教育大數(shù)據(jù)的應(yīng)用探討

李佐軍

摘 要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，積累了大量教育大數(shù)據(jù)，如何利用這些教育大數(shù)據(jù)為教育服務(wù)是教育管理者急需解決的問題。本文首先介紹了教育大數(shù)據(jù)的概念及基本特征，闡明了教育大數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)的重要組成部分；最后從國家、區(qū)域與學(xué)校層面上討論了教育大數(shù)據(jù)的應(yīng)用途徑。

關(guān)鍵詞：教育大數(shù)據(jù) 國家 區(qū)域 學(xué)校 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2019）03（c）-0232-03

Abstract： With the application of computer technology and information technology in education，a large amount of educational big data has been accumulated.How to use these educational big data for education services is an urgent problem for educational administrators.This paper first introduces the concept and basic characteristics of educational big data，and clarifies that educational big data is an important part of big data.Finally，the application of educational big data is discussed from the national，regional and school levels.

Key Words： Educational big data；Nation；Region；School；Application

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，在人們生活和工作中運(yùn)行著各種系統(tǒng)軟件，實(shí)時(shí)收集和存儲(chǔ)著人類活動(dòng)的信息，信息有結(jié)構(gòu)化的、半結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)稱為“大數(shù)據(jù)”。同樣地，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用普及，也產(chǎn)生了大量與教育活動(dòng)相關(guān)的“大數(shù)據(jù)”，稱之為“教育大數(shù)據(jù)”。教育大數(shù)據(jù)是教育活動(dòng)真實(shí)反映，有很高的利用價(jià)值，如何有效的利用這些數(shù)據(jù)為教育服務(wù)，成為了國家、地區(qū)、學(xué)校3個(gè)層面應(yīng)解決的問題。

1 教育大數(shù)據(jù)概述

要研究分析教育大數(shù)據(jù)，首先應(yīng)弄清楚大數(shù)據(jù)的由來，什么是大數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)的基本特征是什么等問題。

1.1 大數(shù)據(jù)的概念

2008年9月《自然》（Nature）首次推出“大數(shù)據(jù)”（BigData）?？l(fā)了學(xué)術(shù)界對(duì)大數(shù)據(jù)的關(guān)注，隨后各大研究機(jī)構(gòu)和學(xué)術(shù)雜志紛紛推出了自己的大數(shù)據(jù)研究計(jì)劃和學(xué)術(shù)專欄?！按髷?shù)據(jù)”作為信息社會(huì)發(fā)展的一個(gè)新事物，處在逐漸被認(rèn)識(shí)和應(yīng)用的過程，各界對(duì)大數(shù)據(jù)的解釋各有側(cè)重，無統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。因此，很難對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確的定義，本文從特征入手論述大數(shù)據(jù)基本概念。

什么是大數(shù)據(jù)？麥肯錫指出：“大數(shù)據(jù)是規(guī)模超過了以往軟件獲取、存儲(chǔ)等范圍的數(shù)據(jù)集合，而不是大于某個(gè)量的數(shù)據(jù)，它隨著科技的發(fā)展，量也會(huì)變大，不同行業(yè)也會(huì)有相應(yīng)的變化”。因此，大數(shù)據(jù)不是一個(gè)準(zhǔn)確的術(shù)語，而是對(duì)各種數(shù)據(jù)永不休止積聚的一種表現(xiàn)。IBM公司認(rèn)為，大數(shù)據(jù)具有“4V”特征，即數(shù)量龐大（Volume）、種類繁多（Variety）、變化速度快（Velocity）和真實(shí)性高（Veracity）。

1.2 教育大數(shù)據(jù)的概念

教育大數(shù)據(jù)是教育教學(xué)活動(dòng)過程中產(chǎn)生、采集和存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，是大數(shù)據(jù)重要的組成部分[1]。隨著教育信息基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善，各種信息化軟件工具、資源與系統(tǒng)滲透到教育業(yè)務(wù)的每個(gè)環(huán)節(jié)，這些日益增長的關(guān)于教與學(xué)活動(dòng)的數(shù)據(jù)就是“教育大數(shù)據(jù)”。與傳統(tǒng)手段采集的教育數(shù)據(jù)相比，教育大數(shù)據(jù)除了數(shù)據(jù)量大之外，還具有實(shí)時(shí)性高、顆粒度細(xì)、真實(shí)性強(qiáng)、處理難度大、決策性強(qiáng)、安全問題突出等特點(diǎn)[2]。

2 教育大數(shù)據(jù)的應(yīng)用探討

教學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景布置、教學(xué)時(shí)空變化、學(xué)習(xí)場(chǎng)景變革、教學(xué)管理數(shù)據(jù)采集和決策，這些以往拍腦袋或理念靈感加經(jīng)驗(yàn)的東西，在大數(shù)據(jù)的背景下，變成了數(shù)據(jù)支撐的行為科學(xué)[3]。國家、區(qū)域和學(xué)校在教育決策、資源分配、發(fā)展評(píng)價(jià)等方面將由教育大數(shù)據(jù)的支持而變得更科學(xué)、準(zhǔn)確和有效。

2.1 國家層面的應(yīng)用

科學(xué)教育政策和合理的教育資源配置對(duì)于國家教育發(fā)展而言是非常重要的。教育政策好壞和教育資源配置是否合理影響著整個(gè)國家的教育質(zhì)量，關(guān)系著整個(gè)民族的命運(yùn)[4]。

2.1.1 教育大數(shù)據(jù)使國家教育政策的制定更科學(xué)

科學(xué)的教育政策是在科學(xué)統(tǒng)計(jì)教育數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，分析現(xiàn)行制度存在的問題和挑戰(zhàn)，從而制定出更有針對(duì)性和準(zhǔn)確性的教育政策。在教育大數(shù)據(jù)背景下，國家教育部門依靠全面的教育統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在全國范圍內(nèi)更科學(xué)地確定教育經(jīng)費(fèi)投入和分配政策，科學(xué)評(píng)估分析教育產(chǎn)生的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，掌握教育均衡發(fā)展的現(xiàn)狀。許多國際組織和國家早已依據(jù)教育大數(shù)據(jù)分析結(jié)論來制定科學(xué)有效的教育政策，以達(dá)到改善教育現(xiàn)狀和提升教育質(zhì)量的目的。如國際經(jīng)濟(jì)與合作組織開發(fā)了用于改善教育政策制定過程中信息數(shù)據(jù)不足問題的國際學(xué)生評(píng)估項(xiàng)目（PISA），我國為持續(xù)記錄學(xué)生全面發(fā)展信息而提出的“終身一人一號(hào)”電子學(xué)籍管理制度等。

2.1.2 教育大數(shù)據(jù)使國家教育資源配置更合理

合理的教育資源配置是使用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)教育薄弱地區(qū)和群體進(jìn)行需求分析，設(shè)計(jì)合理的教育資源配置模型，改進(jìn)傳統(tǒng)教育資源分配的主觀性強(qiáng)、過分依賴經(jīng)驗(yàn)等缺陷。各國教育管理者和學(xué)者都在關(guān)注教育公平問題，地區(qū)之間的經(jīng)濟(jì)差異導(dǎo)致教育資源分配不平衡，被發(fā)達(dá)地區(qū)少數(shù)學(xué)校占有。為避免教育領(lǐng)域“強(qiáng)者愈強(qiáng)、弱者愈弱”的教育資源配置不合理現(xiàn)象，必須使用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，合理配置教育資源，縮小教育差距。

2.2 區(qū)域?qū)用娴膽?yīng)用

教育大數(shù)據(jù)在區(qū)域教育發(fā)展層面上同樣有助于區(qū)域教育政策的制定和教育資源合理配置，有效促進(jìn)區(qū)域教育均衡發(fā)展。不同區(qū)域有不同的教育現(xiàn)狀，在教育大數(shù)據(jù)的支持下，既可縮小區(qū)域間差距，又可促進(jìn)特色區(qū)域教育的發(fā)展。

2.2.1 教育大數(shù)據(jù)使區(qū)域教育發(fā)展更均衡

大數(shù)據(jù)時(shí)代下，區(qū)域教育均衡發(fā)展建立在數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)上，要掌握區(qū)域教育發(fā)展的情況，就必須利用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析教育數(shù)據(jù)，找出相關(guān)規(guī)律，為教育環(huán)境、資源、質(zhì)量均衡和機(jī)會(huì)均等提供科學(xué)決策依據(jù)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域教育均衡發(fā)展的目的[5]。

一是大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教育政策及時(shí)調(diào)整，達(dá)到改善區(qū)域教育均衡發(fā)展的目的。以往教育數(shù)據(jù)受于采集途徑和分析技術(shù)的影響，反映出的教育現(xiàn)狀有限。而教育大數(shù)據(jù)是對(duì)多類型海量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理和分析，客觀地揭示了教育均衡發(fā)展的規(guī)律，是教育政策修改的科學(xué)依據(jù)。

二是教育大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)配置教育資源，達(dá)到區(qū)域教育資源均衡合理分配的目的。傳統(tǒng)教育數(shù)據(jù)反映的是宏觀的、整體的教育現(xiàn)狀，通過傳統(tǒng)教育數(shù)據(jù)分配經(jīng)費(fèi)和資源難免出現(xiàn)“平均化”等問題。而教育大數(shù)據(jù)是全面采集教育相關(guān)數(shù)據(jù)，是即時(shí)性、過程性的行為與現(xiàn)象，能結(jié)合人口分布、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等特點(diǎn)，建立科學(xué)的分析模型，調(diào)整教育投入策略，實(shí)現(xiàn)資源合理分配。

三是教育大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)全面獲取教育信息，達(dá)到教育機(jī)會(huì)均等的目的。教育大數(shù)據(jù)對(duì)海量教育數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，預(yù)測(cè)區(qū)域教育發(fā)展趨勢(shì)，有針對(duì)性地調(diào)整資源和配置資金、改善教學(xué)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)教育機(jī)會(huì)均等。

三是教育大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，達(dá)到提升教育質(zhì)量的目的。教育管理與服務(wù)平臺(tái)收集了學(xué)生、教師、課程等信息數(shù)據(jù)，分析這些數(shù)據(jù)，找出教與學(xué)的規(guī)律，調(diào)整教學(xué)方法和手段，實(shí)現(xiàn)教育質(zhì)量提升。

2.2.2 教育大數(shù)據(jù)使區(qū)域教育體系更完善

不間斷的教育數(shù)據(jù)采集機(jī)制，能跟蹤與記錄學(xué)生的學(xué)前、在校、就業(yè)等信息，能客觀評(píng)估區(qū)域教育質(zhì)量，依據(jù)評(píng)估結(jié)果調(diào)整區(qū)域教育體系，達(dá)到教育與社會(huì)需求之間無縫對(duì)接的目的，如為跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)等情況而推行的“終身一人一號(hào)”電子學(xué)籍管理制度。

2.2.3 教育大數(shù)據(jù)使區(qū)域教育資源利用率更高

教育大數(shù)據(jù)使用云計(jì)算技術(shù)開發(fā)教育云平臺(tái)，使得教學(xué)管理、學(xué)習(xí)交流等教學(xué)環(huán)節(jié)集成于一體，在不同地域的管理部門、學(xué)校、師生等教育參與者，可以在不同地域根據(jù)不同權(quán)限完成不同的工作，獲取不同的教育資源，而不同的使用者不需要重復(fù)建設(shè)相關(guān)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域教育資源利用率的提高。

2.3 學(xué)校層面的應(yīng)用

隨著各種智慧教學(xué)與管理平臺(tái)的出現(xiàn)，教育大數(shù)據(jù)對(duì)教育的促進(jìn)作用不斷涌現(xiàn)。教育大數(shù)據(jù)在促進(jìn)學(xué)校教學(xué)質(zhì)量提升、促進(jìn)學(xué)校課程體系與教學(xué)效果優(yōu)化、促進(jìn)個(gè)性化教育發(fā)展等方面上具有很大優(yōu)勢(shì)。

2.3.1 教育大數(shù)據(jù)促進(jìn)學(xué)校教學(xué)質(zhì)量提升

數(shù)字校園建設(shè)推動(dòng)了學(xué)校管理數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，學(xué)校運(yùn)行的辦公管理系統(tǒng)、教務(wù)管理系統(tǒng)、學(xué)籍管理系統(tǒng)等各種信息管理系統(tǒng)記錄了各種教育數(shù)據(jù)，這些海量數(shù)據(jù)為教育大數(shù)據(jù)挖掘提供了條件。一是使用大數(shù)據(jù)分析挖掘技術(shù)對(duì)教師教學(xué)過程和行為數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)教學(xué)方法的不足，并加以改進(jìn)，達(dá)到提升教學(xué)質(zhì)量的目的。二是通過挖掘分析學(xué)生的學(xué)習(xí)過程、行為和成績數(shù)據(jù)，找出學(xué)生學(xué)習(xí)方法的缺陷，并指導(dǎo)學(xué)生加以改善，達(dá)到提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率的目的。三是使用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)教師崗位應(yīng)聘者進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，把最適合的應(yīng)聘者招聘為教師，達(dá)到提升教學(xué)質(zhì)量的目的。四是使用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)管理數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出教學(xué)管理中的不足，改進(jìn)管理手段，實(shí)現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量提升。

2.3.2 教育大數(shù)據(jù)促進(jìn)課程體系與教學(xué)效果優(yōu)化

為了培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的高層次應(yīng)用型人才，國家正在開展部分本科高等學(xué)校向應(yīng)用型大學(xué)轉(zhuǎn)型。設(shè)置什么樣的專業(yè)和開設(shè)什么樣的課程是高校轉(zhuǎn)型發(fā)展首要解決的問題。要解決這兩個(gè)問題，必須把專業(yè)、行業(yè)、區(qū)域經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展等諸多因素進(jìn)行整合，進(jìn)行全面的數(shù)據(jù)采集和分析，把握人才需求，明確應(yīng)用型專業(yè)人才培養(yǎng)的目標(biāo)，構(gòu)建能力素質(zhì)模型，配套最佳的課程體系[6]。

一是使用教育大數(shù)據(jù)技術(shù)跟蹤分析教師授課數(shù)據(jù)，找出教師的教學(xué)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，安排合適的課程教學(xué)任務(wù)，推薦最優(yōu)的教學(xué)方法。二是分析網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)收集的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，把握學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、基礎(chǔ)知識(shí)、學(xué)習(xí)難點(diǎn)等，從而開展針對(duì)性的教學(xué)。三是分析學(xué)生在線學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)學(xué)生可能存在的學(xué)習(xí)困難、退學(xué)風(fēng)險(xiǎn)等，及時(shí)有針對(duì)性地干預(yù)。四是分析學(xué)生在課程資源上的停留時(shí)間、點(diǎn)擊量、瀏覽次數(shù)、收藏、評(píng)價(jià)情況等數(shù)據(jù)，找出學(xué)生評(píng)價(jià)高的、停留時(shí)間長的、點(diǎn)擊量高的、瀏覽次數(shù)多的、學(xué)習(xí)效果好的課程資源，促進(jìn)課程資源建設(shè)。

2.3.3 教育大數(shù)據(jù)促進(jìn)個(gè)性化教育發(fā)展

傳統(tǒng)教育系統(tǒng)主要依靠教師的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行判斷并制定教學(xué)決策[7]。社會(huì)對(duì)教育個(gè)性化的要求越來越強(qiáng)，要求滿足學(xué)生個(gè)體學(xué)習(xí)需求，對(duì)個(gè)體差異學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化教學(xué)。在傳統(tǒng)教育模式中實(shí)行個(gè)性化教育是不可能的，隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的出現(xiàn)，教育大數(shù)據(jù)為實(shí)行個(gè)性化教育提供了條件和機(jī)遇。個(gè)性化教育要正確認(rèn)識(shí)自己的優(yōu)勢(shì)、不足等內(nèi)部條件，選擇適合自己的學(xué)習(xí)環(huán)境、教學(xué)資源等外部條件，從而開展針對(duì)性教學(xué)和學(xué)習(xí)。

一是使用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析學(xué)生的學(xué)習(xí)行為軌跡，讓其正確認(rèn)識(shí)自我。二是使用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析教師知識(shí)結(jié)構(gòu)和教學(xué)風(fēng)格，向教師建議最適合教授學(xué)科和教學(xué)方法，教師是學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者。三是使用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)、興趣愛好、能力傾向等分析，向?qū)W生推送最適合的學(xué)習(xí)資源與學(xué)習(xí)方法路徑。四是傳統(tǒng)學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)升級(jí)為智慧教學(xué)平臺(tái)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，依據(jù)學(xué)生需求推送學(xué)習(xí)資源，診斷、評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)過程和結(jié)果，將結(jié)論和建議反饋給學(xué)習(xí)者，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教育。

3 結(jié)語

隨著先進(jìn)信息技術(shù)的發(fā)展和以移動(dòng)學(xué)習(xí)、情境教學(xué)、慕課為代表的新興學(xué)習(xí)方式的推廣，將產(chǎn)生規(guī)模和更新速度難以想象的教育數(shù)據(jù)，這將會(huì)徹底改變傳統(tǒng)教育的面貌，對(duì)學(xué)校的教育管理、教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響[8]。教育管理部門和教學(xué)單位應(yīng)盡力收集、整理、存儲(chǔ)教育數(shù)據(jù)，建立大數(shù)據(jù)應(yīng)用分析系統(tǒng)，使用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)教育數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，一是找出教育管理政策、教育資源與教育均衡發(fā)展、教育質(zhì)量等方面的關(guān)系，及時(shí)出臺(tái)科學(xué)的教育政策和配置合理的教育資源，達(dá)到教育均衡發(fā)展和提升教育質(zhì)量的目的；二是找出教與學(xué)的關(guān)系，及時(shí)調(diào)整教學(xué)方法，達(dá)到促進(jìn)學(xué)校教學(xué)質(zhì)量提升、促進(jìn)學(xué)校課程體系與教學(xué)效果優(yōu)化、促進(jìn)個(gè)性化教育發(fā)展等目的。目前，教育大數(shù)據(jù)還處在初級(jí)應(yīng)用階段，教育管理部門、教學(xué)單位和研究者應(yīng)積極投身教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用探索，把教育數(shù)據(jù)應(yīng)用起來，為教育發(fā)展服務(wù)。

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