大數據環境下高校教學系統研究

【摘要】闡述在當前大數據時代的背景下，高校數字化校園建設如何利用大數據的思想和技術，解決數據質量、數據挖掘利用等問題。大數據技術手段能夠促進高校建立完善的數據采集體系、規范數據質量管理、做好數據安全和隱私保護等工作;對高校中的大數據進行深入挖掘和分析，為學校管理決策提供支持，為學校教學、科研工作的改進提供有效依據，提高校園用戶信息化服務的服務體驗。

【關鍵詞】大數據;教學系統;信息化

一、大數據的定義

對于大數據目前尚沒有一個公認的定義，維基百科對大數據的定義為：大數據是指利用常用軟件捕獲、管理和處理數據所耗時間超過可容忍時間的數據集。

將大數據定義為：無法在一定時間內用傳統數據庫軟件工具對其內容進行抓取、管理和處理的數據集合。大數據不是一種新技術，也不是新產品，而是一種新現象，大數據強調對數據的抓取、管理和處理。大數據具有以下4個特點，既4個“V”：

數量（Volumes）：是指數據規模超大。數量級別從TB（1TB=1024GB）級別，躍升到PB（1PB=1024TB）、EB（1EB=1024PB）乃至ZB（1ZB=1024EB）級別。

多樣性（Variety）：是指管理結構化、半結構化和非結構化數據。這些數據來自多種數據源如傳感器、智能設備，數據種類和格式沖破了以前所限定的結構化數據范疇，包括文本、微博、音頻、視頻等等。

速度（Velocity）：是指處理數據快，包含大量或實時數據分析處理的時間要求非常短，1秒定律。速度影響數據時延，從數據創建或獲取到數據可以訪問的時間差。

價值（Value）：是指價值密度低，商業價值高。以視頻為例，連續不間斷的監控過程中，可能有用的數據僅僅有一兩秒。

大數據與傳統的數據庫也有明顯的區別，兩者在數據來源、數據處理方式和數據思維等各個方面都有很大的變化。

二、高校教學系統在大數據環境下特點

1、高校中的數據源

高校是一個每時每刻都會產生大量數據的地方。自從我國推行教育信息化以來，這些數據大部分被記錄保存了下來。比如人事、教學、財務等部門的基本業務數據，網絡教學課件和視頻、網絡遠程教育教學資源的多媒體數據，學生教師上論壇、微博、微信等社交網絡產生的網絡行為數據，校園網內連接無線網絡而感知的位置數據等。

伴隨著高校教育信息化建設程度的不斷深入和加強，比以往更多的海量數據被積累保存，這對于高校來說，是一筆寶貴的財富。這些海量數據并不是單一。

純的數據積累、記錄和保存，其潛在的價值將會對現代化高校建設產生積極重要的意義。例如，通過對“課堂、成績、就業”等方面數據的統籌分析，能夠在一定程度上對傳統教育領域的授課和學習模式的改革給予指導和建議，通過學生的圖書借閱歷史和選課信息綜合判斷學生的興趣愛好。在這個信息就是金錢的時代，大數據技術的應用將會在高校教育信息化中起到越來越重要的作用。如何充分利用數據價值，使其為學校管理、教學、服務等工作提供有益幫助，將是本文重點研究的內容。

2、高校中大數據的特點

對于大數據關注，往往過分集中于“大”的特點，而忽略了處理大數據所必須面對的一個難題：未經處理的碎片數據是造成大數據價值密度低的直接原因。在高校內部圍繞著教師或學生服務和管理產生的數據也具有“碎片化”的特點。

同時他還總結了大數據的另一個特點——持續性。“持續性”體現了校園科研、教學和管理業務的規律。必須基于長期、持續的數據進行統計分析，靠短期數據分析獲得的結論對指導教育教學改革無益。而筆者認為，高校的數據還體現了另外一個特點——多維度?！岸嗑S度”能夠表征校園活動參與個體的完整狀態。如，對一位學生而言，學習成績反映學習效果;借書種類反映興趣愛好;一卡通消費情況反映家庭狀況;上網軌跡反映思想動態等。只有將多維度的數據進行有效整合，通過建立量化分析模型，反映一個學生的生活習慣與學習進步的相互關系，才能清晰全面地分析學生個體。

3、大數據教育與傳統教育相比的優勢

通過討論大數據與傳統數據的不同以及高校數據源的特點，發現在大數據影響下的教育與傳統教育相比具有諸多優勢，主要體現在以下三個方面：

數據采集：傳統教育數據的采集方式來源于調查問卷、心理測試等。采集標準和規則均已完善。而大數據的采集是過程式的，它關注著學生在校數據的整個生命周期，關注著學生在校生活的每一個微觀表現。

策略決策：傳統數據詮釋宏觀、整體的教育狀況，用于影響教育政策決策;大數據透析微觀、個體的學生在課堂上的狀況，用于調整教育行為進而實現個性化教育。

評估誤差：傳統數據來源于階段性的、針對性的評估，其采樣過程可能有系統誤差;大數據采用微觀持續性記錄方式，采樣的方式誤差較小。

三、基于大數據的高校信息化教學模式的實現方法

根據“數據是靈魂資產，分析和挖掘是手段，發現和預測是最終目標”指導思想，按照基于大數據的高校信息化教學模式架構，總結高校信息化教學模式的實施路徑，四者之間相互聯系，互為補充。

“大數據驅動信息化教學”理念是基礎。目前用大數據分析驅動信息化教學的展開尚屬較新的研究視角，其落地生根是復雜的系統工程，需要國家、高校及教師都樹立正確的大數據理念，推動信息化教學模式展開。

一是從國家層面，根據對各層教育大數據的分析，按照大數據發展戰略，制定相關的具體實施政策;二是學校的教育管理人員通過數據分析哪些教育項目有利于提升學生的學習效果，從而進一步推廣;三是培養教師“數據驅動教學”和“教學數字化”的理念，要求革新教育理念，構建基于大數據的人才培養目標。依據聯通主義理念，將章節學習內容以知識圖譜可視化方式呈現給學生，實現對知識的有效組織。

當具備數據分析能力，以適應大數據時代所帶來的教育變革;其次，教師作為學生和信息知識之間的主要媒介，需要適應大數據時代的要求，由“傳道授業解惑者”轉為“教學相長的引導者”;最后，通過利用云計算整合教育資源，教師將工作重點轉移到教學方法上，積極利用分組協作的方式，學生通過名師的教學視頻學知識、學思維方式、學問題解決方法，為構建學習型社會打下堅實基礎。

四、總結

本文通過討論高校中的數據源和數據的特點，探討大數據技術在高校中如何應用，并從技術和實施兩個層面分析大數據在高校教育信息化建設中所面臨的挑戰以及相應的解決策略。隨著對大數據理解和應用的深入，我們期待看到大數據技術為高校信息化建設帶來更多的活力。

對信息化教學模式的研究和推廣，將是推動高等教育信息化進程的必由之路。但大數據環境下的信息化教學模式研究是復雜的系統工程，信息化教學是動態化教學過程，其發展受到諸多因素的影響，應與時俱進地探討信息化教學模式的實施路徑，但有效地運用大數據理念來開展信息化教學是時代發展需要，也是高教改革發展的必經之路。

大數據技術的發展，為高校的數字化校園建設，帶來了新的技術手段和依據。針對高校大數據的實際情況，有針對性的利用大數據思想和技術，充分發掘和分析高校大數據的價值，可以有效的提高數據管理質量，提升部門工作效率，為高校管理決策提供支撐，并在教學、學習、校園安全等多個方面提供有益的推動。

【參考文獻】

[1] 吳曉英， 明均仁. 基于數據挖掘的大數據管理模型研究[J]. 情報科學， 2015（11）：131-134.

【作者簡介】

邢紫陽（1983—），濟南大學泉城學院工學院教師。