基于大數(shù)據(jù)的高校教學(xué)管理信息化環(huán)境研究

蘇志軍，郭雪莽

（浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院，浙江 杭州 311231）

2013年8月，國(guó)務(wù)院發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)消費(fèi)擴(kuò)大內(nèi)需的若干意見(jiàn)》，提出鼓勵(lì)智能終端產(chǎn)品創(chuàng)新發(fā)展，面向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等熱點(diǎn)，加快實(shí)施智能終端產(chǎn)業(yè)化工程。《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》明確指出“信息技術(shù)對(duì)教育發(fā)展具有革命性影響”，并將“教育信息化建設(shè)”列入十大工程之一。兩份文件向教育行業(yè)提出了創(chuàng)新發(fā)展的要求，教學(xué)管理必須跟上信息時(shí)代的步伐。以云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)等為代表的新一代信息技術(shù)為解決教學(xué)管理信息化發(fā)展瓶頸問(wèn)題帶來(lái)了機(jī)遇，師生通過(guò)移動(dòng)端廣泛使用網(wǎng)絡(luò)信息，使得在高校教學(xué)中融入了大數(shù)據(jù)思維，大數(shù)據(jù)正成為教育行業(yè)新的生產(chǎn)力，為教學(xué)管理的方式、思維等帶來(lái)了根本性變化，擴(kuò)大了管理的范疇，豐富了管理的內(nèi)涵?；诖髷?shù)據(jù)的教學(xué)管理信息化環(huán)境對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行全面管理和服務(wù)，既是完成人才培養(yǎng)目標(biāo)的過(guò)程，也是教學(xué)資源組織與配置、開(kāi)發(fā)與管理的過(guò)程，能夠極大地提高高校的教學(xué)管理效率和教學(xué)質(zhì)量，更好地為學(xué)校師生、家長(zhǎng)、社會(huì)提供優(yōu)質(zhì)、高效、規(guī)范、透明的服務(wù)。

一、大數(shù)據(jù)背景下教學(xué)管理信息化環(huán)境構(gòu)建

1.教學(xué)管理大數(shù)據(jù)平臺(tái)構(gòu)架

大數(shù)據(jù)有三大特征：Volume（海量數(shù)據(jù)）、Velocity（輸入和處理速度）、Variety（數(shù)據(jù)多樣性）。當(dāng)前高校數(shù)字化校園推廣普及，各種信息化管理平臺(tái)在學(xué)校管理的各個(gè)方面得以應(yīng)用，廣大師生日常使用的教學(xué)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，包括教師專業(yè)建設(shè)平臺(tái)、人才培養(yǎng)方案建設(shè)平臺(tái)，以及師生共同使用的網(wǎng)絡(luò)MOOC平臺(tái)、課堂教學(xué)輔助平臺(tái)等等，通過(guò)廣大師生手機(jī)端、PC端采集了不同類型、不同含義的結(jié)構(gòu)化的、半結(jié)構(gòu)化的以及非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，這就是大數(shù)據(jù)的Volume和Variety特性。大規(guī)模的師生用戶群體的業(yè)務(wù)系統(tǒng)的使用構(gòu)成了大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，我們把它叫做大數(shù)據(jù)中心。有了數(shù)據(jù)后，如此海量的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行大規(guī)模的處理，大數(shù)據(jù)的Velocity特性在此得以體現(xiàn)，通過(guò)云計(jì)算平臺(tái)完成數(shù)據(jù)的分析、檢索和挖掘。收集的數(shù)據(jù)肯定有很多的垃圾數(shù)據(jù)，或者是對(duì)我們沒(méi)有用的數(shù)據(jù)，首先要進(jìn)行清洗，挖掘出數(shù)據(jù)之間的相互關(guān)系，或者對(duì)數(shù)據(jù)做一定的統(tǒng)計(jì)，從而得到一定的知識(shí)。分析后的數(shù)據(jù)需要通過(guò)搜索引擎查詢用戶想要的分析結(jié)果，根據(jù)數(shù)據(jù)的分析階段打的標(biāo)簽進(jìn)行分類和聚類，從而將數(shù)據(jù)之間的關(guān)系展現(xiàn)給用戶?；诖髷?shù)據(jù)的教學(xué)管理信息化平臺(tái)構(gòu)架如圖1所示。

圖1 基于大數(shù)據(jù)的教學(xué)管理信息化平臺(tái)構(gòu)架

2.大數(shù)據(jù)在教學(xué)管理中決策支持服務(wù)

大數(shù)據(jù)在高校教學(xué)管理中的應(yīng)用有兩個(gè)領(lǐng)域，一是學(xué)習(xí)分析學(xué)，二是教育數(shù)據(jù)挖掘，學(xué)習(xí)分析學(xué)是關(guān)于學(xué)習(xí)者以及學(xué)習(xí)環(huán)境的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、收集、分析和匯總，目的是優(yōu)化學(xué)習(xí)和學(xué)習(xí)情境，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題，并提前進(jìn)行干涉。教育數(shù)據(jù)挖掘的作用是研究和利用統(tǒng)計(jì)學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)挖掘分析教學(xué)過(guò)程中的數(shù)據(jù)，以此優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容組織形式，推動(dòng)學(xué)習(xí)的科學(xué)研究。

大數(shù)據(jù)在教學(xué)質(zhì)量評(píng)估、教學(xué)能力分析、個(gè)性化課程分析、學(xué)習(xí)行為分析、勤工助學(xué)需求預(yù)測(cè)、學(xué)生輿論分析等諸多領(lǐng)域提供了強(qiáng)大的決策支持，是一個(gè)大數(shù)據(jù)決策支持系統(tǒng)，如圖2所示?；诖髷?shù)據(jù)的個(gè)性化學(xué)習(xí)、知識(shí)水平評(píng)估與教育教學(xué)決策，讓師生實(shí)實(shí)在在感受到智慧的存在；基于大數(shù)據(jù)的信息化教學(xué)管理服務(wù)通過(guò)虛擬平臺(tái)，將所有與教學(xué)相關(guān)的活動(dòng)進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)信息化管理，通過(guò)智能手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)設(shè)備隨時(shí)隨地提供教學(xué)管理服務(wù)；以云服務(wù)促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源班班通，推進(jìn)教學(xué)資源應(yīng)用的普及化與常態(tài)化，在人手一臺(tái)學(xué)習(xí)終端的環(huán)境下，融合云服務(wù)、數(shù)字教材、學(xué)科教學(xué)工具等構(gòu)建新型教學(xué)環(huán)境。大數(shù)據(jù)決策支持系統(tǒng)有效探索了提高教學(xué)質(zhì)量的教學(xué)模式與方法，為推進(jìn)教學(xué)改革適應(yīng)信息化時(shí)代要求起到了不可替代的作用。

圖2 教學(xué)管理中的大數(shù)據(jù)決策支持系統(tǒng)

基于大數(shù)據(jù)的教學(xué)管理信息化環(huán)境提供決策支持，其服務(wù)對(duì)象包括高校學(xué)生、教師、教學(xué)管理者以及學(xué)生家長(zhǎng)，他們是大數(shù)據(jù)的受益者。通過(guò)大數(shù)據(jù)教學(xué)質(zhì)量評(píng)估，教師有機(jī)會(huì)反省自己的教學(xué)效果，從而建立現(xiàn)實(shí)課堂教學(xué)中的平等關(guān)系；在教學(xué)課堂的整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中，自動(dòng)記錄全部學(xué)習(xí)對(duì)象的全部學(xué)習(xí)行為，這些記錄的分析將形成評(píng)估，有助于學(xué)生及時(shí)反省自己的課堂表現(xiàn)，而階段性的學(xué)習(xí)成效評(píng)估能夠?qū)W(xué)生進(jìn)行學(xué)業(yè)預(yù)警，以此警示學(xué)生。教學(xué)管理者通過(guò)大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)向?qū)W生、教師、家長(zhǎng)推送個(gè)性化的信息。

二、大數(shù)據(jù)在教學(xué)管理信息化環(huán)境中的具體應(yīng)用

1.指導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)自我管理

大學(xué)一項(xiàng)重要工作是讓學(xué)生自我管理，從進(jìn)校之后的學(xué)業(yè)規(guī)劃、學(xué)業(yè)實(shí)施到最后的完成學(xué)業(yè)都離不開(kāi)學(xué)生的自我管理，選課是學(xué)業(yè)規(guī)劃中一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)。大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)根據(jù)課程教學(xué)內(nèi)容、開(kāi)設(shè)時(shí)間、主講教師、學(xué)生評(píng)價(jià)、歷屆學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程數(shù)據(jù)、成績(jī)數(shù)據(jù)、對(duì)課程的評(píng)價(jià)反饋數(shù)據(jù)等等，能夠?yàn)閷W(xué)生合理選擇課程提供決策依據(jù)。甚至可以根據(jù)學(xué)生的歷史數(shù)據(jù)，分析出學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)和興趣所長(zhǎng)，從而給出優(yōu)先推薦課程，減少亂選錯(cuò)選等現(xiàn)象發(fā)生。

在學(xué)業(yè)實(shí)施過(guò)程中，通過(guò)課堂教學(xué)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)課堂問(wèn)題手機(jī)端作答，實(shí)時(shí)跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，分析每堂課的學(xué)習(xí)成效，并向同學(xué)圈推送排名，真正做到了過(guò)程化考核。通過(guò)學(xué)生的行動(dòng)軌跡大數(shù)據(jù)，分析學(xué)生在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、教室、圖書(shū)館等場(chǎng)所耗費(fèi)的時(shí)間，以此來(lái)警示學(xué)生合理調(diào)整自己的學(xué)習(xí)娛樂(lè)時(shí)間。

在每個(gè)學(xué)習(xí)階段，大數(shù)據(jù)對(duì)每個(gè)學(xué)生在學(xué)習(xí)推進(jìn)過(guò)程中進(jìn)行學(xué)情分析，發(fā)現(xiàn)并預(yù)測(cè)學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)的差距，根據(jù)程度不同給出不同等級(jí)的學(xué)業(yè)預(yù)警。

2.幫助教師提高教學(xué)質(zhì)量

在大數(shù)據(jù)背景下的教學(xué)環(huán)境將完全實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)式課堂教學(xué)，徹底打破教學(xué)的封閉局面，能夠?yàn)楫?dāng)前日漸僵化的教學(xué)活動(dòng)重新注入新的活力。教師可以借助大數(shù)據(jù)合理安排教學(xué)內(nèi)容、選擇教學(xué)方式，從而提高教學(xué)效果；通過(guò)每堂課的教學(xué)評(píng)價(jià)，形成教學(xué)趨勢(shì)分析圖，教師從中可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)自己的教學(xué)行為不足，學(xué)生的興趣熱點(diǎn)轉(zhuǎn)移等；利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，對(duì)在紛繁復(fù)雜的日常教學(xué)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)歸納出預(yù)測(cè)性的內(nèi)容。

3.幫助教學(xué)管理者科學(xué)管理

在傳統(tǒng)的信息化系統(tǒng)里如何科學(xué)地發(fā)揮教師個(gè)性優(yōu)勢(shì)，最大限度地利用校內(nèi)教學(xué)資源，充分發(fā)掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛能，以及及時(shí)發(fā)現(xiàn)、糾正教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題等等一直是個(gè)難題?；诖髷?shù)據(jù)的教學(xué)管理信息化環(huán)境在專業(yè)建設(shè)分析、課程分析、學(xué)業(yè)規(guī)劃分析、教學(xué)監(jiān)控和預(yù)警、教學(xué)能力分析、教學(xué)趨勢(shì)分析、學(xué)生學(xué)情分析、學(xué)生輿情分析等領(lǐng)域能夠發(fā)揮巨大作用，為學(xué)校管理提供大量的決策支持，提升教學(xué)管理部門(mén)整體的服務(wù)水平。

大數(shù)據(jù)已經(jīng)融入了我們的生活工作方方面面，高校教學(xué)信息化管理中嘗試引入大數(shù)據(jù)是高校的創(chuàng)新發(fā)展方向，構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)的高校教學(xué)信息化環(huán)境勢(shì)在必行。對(duì)整合現(xiàn)有資源，優(yōu)化教學(xué)管理、服務(wù)和協(xié)作，為廣大師生提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)等領(lǐng)域具有重要意義。