（渤海大學(xué)教育與體育學(xué)院，遼寧錦州121000）

一、前言

大數(shù)據(jù)時代的到來，使人才的需求量日益增加，社會開始呼吁要有全新的教育教學(xué)手段，充分利用大數(shù)據(jù)的優(yōu)質(zhì)資源，培養(yǎng)有個性、有創(chuàng)新精神的人才，來適應(yīng)未來社會的信息化與知識化的改革。個性化教育已經(jīng)是當(dāng)今世界教育范圍內(nèi)被看好的教育主題。2006年，歐洲經(jīng)合組織（OECD）發(fā)表意見報(bào)告《面向明日之學(xué)校教育個性化》，就將個性化教育作為應(yīng)對時代變革的重要教育議程。認(rèn)為“一刀齊”的學(xué)校只適合組織安排，既不適合個人需要，也和知識社會的發(fā)展格格不入[1]。我國政府也曾在2010年發(fā)布《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》，并提出要關(guān)注學(xué)生不同特點(diǎn)和個性差異，發(fā)展每一個學(xué)生的優(yōu)勢潛能，鼓勵個性化發(fā)展，為每個學(xué)生都能提供相對適合的教育[2]。大數(shù)據(jù)的發(fā)展為個性化學(xué)習(xí)與教學(xué)提供了可能，電子書包作為大數(shù)據(jù)環(huán)境下學(xué)生發(fā)展個性化學(xué)習(xí)、教師發(fā)展個性化教學(xué)的一種教學(xué)工具，也對個性化學(xué)習(xí)的結(jié)果有良好的促進(jìn)作用，使得個性化學(xué)習(xí)能夠更好地發(fā)展。

二、電子書包和教育大數(shù)據(jù)的基本構(gòu)成與解析

（一）電子書包的概念

電子書包可以說是主要針對小學(xué)教育的一種教學(xué)載體，致力于推進(jìn)教育的信息化，提高學(xué)校和家庭教育之間的配合度，可以提供豐富的信息化資源。當(dāng)然，這只是針對電子書包廣義上的一種解釋，關(guān)于電子書包真正的概念，學(xué)術(shù)界現(xiàn)在還并未有統(tǒng)一的觀點(diǎn)。有人認(rèn)為電子書包即利用信息化設(shè)備進(jìn)行教學(xué)的便攜式終端，認(rèn)為它是學(xué)生個人學(xué)習(xí)的一種環(huán)境[3]；也有人認(rèn)為它是一種以學(xué)生為主體，利用大量的優(yōu)質(zhì)教育資源，對學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課中學(xué)習(xí)和課后預(yù)習(xí)提供教學(xué)指導(dǎo)的一種教學(xué)載體；更有人認(rèn)為電子書包是在大數(shù)據(jù)的支持下，包含個人式的學(xué)習(xí)和交互式學(xué)習(xí)的工具，支持移動學(xué)習(xí)甚至終身學(xué)習(xí)的數(shù)字化學(xué)習(xí)空間，它所涵蓋的知識廣泛，資源優(yōu)質(zhì)，內(nèi)容豐富[4][5]。其實(shí)，從不同研究者對電子書包的解釋中不難看出，不管有多少種定義，最終的目的都是促進(jìn)學(xué)生個性化學(xué)習(xí)。

（二）大數(shù)據(jù)的概念

大數(shù)據(jù)在近幾年來被許多的研究者所關(guān)注，它是在數(shù)據(jù)集的急劇擴(kuò)展和匯聚的引領(lǐng)下，從數(shù)據(jù)科學(xué)中發(fā)展形成的一個研究前沿。對于到底什么是大數(shù)據(jù)？研究者們也還沒有給出一個統(tǒng)一的定義標(biāo)準(zhǔn)。大數(shù)據(jù)具有著數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)類型多、數(shù)據(jù)處理快速和數(shù)據(jù)價值密度低的4V特征，因此它能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時的處理。另外大數(shù)據(jù)技術(shù)還包含四個模塊的內(nèi)容，即數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)應(yīng)用，它們之間保持著循序漸進(jìn)的關(guān)系，而且還能做到兩兩模塊之間的反饋和交互，如下圖1所示。

圖1 大數(shù)據(jù)技術(shù)模塊的構(gòu)成及關(guān)系

（三）大數(shù)據(jù)的基本構(gòu)成

教育大數(shù)據(jù)主要由以下幾個模塊組成：

1.數(shù)據(jù)獲取模塊

數(shù)據(jù)的獲取主要有三個范疇。首先是數(shù)據(jù)捕獲，主要以鍵盤記錄器、鼠標(biāo)點(diǎn)擊流、觸屏捕獲器等作為獲取數(shù)據(jù)的方式，而捕獲的數(shù)據(jù)都來自于學(xué)生平時使用的平板、智能手機(jī)等移動終端設(shè)備。其次是多感知數(shù)據(jù)，主要以視覺探測、重力感應(yīng)、遠(yuǎn)程視頻交互為獲取方式，它主要借助電子書包的攝像和感應(yīng)功能來對學(xué)生的外部行為進(jìn)行記錄。最后是實(shí)時傳感數(shù)據(jù)，以實(shí)時定位數(shù)據(jù)、實(shí)時圖像顯示、及時反饋為獲取方式，利用電子書包中的定位系統(tǒng)、圖像傳感器、智能網(wǎng)絡(luò)的支持來反饋數(shù)據(jù)。

2.數(shù)據(jù)存儲模塊

學(xué)生通過使用電子書包產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)，需要數(shù)據(jù)服務(wù)、數(shù)據(jù)管理、平臺管理和云計(jì)算等進(jìn)行存儲。在數(shù)據(jù)服務(wù)方面主要以平臺數(shù)據(jù)服務(wù)、軟件數(shù)據(jù)服務(wù)、終端設(shè)備數(shù)據(jù)服務(wù)為存儲方法，通過電子書包數(shù)據(jù)平臺來服務(wù)學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)。在數(shù)據(jù)管理方面能夠使電子書包中的電子學(xué)檔數(shù)據(jù)庫通過數(shù)據(jù)索引、數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)檢索和導(dǎo)航的方式，對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲。在平臺管理方面通過教育云服務(wù)平臺對數(shù)據(jù)進(jìn)行快速準(zhǔn)確地計(jì)算。在云計(jì)算方面可通過私有云、公共云和混合云的方式對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲。

3.數(shù)據(jù)分析模塊

數(shù)據(jù)分析模塊主要有四種分析方式。首先是相關(guān)分析，是以關(guān)聯(lián)規(guī)則分析、序列節(jié)點(diǎn)分析、社會網(wǎng)絡(luò)分析為分析方法，從學(xué)習(xí)者通過電子書包的學(xué)習(xí)軌跡和學(xué)習(xí)行為來分析學(xué)習(xí)者對知識的掌握情況，包括學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方式以及學(xué)習(xí)結(jié)果等。然后是模式分析，是指以數(shù)據(jù)建模、仿真模擬、拓?fù)浞治鲎鳛榉治龇椒?，對學(xué)習(xí)者的圖像、語音和通信進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，以實(shí)現(xiàn)智能化的識別與判讀。其次是預(yù)測分析，是指以決策樹、回歸分析和時序分析作為分析方法，對學(xué)習(xí)者已經(jīng)產(chǎn)生的學(xué)習(xí)記錄進(jìn)行學(xué)習(xí)結(jié)果的分析預(yù)測。最后是文本挖掘，以文本聚類、觀點(diǎn)分析、概念挖掘?yàn)榉治龇绞剑ㄟ^對學(xué)生學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生大量的文本進(jìn)行挖掘整理，來對學(xué)生的知識水平和掌握知識的情況進(jìn)行分析。

4.數(shù)據(jù)應(yīng)用模塊

數(shù)據(jù)應(yīng)用模塊是對數(shù)據(jù)分析的結(jié)果進(jìn)行決策和應(yīng)用。在學(xué)習(xí)分析方面，主要是通過建立學(xué)習(xí)檔案等對學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)、知識點(diǎn)的掌握等進(jìn)行查閱分析，以了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并給學(xué)習(xí)者提供智能評估和反饋。個性化服務(wù)是指為學(xué)生提供個性化學(xué)習(xí)方案以及個性化評價方案和資源推薦等，來促進(jìn)學(xué)習(xí)者的個性化學(xué)習(xí)，提高他們的創(chuàng)新能力[6]。基于數(shù)據(jù)的決策是指通過調(diào)整教學(xué)目標(biāo)、實(shí)施干預(yù)管理和開展課后補(bǔ)救來對學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

三、電子書包大數(shù)據(jù)下個性化學(xué)習(xí)的發(fā)展契機(jī)

（一）教育信息化要求學(xué)生要個性化發(fā)展

《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》在基礎(chǔ)教育信息化發(fā)展水平框架中提到，學(xué)校教育方式的改革要在學(xué)生多樣性、個性化學(xué)習(xí)方面的改革上得到突破?！熬W(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間人人通”作為“十二五”教育信息化建設(shè)“三通兩平臺”的一個重要的組成內(nèi)容，為學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)提供了更廣泛的學(xué)習(xí)空間[7]。從國家關(guān)于教育信息化的政策就可以看出，個性化學(xué)習(xí)已經(jīng)越來越成為國家發(fā)展創(chuàng)新型人才的一種必要的途徑，而促進(jìn)學(xué)生的個性化發(fā)展也正體現(xiàn)了國家政策的宗旨。

（二）電子書包大數(shù)據(jù)為學(xué)生個性化學(xué)習(xí)提供方便條件

隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，無疑給教育帶來了很多的優(yōu)勢。而電子書包的出現(xiàn)，更是給學(xué)習(xí)者和教育者提供了更有效的學(xué)習(xí)模式。從學(xué)生的角度說，電子書包是個人的學(xué)習(xí)空間，學(xué)生可以根據(jù)自己的方式去進(jìn)行學(xué)習(xí)，電子書包中包含的學(xué)習(xí)資源可以給其帶來更廣闊的想象空間，促進(jìn)其個性化發(fā)展。從教育者的角度說，電子書包可以幫助他們對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行分析，為教育者培養(yǎng)學(xué)生的個性化創(chuàng)新能力提供幫助。盡管現(xiàn)在業(yè)界對于電子書包沒有一個統(tǒng)一的定義，但是電子書包確實(shí)是為學(xué)生的個性化發(fā)展提供了有效途徑。

四、電子書包大數(shù)據(jù)下學(xué)生學(xué)習(xí)行為的分析

（一）在內(nèi)容上的分析

電子書包的學(xué)習(xí)內(nèi)容包括了四點(diǎn)。首先，主要是基于交互式的電子教材中的知識點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)習(xí)者可以對這些知識點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)標(biāo)記，并進(jìn)行相互交流，而這些學(xué)習(xí)行為生成的大數(shù)據(jù)信息可以被看做是對大數(shù)據(jù)中教學(xué)教材的總結(jié)。其次，是從教學(xué)的數(shù)字資源方面分析，數(shù)字資源系統(tǒng)包含了課件、視頻點(diǎn)播和課外內(nèi)容，這些數(shù)據(jù)記錄的是學(xué)生學(xué)習(xí)過的視頻或者是在交互學(xué)習(xí)之后完成的測試、學(xué)生當(dāng)前學(xué)過的課外資源等。然后，是從作業(yè)與考試系統(tǒng)方面分析，這里主要包括了學(xué)生日常的作業(yè)和各類考試的測評，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息是對學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)結(jié)果、測評結(jié)果等的記錄。最后，從互動交流系統(tǒng)分析，這里面主要包括了互動答題解疑、學(xué)習(xí)社區(qū)、家校交流等內(nèi)容，生成的信息數(shù)據(jù)可以看做是學(xué)生之間、學(xué)習(xí)環(huán)境之間互動交流的記錄[8]。

（二）在類型上的分析

電子書包學(xué)習(xí)行為大數(shù)據(jù)的類型分析，主要是基于學(xué)生自身選擇的學(xué)習(xí)類型。這主要包括學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)終端中所包含的視音頻資源、圖片類資源、數(shù)字動畫類資源以及文本類資源這四種資源。其中視音頻類資源、數(shù)字動畫類資源包含的內(nèi)容主要都是來源于電子教材系統(tǒng)和數(shù)字資源系統(tǒng)，圖片類資源的來源除了電子教材系統(tǒng)和數(shù)字資源系統(tǒng)之外，還來源于作業(yè)與考試系統(tǒng)，它們的資源主要生成半結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。而文本類資源主要來源于電子教材系統(tǒng)、數(shù)字資源系統(tǒng)等，文本類的資源主要生成結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)[9]。

（三）在實(shí)時處理上的分析

電子書包在實(shí)時處理學(xué)習(xí)行為上的分析主要體現(xiàn)在個性化學(xué)習(xí)內(nèi)容的實(shí)時交互、練習(xí)評測及時反饋和學(xué)習(xí)交流同步互動等方面。其中，學(xué)習(xí)內(nèi)容的實(shí)時交互，體現(xiàn)在電子教材系統(tǒng)和數(shù)字資源系統(tǒng)，主要包括一些數(shù)字、文字、學(xué)習(xí)內(nèi)容圖片和視頻的交互，這些交互信息促成了電子書包中數(shù)據(jù)的交互。練習(xí)評測及時反饋體現(xiàn)在作業(yè)與考試系統(tǒng)中，主要包括實(shí)時練習(xí)、在線評測、對學(xué)生學(xué)習(xí)與練習(xí)結(jié)果進(jìn)行解析等，這些信息促成電子書包中及時反饋的大數(shù)據(jù)。學(xué)習(xí)交流同步互動體現(xiàn)在互動交流系統(tǒng)中，主要包括實(shí)時的交流、解疑、同步的討論等，這些信息促成電子書包中同步互動的大數(shù)據(jù)[10]。

可以看出，電子書包所含有的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)符合大數(shù)據(jù)大量化、多樣化、實(shí)時處理的特點(diǎn)。所以這些數(shù)據(jù)對于學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為，特別是在培養(yǎng)學(xué)習(xí)者個性化學(xué)習(xí)和多元化學(xué)習(xí)方面提供了支持。

五、電子書包大數(shù)據(jù)下個性化學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)

（一）個性化學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的影響因素

個性化學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)對于個性化學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)來說，是必不可少的一個影響因素，只有把對學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)做的恰到好處，這樣才能更有利于個性化學(xué)習(xí)的全面建設(shè)。學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)包含著許多方面，我們可以把學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)簡單地分為在學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)工具、學(xué)習(xí)活動、學(xué)習(xí)策略等方面的設(shè)計(jì)，如下圖2所示。

圖2 學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)

（二）個性化學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)

1.學(xué)習(xí)內(nèi)容的設(shè)計(jì)

個性化學(xué)習(xí)的內(nèi)容來源主要是電子書包中的電子教材和數(shù)字資源。所以學(xué)習(xí)內(nèi)容的設(shè)計(jì)一定要能夠使學(xué)習(xí)者在這種大數(shù)據(jù)的支持下自主地選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，并且能對學(xué)習(xí)者所選學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行及時的反饋。通過分析學(xué)習(xí)者對所選內(nèi)容的學(xué)習(xí)行為、學(xué)習(xí)進(jìn)度、資料的查閱進(jìn)行整理和分析，進(jìn)而得出學(xué)習(xí)者自主選擇學(xué)習(xí)的最終情況，并能夠根據(jù)分析得出的數(shù)據(jù)給出相應(yīng)的解決途徑或建議。

2.學(xué)習(xí)工具的設(shè)計(jì)

學(xué)習(xí)工具的設(shè)計(jì)一定要注意符合學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，在現(xiàn)有的平板電腦或者一些移動終端的學(xué)習(xí)工具的使用中，教育者一定要充分利用這些教學(xué)工具，使它們與教學(xué)活動緊密結(jié)合。除此之外，在學(xué)習(xí)工具的設(shè)計(jì)中，一定要考慮資源整合的問題，最大限度地讓學(xué)習(xí)工具與豐富的資源有效結(jié)合，帶給學(xué)生最優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)資源，讓學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)感受更強(qiáng)烈，更適應(yīng)學(xué)習(xí)工具。

3.學(xué)習(xí)策略的設(shè)計(jì)

構(gòu)建個性化的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)習(xí)策略的設(shè)計(jì)是必不可少的。學(xué)習(xí)策略的設(shè)計(jì)可以體現(xiàn)在以下兩個方面，一個是學(xué)習(xí)者的知識攝取階段。在這一階段里，學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)的策略能夠自主選擇要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，掌握學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，找到適合自己的學(xué)習(xí)模式，有利于學(xué)生個性化學(xué)習(xí)的實(shí)現(xiàn)。第二個就是在學(xué)習(xí)結(jié)束之后的評價階段，在整個學(xué)習(xí)過程中，生成對學(xué)生的每一個知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)記錄，教師更清楚地掌握學(xué)生對自主選擇的學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解情況，并能夠?qū)W(xué)習(xí)的效果進(jìn)行評價，把每一次的評價結(jié)果存儲到數(shù)據(jù)庫中，在學(xué)習(xí)的最后總結(jié)評價階段給學(xué)習(xí)者提出個性化的評價，有利于學(xué)習(xí)者在個性化學(xué)習(xí)中創(chuàng)造能力的提高。

4.學(xué)習(xí)活動的設(shè)計(jì)

個性化學(xué)習(xí)活動的設(shè)計(jì)對學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有積極的促進(jìn)作用。它與學(xué)習(xí)工具有異曲同工之妙，都更加有利于學(xué)習(xí)者吸引知識，一個好的學(xué)習(xí)活動的設(shè)計(jì)會在學(xué)習(xí)的開始就把學(xué)習(xí)者帶入到學(xué)習(xí)中去，再加上學(xué)習(xí)工具的運(yùn)用，就可以更有利于學(xué)生對自主選擇的學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握，滿足學(xué)習(xí)者的多方位需求與學(xué)習(xí)目標(biāo)[11]。在培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考能力的同時，也可以反映學(xué)生真實(shí)的學(xué)習(xí)情況，有利于對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況作出判斷并給出建議。

六、結(jié)語

電子書包的大數(shù)據(jù)對于個性化學(xué)習(xí)有著促進(jìn)作用，從電子書包的發(fā)展到與大數(shù)據(jù)的結(jié)合，這些都是教育信息化希望看到的成果。大數(shù)據(jù)的發(fā)展給學(xué)習(xí)資源的獲取、應(yīng)用和分析帶來了巨大的便利。而通過對大數(shù)據(jù)的使用，使得學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)無論是從學(xué)習(xí)行為上來說還是從學(xué)習(xí)環(huán)境上來說，都取得了不錯的進(jìn)展。不論是學(xué)習(xí)資源的獲取還是學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)，目的都是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力，促進(jìn)學(xué)生的個性化發(fā)展，而電子書包在大數(shù)據(jù)環(huán)境下的出發(fā)點(diǎn)也恰好為目的的實(shí)現(xiàn)提供可能。當(dāng)然，電子書包大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)模式現(xiàn)在還只是處于初級階段，家長和社會的懷疑或是一些客觀因素的影響，使得電子書包還沒有得到全面的發(fā)展。就遼寧省來說，電子書包的使用也只在少數(shù)，但不可否認(rèn)的是，隨著大數(shù)據(jù)時代的發(fā)展，信息化設(shè)備與個性化學(xué)習(xí)的結(jié)合，一定會是促進(jìn)學(xué)生個性化發(fā)展必不可少的途徑。