基于大數(shù)據(jù)的高校個(gè)性化畫像教學(xué)模型構(gòu)建研究

曾志宏，陳振武，黃　婷

（龍巖學(xué)院　信息工程學(xué)院，福建　龍巖　364000）

基于大數(shù)據(jù)的高校個(gè)性化畫像教學(xué)模型構(gòu)建研究

曾志宏，陳振武，黃婷

（龍巖學(xué)院信息工程學(xué)院，福建龍巖364000）

本文從大數(shù)據(jù)的內(nèi)涵及應(yīng)用入手，分析高校個(gè)性化教學(xué)存在的問題，利用大數(shù)據(jù)分析原理，從個(gè)性化畫像信息標(biāo)簽收集、大數(shù)據(jù)分析建模、畫像構(gòu)建及教學(xué)應(yīng)用等4個(gè)步驟進(jìn)行高校個(gè)性化畫像教學(xué)模型構(gòu)建.該模型借鑒大數(shù)據(jù)分析的全面性以及潛在價(jià)值，并在深入研究高校教學(xué)過程的相關(guān)規(guī)律的基礎(chǔ)上，為大數(shù)據(jù)技術(shù)在個(gè)性化畫像教學(xué)中的應(yīng)用提供干預(yù)服務(wù)與參考，促進(jìn)高校個(gè)性化教學(xué)質(zhì)量的不斷提高.

大數(shù)據(jù)；個(gè)性化；標(biāo)簽；畫像；教學(xué)應(yīng)用

1　引言

我國(guó)現(xiàn)有的高等教育體制存在一個(gè)共性問題，就是在教育教學(xué)過程中學(xué)生是“配角”，而教師是“主角”.教師在教育教學(xué)中過多考慮完成自己的教學(xué)任務(wù)［1］，卻很少去考慮學(xué)生的接受能力，缺乏從學(xué)生的各個(gè)維度去考慮激發(fā)學(xué)生能動(dòng)性，從而導(dǎo)致大學(xué)課堂存在教師“硬灌”，學(xué)生“生吞”卻汲取不到養(yǎng)分，同時(shí)，多數(shù)教師只側(cè)重于講解“共性”的理論而缺少“個(gè)性化”知識(shí)點(diǎn)，無法提出一套很好地根據(jù)大學(xué)生興趣、社會(huì)需求等來為數(shù)目龐大、興趣能力差異極大的學(xué)生量身定制的學(xué)習(xí)方案，導(dǎo)致高校培養(yǎng)的學(xué)生與社會(huì)需求存在脫節(jié)，與我國(guó)一直宣揚(yáng)的“因材施教”［2］的理念背道而馳.

關(guān)注高校教學(xué)的有識(shí)之士，也都在努力探索如何實(shí)現(xiàn)行之有效的教學(xué)方法，遺憾的是仍然未找到合理的解決方案，究其主要原因在于：（1）高校學(xué)生流動(dòng)性大，兼具社會(huì)及學(xué)生相關(guān)屬性，無法充分掌握信息；（2）無法動(dòng)態(tài)地跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)，不能及時(shí)地更新調(diào)整應(yīng)對(duì)策略.因此，面對(duì)潛在且日益高漲的學(xué)習(xí)需求，必須要有一種通過以學(xué)生認(rèn)知及需求差異為中心的個(gè)性化教育教學(xué)方式，以實(shí)現(xiàn)學(xué)生個(gè)人能夠按照自己的方式、需求、認(rèn)知的最優(yōu)化模式去獲取知識(shí)，這也是高校教育教學(xué)面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)的原因之一.

近年來，隨著移動(dòng)互聯(lián)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)信息爆發(fā)式增長(zhǎng)，大數(shù)據(jù)前沿技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生.由于數(shù)據(jù)本身具有較強(qiáng)的客觀性和真實(shí)性，通過相關(guān)的數(shù)據(jù)可以呈現(xiàn)出對(duì)應(yīng)客體自身各方面的真實(shí)性、規(guī)律性及個(gè)性化特征，因此，尋找出獲取某種客體個(gè)性化特征的相關(guān)技術(shù)已成為研究某種客體的一個(gè)重要?jiǎng)?chuàng)新.伴隨大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)挖掘高校大學(xué)生的各維度的信息，即個(gè)性化標(biāo)簽，我們就可以通過這些標(biāo)簽從時(shí)間、空間和內(nèi)容等多個(gè)維度勾勒出在校大學(xué)生立體化的個(gè)性化場(chǎng)景，形成個(gè)性化畫像，準(zhǔn)確反映出每位學(xué)生的真實(shí)需求動(dòng)態(tài)，教師能夠通過對(duì)個(gè)性化畫像的分析中得出對(duì)學(xué)生最需要的能力培養(yǎng)，真正實(shí)現(xiàn)“因材施教”的教育教學(xué)理念.

2　大數(shù)據(jù)特點(diǎn)及來源

2.1數(shù)據(jù)特點(diǎn)

數(shù)據(jù)是通過相關(guān)實(shí)驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)等方式獲得的能夠體現(xiàn)某些客觀事物相應(yīng)特征，并用于相關(guān)驗(yàn)證、決策等目的的數(shù)值，是相關(guān)客觀事物信息的載體.如果通過長(zhǎng)期、大規(guī)模地對(duì)某種客觀事物的特性進(jìn)行測(cè)量、存儲(chǔ)、分析，得到海量的相應(yīng)數(shù)據(jù)就是大數(shù)據(jù).大數(shù)據(jù)除了具備海量特性外，還具有潛在性，因此，任何數(shù)據(jù)真實(shí)性只能看到一小部分，而大部分的數(shù)據(jù)還需要進(jìn)一步挖掘，正如IBM指出大數(shù)據(jù)具有Volume（大量）［3］、Velocity（高速）、Variety（多樣）、Value（價(jià)值）、Veracity（真實(shí)性）的特性.

建立大數(shù)據(jù)時(shí)代的高校個(gè)性化畫像教學(xué)模式首先必須尋找出最能夠準(zhǔn)確反映學(xué)生客觀需求的評(píng)價(jià)畫像，而生理學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，任何人的感覺都存在盲區(qū)，直覺是不可信任的，一個(gè)人的思維也是有局限性，縱使記憶力超人，也未必達(dá)到對(duì)大數(shù)據(jù)的信息加工能力，無法得出最客觀、最適合的評(píng)價(jià)畫像.因此，高校教育教學(xué)中的大數(shù)據(jù)分析要有與時(shí)俱進(jìn)的思維，對(duì)教學(xué)過程中的各個(gè)微觀角度進(jìn)行衡量，如從學(xué)生的課堂表現(xiàn)、團(tuán)隊(duì)合作、學(xué)習(xí)態(tài)度等進(jìn)行深層次的挖掘，具體應(yīng)該包括教師信息、學(xué)生信息、學(xué)校信息、社會(huì)信息以及由于這些信息之間的相互關(guān)聯(lián)而產(chǎn)生的附屬信息，這些信息都需要基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，建立一個(gè)合理的分析模型，并通過不斷地收集信息、不斷更新修正模型，從而全面掌握跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)過程，了解每個(gè)學(xué)生薄弱環(huán)節(jié)，掌握教育教學(xué)的主動(dòng)權(quán)，以達(dá)到“因材施教”的目的.

近年來，英美等國(guó)家的高等教育，已有相關(guān)研究人士通過學(xué)生在線瀏覽視頻、在線閱讀、訪問圖書館等記錄采用大數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)提前預(yù)警機(jī)制，進(jìn)行及時(shí)地干預(yù)指導(dǎo)，進(jìn)而改善教學(xué)方式、提高學(xué)習(xí)成效，比如美國(guó)哈佛和麻省理工推出的大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析EDX平臺(tái)［4-5］.

2.2數(shù)據(jù)來源

我國(guó)對(duì)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用研究目前已有涉及到許多領(lǐng)域，如網(wǎng)易的“云音樂”可以針對(duì)用戶的喜好、心情推送符合用戶的歌曲，甚至可以通過用戶的走路快慢及時(shí)修正播放的音樂；“今日頭條”也是通過大數(shù)據(jù)技術(shù)推送給不同的用戶所關(guān)心的內(nèi)容，但利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行教育教學(xué)研究的人員比較少，采集的數(shù)據(jù)規(guī)模較小，無法全面客觀的分析學(xué)生的需求畫像.因此，采用基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的背景下構(gòu)建個(gè)性化畫像的高校教育教學(xué)模式，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘歸納，使得高等教育教學(xué)在學(xué)生個(gè)性化教育方面能夠走出一條嶄新的路徑.

常規(guī)信息收集主要來自于學(xué)校所建立的老師和學(xué)生檔案、相關(guān)評(píng)價(jià)、師生相關(guān)網(wǎng)絡(luò)訪問記錄以及其他渠道來源.相關(guān)評(píng)價(jià)主要是師生之間評(píng)價(jià)、同事之間評(píng)價(jià)、同學(xué)之間評(píng)價(jià)；師生相關(guān)網(wǎng)絡(luò)訪問記錄通過校園網(wǎng)絡(luò)出口，得到師生相關(guān)網(wǎng)絡(luò)社交記錄、相關(guān)消費(fèi)記錄、電子課堂教學(xué)記錄等；其他數(shù)據(jù)源主要是社會(huì)上公開的衡量評(píng)價(jià)學(xué)校的相關(guān)指標(biāo)性信息，比如獲獎(jiǎng)、科研等.

本文提出構(gòu)建一個(gè)基于大數(shù)據(jù)的高校個(gè)性化面像教學(xué)模型，研究分析如何在大數(shù)據(jù)的背景下建立一個(gè)合理的高校學(xué)生個(gè)性化畫像教學(xué)模型的基礎(chǔ)上，對(duì)模型相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行不斷深入挖掘、分析、修正，進(jìn)而真正地達(dá)到高校能夠?qū)崿F(xiàn)教師“因材施教”、學(xué)生“個(gè)性學(xué)習(xí)”的教育教學(xué)創(chuàng)新模式.

3　基于大數(shù)據(jù)的高校個(gè)性化畫像教學(xué)模型

個(gè)性化畫像核心就是要給個(gè)體貼上相應(yīng)的標(biāo)簽.這里所說的標(biāo)簽，就是語義相當(dāng)精煉的能夠被直接識(shí)別的特征標(biāo)識(shí)，一般具備兩個(gè)特征：一是語義精煉、容易理解，每個(gè)標(biāo)簽就只含一個(gè)確定含義，這能夠很好地滿足建模需求，比如年齡標(biāo)簽：23歲；二是文本長(zhǎng)度短，無需做過多的文本預(yù)處理等操作，如身高標(biāo)簽：175cm，血型標(biāo)簽：A型.

高校個(gè)性化畫像教學(xué)模型的各相關(guān)標(biāo)簽中，就是針對(duì)在校大學(xué)生的社會(huì)屬性、學(xué)習(xí)、生活習(xí)慣以及消費(fèi)行為等相關(guān)信息逐步抽象出來的一個(gè)個(gè)標(biāo)簽，通過標(biāo)簽之間的相關(guān)聯(lián)建立相關(guān)模型，進(jìn)而生成學(xué)生的畫像.因此，構(gòu)建個(gè)性化畫像教學(xué)關(guān)鍵就是建立“標(biāo)簽”，而標(biāo)簽則是通過對(duì)在校大學(xué)生的相關(guān)信息進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析得到的具有高標(biāo)識(shí)度的特征值.如某學(xué)生經(jīng)常根據(jù)自己所學(xué)專業(yè)需求上網(wǎng)購(gòu)買對(duì)應(yīng)專業(yè)的參考書，則可以給這位學(xué)生貼上“對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)的熱愛”標(biāo)簽，這相當(dāng)于給這位學(xué)生建立了面像中的某一面，可以通過不斷建立標(biāo)簽的方式，以達(dá)到不斷豐富學(xué)生的個(gè)性化面像，最終對(duì)學(xué)生給出一個(gè)較為準(zhǔn)確的總體評(píng)價(jià)畫像.

本文提出構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)的高校個(gè)性化畫像教學(xué)模型主要包括收集個(gè)性化信息、數(shù)據(jù)分析建模、畫像構(gòu)建、教學(xué)應(yīng)用四個(gè)組成部分，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示.

圖1　個(gè)性化面像教學(xué)模型結(jié)構(gòu)圖

3.1個(gè)性化信息

數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)的客觀性、數(shù)量性是真正能夠?qū)Ψ治鼋Y(jié)果起重要作用的因素.由于數(shù)據(jù)類型具有廣泛多樣性、不同數(shù)據(jù)類型之間存在重復(fù)交叉性，因此，在學(xué)生個(gè)性畫像數(shù)據(jù)采集過程中，要能使個(gè)性化數(shù)據(jù)真正還原所要分析學(xué)生的真實(shí)面目，采集的個(gè)性化信息數(shù)據(jù)來源須盡量多、盡量全，才更能反應(yīng)學(xué)生的各個(gè)面，才能更客觀地得到個(gè)性化教學(xué)所需要解決的關(guān)鍵所在.本文所提出的學(xué)生個(gè)性化標(biāo)簽信息類型分為兩部分：一是靜態(tài)信息；二是動(dòng)態(tài)信息.

（1）靜態(tài)信息，就是相對(duì)穩(wěn)定不變的信息，包括學(xué)校、學(xué)生和教師基本信息；

學(xué)校信息主要是有關(guān)學(xué)校的相關(guān)特征信息以及能夠?qū)W(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)生影響的相關(guān)信息，結(jié)構(gòu)如圖2所示.

圖2　學(xué)校信息

學(xué)生信息主要就是學(xué)生個(gè)人特征信息以及在學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的信息，包括個(gè)人特征以及學(xué)習(xí)信息，結(jié)構(gòu)如圖3所示.

圖3　學(xué)生信息

教師信息主要是教師基本個(gè)人信息以及教學(xué)過程的信息，結(jié)構(gòu)如圖4所示.

圖4　教師信息

（2）動(dòng)態(tài)信息，就是影響教學(xué)的不斷發(fā)生變化的信息，主要分為網(wǎng)絡(luò)訪問、網(wǎng)上交易、人際交往三類數(shù)據(jù).網(wǎng)絡(luò)訪問數(shù)據(jù)主要是指學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)訪問的頁面瀏覽量、相關(guān)頁面停留時(shí)間、訪問網(wǎng)站的途徑及時(shí)間、站點(diǎn)的激活人數(shù)以及社交軟件的訪問人數(shù)等相關(guān)統(tǒng)計(jì)信息；網(wǎng)上交易是指學(xué)生在相關(guān)購(gòu)物網(wǎng)站或者相關(guān)社交軟件上進(jìn)行的一系列交易過程的信息，如貢獻(xiàn)率、回頭率、購(gòu)買均價(jià)、品牌偏好、瀏覽/收藏內(nèi)容、評(píng)價(jià)內(nèi)容等；人際交往是指學(xué)生的日常社會(huì)交往過程中產(chǎn)生的相關(guān)信息，如同學(xué)之間評(píng)價(jià)、人際關(guān)系好壞程度、交往人群等信息.

3.2數(shù)據(jù)分析建模

構(gòu)建高校學(xué)生個(gè)性化畫像就是為了給教學(xué)提供相關(guān)參考指導(dǎo)信息，因此必須通過采用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)收集個(gè)性化信息進(jìn)行建模，會(huì)涉及到文本挖掘、深度學(xué)習(xí)、聚類預(yù)測(cè)等一系列數(shù)據(jù)挖掘方法［6］，分析并得出個(gè)性化標(biāo)簽，如教師或者學(xué)生的消費(fèi)習(xí)慣、興趣愛好、人際特征、學(xué)習(xí)能力以及心理狀況［7］.

3.3畫像構(gòu)建

通過收集靜態(tài)和動(dòng)態(tài)信息，并利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)進(jìn)行建模，數(shù)據(jù)分析出個(gè)性化標(biāo)簽，并對(duì)個(gè)性化標(biāo)簽給以一定的權(quán)重w，表示該信息需求可信度，進(jìn)而提出高校教學(xué)個(gè)性化畫像（Pr ofile）模型：

Label為建模分析后得到的個(gè)性化標(biāo)簽，Time為事件發(fā)生時(shí)間，Place事件發(fā)生的地點(diǎn)，Action為事件的動(dòng)作，也就是教學(xué)個(gè)性化畫像受到了這些因素的影響才會(huì)產(chǎn)生某種場(chǎng)景效果.

3.4教學(xué)應(yīng)用

通過大數(shù)據(jù)分析，建立教學(xué)個(gè)性化畫像后，可以使用其對(duì)教學(xué)［8］進(jìn)行教學(xué)個(gè)性化應(yīng)用，在以下幾個(gè)方面進(jìn)行教學(xué)個(gè)性化應(yīng)用：（1）利用文本挖掘、聚類預(yù)測(cè)得出家庭環(huán)境、興趣愛好、性格特征類似的學(xué)生和教師進(jìn)行合理搭配，從而與現(xiàn)行高校按專業(yè)班級(jí)分配有著個(gè)性化的不同；（2）在教學(xué)的方法、內(nèi)容上可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化教學(xué)，從而提高學(xué)生興趣及接受程度；（3）學(xué)校整體評(píng)估［9］也可以依據(jù)個(gè)性化的班級(jí)分配進(jìn)行個(gè)性化的評(píng)估，沒有必要用千篇一律的制度進(jìn)行評(píng)估，與傳統(tǒng)評(píng)估有著本質(zhì)的不同，更符合現(xiàn)行注重個(gè)體的個(gè)性化.（4）培養(yǎng)出更加符合社會(huì)、企業(yè)需求的高校人才，依據(jù)學(xué)生個(gè)性來進(jìn)行個(gè)性培養(yǎng)，充分挖掘出學(xué)生個(gè)體潛能，培養(yǎng)出社會(huì)需求的人才.

4　總結(jié)

利用大數(shù)據(jù)挖掘與分析技術(shù)，對(duì)于分析高校的個(gè)性化教育教學(xué)規(guī)律具有極大的價(jià)值，本文提出了一種基于大數(shù)據(jù)的高校個(gè)性化畫像教學(xué)模型的構(gòu)建模式，分析了學(xué)生個(gè)性化信息分類的構(gòu)成，采用相關(guān)的大數(shù)據(jù)分析技術(shù)得到個(gè)性化標(biāo)簽，并通過建立畫像模型來指導(dǎo)高校教育教學(xué)方案的實(shí)施，從理論上將大數(shù)據(jù)技術(shù)與高校學(xué)生個(gè)性化教學(xué)應(yīng)用相結(jié)合，拓展了大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用研究范疇，豐富高校個(gè)性化教育教學(xué)的模式.本文教學(xué)模型的構(gòu)建揭示了各相關(guān)信息之間的隱含關(guān)系，對(duì)了解高校個(gè)性化教育教學(xué)的規(guī)律，掌握學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)規(guī)律，及時(shí)地對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面客觀評(píng)價(jià)以及個(gè)性化教育教學(xué)的開展，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義.

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A

1673-260X（2016）10-0233-03

2016-06-04

福建省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2015J01587）；福建省教育廳A類項(xiàng)目（JA09229）；龍巖學(xué)院教改項(xiàng)目（2014JY36）；龍巖學(xué)院校立服務(wù)海西項(xiàng)目（LYXY2011067）