大數(shù)據(jù)環(huán)境下大學(xué)生泛在學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

胡靜 陳美芳 沈友華

【摘要】本文以教育技術(shù)學(xué)專業(yè)為例，設(shè)計(jì)基于大數(shù)據(jù)環(huán)境的泛在學(xué)習(xí)系統(tǒng)，為該專業(yè)學(xué)生實(shí)施泛在學(xué)習(xí)提供支持，其核心功能包括自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、在線學(xué)習(xí)、資源設(shè)置、大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)分析與處理。通過大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與分析，可以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化推薦服務(wù)，使學(xué)習(xí)者更加精準(zhǔn)地獲取到自己需要的學(xué)習(xí)資源，為其制定專屬于個(gè)人的自主學(xué)習(xí)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)了以學(xué)習(xí)者為中心的個(gè)性化學(xué)習(xí)。

【關(guān)鍵詞】泛在學(xué)習(xí);大數(shù)據(jù);大學(xué)生

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)以及大數(shù)據(jù)的飛速發(fā)展與普及，學(xué)習(xí)方式也隨之發(fā)生了重大變革，從遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)到網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)再到移動(dòng)學(xué)習(xí)，網(wǎng)絡(luò)正在改變著人們的學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)習(xí)慣。在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，學(xué)生更能實(shí)現(xiàn)無(wú)時(shí)無(wú)刻、無(wú)處不在的學(xué)習(xí)，能夠隨時(shí)隨地更加精準(zhǔn)地獲取所需要的任何信息，同時(shí)通過瀏覽過的信息和資源獲得學(xué)習(xí)者可能會(huì)感興趣的信息或同類資源，并將其推薦給相應(yīng)的學(xué)習(xí)者，這樣一來(lái)，給予了學(xué)習(xí)者更多的選擇機(jī)會(huì)，其獲取到的資源也會(huì)更加全面。本文以教育技術(shù)學(xué)專業(yè)為例，研究大數(shù)據(jù)環(huán)境下大學(xué)生泛在學(xué)習(xí)系統(tǒng)。

1.概念界定

1.1大數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)是IT行業(yè)術(shù)語(yǔ)，麥肯錫全球研究所給出的定義是，大數(shù)據(jù)是一種比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件工具擁有更強(qiáng)的數(shù)據(jù)獲取、存儲(chǔ)、管理、分析能力的數(shù)據(jù)集合，其顯著特征是大量、高速、多樣、真實(shí)、低價(jià)值密度，它能夠?qū)Ａ康臄?shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲(chǔ)以及專業(yè)化處理，從而創(chuàng)造更高的價(jià)值[1]。大數(shù)據(jù)在各行各業(yè)都有運(yùn)用，比如購(gòu)物軟件通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，了解用戶或消費(fèi)群體的喜好和需求，提供產(chǎn)品或服務(wù)的個(gè)性化推薦，以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)營(yíng)銷。在教育領(lǐng)域也不例外，將大數(shù)據(jù)技術(shù)運(yùn)用到學(xué)習(xí)系統(tǒng)或?qū)W習(xí)平臺(tái)中，也能為學(xué)習(xí)者提供精準(zhǔn)的學(xué)習(xí)資源推薦，為學(xué)習(xí)者特定的個(gè)人學(xué)習(xí)計(jì)劃提供相應(yīng)的資源。

1.2泛在學(xué)習(xí)

泛在學(xué)習(xí)又稱為無(wú)縫學(xué)習(xí)、無(wú)處不在的學(xué)習(xí)。國(guó)內(nèi)外研究者普遍認(rèn)為泛在學(xué)習(xí)是由Weiser提出的“泛在計(jì)算”衍生出來(lái)的概念[2]。目前對(duì)它還沒有一個(gè)統(tǒng)一的定義。美國(guó)發(fā)展中心的報(bào)告稱，泛在學(xué)習(xí)是在計(jì)算技術(shù)環(huán)境下設(shè)計(jì)的一種學(xué)習(xí)環(huán)境[3];付道明等認(rèn)為泛在學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者在真實(shí)與虛擬世界的融合環(huán)境中隨時(shí)隨地開展學(xué)習(xí)活動(dòng)的一種方式[4];Zhao Haila等認(rèn)為，泛在學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者通過任何智能設(shè)備在任何時(shí)間、地點(diǎn)開展學(xué)習(xí)活動(dòng)的智能學(xué)習(xí)環(huán)境[5];綜上所述，泛在學(xué)習(xí)具有泛在性、及時(shí)性、持續(xù)性、交互性、主動(dòng)性、教學(xué)行為的場(chǎng)景性等特點(diǎn)，是一種“以學(xué)習(xí)者為中心，以學(xué)習(xí)任務(wù)本身為主導(dǎo)”的學(xué)習(xí)，是學(xué)習(xí)者主動(dòng)進(jìn)行的自發(fā)性行為。

2.大數(shù)據(jù)在泛在學(xué)習(xí)系統(tǒng)中的作用分析

從學(xué)生的角度來(lái)說，大數(shù)據(jù)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化推薦服務(wù)、知識(shí)精準(zhǔn)搜索、學(xué)習(xí)行為分析、學(xué)習(xí)風(fēng)格分析、偏好分析等，通過這些數(shù)據(jù)的采集與分析分析，可以了解到不同學(xué)習(xí)者的喜好，推薦相關(guān)聯(lián)的知識(shí)、志同道合的學(xué)習(xí)伙伴以及相關(guān)領(lǐng)域的專家教師，這些也都是很有意義的學(xué)習(xí)資源，能夠?yàn)橹蟮膶W(xué)習(xí)帶來(lái)一定的幫助。

從教師的角度來(lái)說，大數(shù)據(jù)等技術(shù)能帶來(lái)學(xué)習(xí)者數(shù)據(jù)采集與分析，可以更客觀地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)行為、學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，以及學(xué)習(xí)習(xí)慣或方法上存在的一些問題，進(jìn)而更有針對(duì)性的實(shí)施因材施教，使學(xué)生的成長(zhǎng)與發(fā)展更加全面。

3.大數(shù)據(jù)背景下的泛在學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)模型

理想的泛在學(xué)習(xí)是在一個(gè)交互性強(qiáng)、無(wú)縫的學(xué)習(xí)環(huán)境或條件下進(jìn)行。在大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持下，泛在學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)模塊包括泛在學(xué)習(xí)需求分析、目標(biāo)分析、內(nèi)容分析、學(xué)習(xí)策略分析及泛在學(xué)習(xí)績(jī)效評(píng)價(jià)等。

泛在學(xué)習(xí)需求分析首先對(duì)泛在學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)行分析，包括硬件設(shè)施環(huán)境和軟件資源環(huán)境，為開展泛在學(xué)習(xí)提供基礎(chǔ)保障，其次進(jìn)行學(xué)習(xí)者特征分析，了解學(xué)習(xí)者的心理特征，掌握學(xué)習(xí)者的起點(diǎn)和初始能力，為制定學(xué)習(xí)目標(biāo)、選擇學(xué)習(xí)策略提供依據(jù)，此外對(duì)學(xué)習(xí)需求進(jìn)行評(píng)估，通過分析可以使得設(shè)計(jì)出的學(xué)習(xí)系統(tǒng)更具針對(duì)性，更適合教育技術(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)習(xí)者使用;泛在學(xué)習(xí)目標(biāo)分析主要對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的專業(yè)性目標(biāo)和技術(shù)性目標(biāo)進(jìn)行分析，掌握知識(shí)、能力、態(tài)度以及技術(shù)等方面的預(yù)期目標(biāo)，分析實(shí)然狀態(tài)，對(duì)比差距分析等;泛在學(xué)習(xí)內(nèi)容分析在進(jìn)行了需求和目標(biāo)分析后，根據(jù)大數(shù)據(jù)分析，對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)與選擇、并開發(fā)與管理配套資源，分析與處理相關(guān)數(shù)據(jù);泛在學(xué)習(xí)策略選擇包括個(gè)別化學(xué)習(xí)、多人協(xié)作學(xué)習(xí)、線上線下混合學(xué)習(xí)等;泛在學(xué)習(xí)績(jī)效評(píng)價(jià)并不只是單一的評(píng)價(jià)方式，而是過程性評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合，利用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境開展線上線下評(píng)價(jià)相結(jié)合。

4.大數(shù)據(jù)背景下的泛在學(xué)習(xí)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

本文以教育技術(shù)學(xué)專業(yè)為例設(shè)計(jì)泛在學(xué)習(xí)系統(tǒng)，為該專業(yè)的學(xué)習(xí)者進(jìn)行泛在學(xué)習(xí)提供條件、資源等方面的支持。教育技術(shù)學(xué)專業(yè)偏重學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，所修課程多且課程設(shè)置比較復(fù)雜，對(duì)教學(xué)資源的類型及內(nèi)容需求較多。

泛在學(xué)習(xí)系統(tǒng)可以促進(jìn)對(duì)大學(xué)生學(xué)習(xí)行為的分析，能夠讓他們運(yùn)用多元化的學(xué)習(xí)方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，獲得免費(fèi)共享的優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源，利用大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)定位學(xué)習(xí)需求，在最短的時(shí)間范圍內(nèi)自主選擇更加靈活的時(shí)間和地點(diǎn)進(jìn)行碎片化學(xué)習(xí)。在泛在學(xué)習(xí)系統(tǒng)中運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)進(jìn)行感知挖掘和知識(shí)獲取來(lái)讓學(xué)習(xí)系統(tǒng)越發(fā)具備個(gè)性化的特點(diǎn)，并為學(xué)生推送相關(guān)學(xué)習(xí)資源;教師可以通過分析學(xué)生的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)和在線交流情況，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)需求，對(duì)于學(xué)生普遍存在的難點(diǎn)問題，可以再一次進(jìn)行針對(duì)性的講解。

該系統(tǒng)核心功能包括自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、在線學(xué)習(xí)、資源設(shè)置、大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)分析與處理等。

4.1自主學(xué)習(xí)模塊

自主學(xué)習(xí)模塊是學(xué)習(xí)者根據(jù)自己的學(xué)習(xí)需求尋找相應(yīng)學(xué)習(xí)資源的一種學(xué)習(xí)方式，該模塊可以實(shí)現(xiàn)在線課程學(xué)習(xí)、離線課程學(xué)習(xí)，以及在線互動(dòng)。在線課程支持4G移動(dòng)網(wǎng)、WIFI等，學(xué)習(xí)者可以在線觀看或者在線下載緩存觀看，以實(shí)現(xiàn)課程的在線學(xué)習(xí);離線課程用于無(wú)網(wǎng)絡(luò)全覆蓋的環(huán)境中，學(xué)習(xí)者只需先在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，在學(xué)習(xí)設(shè)備上安裝離線資源包，即可獲取其中預(yù)設(shè)的相關(guān)學(xué)習(xí)資源，而當(dāng)網(wǎng)絡(luò)連接后，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)也會(huì)進(jìn)行實(shí)時(shí)同步，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集;在線互動(dòng)功能能夠讓學(xué)習(xí)者之間進(jìn)行交流互動(dòng)并獲得講解者的解答和反饋，可以促進(jìn)學(xué)習(xí)者對(duì)知識(shí)的理解與學(xué)習(xí)，還能讓學(xué)習(xí)者在探索和學(xué)習(xí)知識(shí)的過程中提升成就感與滿足感，進(jìn)一步保持學(xué)習(xí)熱度。在此同時(shí)后臺(tái)能獲取學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)行為，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)風(fēng)格、學(xué)習(xí)偏好等的分析，進(jìn)而進(jìn)行個(gè)性化推薦。

4.2協(xié)作學(xué)習(xí)模塊

協(xié)作學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者通過組建小組或團(tuán)隊(duì)的形式共同開展學(xué)習(xí)的一種方式。該模塊可以實(shí)現(xiàn)好友添加、建立討論組、資源共享以及邀請(qǐng)好友一起學(xué)習(xí)的功能。在協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境下，學(xué)習(xí)者之間可以實(shí)現(xiàn)跨時(shí)間跨空間的隨時(shí)隨地的學(xué)習(xí)和交流，一起探討知識(shí)，一起完成小組學(xué)習(xí)任務(wù)。

4.3在線學(xué)習(xí)模塊

在線學(xué)習(xí)更多強(qiáng)調(diào)的是時(shí)間的同步性，需要在某個(gè)特定的時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)，分為名師或?qū)＜抑辈?、本校教師在線授課兩部分。學(xué)習(xí)者不管身處什么地方，都可以隨時(shí)隨地獲取專家直播視頻和其它學(xué)習(xí)資源，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫的泛在學(xué)習(xí)。本校教師在線授課既面向本科的師生，為自己學(xué)校帶來(lái)便利，也面向網(wǎng)絡(luò)上的學(xué)習(xí)者，擴(kuò)大群體范圍，任課教師利用線上網(wǎng)絡(luò)建立課程，學(xué)生通過課程邀請(qǐng)碼加入課程后，教師就可以進(jìn)行在線授課。該模塊也同樣設(shè)計(jì)了在線互動(dòng)功能，學(xué)習(xí)者可進(jìn)行留言和討論，方便交流或私信。

4.4資源設(shè)置模塊

教育技術(shù)學(xué)專業(yè)所需資源較多，教學(xué)內(nèi)容復(fù)雜，為更好的服務(wù)于該專業(yè)學(xué)生，促進(jìn)泛在學(xué)習(xí)效果，該系統(tǒng)提供了多而全面的資源供學(xué)習(xí)者使用，內(nèi)容多樣，形式豐富。內(nèi)容包括單個(gè)知識(shí)點(diǎn)精講、課程系統(tǒng)知識(shí)講解、專業(yè)理論型知識(shí)、技能型知識(shí)、單元測(cè)試題以及課程題庫(kù)等，資源形式包括視頻、PPT課件、Word、PDF等，學(xué)習(xí)者可根據(jù)自己的需求進(jìn)行選取。

4.5大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)分析與處理模塊

泛在學(xué)習(xí)系統(tǒng)的使用離不開各種新技術(shù)的支撐與服務(wù)。本系統(tǒng)是在物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)支持下運(yùn)行，利用物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)智能化管理，所有設(shè)施能被遠(yuǎn)程感知和控制，將物理世界和人類世界聯(lián)系在一起，并利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行傳輸和處理。該模塊起著至關(guān)重要的作用，可以對(duì)泛在學(xué)習(xí)過程中的各種要素進(jìn)行追蹤和控制，獲得學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化推薦服務(wù)、知識(shí)精準(zhǔn)搜索、學(xué)習(xí)行為分析、學(xué)習(xí)風(fēng)格分析、偏好分析等，為學(xué)習(xí)者、教師、教育管理者提供學(xué)習(xí)、教學(xué)、教學(xué)觀摩等一系列教學(xué)活動(dòng)的平臺(tái)，為泛在學(xué)習(xí)的順利開展提供保障。利用這些數(shù)據(jù)分析，可以了解不同學(xué)習(xí)者的喜好，為他們推薦相關(guān)聯(lián)的知識(shí)、志同道合的學(xué)習(xí)伙伴以及相關(guān)領(lǐng)域的專家教師等，同時(shí)通過大數(shù)據(jù)給出的客觀數(shù)據(jù)信息，可以讓教師更加全面客觀地了解學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為、學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，便于發(fā)現(xiàn)他們個(gè)人或共同存在的一些問題，進(jìn)而更有針對(duì)性的實(shí)施因材施教，促進(jìn)學(xué)生的進(jìn)步。

5.結(jié)論

泛在學(xué)習(xí)的發(fā)展離不開智能化技術(shù)的支持，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，泛在學(xué)習(xí)系統(tǒng)還將迎來(lái)進(jìn)一步的功能與性能優(yōu)化。本文設(shè)計(jì)的基于大數(shù)據(jù)環(huán)境的泛在學(xué)習(xí)系統(tǒng)，為教育技術(shù)學(xué)專業(yè)學(xué)生實(shí)施泛在學(xué)習(xí)提供支持，學(xué)習(xí)者進(jìn)行跨越時(shí)間和空間的無(wú)縫學(xué)習(xí)，隨時(shí)隨地獲取自己所需的信息和資源，利用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)，可以通過算法實(shí)現(xiàn)個(gè)性化推薦服務(wù)，能夠精準(zhǔn)地獲取到學(xué)習(xí)者所需的學(xué)習(xí)資源和信息，并推薦給相關(guān)聯(lián)的人，學(xué)習(xí)者可以制定專屬于個(gè)人的自主學(xué)習(xí)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)以學(xué)習(xí)者為中心、學(xué)習(xí)任務(wù)為主導(dǎo)的個(gè)性化學(xué)習(xí)，為終身教育提供新的思路。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬莉，張勇.大數(shù)據(jù)背景下的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)探索[J].教育教學(xué)論壇，2020（21）：384-385.

[2]Weiser M. The Computing for the Twenty-First Century[J]. Scientific American，1991.

[3]呂利婷.基于混合現(xiàn)實(shí)的高校泛在學(xué)習(xí)研究[D].鄭州大學(xué)，2018.

[4]付道明，徐福蔭.普適計(jì)算環(huán)境中的泛在學(xué)習(xí)[J].中國(guó)電化教育，2007，（7）：94-98.

[5]章偉民，徐梅林.全球視閾中的教育技術(shù)：應(yīng)用與創(chuàng)新[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2006.8.

作者簡(jiǎn)介：

1.胡靜（1998.4-），女，漢族，貴州畢節(jié)人，在讀研究生，研究方向：現(xiàn)代教育技術(shù);

2.陳美芳（1980.8-），女，江西余江人，副教授，碩士，研究方向：教育技術(shù)及多媒體應(yīng)用;3.沈友華（1978.12-），男，江西大余人，副教授，研究方向：高等教育。

基金項(xiàng)目：

1.江西省高等學(xué)校教學(xué)改革研究省級(jí)課題《大數(shù)據(jù)環(huán)境下大學(xué)生泛在學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究》（課題編號(hào)：JXJG-19-10-19）;

2.江西省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2020年度課題《基本移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的民辦高校大學(xué)生泛在學(xué)習(xí)影響因素研究》（課題編號(hào)：20YB277）。