劉帥兵 孫銘澤 隋新

摘要：近年來，計算機技術(shù)的進步，新的應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，數(shù)據(jù)的規(guī)模呈爆炸式的增長，大數(shù)據(jù)、教育大數(shù)據(jù)引起了政府部門、教育部門的關(guān)注。在教學(xué)過程中充分利用教育大數(shù)據(jù)，可以預(yù)測學(xué)習(xí)、判斷在教學(xué)過程中的問題，進行個性化的指導(dǎo)，提高教學(xué)效果。本文對教育大數(shù)據(jù)對高等教育產(chǎn)生的影響及帶來的挑戰(zhàn)進行了分析。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);教育大數(shù)據(jù);高等教育

中圖分類號：TP393? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）08-0127-02

Abstract： In recent years， with the progress of computer technology and the emergence of new applications， the scale of data is growing explosively. Big data and education big data have attracted the attention of government departments and education departments. In the teaching process， making full use of education big data can predict learning， judge the problems in the teaching process， carry out personalized guidance， and improve the teaching effect. This paper analyzes the impact and challenges of education big data on higher education.

Key words：big data; education big data; higher education

1 大數(shù)據(jù)

信息技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了大數(shù)據(jù)，不同的領(lǐng)域機構(gòu)對大數(shù)據(jù)有著不同的定義。維基百科對大數(shù)據(jù)的定義是：規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以通過現(xiàn)有商業(yè)工具和技術(shù)在可容忍的時間內(nèi)獲取、管理和處理的數(shù)據(jù)集。

大數(shù)據(jù)不僅是規(guī)模大的數(shù)據(jù)，更是一種技術(shù)。大數(shù)據(jù)即海量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包括結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的形式。其中非機構(gòu)化的數(shù)據(jù)占大多數(shù)，一般指文檔、圖片、聲音、視頻等信息，其具有格式多樣性的特點。結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)是指可以統(tǒng)一結(jié)構(gòu)表示的信息，如數(shù)字、符號等數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)具有4V的特點，數(shù)據(jù)容量規(guī)模大、類型多樣、價值大、處理速度快。

2 教育大數(shù)據(jù)

教育大數(shù)據(jù)是指整個教育活動過程中所產(chǎn)生的以及根據(jù)教育需要所采集到的，一切用于教育發(fā)展并可創(chuàng)造巨大潛在價值的數(shù)據(jù)集合[1]。

教育大數(shù)據(jù)是教師與學(xué)生在整個教育教學(xué)活動中所產(chǎn)生的所有的行為數(shù)據(jù)，可以看作大數(shù)據(jù)的一個分支。教育大數(shù)據(jù)包含教職工、學(xué)生所有的基本信息;教學(xué)活動中課程的基本信息，如培養(yǎng)方案、教學(xué)大綱、教學(xué)日歷等，以及學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)行為等。

3 在線教學(xué)平臺

在線教學(xué)平臺即網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺，該平臺提供了共享的課程教學(xué)資源，學(xué)生可以自主地進行課程的學(xué)習(xí)。國內(nèi)比較主流的學(xué)習(xí)平臺有中國大學(xué)MOOC、智慧樹、學(xué)堂在線、好大學(xué)在線、學(xué)銀在線等。在線平臺提供了豐富的學(xué)習(xí)資源，多種多樣的互動模式。利用MOOC學(xué)習(xí)不再受時間的限制，學(xué)生可以個性化地選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容。利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對MOOC平臺產(chǎn)生的教育大數(shù)據(jù)進行挖掘分析成了熱點問題。

MOOC平臺能夠記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，如登陸平臺的次數(shù)、登陸時間、視頻觀看情況、任務(wù)點完成情況比率、參與互動的情況（如教師發(fā)布的討論、問卷、投票、選人、搶答等活動學(xué)生完成的情況）。這些是平臺能夠記錄的學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，像學(xué)生的主觀意愿、學(xué)習(xí)的動機等學(xué)習(xí)平臺并不能夠記錄下來。

4 教育大數(shù)據(jù)背景下對高等教育的影響和挑戰(zhàn)

4.1教師的信息素養(yǎng)有待進一步提高

MOOC時代已經(jīng)到來，教師可以結(jié)合其學(xué)科課程的特點，建設(shè)其MOOC課程，或者有效地選取MOOC資源，積極面對大數(shù)據(jù)時代。

4.2在線管理存在一定的不足

MOOC利用信息化對教學(xué)活動進行管理，但是受到傳統(tǒng)的教學(xué)管理的方式的影響。在MOOC教學(xué)過程中，雖然課程團隊花費了大量的人力、物力、時間等，有的課程并沒提供很好的課程資源[2]。在MOOC教學(xué)過程中，大多數(shù)教師采用在線的MOOC資源與線下的實體課堂相結(jié)合的混合式教學(xué)模式。部分教師認(rèn)為不太好嚴(yán)格地針對線上學(xué)生自主的MOOC學(xué)習(xí)進行實時監(jiān)管。并不能真實有效地對學(xué)生的所有學(xué)習(xí)行為進行實時監(jiān)控，不能保證學(xué)習(xí)行為的真實性。

MOOC的興起，推進了教育技術(shù)與信息技術(shù)的發(fā)展與融合。MOOC不僅要對教學(xué)設(shè)施、平臺支持與硬件設(shè)施有相應(yīng)的輔助配套，更要求對在線課程有較為完善的管理機制[3]。

在MOOC開始學(xué)習(xí)之前，教師設(shè)置各種學(xué)習(xí)資源所占的權(quán)重。MOOC平臺自動記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)行為。但這僅僅是對學(xué)習(xí)行為的記錄和管理，并不能對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進行客觀的評價。學(xué)生修讀后學(xué)分認(rèn)定存在一定的困難。

教育大數(shù)據(jù)一般只在其內(nèi)部可以共享使用，為了讓更多的高校、社會組織在教育教學(xué)領(lǐng)域有所創(chuàng)新，就應(yīng)當(dāng)共享其教育大數(shù)據(jù)資源。一方面想構(gòu)建教育大數(shù)據(jù)共享中心，一方面還要對教育大數(shù)據(jù)采取有效的安全管理措施。

5 教育大數(shù)據(jù)平臺架構(gòu)的初探

教育大數(shù)據(jù)可以促進教育資源的共享，促進教育的均衡發(fā)展。學(xué)生可以獲取優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)資源，改進學(xué)習(xí)的方法。

5.1教育大數(shù)據(jù)的應(yīng)用

通過采集在教學(xué)活動中教師教與學(xué)生學(xué)產(chǎn)生的教育教學(xué)數(shù)據(jù)，能夠分析學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，并對其學(xué)習(xí)效果有效地預(yù)測，對學(xué)生進行有針對性的指導(dǎo)，教師也可以及時改進其教學(xué)策略，提高學(xué)習(xí)效率。

通過在線平臺統(tǒng)計的學(xué)生行為數(shù)據(jù)，對其進行分析挖掘，預(yù)測學(xué)生是否能順利完成某門課程的學(xué)習(xí)，教師可以有針對性地改變教學(xué)策略，使其完成課程的學(xué)習(xí)，提高教學(xué)效果。

以“數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用”課程為例，本門課程在超星的學(xué)銀在線上線。通過超星的泛雅平臺的后臺服務(wù)器能夠記錄學(xué)生學(xué)習(xí)課程的信息。本門課程任務(wù)點共計125個，該課程的任務(wù)點類型百分比分布如圖1所示，本課程任務(wù)點以課程的教學(xué)視頻、課程文檔為主。

基礎(chǔ)物理硬件的架構(gòu)，建立包括各個高校、校內(nèi)資源的互聯(lián)共享網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)終端應(yīng)具備比較好的性能。軟件技術(shù)層面的架構(gòu)。實現(xiàn)大數(shù)據(jù)共享，首先要采集數(shù)據(jù)。獲取部分高校的教育大數(shù)據(jù)，主要包括教職員工的基礎(chǔ)信息、學(xué)生的基本信息;教學(xué)過程中的軟件資源，如教學(xué)視頻、教學(xué)課件、教學(xué)大綱、教案、學(xué)生的作業(yè)、實驗報告等。以及在教學(xué)活動中產(chǎn)生的教育數(shù)據(jù)，如教師的授課軌跡、學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的行為等。

基礎(chǔ)的教學(xué)相關(guān)信息可以通過本校的教務(wù)管理系統(tǒng)、辦公系統(tǒng)獲取。學(xué)生的學(xué)習(xí)行為可以通過在線平臺的后臺統(tǒng)計獲取，也可以通過網(wǎng)絡(luò)爬蟲獲取學(xué)生學(xué)習(xí)行為的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

5.2相關(guān)的主要技術(shù)

收集教育大數(shù)據(jù)是架構(gòu)大數(shù)據(jù)的首要任務(wù)。教育大數(shù)據(jù)的類型比較多，產(chǎn)生教育大數(shù)據(jù)的主體也比較多，除了結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，還有非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)。采集的數(shù)據(jù)包括靜態(tài)的文檔、課件、教學(xué)視頻、學(xué)生成績等，還需要掌握學(xué)生在學(xué)習(xí)過程的學(xué)習(xí)行為，課上的表現(xiàn)，課下參與互動的情況等。

對于類型多樣的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，主要采用網(wǎng)絡(luò)爬蟲技術(shù)進行捕捉收集。學(xué)習(xí)在學(xué)習(xí)平臺的學(xué)習(xí)行為、學(xué)習(xí)成績等可以通過后臺數(shù)據(jù)庫及網(wǎng)絡(luò)日志獲取。

學(xué)生線上考試成績可以通過在線平臺進行統(tǒng)計，本門課程其中一個教學(xué)班（會計3、4班）的學(xué)生線上考試成績百分比分布如圖2所示。

數(shù)據(jù)的預(yù)處理技術(shù)，收集到的教育大數(shù)據(jù)類型豐富多樣，要保證數(shù)據(jù)完整性，沒有冗余，需要對收集到的數(shù)據(jù)抽取、清洗、轉(zhuǎn)換和集成[4]。從而提取實體和實體間的關(guān)系，通過關(guān)聯(lián)、聚合等操作，為數(shù)據(jù)的存儲做準(zhǔn)備。

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)以教師講授為主，“互聯(lián)網(wǎng)+”大數(shù)據(jù)的到來，學(xué)生不僅可以在課堂獲取知識，還可以通過互聯(lián)網(wǎng)MOOC平臺獲取更多的課程資源。學(xué)生也不再是被動地學(xué)習(xí)，而是主動地獲取知識。教育大數(shù)據(jù)的應(yīng)用已經(jīng)引起了廣泛的重視。在主動學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生學(xué)會思考，在掌握知識的同時，收獲學(xué)習(xí)的方法，能夠構(gòu)建知識體系。教育大數(shù)據(jù)改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，充分利用智能技術(shù)進一步推動教學(xué)模式方法的改革、促進應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

參考文獻：

[1] 劉淇，陳恩紅，朱天宇，等.面向在線智慧學(xué)習(xí)的教育數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)研究[J].模式識別與人工智能，2018，31（1）：77-90.

[2] 柳泉，車敏，安利.MOOC參與的大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)模式探索[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2018（12）：108-109.

[3] 曾嘉靈，歐陽嘉煜，紀(jì)九梅，等.影響MOOC合格學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效果的行為特征分析[J].開放學(xué)習(xí)研究，2018（6）：1-9.

[4] 李俊杰，謝志鵬.大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用基礎(chǔ)項目教程[M].人民郵電出版社，2017.

【通聯(lián)編輯：王力】