,2014(5):232-233.

        [2]徐鵬,王以寧,劉艷華,張海.大數(shù)據(jù)視角分析學習變革《通過教育數(shù)據(jù)挖掘和學習分析促進教與學》報告解讀及啟示[J].遠程教育雜志,2013(6):11-17.

        [3]陸璟.大數(shù)據(jù)及其在教育中的應用[J].上海教育科研,2013(9):6-22.

        [4]張燕南,胡繼岳.關(guān)于大數(shù)據(jù)應用于教育的思考[J].中國電力教育,2013(32):5-7.

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