大數(shù)據(jù)技術(shù)在教育行業(yè)中的應(yīng)用

洪鋮

（黃岡師范學(xué)院 湖北省黃岡市 438000）

多項(xiàng)新型技術(shù)都改變了人們的生活，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)都使教育行業(yè)產(chǎn)生較大變化，并推動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的變革。隨著對(duì)大數(shù)據(jù)認(rèn)知的不斷加深，經(jīng)過(guò)分析，相關(guān)人員了解了大數(shù)據(jù)中的多重問(wèn)題，為改善當(dāng)前現(xiàn)狀，依照實(shí)際需求，并與未來(lái)趨勢(shì)相結(jié)合，可有力改善當(dāng)前教育行業(yè)面臨的困境，從而提高大數(shù)據(jù)的管理水平，促進(jìn)教育行業(yè)發(fā)展。

1 大數(shù)據(jù)技術(shù)在教育行業(yè)中的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 數(shù)據(jù)干擾較多

大數(shù)據(jù)的快速發(fā)展，使其在教育行業(yè)的擴(kuò)展較為迅速，但該技術(shù)在我國(guó)依舊處在初級(jí)階段，部分教育數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)并不系統(tǒng)，由于現(xiàn)實(shí)中的場(chǎng)景較復(fù)雜，如人的思維或?qū)W習(xí)行為等，都較難通過(guò)大數(shù)據(jù)直接判斷，因此，基于教育的分布屬性大多為縱向，其大數(shù)據(jù)也會(huì)分布到縱向領(lǐng)域中，因而造成了較多干擾的數(shù)據(jù)選項(xiàng)，影響了教育行業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展。

1.2 缺乏隱私保護(hù)

大數(shù)據(jù)給教育行業(yè)帶來(lái)了諸多便利，但其弊端也較為明顯，即缺乏足夠的隱私保護(hù)，特別是學(xué)生。隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，每人每天都會(huì)接收各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，任何人都無(wú)法避免，甚至連考試或教育方面的信息也概莫能外。某些教育機(jī)構(gòu)會(huì)向第三方提供數(shù)據(jù)分析，其內(nèi)容主要涉及到學(xué)生的個(gè)人信息，若出現(xiàn)安全或隱私保護(hù)問(wèn)題，不僅會(huì)傷害到被侵權(quán)的學(xué)生，還會(huì)影響相關(guān)數(shù)據(jù)分析機(jī)構(gòu)，并面臨著道德與法律的雙重壓力。

1.3 技術(shù)薄弱

大數(shù)據(jù)技術(shù)包含多種領(lǐng)域，而領(lǐng)域不同，則關(guān)于數(shù)據(jù)信息研究的方向也會(huì)有所區(qū)別，此現(xiàn)象會(huì)造成多種問(wèn)題，不同的技術(shù)較難跨領(lǐng)域使用，其原因在于其采用的數(shù)據(jù)模型與類(lèi)型不同。與此同時(shí)，大數(shù)據(jù)技術(shù)大多應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)中，在軟件開(kāi)發(fā)方面，我國(guó)當(dāng)前的數(shù)據(jù)技術(shù)并不先進(jìn)，仍處在學(xué)習(xí)與發(fā)展的階段中，且系統(tǒng)制作并不完善，尤其是在數(shù)據(jù)信息處理或儲(chǔ)存技術(shù)上，因而教育行業(yè)內(nèi)部的大數(shù)據(jù)存在技術(shù)薄弱。

2 在教育行業(yè)中完善大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展的有效措施

2.1 開(kāi)展技術(shù)融合系統(tǒng)

當(dāng)前大數(shù)據(jù)仍處在教育行業(yè)的發(fā)展階段，為完善大數(shù)據(jù)的發(fā)展，教育行業(yè)中的管理者需開(kāi)展技術(shù)融合系統(tǒng)，建設(shè)新型教育服務(wù)模式，比如，相關(guān)人員借助大數(shù)據(jù)技術(shù)可使教育行業(yè)的決策變得更加科學(xué)與系統(tǒng)，提高信息管理技術(shù)。

（1）針對(duì)大數(shù)據(jù)內(nèi)部的信息數(shù)據(jù)資源，可開(kāi)設(shè)共享平臺(tái)，多個(gè)教育部門(mén)間的信息交流可實(shí)現(xiàn)有效共享，促進(jìn)了大數(shù)據(jù)技術(shù)的融合。

（2）可運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，其內(nèi)部構(gòu)造為數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)與管理系統(tǒng)組成，如圖1 所示，利用該數(shù)據(jù)庫(kù)，管理者可對(duì)相關(guān)信息資源進(jìn)行有效整合，設(shè)置電子版的成長(zhǎng)檔案，及時(shí)記錄并整理師生間的綜合評(píng)價(jià)，并對(duì)整個(gè)高校的教育過(guò)程進(jìn)行適時(shí)追蹤，從而使各高校的教育管理更為系統(tǒng)。

圖1：數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)系統(tǒng)

圖2：數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)

（3）信息化發(fā)展也改變了高校的教學(xué)方式，為開(kāi)展人機(jī)教育，通過(guò)大數(shù)據(jù)內(nèi)部的知識(shí)積累，提高AI 技術(shù)的整體水平，并將其靈活運(yùn)用到教育教學(xué)領(lǐng)域中，在實(shí)現(xiàn)人機(jī)教學(xué)的基礎(chǔ)上，使該技術(shù)獲得更大的發(fā)展與提升[1]。

2.2 加強(qiáng)隱私保護(hù)

大數(shù)據(jù)快速發(fā)展的同時(shí)，也暴露了每個(gè)人的隱私，因而加強(qiáng)隱私保護(hù)已顯迫在眉睫，若想安全保障當(dāng)前社會(huì)的個(gè)人信息，政府部門(mén)需增強(qiáng)有效的管理與監(jiān)督。

（1）政府部門(mén)需將主體設(shè)置為信息技術(shù)部，而副體則為教育部門(mén)，通過(guò)能力較高的信息技術(shù)嚴(yán)格控制個(gè)人隱私，而教育部門(mén)則依托于信息技術(shù)，從個(gè)人信息到考試、測(cè)驗(yàn)等都需加強(qiáng)保護(hù)。

（2）利用信息技術(shù)，教育部門(mén)需依據(jù)自身實(shí)際情況，實(shí)行合理的監(jiān)管，并設(shè)立對(duì)應(yīng)的監(jiān)管系統(tǒng)，針對(duì)部門(mén)內(nèi)部所有人員的隱私都應(yīng)嚴(yán)格保守，避免出現(xiàn)隱私泄露等不良狀況。

（3）針對(duì)監(jiān)管工作，管理部門(mén)需開(kāi)展實(shí)時(shí)測(cè)評(píng)，以保障其監(jiān)管到位，若在檢測(cè)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)某些工作失誤，應(yīng)立即糾正，并進(jìn)行深刻反思，防止類(lèi)似的隱私再度泄露[2]。

2.3 改進(jìn)大數(shù)據(jù)技術(shù)

由于數(shù)據(jù)庫(kù)的世界極為獨(dú)特，其特點(diǎn)如圖2 所示，雖然大數(shù)據(jù)技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展速度較快，但其發(fā)展范圍并不均衡，我國(guó)需參照大數(shù)據(jù)應(yīng)用的實(shí)際情況，開(kāi)展大數(shù)據(jù)技術(shù)的優(yōu)化工作。一方面，針對(duì)數(shù)據(jù)信息本身，相關(guān)人員需實(shí)行整合工作，并及時(shí)將垃圾數(shù)據(jù)清除。另一方面，部分教育機(jī)構(gòu)或研究機(jī)構(gòu)對(duì)大數(shù)據(jù)中的技術(shù)過(guò)于重視，將其引入到教育行業(yè)中的根本目的是為了促進(jìn)教育產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因此，管理者在革新大數(shù)據(jù)技術(shù)時(shí)，應(yīng)抓住本質(zhì)，避免出現(xiàn)舍本逐末的現(xiàn)象，需將教育放在首位，借助技術(shù)改善教育產(chǎn)業(yè)，進(jìn)而提高教育行業(yè)的整體質(zhì)量。

例如，某高校設(shè)置大數(shù)據(jù)平臺(tái)，由于其技術(shù)水平不高，其管理效果并未顯現(xiàn)，而內(nèi)部管理人員在使用專(zhuān)業(yè)技術(shù)型人才后，及時(shí)清理并整合數(shù)據(jù)平臺(tái)，將育人放在首位，從而改善了該系統(tǒng)，使該校的教育管理更為科學(xué)。

2.4 提高教師的互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)水平

在大數(shù)據(jù)教學(xué)模式中，互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)占據(jù)著較大的比重。為了提高教師的互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)水平，首先，需要教師學(xué)習(xí)先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，掌握互聯(lián)網(wǎng)的使用方法，將互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到實(shí)際教學(xué)中。例如：在教學(xué)過(guò)程中，如果學(xué)生遇到抽象的概念無(wú)法理解時(shí)，教師都可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)手段，搜索該概念的多種解釋?zhuān)瑤椭鷮W(xué)生更好地理解這一概念；然后，需要對(duì)教師展開(kāi)互聯(lián)網(wǎng)使用的培訓(xùn)，讓教師更好地掌握互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的使用方法，從而提高教師的互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)水平；最后，需要提高教師的綜合素質(zhì)，讓教師能夠更好地完成互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的搜索工作，提高教師的教學(xué)效率。例如：教師在使用多媒體進(jìn)行教學(xué)時(shí)，需要用到各種教學(xué)素材，這些素材通常來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)，這就需要教師具有一定的素材收集能力，只有這樣才能制作出高質(zhì)量的教學(xué)內(nèi)容。

2.5 吸引社會(huì)各方資源的投入

為了適應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代的發(fā)展，學(xué)校管理者需要對(duì)教學(xué)方式不斷進(jìn)行革新，并且吸引社會(huì)各方資源的投入，從而讓學(xué)校能夠完成大數(shù)據(jù)教學(xué)的轉(zhuǎn)型。學(xué)?？梢誀?zhēng)取的社會(huì)資源主要包含以下幾個(gè)方面：

（1）政府部門(mén)的支持。政府部門(mén)可以給予學(xué)校政策上的支持，并且進(jìn)行一定的資金補(bǔ)助，幫助學(xué)校完成大數(shù)據(jù)教育的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，如多媒體設(shè)施的建設(shè)、學(xué)校共享平臺(tái)的建設(shè)等；

（2）教育部門(mén)的支持。教育部門(mén)可以為學(xué)校提供大數(shù)據(jù)教學(xué)的建議，并且對(duì)學(xué)校的教師進(jìn)行一定的培訓(xùn)工作，使其更好地使用信息化教學(xué)設(shè)備，從而提高教師的信息化教學(xué)水平；

（3）社會(huì)企業(yè)的支持?？梢酝ㄟ^(guò)校企聯(lián)合的方式獲取企業(yè)的資金援助，幫助學(xué)校完成大數(shù)據(jù)教學(xué)設(shè)施的建設(shè)，同時(shí)學(xué)校需要公開(kāi)企業(yè)的援助信息，擴(kuò)大企業(yè)的知名度，從而實(shí)現(xiàn)雙方共贏的目的。

3 大數(shù)據(jù)技術(shù)在教育行業(yè)中的具體應(yīng)用

3.1 搭建基于模型的教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用框架

對(duì)于教育行業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)的具體應(yīng)用來(lái)說(shuō)，必須從宏觀、中觀、微觀三個(gè)層面出發(fā)搭建基于模型的教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用框架，具體如圖3 所示。

基于圖3 進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，該應(yīng)用框架由教育大數(shù)據(jù)核心基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)科學(xué)領(lǐng)域?qū)＜液徒逃茖W(xué)領(lǐng)域?qū)＜覂深?lèi)關(guān)鍵人群，以及宏觀、中觀、微觀三個(gè)層次組成，大數(shù)據(jù)技術(shù)可由此基于框架提供不同的應(yīng)用服務(wù)，更好服務(wù)于教育行業(yè)。其中，框架的核心基礎(chǔ)包括教學(xué)管理及教與學(xué)產(chǎn)生的各類(lèi)行為數(shù)據(jù)、教育過(guò)程中學(xué)生生成及教師建設(shè)的各類(lèi)教育教學(xué)資源數(shù)據(jù)、師生及各類(lèi)教育裝備的狀態(tài)數(shù)據(jù)、各類(lèi)基礎(chǔ)層數(shù)據(jù)，如教師教學(xué)的行為數(shù)據(jù)、學(xué)生學(xué)習(xí)的行為數(shù)據(jù)、微課、PPT 課件、師生身體狀態(tài)、教學(xué)進(jìn)程、學(xué)校管理數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)等；在兩類(lèi)關(guān)鍵人群中，數(shù)據(jù)科學(xué)領(lǐng)域?qū)＜抑饕?fù)責(zé)挖掘與分析相關(guān)數(shù)據(jù)，教育科學(xué)領(lǐng)域?qū)＜覄t需要基于自身經(jīng)驗(yàn)識(shí)別教育系統(tǒng)中的潛在問(wèn)題并提出更好的理論模型用于教育教學(xué)決策。通過(guò)兩類(lèi)關(guān)鍵人群打造教育大數(shù)據(jù)模型，大數(shù)據(jù)技術(shù)即可更好服務(wù)于教育行業(yè)；三層模型體系需同時(shí)關(guān)注宏觀區(qū)域教育治理層面、中觀學(xué)校教育管理層面、微觀個(gè)體發(fā)展層面，以此更好服務(wù)于教育管理政策制定、學(xué)校層面的科學(xué)決策與精準(zhǔn)管理、精準(zhǔn)診斷和深入解析學(xué)生能力發(fā)展并提供指導(dǎo)。

圖3：基于模型的教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用框架

3.2 大數(shù)據(jù)技術(shù)的具體應(yīng)用

3.2.1 宏觀層面的應(yīng)用

大數(shù)據(jù)技術(shù)在教育行業(yè)宏觀層面的應(yīng)用主要表現(xiàn)為輔助教育決策，通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)開(kāi)展教育背景分析，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)教育發(fā)展現(xiàn)狀的更好把握。社會(huì)經(jīng)濟(jì)與教育的互為因果關(guān)系使得教育治理難度較高，為破解該難題，可由教育社會(huì)學(xué)、教育經(jīng)濟(jì)學(xué)等領(lǐng)域?qū)＜覐纳鐣?huì)背景和經(jīng)濟(jì)背景方面出發(fā)，構(gòu)建學(xué)齡人口、人口密度、人口總量、人均財(cái)政支出、人均GDP 等指標(biāo)組成的社會(huì)背景模型，輔以數(shù)據(jù)科學(xué)領(lǐng)域?qū)＜业乃惴ㄖR(shí)，即可開(kāi)展模擬仿真，明確教育受到的各類(lèi)指標(biāo)影響，同時(shí)可了解時(shí)間和空間上教育資源差異出現(xiàn)的原因，更加公平的教育資源配置、未來(lái)資源分配方向的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)可由此實(shí)現(xiàn)；教育行業(yè)宏觀層面大數(shù)據(jù)技術(shù)還能夠用于資源診斷分析，更為合理的資源配置可由此實(shí)現(xiàn)。對(duì)于具體區(qū)域來(lái)說(shuō)，各學(xué)科教育資源均衡配置需要深入了解實(shí)際的教育資源建設(shè)和使用情況，因此教育領(lǐng)域?qū)＜覒?yīng)負(fù)責(zé)建立包含資源應(yīng)用熱度、資源均衡度、資源質(zhì)量等指標(biāo)的教育資源評(píng)估理論模型，而結(jié)合數(shù)據(jù)算法經(jīng)驗(yàn)，數(shù)據(jù)科學(xué)領(lǐng)域?qū)＜倚杞Y(jié)合具體數(shù)據(jù)指標(biāo)與模型指標(biāo)，最終由兩類(lèi)專(zhuān)家合作打造能夠?qū)嶋H應(yīng)用的數(shù)據(jù)模型?？苫谟脩魧?duì)資源的收藏、下載等行為收集資源質(zhì)量指標(biāo)，從資源學(xué)段、學(xué)科和類(lèi)型出發(fā)計(jì)算資源均衡度指標(biāo)，具體分析還需要對(duì)教育資源建設(shè)現(xiàn)狀進(jìn)行分析并提出具體建議，以此滿足區(qū)域教育資源生態(tài)均衡發(fā)展需要。

3.2.2 中觀層面的應(yīng)用

大數(shù)據(jù)技術(shù)在教育行業(yè)中觀層面的應(yīng)用主要表現(xiàn)為教師發(fā)展洞察、走班排課建議兩個(gè)方面?；诮處煱l(fā)展洞察進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，以數(shù)據(jù)量化支撐的評(píng)價(jià)方式在大數(shù)據(jù)技術(shù)支持下可取代傳統(tǒng)的主觀方式評(píng)優(yōu)和選拔，優(yōu)秀教師選拔、師資隊(duì)伍建設(shè)和優(yōu)化可獲得有力支持。大數(shù)據(jù)技術(shù)可綜合分析備課、授課、安全等多個(gè)場(chǎng)景，不同層次教師群體特征的深入洞察也可實(shí)現(xiàn)，同時(shí)可提供教師個(gè)體畫(huà)像，為教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展促進(jìn)、教師隊(duì)伍配置優(yōu)化提供支持；基于走班排課建議進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，大數(shù)據(jù)技術(shù)可較好服務(wù)于學(xué)校管理，適應(yīng)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展、學(xué)生自主選擇權(quán)擴(kuò)大現(xiàn)狀，傳統(tǒng)“千校一面”的管理模式與課程體系也可隨之得以改變。以近年來(lái)多地開(kāi)展的“走班制”探索為例，大數(shù)據(jù)技術(shù)可為智能化“走班排課”提供支持，通過(guò)匯聚教室數(shù)量、學(xué)校師資、學(xué)生選科數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)科學(xué)領(lǐng)域?qū)＜宜惴ㄖС窒拢纯蓪?shí)現(xiàn)走班排課模型的科學(xué)構(gòu)建，更好為學(xué)生提供個(gè)性化課表，學(xué)校的資源配置優(yōu)化可同時(shí)實(shí)現(xiàn)。

3.2.3 微觀層面的應(yīng)用

大數(shù)據(jù)技術(shù)在教育行業(yè)微觀層面的應(yīng)用主要表現(xiàn)為全面發(fā)展監(jiān)測(cè)、科目選擇建議。全面發(fā)展監(jiān)測(cè)能夠解決以往教育監(jiān)測(cè)維度較窄、成本較高、結(jié)果時(shí)效性不高、投入較大等問(wèn)題，教育的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)可在大數(shù)據(jù)技術(shù)支持下實(shí)現(xiàn)?；诖髷?shù)據(jù)技術(shù)對(duì)各類(lèi)監(jiān)測(cè)指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、自動(dòng)化分析，即可實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)測(cè)評(píng)形式優(yōu)化，具體實(shí)踐可采集和匯聚學(xué)習(xí)者的自我評(píng)價(jià)、學(xué)業(yè)數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)、人口學(xué)數(shù)據(jù)，依托學(xué)生發(fā)展評(píng)價(jià)理論模型、數(shù)據(jù)可視化技術(shù)、學(xué)習(xí)分析技術(shù)，最終提供個(gè)性化分析報(bào)告，學(xué)生發(fā)展的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與反饋可由此實(shí)現(xiàn)；科目選擇建議可更好服務(wù)于學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展，適應(yīng)新高考變革，學(xué)生可基于自身的未來(lái)職業(yè)理想、學(xué)業(yè)能力水平興趣愛(ài)好選出適合發(fā)展的科目組合。但值得注意的是，新高考需要學(xué)生更加全面的認(rèn)識(shí)自己，并同時(shí)考慮未來(lái)職業(yè)發(fā)展、學(xué)業(yè)成績(jī)受到的不同科目組合影響。因此，需基于大數(shù)據(jù)技術(shù)為學(xué)生的科目選擇提供支持，以此構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的學(xué)生科目選擇模型，匯聚高校專(zhuān)業(yè)招生條件及學(xué)生的不同科目學(xué)業(yè)數(shù)據(jù)、職業(yè)傾向數(shù)據(jù)、心理測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)，配合機(jī)器學(xué)習(xí)相關(guān)算法即可構(gòu)建科目選擇推薦模型，實(shí)現(xiàn)智能化科目選擇建議，學(xué)生可由此更好選擇適合自身發(fā)展的科目。

4 總結(jié)

綜上所述，信息化發(fā)展帶動(dòng)了我國(guó)教育行業(yè)，將大數(shù)據(jù)引入教育行業(yè)，有助于二者的高度融合，使教育行業(yè)的應(yīng)用價(jià)值能獲得更好地展現(xiàn)。將大數(shù)據(jù)應(yīng)用到教育領(lǐng)域雖存在些許問(wèn)題，如技術(shù)、隱私等方面，但在專(zhuān)業(yè)人員的努力下，大數(shù)據(jù)技術(shù)的進(jìn)步會(huì)更快，也會(huì)應(yīng)用到教育行業(yè)的各個(gè)階段中，進(jìn)而有效推動(dòng)教育變革，加強(qiáng)教育行業(yè)發(fā)展。