大數據時代高校信息管理的研究

朱麗麗 張素紅

(金陵科技學院 江蘇南京 211169)

大數據時代高校信息管理的研究

朱麗麗 張素紅

(金陵科技學院 江蘇南京 211169)

隨著數據庫技術的迅速發展及數據庫管理系統的廣泛應用，高校積累的教育數據越來越多，但缺乏挖掘數據背后隱藏的知識手段，導致了“教育數據爆炸但知識貧乏”的現象。當今大數據時代，在信息部門的協同下，數據處理中心對這些零散而又無特定結構的教育數據應用大數據的數據分析、架構、存儲、挖掘技術實現自上而下的教學管理優化，真正地實現基于數據的教學管理決策，促進高校教學管理體制變革。大數據技術也可幫助高校提高教學質量，促進教育公平。

大數據； 信息管理； 教育決策

0 引言

近年來，以物聯網、移動互聯網、云計算和大數據(Big Data)為代表的新一代信息技術發展迅猛，而大數據則風頭最勁。無所不在的移動終端、智能設備、無線傳感器等每分每秒都在產生數據，擁有數以億計用戶的互聯網服務時時刻刻在產生巨量的交互。大數據需要滿足數據量足夠大(Volume)、數據的種類多樣化(Variety)、數據的增長及處理速度快(Velocity)、數據蘊藏價值大(Value)這四個根本特征。

高校信息管理與其他類信息管理(如企業信息管理)有本質的區別，這由它的特點所決定：

1)高校信息管理研究的數據是教育數據。隨著數據庫技術的迅速發展及數據庫管理系統的廣泛應用，高校積累的教育數據越來越多，正在從TB級往PB級發展。目前的數據庫系統已經從單機模式發展為分布式模式，從結構化模式發展為非結構化模式，從關系型數據庫(RDBMS)發展為非關系型數據庫(NoSQL)。海量的教學相關數據與其他類信息管理處理的數據不一樣，這些數據真實地反映了高校的教學情況，它蘊含很多潛在的教學關系和教育規則。

2)高校信息管理使大量的教學相關事務工作信息化、網絡化，基本滿足了教學模式的需求，可進行各種信息的查詢(如它可以給出某學期某門課程考試未通過或成績優秀的學生情況、某教師所教班級的學生成績情況等)，還可以生成各類統計報表[1]。

3)現有的高校信息管理欠缺分析和決策支持功能，從海量教育數據中難以發現潛在的關系和規則，缺乏挖掘數據背后隱藏的知識的手段，導致了“教育數據爆炸但知識貧乏”的現象。海量的教學數據難以為管理決策提供科學依據，例如：不能找出那些考試未通過及成績優秀的學生在哪些方面有什么不同的特征，以及怎樣合理建議考試未通過的學生提高成績；為什么學生喜歡上某些選修課程，如何才能調動他們學習積極性；預測未來課程的發展方向；學生在校成績中隱藏的知識如何來指導招生等。

1 高校信息管理體系及技術

高校信息管理體系由數據源、數據存儲、數據分析、用戶端及接口層四部分組成，如圖1所示。

圖1 高校信息管理體系架構

大數據時代，數據挖掘技術主要存在以下三個方面的挑戰：①多樣性的數據類型：由于差異性的標準，不同的系統和應用需求，會產生多樣性的數據，其中包括結構化數據、半結構化數據、非結構化數據，對半結構化和非結構化數據的清洗集成與挖掘將成為一大挑戰。②數據挖掘算法的改進挑戰：大數據時代數據的量級達到了TB級甚至GB級，伴隨著數據新特征的產生，基于云計算、物聯網、大數據技術等相關技術，對現有挖掘算法進行改進，以適應不同的應用需求。③數據清洗除噪技術挑戰：由于應用終端所處地理位置的特殊性和復雜性，使得海量數據具有很多噪聲[2]。在進行數據清洗時，不易把握清洗規則和粒度。粒度太大，殘留的噪聲會干擾有價值的信息，干擾挖掘結果；粒度太小，有價值的信息可能會被清洗遺失。

2 大數據時代高校信息管理應用

大數據時代高校信息管理數據處理流程由數據處理(概念圖、知識萃取、序列化工具)，數據挖掘(聚類、關聯規則、文本挖掘)，數據分析(統計學、可視化、個性化推薦)，用戶應用(知識管理、內容管理、教學分析、教育決策)四部分組成，如圖2所示。

2.1 教學模式變革

高校信息管理分析學生學習行為和學習模式，為每一位學生都創設量身定制的學習環境和個性化的課程體系，同時創建早期學業監督系統，以便發現學習過程中潛在的問題和風險，為學生提供充滿挑戰性的學習計劃，激發和培養創新意識和潛力。運用大數據挖掘創造的“學習分析系統”，分析學生的學習行為、教師的教學行為、考試成績到職業規劃等所有重要的信息[3-5]。它是大數據挖掘、模塊化和案例運用的聯合框架，可以向教師提供學生是“怎樣”學習得更多、更好、更精確的信息。

圖2 高校信息管理數據處理流程圖

2.2 教學資源整合

高校信息管理還包括：教學質量分析(有助于教與學的統一)；得獎得優分析(有助于因材施教)；教室安排分析(提高教室、實驗室使用率)等方面。所涉及的問題包括教室、實驗室、語音室等多種教學資源轉換的管理，是否新建教學實驗樓，是否更改教學資源用途，如何提高教室、實驗室使用率，如何合理安排課程、課程調整、調停補課等學期中出現的突發情況，提高學生學習和教師授課水平等方面[6-7]。

2.3 指導招生

高校信息管理通過分析多年的教育數據，找出數據中隱藏的知識，輔助招生管理決策，比如：需要的生源在哪里，應該向哪些省份多投放招生名額，具體到哪個省份招生名額的確定[8]。不同省份生源名額的重新分配，重點和一般城市招生策略的區別，招生宣傳策略的調整，這些具體決策需要大量教育數據作為支撐，利用大數據挖掘技術進行挖掘，將隱藏的有用的知識服務于教育教學。

3 結束語

高校取得競爭優勢的關鍵是教育信息合理管理和有效應用。真正反映教育狀況的有效信息如何從海量的教育數據中獲取；教育資源的管理和調度如何系統地、有序地完成；采取什么樣的招生策略、校園管理成本如何降低、教學效果如何提高，最終如何為教育信息管理提供決策支持，上述這些的問題都是教育部門關注的焦點問題[9]。

隨著教育教學改革的逐步深入以及高等教育國際化的逐漸接軌，高校面臨眾多競爭問題：學位評審、社會影響力及問責、績效考核、高校排名次序等，從海量的教育教學數據中如何有效地利用和挖掘，并從這些數據中獲取潛在但有用的知識應用于高校信息管理過程中，提高教育教學質量、提升科研水平、增強管理效益，是當前高校教育信息化管理與深入發展的研究趨勢。

[1] 蔣達央，姚琪.加拿大職業院校教育信息化建設與應用研究——以百年理工學院為例[J].常州信息職業技術學院，2015(6)：13-15.

[2] 劉松.數據挖掘在楚雄電信發析系統中的應用[D].北京：北京郵電大學，2006：6.

[3] 舒忠梅，屈瓊斐.大數據時代高校信息管理與決策機制研究[J].華南理工大學學報(社會科學版)，2013(12)：13-15.

[4] 徐鵬，王以寧，劉艷華.大數據視角分析學習變革——美國通過教育數據挖掘和學習分析促進教與學報告解讀及啟示[J].遠程教育雜志，2013(1)：11-13.

[5] 甘容輝，何高大.大數據時代高等教育改革的價值取向及實現路徑[J].中國電化教育，2015(11)：70-73.

[6] 金陵.大數據與信息化教學變革[J].中國電化教育，2013(1)：8-10.

[7] 馮登國，張敏，李昊．大數據安全與隱私保護[J].計算機學報，2014(1)：246-258.

[8] 宓詠，趙澤宇.大數據創新智慧校園服務[J].中國教育信息化，2013(24)：3-7.

[9] 汪小燕.基于二進制可辨矩陣的屬性約簡研究[D].安徽：合肥大工業大學，2006：5.

[責任編輯：李娟]

Study on University Information Management in the Era of Big Data

ZHU Lili ZHANG Suhong

(Jinling Institute of Technology, Nanjing 211169, China)

With the rapid development of database technology and the wide application of database management system, more and more educational data was accumulated in colleges and universities. The lack of hidden knowledge behind data mining leads to the education data explosion but lack of knowledge. In the era of big data, data analysis, architecture, storage and mining technique of these fragmented educational data with no special structure by data processing center under the collaboration of the information department can achieve top-down teaching management optimization, realizing educational decision-making based on data and promoting the reform of teaching management system in colleges and universities. Big data technology can also help colleges and universities to improve teaching quality and promote educational equity.

big data; information management; educational decision-making

2016-11-04

江蘇高校哲學社會科學基金指導項目(2016SJD880024)；2015年度江蘇省現代教育技術研究課題(2015-R-42512)；2015年金陵科技學院課題(JIT-DXWH-2015012)；2015年金陵科技學院校級教育教改研究重點項目(2015JYJG07)

朱麗麗(1980-)，女，講師，碩士，主要研究方向：教育管理、計算機技術

G 647

A

1672-2434(2017)01-0075-03