教育大數(shù)據(jù)的應(yīng)用與挑戰(zhàn)分析

王忠洋

摘? ?要：文章介紹教育大數(shù)據(jù)并分析教育大數(shù)據(jù)在提升教育管理能力、改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)、提高學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量和推進(jìn)智慧教育方面具有的重要意義，同時(shí)，指出目前教育大數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)采集與整理、數(shù)據(jù)挖掘以及高校發(fā)展大數(shù)據(jù)能力等方面面臨的挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞：教育大數(shù)據(jù);課堂教學(xué);教學(xué)管理

大數(shù)據(jù)的概念很早就被提出，但當(dāng)時(shí)大多數(shù)人并不了解。隨著社會(huì)信息化程度不斷提高，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量越來越大，包含的信息也越來越復(fù)雜，以致不能使用傳統(tǒng)的工具和手段來處理這些巨大的數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)技術(shù)可以很好地解決這一問題，隨著大數(shù)據(jù)廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，大數(shù)據(jù)被越來越多的人所熟知。美國(guó)麥肯錫咨詢公司（Mckinsey）在2011年5月發(fā)表的報(bào)告《大數(shù)據(jù)：創(chuàng)新、競(jìng)爭(zhēng)和生產(chǎn)力的下一個(gè)前沿》中稱：“大數(shù)據(jù)是指其大小超出了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件獲取、存儲(chǔ)、管理和分析能力的數(shù)據(jù)集[1]”。

1? ? 教育大數(shù)據(jù)相關(guān)簡(jiǎn)介

教育大數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)的一個(gè)分支，是大數(shù)據(jù)與教育領(lǐng)域結(jié)合的產(chǎn)物。研究發(fā)現(xiàn)，教育大數(shù)據(jù)并沒有一個(gè)明確的定義，目前被研究者引用最多的教育大數(shù)據(jù)定義是：整個(gè)教育活動(dòng)過程中所產(chǎn)生的以及根據(jù)教育需要采集到的，一切用于教育發(fā)展并可創(chuàng)造巨大潛在價(jià)值的數(shù)據(jù)集合[2]。：

教育大數(shù)據(jù)的特征是在IBM提出的大數(shù)據(jù)“5V”特征基礎(chǔ)上發(fā)展來的，即大量（Volume），指采集、存儲(chǔ)和計(jì)算的數(shù)據(jù)量非常大，數(shù)據(jù)除了來自教學(xué)過程，還來自校園管理、生活等其他方面。高速（Velocity），指教育數(shù)據(jù)時(shí)刻都在快速產(chǎn)生、增長(zhǎng)。多樣（Variety），指教育數(shù)據(jù)的類型多樣化，除了傳統(tǒng)的文字，還包括音頻、視頻、網(wǎng)絡(luò)日志等。低價(jià)值密度（Value），指大量的數(shù)據(jù)中包含的有用數(shù)據(jù)可能非常少，導(dǎo)致其研究?jī)r(jià)值較低。真實(shí)性（Veracity），指采集和處理的教育數(shù)據(jù)是否真實(shí)、可靠、準(zhǔn)確。

2? ? 教育大數(shù)據(jù)的應(yīng)用

大數(shù)據(jù)時(shí)代之前，教育過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)并不被教育工作者足夠重視，只是將其用作簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)分析。大數(shù)據(jù)時(shí)代下，大數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用被寄予厚望，教育數(shù)據(jù)正在發(fā)揮前所未有的巨大價(jià)值。

2.1? 提升教育管理能力

教育大數(shù)據(jù)有利于實(shí)現(xiàn)精確化、科學(xué)化的教育管理。高校傳統(tǒng)信息的處理速度慢，反饋也比較慢，自然導(dǎo)致依據(jù)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)對(duì)教育管理做出的決策往往存在較大的偏差，再加上傳統(tǒng)數(shù)據(jù)包含的信息有限，使得整體教育化管理水平比較低。使用大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠及時(shí)、快速地獲取非常龐大的數(shù)據(jù)總量，包含的信息更加豐富、全面，而且大數(shù)據(jù)技術(shù)處理數(shù)據(jù)更加快速、高效，通過大數(shù)據(jù)挖掘出數(shù)據(jù)間的意義關(guān)聯(lián)，能夠反映教育管理中實(shí)際存在的問題，為科學(xué)、合理的管理和決策提供數(shù)字依據(jù)。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠分析教育設(shè)備和環(huán)境的運(yùn)作情況，挖掘其變化規(guī)律，智能管控教育設(shè)備和環(huán)境。此外，通過大數(shù)據(jù)分析，能夠預(yù)測(cè)事物發(fā)展的趨勢(shì)，為提前采取應(yīng)對(duì)措施做準(zhǔn)備。

2.2? 改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)

以往對(duì)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)大都是定性評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)形式過于簡(jiǎn)單，評(píng)價(jià)結(jié)果并不是很科學(xué)、合理，導(dǎo)致教學(xué)評(píng)價(jià)往往流于形式而未在教學(xué)工作中真正發(fā)揮作用。高校教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，要想取得真實(shí)、有效的評(píng)價(jià)結(jié)果則需要大量真實(shí)、可靠的數(shù)據(jù)作為依據(jù)。隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，教學(xué)評(píng)價(jià)正在從“經(jīng)驗(yàn)主義”走向“數(shù)據(jù)主義”，從“宏觀群體”評(píng)價(jià)走向“微觀個(gè)體”評(píng)價(jià)，從“單一評(píng)價(jià)”走向“綜合評(píng)價(jià)”[3] 。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以持續(xù)跟蹤、關(guān)注老師和學(xué)生在教育平臺(tái)上的教學(xué)、學(xué)習(xí)過程，并記錄老師和學(xué)生在課堂以及課下的行為表現(xiàn)，通過記錄并分析教學(xué)活動(dòng)中的微觀行為，提供最直接、客觀的教學(xué)質(zhì)量結(jié)果評(píng)價(jià)。

2.3? 提高學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量

2.3.1? 改進(jìn)教學(xué)模式，提高教學(xué)質(zhì)量

以往的教學(xué)模式主要是填鴨式教學(xué)，即以教師的教為主，教師過于注重專業(yè)知識(shí)的講解而忽視與學(xué)生間的互動(dòng)交流，教師主動(dòng)答疑解難而不重視學(xué)生解決問題的能力，教學(xué)過程枯燥乏味，導(dǎo)致學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力差和創(chuàng)新思維比較弱，教學(xué)質(zhì)量比較低。在大數(shù)據(jù)的支持下，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)挖掘、分析學(xué)生和教師的學(xué)習(xí)、教學(xué)行為及過程，使教師更好地認(rèn)識(shí)自己和學(xué)生，發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的不足以及學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在的問題，及時(shí)改進(jìn)教學(xué)模式與策略，促使教學(xué)和學(xué)習(xí)更好地進(jìn)行。

2.3.2? 實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化成長(zhǎng)

以往教師的教學(xué)主要針對(duì)一個(gè)整體，很難關(guān)注到每一個(gè)學(xué)生的行為表現(xiàn)。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，教師能夠關(guān)注每一個(gè)學(xué)生個(gè)體的行為表現(xiàn)，這些數(shù)據(jù)的產(chǎn)生都是過程性的，包括課堂問答、作業(yè)、測(cè)試、交流互動(dòng)等過程。將這些數(shù)據(jù)整合分析能夠得到教學(xué)過程中學(xué)生個(gè)體的學(xué)習(xí)狀態(tài)、表現(xiàn)和水平，教師根據(jù)每個(gè)學(xué)生的具體情況設(shè)計(jì)更加靈活多樣、更具針對(duì)性的學(xué)習(xí)活動(dòng)，在教學(xué)過程中對(duì)學(xué)生因材施教。通過大數(shù)據(jù)分析學(xué)生的生活數(shù)據(jù)，能夠快速、準(zhǔn)確了解每個(gè)學(xué)生的性格、特點(diǎn)、愛好等，從而根據(jù)學(xué)生個(gè)體的喜好有針對(duì)性地設(shè)置、安排相應(yīng)的課內(nèi)外活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化成長(zhǎng)。

2.4? 推進(jìn)智慧教育應(yīng)用

智慧教育以學(xué)生為中心，利用多種媒體實(shí)施課堂互動(dòng)，悄悄記錄整個(gè)課堂過程中學(xué)生和教師的行為表現(xiàn)，并將采集到的師生行為進(jìn)行后臺(tái)分析處理，對(duì)課堂上教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果做綜合、客觀的評(píng)價(jià)及反饋，及時(shí)幫助教師和學(xué)生發(fā)現(xiàn)課堂教學(xué)過程中存在的問題，以便改進(jìn)。每節(jié)課教師和學(xué)生都會(huì)產(chǎn)生大量的行為數(shù)據(jù)，隨著時(shí)間的積累，數(shù)據(jù)量會(huì)越來越大，數(shù)據(jù)處理的難度也將越來越大。從上面我們了解到發(fā)展智慧教育需要采集和處理大量教育數(shù)據(jù)，要定量研究高校智慧教育行為是存在很大困難的，但利用大數(shù)據(jù)技術(shù)則解決了高校智慧教育在數(shù)據(jù)采集與處理上的困難，降低了通過數(shù)據(jù)挖掘分析師生行為表現(xiàn)的難度，使定量研究高校智慧教育行為、優(yōu)化教學(xué)方案成為可能。將大數(shù)據(jù)技術(shù)和教育資源相結(jié)合，是信息化時(shí)代高校建設(shè)智慧教育的基礎(chǔ)。

3? ? 教育大數(shù)據(jù)面臨的挑戰(zhàn)

3.1? 數(shù)據(jù)安全

數(shù)據(jù)安全與每個(gè)人的生活息息相關(guān)，尤其是當(dāng)下網(wǎng)絡(luò)盛行的社會(huì)，數(shù)據(jù)涉及每個(gè)人的隱私，數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸面臨著個(gè)人隱私被泄露的危險(xiǎn)，這給個(gè)人的生活和安全都帶來了很大的威脅，因此，保證數(shù)據(jù)安全是至關(guān)重要的一件事。目前我國(guó)高校的教育管理體制還不夠完善，教育設(shè)備和系統(tǒng)都存在較大的安全隱患，教育數(shù)據(jù)的安全性在很多方面都受到很大程度的威脅。

3.2? 數(shù)據(jù)采集與整理

傳統(tǒng)教育數(shù)據(jù)的采集主要來自于課堂教學(xué)過程，而教育大數(shù)據(jù)除了采集教學(xué)活動(dòng)過程中直接產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，還需要采集在教育管理活動(dòng)、科學(xué)研究活動(dòng)和校園活動(dòng)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，以致得到的教育數(shù)據(jù)復(fù)雜、多樣。鑒于教育大數(shù)據(jù)龐大的體量，采集的教育數(shù)據(jù)中包含的信息難免良莠不齊，數(shù)據(jù)的真實(shí)性和可靠性有待商榷，這增加了對(duì)數(shù)據(jù)篩選和分辨的難度，如何有效地存儲(chǔ)和處理這些數(shù)據(jù)在現(xiàn)階段依然是技術(shù)上的一個(gè)難題。再加上高校自身軟硬件條件相對(duì)落后，數(shù)據(jù)的采集和整理則更加困難。

3.3? 數(shù)據(jù)挖掘

數(shù)據(jù)挖掘，就是從龐大的數(shù)據(jù)中篩選出隱含的、有效的信息，并將這些信息有意義地關(guān)聯(lián)在一起。雖然目前部分高校已經(jīng)將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用到學(xué)校的教學(xué)和管理當(dāng)中，但是并沒有取得明顯的成效。因?yàn)榇蠖喔咝?duì)數(shù)據(jù)的挖掘和使用僅停留在數(shù)據(jù)表面，并沒有深入挖掘數(shù)據(jù)背后的實(shí)質(zhì)和意義，找出以往被忽視的數(shù)據(jù)間的潛在關(guān)系，無法為高校提供深層次的決策依據(jù)。再加上高校缺乏大數(shù)據(jù)方面的專業(yè)人才，深入分析和挖掘教育大數(shù)據(jù)則更加困難。

3.4? 高校發(fā)展大數(shù)據(jù)技術(shù)的能力

高校的能力不足以支撐大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)在3個(gè)方面：（1）理念上，不重視教育大數(shù)據(jù)的價(jià)值，認(rèn)為發(fā)展教育大數(shù)據(jù)費(fèi)財(cái)、費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，帶來的實(shí)際價(jià)值并不大，此外，盡管一部分高校已經(jīng)建設(shè)了大數(shù)據(jù)平臺(tái)，但并沒有真正應(yīng)用到實(shí)處，從思想上還是認(rèn)為傳統(tǒng)的方式方法比較好，依然延用傳統(tǒng)的教學(xué)和管理方式，大數(shù)據(jù)平臺(tái)成了一種擺設(shè)。（2）設(shè)備上，硬件和軟件環(huán)境相對(duì)落后，導(dǎo)致采集數(shù)據(jù)緩慢，采集的數(shù)據(jù)不集中，給數(shù)據(jù)的采集和整理工作帶來了很大困難。（3）技術(shù)上，缺乏大數(shù)據(jù)方面的專業(yè)人才，收集的教育大數(shù)據(jù)不能進(jìn)行深入分析和挖掘，因?yàn)槟壳按蟛糠指咝Ｘ?fù)責(zé)大數(shù)據(jù)處理的人員主要是信息化方面的教師，缺乏專業(yè)型人才，所以不能有效地挖掘并發(fā)揮教育大數(shù)據(jù)的價(jià)值和意義。

4? ? 結(jié)語

盡管教育大數(shù)據(jù)進(jìn)一步提高了教與學(xué)的水平，但目前人們對(duì)教育大數(shù)據(jù)缺乏足夠的認(rèn)識(shí)，研究和應(yīng)用不夠深入，依然有很多問題需要解決，需要廣大教育工作者共同努力。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，筆者相信大數(shù)據(jù)在我國(guó)教育事業(yè)中的應(yīng)用前景更加廣闊，取得的成果更加顯著。

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Analysis of application and challenge of educational big data

Wang Zhongyang

（Yunnan Normal University， Kunming 650500， China）

Abstract：This paper introduces the big data of education and analyses the important significance of big data of education in improving the ability of education management， improving the evaluation of teaching quality， improving the quality of students cultivation and promoting wisdom education. It also points out the big data of education in data security， data collection and collation， data mining and the challenges faced by universities in developing big data capabilities.

Key words：big data of education; classroom teaching; teaching management