大數(shù)據(jù)時(shí)代的教育方式改革

孫愛婷+李斯遠(yuǎn)

（大連財(cái)經(jīng)學(xué)院，遼寧 大連 116000）

[摘 要] 大數(shù)據(jù)時(shí)代的來臨，給教育帶來了全新的變革，開啟了教育的新篇章。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)分析了當(dāng)前教育存在的問題，針對(duì)問題提出了大數(shù)據(jù)技術(shù)在教育資源、教育管理、評(píng)比系統(tǒng)及因材施教等方面的應(yīng)用，尤其針對(duì)Visual FoxPro數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)這門課，設(shè)計(jì)了學(xué)生反饋信息獲取和教學(xué)資源共享網(wǎng)站，更好地實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教育，從而構(gòu)建可行的教學(xué)模型。

[關(guān)鍵詞] 大數(shù)據(jù)技術(shù)；數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)；教育資源；教育管理

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 05. 133

[中圖分類號(hào)] G434；TP311.13 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194（2017）05- 0244- 03

0 引 言

教育是國(guó)之根本，教育的發(fā)展預(yù)示著國(guó)家未來的發(fā)展。國(guó)家的強(qiáng)大離不開人才的培育，人才的培育需要一個(gè)良好的教育體制，教育體制的好壞決定了未來人才的輸送。教育改革需要應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)的各種手段，為其提供高效、便捷的溝通平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時(shí)交流。對(duì)此，本文提出將大數(shù)據(jù)技術(shù)作為教育改革的第一手段，針對(duì)當(dāng)前的教育問題制定可行性計(jì)劃，有效地將數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)應(yīng)用完美的結(jié)合到教育的改革中，從而使教育的發(fā)展腳步向前邁進(jìn)一大步。

1 教育存在的問題

教育，教化育人，以現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)、學(xué)識(shí)推敲于人，為其解釋各種現(xiàn)象、問題或行為，其根本是以相對(duì)成熟或理性的思維來認(rèn)知新的事物，并將其見解育之他人，實(shí)現(xiàn)信息傳承的過程。在這個(gè)傳承的過程中，隨著時(shí)代與科技的發(fā)展，教育的體制與核心也在不斷地變化，其中的很多問題也越來越明顯。

（1）教育資源繁多，選擇教育方案困難。

（2）教育制度不夠透明，阻礙教育的發(fā)展。

（3）傳統(tǒng)的教育管理方法無法滿足現(xiàn)代教育發(fā)展的需求。

（4）學(xué)生信息反饋不及時(shí)，無法做出最準(zhǔn)確的解決方案。

2 大數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)挖掘

2.1 大數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)，即big data或massive data，是指規(guī)模大到無法在有限的時(shí)間內(nèi)用常規(guī)軟件工具對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行收集、管理和處理的數(shù)據(jù)集合。例如，一個(gè)學(xué)生考了99分，這只是一個(gè)“數(shù)字”，如果把考99背后的因素考慮進(jìn)去，如家庭教育模式、自己努力程度、智商水平等，把他們和99分聯(lián)系在一起，就成了數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)可以簡(jiǎn)單的概括為“4V”，即更大的容量（Volume）、更高的多樣性（Variety）、更快的生成速度（Velocity）和價(jià)值（Value）。

（1）更大的容量。面對(duì)種類多樣、更加復(fù)雜的數(shù)據(jù)，一個(gè)新的問題——數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)擺在了人們的眼前。大數(shù)據(jù)通?？梢赃_(dá)到PB級(jí)的數(shù)據(jù)規(guī)模，因此，對(duì)于教育中每天產(chǎn)生的海量信息，大數(shù)據(jù)提供的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)都能夠輕松的解決，這也為教育提供了最堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)保障。

（2）更高的多樣性。數(shù)據(jù)的來源有很多的渠道，如社交媒體、網(wǎng)絡(luò)搜索、網(wǎng)絡(luò)文章等，內(nèi)容包括所有的辦公格式、辦公文檔、圖片、XML、HTML、音頻、視頻等。信息來源渠道的多樣性及信息格式的多樣性，使得大數(shù)據(jù)收集的信息擁有更高的多樣性。

（3）更快的生成速度。即數(shù)據(jù)被創(chuàng)建和移動(dòng)的速度快、時(shí)效性要求高，這是大數(shù)據(jù)區(qū)別于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘最顯著的特征。在高速網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的今天，憑借著各種性能優(yōu)越的硬件及高速的網(wǎng)絡(luò)，不斷生成各種各樣的數(shù)據(jù)，而且這種高速度也成為了必然趨勢(shì)。谷歌公司一天之內(nèi)要處理幾十PB的數(shù)據(jù)，F(xiàn)acebook產(chǎn)生約10億張新的照片、300TB以上日志，淘寶交易進(jìn)行數(shù)千萬次、產(chǎn)生20TB以上的數(shù)據(jù)等。

（4）價(jià)值。每一條數(shù)據(jù)都有著其本身的價(jià)值。在當(dāng)今高速的數(shù)據(jù)流通下，數(shù)據(jù)的價(jià)值密度也不斷降低。所以，對(duì)于如何提高數(shù)據(jù)價(jià)值這個(gè)問題，我們還需要好好思考一下。

2.2 數(shù)據(jù)挖掘

數(shù)據(jù)挖掘（Data Mining）就是從大量不完整的、隨機(jī)的、模糊的數(shù)據(jù)中抽出潛在的、有價(jià)值的數(shù)據(jù)的過程，是一類深層次的數(shù)據(jù)分析方式。數(shù)據(jù)挖掘的過程主要是信息收集、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)規(guī)約、數(shù)據(jù)清理、數(shù)據(jù)變換、挖掘過程、模式評(píng)估、知識(shí)表示等，通過這一系列的過程給用戶提供所需信息。數(shù)據(jù)挖掘能夠?qū)π畔?shí)現(xiàn)準(zhǔn)確處理，幫助大數(shù)據(jù)這一個(gè)數(shù)據(jù)集合實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的價(jià)值，為大數(shù)據(jù)在教育中的應(yīng)用，提供最有利的幫助。

3 大數(shù)據(jù)在教育中的作用

3.1 大數(shù)據(jù)下教育資源的選擇

大數(shù)據(jù)不僅有著極強(qiáng)的數(shù)據(jù)收集、處理能力，而且可以為我們提供快捷、簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確的選擇。面對(duì)海量的教育書籍、課堂筆記等，大數(shù)據(jù)能夠輕松的收錄、存儲(chǔ)，并且根據(jù)我們的需要，通過數(shù)據(jù)處理技術(shù)，準(zhǔn)確高效的提供有價(jià)值的信息，能夠做到在大范圍中尋找最優(yōu)的結(jié)果。通過數(shù)據(jù)收集和處理為學(xué)生的學(xué)習(xí)減少很多不必要的選擇，從而提高學(xué)習(xí)效率。例如，現(xiàn)在越來越火的“題庫(kù)”類應(yīng)用，就是大數(shù)據(jù)的一個(gè)細(xì)化分支，通過對(duì)學(xué)生的查詢信息的收集處理，可以顯示學(xué)生目前的學(xué)習(xí)狀況以及存在的知識(shí)點(diǎn)薄弱現(xiàn)象，能夠幫助學(xué)生和家長(zhǎng)以及老師開展教育工作。相對(duì)于“題庫(kù)”類應(yīng)用，以視頻為載體的應(yīng)用傳播更為廣泛，這些都是基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的細(xì)化分支。

3.2 數(shù)據(jù)分析處理在教育評(píng)比系統(tǒng)中的應(yīng)用

教育信息化不斷發(fā)展，利用信息技術(shù)助力教育質(zhì)量綜合評(píng)比，能夠使評(píng)比內(nèi)容更加全面、數(shù)據(jù)收集范圍更加廣泛、數(shù)據(jù)形式更加趨于多樣化、評(píng)比結(jié)構(gòu)更加公開透明。因此，一個(gè)優(yōu)秀的評(píng)價(jià)系統(tǒng)能夠更好地推動(dòng)教育的發(fā)展。20世紀(jì)90年代，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家與地區(qū)為確保教育質(zhì)量積累了大量的數(shù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)，并建立了完善的高等教育人才培養(yǎng)評(píng)比系統(tǒng)。我國(guó)自20世紀(jì)90年代也開始著手于教育系統(tǒng)的建設(shè)，例如上海大學(xué)從1998年開始不斷完善自己的教育系統(tǒng)，將教育系統(tǒng)與大數(shù)據(jù)的分析結(jié)合，經(jīng)過十幾年的不斷完善，建成了一個(gè)完整的教育評(píng)比系統(tǒng)。

3.3 大數(shù)據(jù)在教育管理中的應(yīng)用

教育一直都在強(qiáng)調(diào)要培養(yǎng)學(xué)生多方面能力，可是事實(shí)卻是以“分”為首，很多初高中學(xué)生幾乎沒有課余生活，活在題海里。這樣的事實(shí)是什么造成的呢？很多人說是應(yīng)試教育必然的結(jié)果，其實(shí)不然。教育改革從本質(zhì)上是好的，可是監(jiān)管的不利、評(píng)比體系的不健全，使得更多的學(xué)生、家長(zhǎng)、老師以及學(xué)校背離改革的初衷，更加看重考試分?jǐn)?shù)。所以，一個(gè)健全的教育管理體系是多么的重要。我們可以通過采用大數(shù)據(jù)對(duì)信息收集方式多樣性這一特點(diǎn)，更全面收集、掌握教育的發(fā)展?fàn)顩r。例如，可以通過學(xué)校監(jiān)控視頻收集學(xué)生和老師的學(xué)習(xí)授課情況，利用大數(shù)據(jù)的分析能力進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋。大數(shù)據(jù)與教育管理系統(tǒng)的結(jié)合，雖然不能快速的解決教育中的問題，但是其所提供的信息反饋能夠更好地監(jiān)督教育改革的步伐。

3.4 全面了解學(xué)生，實(shí)現(xiàn)因材施教

我們要想真正地做到因材施教，可以通過對(duì)教學(xué)信息的獲取、存儲(chǔ)、管理和分析，從而構(gòu)建學(xué)生的學(xué)習(xí)模型，分析學(xué)生已有的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)狀態(tài)，并對(duì)其將來的學(xué)習(xí)進(jìn)行一定的規(guī)劃和引導(dǎo)。目前，教育中的大數(shù)據(jù)應(yīng)用主要有教育數(shù)據(jù)挖掘和學(xué)習(xí)分析兩大類，兩個(gè)方向雖然同源，可是應(yīng)用方向、研究對(duì)象、研究方法完全不同。教育數(shù)據(jù)挖掘是將來自教育的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為有用信息的過程，是大數(shù)據(jù)應(yīng)用于學(xué)習(xí)分析最基本的應(yīng)用手段，并且通過數(shù)據(jù)挖掘自身的信息挖掘技術(shù)能夠提高分析效率、擴(kuò)大分析范圍。學(xué)習(xí)分析是利用松散耦合的數(shù)據(jù)收集工具和分析技術(shù)，研究分析學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)參與、學(xué)習(xí)表現(xiàn)和學(xué)習(xí)過程的相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)而對(duì)課程、教學(xué)和評(píng)價(jià)進(jìn)行實(shí)時(shí)修正。我國(guó)學(xué)者顧小清認(rèn)為，學(xué)習(xí)分析是圍繞與學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)信息相關(guān)的數(shù)據(jù)，運(yùn)用不同的分析方法和數(shù)據(jù)模型來解釋這些數(shù)據(jù)，根據(jù)解釋的結(jié)果來探究學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程和情景，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)規(guī)律；或者根據(jù)數(shù)據(jù)闡釋學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)表現(xiàn)，為其提供相應(yīng)的反饋從而促進(jìn)更加有效的學(xué)習(xí)。為了達(dá)到對(duì)教育的進(jìn)一步變革，我們需要建立一個(gè)數(shù)據(jù)模型，該模型以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用系統(tǒng)，主要存儲(chǔ)學(xué)生和老師的日常學(xué)習(xí)與工作計(jì)劃及其短期與長(zhǎng)期目標(biāo)，進(jìn)而對(duì)學(xué)生和老師的需求進(jìn)行全面的分析規(guī)劃，實(shí)施可行的教育方案，真正的實(shí)現(xiàn)因材施教的最高教育目標(biāo)。

筆者針對(duì)“Visual FoxPro數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)”這門課，設(shè)計(jì)了學(xué)生反饋信息獲取和教學(xué)資源共享網(wǎng)站，通過采集學(xué)生反饋的信息，讓老師更全面地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，更好地制定教學(xué)計(jì)劃。網(wǎng)站還提供了教學(xué)資源共享平臺(tái)，師生都可以發(fā)布文章等有關(guān)學(xué)習(xí)的各種資料，如圖1所示，實(shí)現(xiàn)資源的可選擇，使學(xué)生不再被動(dòng)學(xué)習(xí)，可以主動(dòng)選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，并在交流平臺(tái)發(fā)表自己的一些看法等，如圖2所示。通過網(wǎng)站信息的獲取，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，構(gòu)建可行的教學(xué)模型，從而真正實(shí)現(xiàn)因材施教。

4 結(jié) 語(yǔ)

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，以大數(shù)據(jù)為依托進(jìn)行教育的改革能夠更快速的推進(jìn)教育的發(fā)展，從而為學(xué)生、教師、家長(zhǎng)提供一個(gè)更優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)、教育、監(jiān)督體系。大數(shù)據(jù)的應(yīng)用可以使我們現(xiàn)在種類繁多的教育資源變得井井有條，各類資源更加清晰明了；教師制定教育規(guī)劃時(shí)能夠多一份準(zhǔn)確的學(xué)生反饋信息分析，從而制訂更加精準(zhǔn)的教學(xué)計(jì)劃；學(xué)生們可以脫離“題海”，轉(zhuǎn)向準(zhǔn)確、高質(zhì)量的最優(yōu)題區(qū)，不再做沒頭的蒼蠅，找不到方向。在未來，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用會(huì)更加廣泛，我們的教育一定會(huì)得到充分的發(fā)展，未來的教育我們也許不再需要沉重的書包、繁重的作業(yè)，需要的也許僅僅是自己對(duì)自己優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。

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