大數據在教育領域的應用分析

☆解樹磊

（曲阜師范大學傳媒學院，山東曲阜276826）

大數據在教育領域的應用分析

☆解樹磊

（曲阜師范大學傳媒學院，山東曲阜276826）

大數據在現代社會的應用越來越廣泛，本文首先總結和歸納大數據的概念和特點，在此基礎上通過理論和實踐相結合的方式論述了大數據的教育應用，包括構建電子學習檔案、促進智慧校園的建設與發展、促進教育教學評價方式的改變和促進個性化學習，并對目前大數據在教育領域的應用所面臨的問題做了簡要的分析。

大數據；電子學習檔案；智慧校園；教學評價；個性化學習

一、大數據概況

現代社會是信息化社會，在這樣一個充滿信息的社會，數據的作用越來越大。大數據思維席卷全球，并深度改變著人們生活和工作的方式。越來越多的國家開始從戰略層面認識大數據，在各個領域融入大數據思維和技術。在大數據的發展熱潮下，我國大數據行業也正方興未艾，隨著國內經濟的發展而不斷向前推進。物聯網、云計算、移動互聯網、手機、平板電腦、個人PC以及遍布全球各個角落的各式各樣的傳感器，無一不是數據的來源。隨著大數據成為網絡信息技術行業的熱點詞匯，教育也逐漸成為大數據的一個重要應用領域。

大數據的特點主要包括:（1）大量（Volume）：主要是指數據的存儲量大，計量單位上升到EB、ZB、YB甚至以上級別；（2）高速度（Velocity）：指數據分析的速度很快，一般在很短的時間內就可以給出海量數據的分析結果；（3）多樣化（Variety）：指包含的數據類型很多，既包括網頁記錄、網絡日志、圖片信息，又包含動畫、視頻、音頻、地理位置等信息；（4）價值（Value）：指大數據在于發現海量數據背后隱藏的有價值的信息[1]。

2016年2月，教育部辦公廳印發的《2016年教育信息化工作要點》中指出：完善國家級教育數據中心建設，基本完成省級教育數據中心建設。做好已建管理信息系統的運行維護，推動各系統整合與全面應用，基本建成覆蓋全國各教育階段的學生、教師、學校經費資產及辦學條件數據庫，并實現數據的“伴隨式”收集、分層次開放與共享。制訂《教育數據管理辦法》，規范各類教育基礎數據的采集、存儲、共享、發布和使用。完善“國家教育科學決策服務系統”建設與服務，推進省級應用。由此看來，國家目前正在全面實施教育信息化發展戰略，與信息技術緊密相連的大數據技術也變得越來越重要。

大數據一詞從2009年便成為了熱點詞匯，然而其在教育領域的應用是近幾年才開始嶄露頭角。從國內外的相關文獻來看，大數據本身的研究較為深入，然而大數據在教育領域的應用研究還處于起步階段，研究涉及到的范圍雖然較廣，但是研究內容不夠深入。因此，對于大數據的教育應用研究還需要不斷的加強，最終能為實現教育效果最優化的目標而貢獻力量。

二、大數據在教育領域的應用及案例分析

（一）構建電子學習檔案

1.電子學習檔案的使用與特點

通過大數據技術，搜集學習者在學習過程中的學習行為數據、作業完成情況、考試成績以及在學校參加比賽情況等數據信息，這些數據信息可以真實地反映出學習者的學習狀況和學習能力。通過這些數據可以構建學習者的電子學習檔案。

電子學習檔案的特點：（1）一種以現代信息技術為基礎的學習記錄方式。（2）具有數字化表達形式。（3）具有一定的開放性，教師和家長可以根據每個學生的電子學習檔案來了解各個學生的學習情況。（4）具有學生自主性創作的特點。（5）具有明顯的人文性特點，電子學習檔案將學生視為一個全面發展的人，并且可以對學生進行較為全面的評價。（6）評價主體和評價方式呈多元化。（7）評價具有真實性，電子學習檔案袋包含了學生的學習狀況和所遇到的問題，不僅有利于教師進行因材施教，更有利于學生發現自己的問題，并能及時進行解決。

2.促進電子學習檔案建構的案例

圖1 電子學檔的建構體系

電子學習檔案的建構體系如圖1所示，利用電子學習檔案袋，可以為學生創設一個自主學習的環境。在實際應用中，學生可以在網上瀏覽教師上傳的電子學習檔案袋，在這個檔案袋中含有關于教學內容的現實案例，從而使學生能夠真正體驗和感受到教師創設的教學情境；然后，教師可以按照學生的學習特點和學習能力對其進行分組，并且通過每個學生的電子學習檔案袋向各個小組的學生提出相應的學習任務和計劃，當學生在進行探索式的學習時，教師可以隨時通過網絡來瀏覽每個學生的電子學習檔案袋，分析學生的學習情況；最后，教師根據學生的學習情況給出相應的建議與方法，以便于學生能及時高效地進行自主學習。當學生完成了一項學習任務時，教師可以讓其通過電子學習檔案袋進行討論和展示，之后再讓其他學生進行打分，這樣展示學習成果的學生和給予評價和打分的學生都能夠獲得提高。

通過電子學習檔案袋，教師在平時的教學活動中就能夠觀察到學生的學習情況，根據檔案袋里學生作業的完成情況數據、平時測驗的數據以及考試的數據，教師便可以清楚地了解學生在這一階段的學習狀況與學習中遇到的問題。

（二）促進智慧校園的建設與發展

1.智慧校園的發展概況

近些年來，隨著智慧教育的提出，智慧校園的建設與發展也提上了日程。所謂智慧校園就是指通過物聯網技術對我們的校園進行智慧化管理，能夠達到校園生活與學習的一體化，由此可實現校園實時數據的獲取、存儲和加工分析，從而為學校發展和教學應用提供有效的決策依據，智慧校園作為教育信息化建設的一個實體，對實踐大數據的價值提純有重要的現實意義[2]。

在智慧校園環境下，基于云計算的大數據應用可以對教師教學行為、學生學習行為、學生個性特征等進行分析和預測，從而為促進學生的身心發展提供適時的引導和幫助。同時，還可提供學校運轉的實時動態數據以便于校領導和教師及時掌握最新的管理和教學信息，從而助力教學管理更趨向科學化、智能化[3]。

2.促進智慧校園建設的案例

（1）東華大學的智能實驗室項目。前幾年，東華大學的實驗室十分分散，不同的學院有不同的實驗室，因為實驗室數量眾多而不便于管理，所以東華大學提出了智能管理的方法，充分利用物聯網技術將實驗室的儀器和設備都實行智能化管理，取得了很好的效果。學生進入實驗室進行實驗，哪個學生使用了哪臺實驗器材、使用了多長時間、儀器使用率等，這些都以數據的方式記錄下來；然后通過計算機可以自動生成表格，進行系統的統計。另外東華大學的實驗室還實行了全天開放、無人管理等先進的管理方式。通過對實驗室進行智能化管理，學校的實驗器材使用率提高了，管理更加方便，最重要的是讓學生在實驗的過程中更加便利，有利于增強學生的動手操作能力和知識技能。

（2）通過手機實現快速借書。讓手機中的物聯網智慧校園系統對接圖書館管理系統，當學生借完書后，學生的相關借書信息也會保存在手機中，學生可以直接通過手機查詢自己所借書的還書日期、圖書館館藏書目等相關信息。這樣學生的手機便成了一個移動的個人圖書館，真正實現了移動化、碎片化的學習。

（三）促進個性化學習

1.個性化學習概況

大數據時代的技術和工具為其他行業提供了多樣化和定制化的服務，個性化模式同樣可以在教育領域大規模地呈現。個性化學習是指針對每一個學生個體特定的學習意愿、興趣和學習需求而推出的一系列教育方式與學習策略。雖然個性化的學習需求一直都存在著，但是我們的相關技術水平還不能完全滿足學生的需求，目前大數據技術的蓬勃發展為真正實現個性化學習提供了條件。

個性化學習的最終目標是使學生能夠根據自己的特點來安排學習策略、學習方法和學習進度等。例如，一個擁有智能手機的用戶可以安裝很多自己喜歡的個性化應用軟件，學習者通過這些個性化的應用軟件便可以更加方便和高效地進行學習。學習設備需要具有一定的適應性和靈活性，來真正實現個性化學習的最終目標。

2.促進個性化學習的案例

例如：美國密歇根大學的E2Coach技術，這種技術就可以提供定制的學生網站，并且還可以向學習者推送如課件、講義和資源等各種學習材料。對于我國的學生來說，便可以通過很多APP以及網絡資源進行有效的學習。比如通過愛課程網、中國大學Mooc、滬江網、網易公開課等平臺都可以實現自己個性化學習的目標。

（四）促進教育教學評價方式的改變

傳統的教育教學的評價方式一般以考試為主，這就造成了我們常說的應試教育現象，僅通過考試進行評價的方式不利于人的全面發展，違背了我們的教育初衷。因此，改變教育教學的評價方式變得尤為重要。要讓評價方式有所轉變，就要從原來的以結果性評價為主逐漸轉向以過程性評價為主。而大數據為我們帶來的全新的評價方式正是過程性的評價。例如Mooc中的評價方式就有通過小組進行評價、通過課堂提出問題情況進行評價、通過小組討論情況進行評價、通過期中測評進行評價等等。

在傳統的課堂教學中，如果100個學生在回答同一個問題的時候，其中有5個學生回答得不正確，那么教師往往會忽略這5個學生而繼續進行教學活動。然而在大數據技術支持下的在線教育中，便會產生另外一種效果：在線課程的學習者數量龐大，有時多達上萬名學習者同時學習某門課程，這樣的話如果在1萬個學習者中有500人回答錯了某個問題，那么課程的講授者往往能注意到這些回答錯了的學生，并且可能會進一步去探索他們回答錯的原因以及提出相應的問題解決方案，這便使得學生通過在線學習方式獲得的學習效果要好于傳統的學習方式。

三、關于大數據在教育領域應用的幾點思考

（一）如何方便快捷地獲取教育大數據

在學生進行學習的過程中，作為家長或教師應該如何快速地獲取學生所產生的教育大數據，解決這個問題非常重要。因為如果沒有這些教育大數據，后面的數據分析以及提出解決方案等內容就無從談起?，F在在我國一些發達地區的中小學已經開始在教室中給每個學生配備一臺平板電腦，教師在課堂上進行講課，學生通過平板電腦進行學習，并利用電腦回答問題，完成相應的作業和考試。整個學習過程中，學生的學習效率、作業的完成時間與完成準確率等數據都可以被平板電腦記錄下來。但是學生的學習是一個很復雜的過程，這個過程中還涉及到很多方面，例如學生的學習能力、學習特點等，這些方面的大數據如何來收集與獲取還需要繼續探索。

（二）如何將教育大數據提取為我們所需要的有價值的、有意義的知識與信息

通過移動設備收集到的數據信息雖然數據量很大，然而并不是所有數據都有利用價值。那么問題就出現了，我們如何對大量的教育數據信息進行篩選和過濾，這是需要我們不斷去探索的問題。隨著計算機技術的不斷發展，我們也有理由相信這些問題能夠不斷地被解決，最終實現教育最優化發展的目標。

（三）如何對已經搜集好的教育大數據進行分析處理并根據結果提出相應的教學問題解決方案

數據分析技術正在蓬勃發展，但是教育數據和其他的數據有著不同之處，教育數據來源于學生，然而學生是有思想的人，這一點便與其他傳統的數據有著很大的不同。以什么樣的算法和評價標準對教育數據進行分析處理是我們所要考慮的問題，獲取處理結果后我們又該如何得到相應的解決方案，這同樣是個難題。

四、總結

通過上述的分析與論述，我們發現大數據對教育發展的促進作用是非常明顯的，大數據在教育領域的應用給教育的發展帶來了巨大的機遇和啟示。不但有利于教師更好地教學，而且有利于學生充分進行個性化學習，掌握學習的主動權。但是關于大數據教育應用的研究多處于理論方面，還不能真正地在實踐中進行具體的應用，要實現大數據在教育實踐中的真正運用還需要我們共同努力。

[1]劉鳳娟.大數據的教育應用研究綜述[J].現代教育技術,2014,(08): 13-19.

[2]姚琪.大數據在“智慧校園”中的價值研究[J].信息網絡安全, 2013,(08):91-93.

[3]于長虹,王運武.大數據背景下數字校園建設的目標、內容與策略[J].中國電化教育,2013,(10):30-35.

[編輯：鄭方林]

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