在線教學平臺的數(shù)據(jù)可視化方法及應用探討

吳蓓

摘 要：本文闡述了數(shù)據(jù)可視化的相關(guān)內(nèi)容，分析了在線教育平臺的數(shù)據(jù)可視化方法，從學生、教師以及教育管理者的角度，研究了數(shù)據(jù)可視化方法在在線教學平臺中的應用。

關(guān)鍵詞：在線教學平臺;數(shù)據(jù)可視化;在線教育

當前很多學生利用在線平臺進行學習。在學習過程中，在線教育平臺會收集學生的各種行為數(shù)據(jù)，如何應用可視化技術(shù)挖掘出有效的數(shù)據(jù)信息就成為了一些教育者所關(guān)注的重點，本文對在線教學平臺中數(shù)據(jù)可視化的方法及其應用進行論述。

一、面向在線教學平臺的數(shù)據(jù)可視化方法

（一）低維數(shù)據(jù)與高維數(shù)據(jù)

在線教學平臺分為6種數(shù)據(jù)類型。比較簡單的是低維數(shù)據(jù)，這主要可以呈現(xiàn)出3種數(shù)據(jù)狀況，一維數(shù)據(jù)可分成兩種可視化方式，定量型方式主要是向線段上的點映射進行數(shù)據(jù)的可視化，而非定量型方式則會運用色塊展示數(shù)據(jù)情況。二維數(shù)據(jù)可根據(jù)視覺通道的差異分為兩種可視化方法。三維數(shù)據(jù)的可視化方法有分類降維法和面積映射法。在線平臺的高維數(shù)據(jù)可視化是有一定難度的，一般可以采用線性降維方法進行非負矩陣分解和多尺度分解，還可以采用非線性的方法，進行等距特征映射[1]。

（二）層次數(shù)據(jù)與文本數(shù)據(jù)

多層數(shù)據(jù)與樹狀結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)較為類似，其中存在各種節(jié)點，節(jié)點之間屬于從屬或者并列的關(guān)系。對于這樣的層次數(shù)據(jù)，一般會使用空間填充法和節(jié)點連接法進行數(shù)據(jù)的可視化。節(jié)點連接法就是使用線性來展示節(jié)點關(guān)系，以點代表數(shù)據(jù)實體。而空間填充法主要是以嵌套的方式劃分矩形，通過矩形區(qū)域展現(xiàn)數(shù)據(jù)實體，并用字區(qū)域表示子節(jié)點。在對文本數(shù)據(jù)進行可視化的時候，平臺需要利用交互技術(shù)獲取到文本中的隱藏信息，通常在線平臺基于文本關(guān)系的數(shù)據(jù)可視化會更關(guān)注文本語意間的關(guān)系，而基于文本內(nèi)容的可視化會更注重標簽問題。

（三）地理數(shù)據(jù)與關(guān)系數(shù)據(jù)

在數(shù)據(jù)之中加入地理維度就可以實現(xiàn)地理數(shù)據(jù)的可視化，這種可視化方法與地理信息系統(tǒng)有一定的聯(lián)系，主要利用計算機技術(shù)對地理信息進行分析、存儲，最后通過點、線、區(qū)域的方式展現(xiàn)出來。最后一種是關(guān)系數(shù)據(jù)的可視化，這是一種較為自由的表達方式，基本會以邊和節(jié)點表現(xiàn)數(shù)據(jù)，以圖的方式呈現(xiàn)數(shù)據(jù)態(tài)勢。在線教學平臺為了避免節(jié)點出現(xiàn)重復問題，通常會采用力導布局方式進行數(shù)據(jù)分析[2]。

二、在線教學平臺的應用現(xiàn)狀

目前，我國一些高校已經(jīng)逐漸開始運用數(shù)據(jù)可視化技術(shù)進行教學與管理，我國在線教學平臺中，云師大平臺發(fā)展得較好。該在線教學平臺主要有移動端和電腦端兩種版本。目前該平臺總?cè)萘砍^15 T，平臺已經(jīng)開設(shè)了6000門以上的課程，提供課程超過50 000個。平臺中的用戶也已超過4萬人。

三、可視化方法在在線教學平臺中的實現(xiàn)和應用

（一）學生的自主學習

北師大云課堂在線平臺功能強大，非常適合學生的自主學習。而平臺可以對學生所選的課程內(nèi)容、課程時長，作業(yè)時間、考試成績等數(shù)據(jù)進行收集整理，并形成可視化的圖形。該平臺還可針對教學內(nèi)容的數(shù)據(jù)進行分析，利用基于層次的數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，以樹狀圖等形式為學生提供一些科目的思維導圖，從而讓學生了解教學的重點和難點。

（二）教師的教學反饋

教師也可利用在線平臺中的數(shù)據(jù)可視化技術(shù)得到教學反饋，針對性得進行教學優(yōu)化。隨著科技的發(fā)展，高校教師開始利用在線教育平臺進行線上線下的聯(lián)合教學。在線教育平臺中的數(shù)據(jù)可視化功能可為教師的教學反饋帶來幫助。

（三）教育者的科學管理

在線教育平臺除了利于學生的學習和教師的教學以外，還可為教育管理者的管理提供數(shù)據(jù)支持，學校管理者可以進入平臺，了解學生的日常學習情況，從而對教學管理進行調(diào)整。其中主要有以下幾大應用，第一，校方可以通過數(shù)據(jù)可視化方法了解到學生的學習時空分布情況，平臺會以地圖的方式展現(xiàn)某一區(qū)域?qū)W生的學習人數(shù)，某區(qū)域?qū)W習的人數(shù)越多，該區(qū)域的顏色面積就會越大。第二，平臺還可實時展現(xiàn)在線人數(shù)，并將移動端和PC端的人數(shù)進行區(qū)分，這樣教育者就可以了解到學生的主要學習時段[3]。第三，校方可以了解到教師上傳教學資源的類型的情況，并對教師上傳的質(zhì)量進行考察，以監(jiān)督教師提高教研水平。第四，校方可以針對課程、學生人數(shù)的整體情況進行龐大的數(shù)據(jù)匯總，反映出不同課程學習的占比人數(shù)等情況。這樣就可以了解到學生的需求，從而有針對性上傳教學內(nèi)容，并可以根據(jù)學生的興趣開展相應的選修課程。

四、結(jié)束語

數(shù)據(jù)可視化技術(shù)不僅利于學生的學習，也可以讓教師及時地了解學生的學習情況，還可為學校的管理提供數(shù)據(jù)支持。所以在未來我國各大高?？梢赃m當?shù)匾脒@種在線教育方式，進行線上線下的一體化教學。而教育者也應該提高數(shù)據(jù)可視化的應用水平，在平臺中挖掘出有價值的數(shù)據(jù)信息，從而更好地開展教育教學工作。

參考文獻

[1] 劉悅，蔡飛，陳怡海，等.日常教學數(shù)據(jù)分析與可視化方法：以“程序設(shè)計方法學”課程為例[J].中國信息技術(shù)教育，2018（21）：99-102.

[2] 韓錫斌，程建鋼.基于網(wǎng)絡教學平臺的學習分析模型構(gòu)建與應用[J].電化教育研究，2018，39（7）：33-39，48.

[3] 陳誼，甄遠剛，胡海云，等.一種層次結(jié)構(gòu)中多維屬性的可視化方法[J].軟件學報，2016，27（5）：1091-1102.