國內外教育大數據的應用研究綜述

吳瑋

隨著云計算和移動互聯網的發展，大數據迅速成為了各領域的熱門話題，在教育也不例外。過文獻分析法，對國內外大數據在教育領域的研究現狀進行了分析和綜述，重點從理論和實踐兩個領域分析了大數據在我國教育應用的具體情況，最后總結了大數據教育應用研究存在的問題和發展趨勢，以期對大數據的教育應用做出較為全面的梳理和分析，從而為大數據在教育領域得到更好的應用提供參考。

大數據教育應用研究綜述一、大數據的教育應用現狀分析

對于大數據的教育應用現狀，我們在查閱國內外著名的文獻資料數據庫基礎上，主要采用文獻研究法進行研究，具體情況如下：

（一）國內研究現狀

對于“大數據的教育應用”國內研究的現狀，我們主要借助中國知網提供的論文發表數據進行分析。在中國知網中選擇“高級檢索”類型，并在檢索條件中選擇“主題”檢索，輸入“大數據”并含“教育”，截止到2014年4月17日共檢索出303條結果與之相關，通過手工篩選，把會議報道等無關信息剔除掉，剩余160篇文章。經過對文獻內容的分析，可以發現到目前為止，大數據在教育領域的應用研究可以劃分為以下兩個階段：

1.研究的萌芽階段

雖然大數據是從2009年就成為流行詞匯，但是它在教育中的應用是近3年才出現的。通過查閱中國知網提供的論文樣本可知，國內最早的研究是從2012年開始的，相關論文只有5篇。2012年3月底，美國奧巴馬政府宣布，白宮將投入2億美金的研發費用來推動大數據技術的發展，其主要目標是為了讓大數據技術更好地服務于科研、環境、生物醫藥、教育和國家安全領域，同時，明確地表示將主要用來鼓勵在數據采集、存儲、管理、分析和共享等方面的技術研發，這直接刺激了全世界對“大數據”的關注。2012年大數據成為時代發展的一個重要趨勢，這也直接影響到教育領域的專家學者開始關注。王震一提出：今天的大數據就像當年發明顯微鏡一樣，人們從龐雜的海量數據中找到了前所未知的事物。正確面對這些關系復雜、形式多樣的結構化、半結構化和非結構化的教育數據，形成一套涵蓋業務、技術和IT基礎架構的全面解決方案來處理存儲、管理和分析教育大數據，這就是信息化教育。

2.研究的起步階段

2013年至今，也是大數據在教育領域應用研究的起步階段。隨著國家對教育信息化的快速推進和信息技術與教育教學的深度融合，我國教育事業的改革和創新發展離不開信息技術的支持和引領已經越來越成為教育界的共識。2013年被媒體稱為中國的大數據元年。正是從2013年起，在國內教育技術領域掀起了基于大數據技術促進教育改革和創新發展相關研究的熱潮，大數據的教育應用研究迅速發展起來，直接表現為研究論文數量和質量倍增。2014年3月，教育部辦公廳印發的《2014年教育信息化工作要點》中指出，加強對動態監測、決策應用、教育預測等相關數據資源的整合與集成，為教育決策提供及時和準確的數據支持，推動教育基礎數據在全國的共享?？梢?，教育大數據的應用已被列入我國教育信息化的工作程序中，相信大數據將很快被推廣并與教育領域的深度融合，這是當前時代教育事業發展的必然趨勢。正如中央電化教育館王曉蕪副館長所說：“教育正在走向大數據時代，誰能夠發現數據，誰就能夠贏得未來的生存；誰能夠挖掘數據，誰就能夠贏得未來的發展；誰能夠利用數據，并利用數據提供個性化的服務，誰就能夠贏得未來的競爭。三個層次是遞進的關系，即發現數據，挖掘數據，利用數據?！?/p>

（二）國外研究現狀

在國外，大數據上過《紐約時報》和《華爾街日報》的專欄封面，也曾出現在美國白宮的官網新聞中。大數據的研究和發展成為了關乎國家安全、科技進步以及引發教育和學習變革的重要因素。在國外，自2012年起，大數據成為了越來越多領域的熱門話題，在教育領域也不例外。美國獨立研究機構Brookings Institution報告中指出：“大數據使得查探關于學生表現和學習途徑的信息成為可能，而不用依賴階段測驗表現，導師就可以分析學生懂什么以及每個學生最有效的技術是什么，通過聚焦大數據的分析，教師可以用更微妙的方式研究學習狀況?！?012年10月，美國教育部發布了《通過教育數據挖掘和學習分析促進教與學》的教育大數據報告，對美國國內大數據教育應用的領域和案例以及所面臨的挑戰進行了詳細地介紹，報告為了說明教育大數據的教育應用，以自適應學習系統中的大數據的應用為例進行了說明。

對于國外大數據教育應用的研究情況，我們主要借助教育資源信息中心ERIC數據庫提供的論文發表情況進行分析。在搜索對話框中輸入“big data and education”，共檢索到491條相關記錄。通過查閱論文的摘要以及結合每條記錄的“Descriptors”進行手工篩選，剔除無關記錄，剩余23條直接相關記錄。論文發表時間也主要分布在近3年，研究內容主要包括對教育數據挖掘、學習分析，個性化教育、教育方式的改善、學習策略探討、教育管理方式的改變、大數據對于教育的推動作用、數據驅動以及對圖書館建設、對教與學需求、評價方法的影響等方面。可見，雖然大數據在國外出現較早也備受重視，但是在教育領域中的應用仍不夠深入，正如Anthony G.Picciano教授所說，教學應用大數據分析處于起步階段，還需要幾年才能成熟，雖然大數據的存在被證明是該被重視的，但大數據并不是解決所有教育問題的靈丹妙藥，它只是給人們提供了擬定教育問題解決方案時的一部分決策參考。

綜上，國內外大數據在教育中應用的研究都尚處于起步階段，相關研究涉獵的內容雖然比較廣泛但是研究深度不夠，也缺乏具體的實踐應用經驗，還需要進一步加強大數據在教育中應用的研究力度，以期盡早推動大數據在具體教育實踐中真正發揮其優勢和作用。

二、我國大數據教育應用的分析

大數據應用給教育信息化、教育教學的改革發展等帶來了深刻的影響，對于教育工作者來說，我們將有條件進一步接近教育教學的客觀現實，有機會深入探索教育教學的真實面貌。對于我國大數據的教育應用情況，我們結合搜集的文獻，主要從理論和實踐兩個緯度進行分析：

（一）大數據給教育理論的創新帶來了新思維、新視角

大數據時代的到來，給教育理論創新和教育教學變革提供了前所未有的大好機遇。大數據的思維和理念可以為優化教育政策、創新教育教學模式、變革教育測量與評價方法等理論研究提供客觀依據以及新的研究視角，能夠更好地推動技術與教育的深度融合。

1.在大數據支持下制定的教育政策更具有前瞻性和引導性

陳霜葉等指出，傳統教育政策的制定通常沒有全面考慮現實情況，只是決策者通過自己或群體的有限理解、推測教育現實。在大數據支持下，各級決策者可汲取“以證據為本”的理念和對大數據對政策決策影響的思考，從傳統的政策調研和觀點式決策向以多元豐富政策證據為支撐、大數據為助力的現代教育治理模式轉變。教育決策的過程更加科學化，制定的教育政策更加符合教育教學的發展需要，從而更好地發揮教育政策的引導作用。

2.大數據思維影響下教育的本質回歸到促進學習者個體的發展，教育模式從傳統課堂的集體教學向數字化個性教育發展

張燕南等指出，大數據時代學習者在數字化學習過程中留下很多數字碎片，通過分析這些數字碎片，我們將會發現學習者的各種學習行為模式。梁文鑫指出，大數據對課堂教學帶來的主要影響是使教師從依賴以往的教學經驗教學轉向依賴海量數據教學分析進行教學，使學習者對自我發展的認識從依賴教師有限理性判斷轉向對個體學習過程的數據分析，從而使傳統的集體教育轉向對學習者的個性化教育。而談到個性教育，則必然要提及目前流行的大規模在線開放課程（Massive Open Online Course，MOOCs）教育，MOOCs教育被寄予厚望的主要原因是學習分析技術和大數據對它的支持，有了學習分析和大數據技術，優質的教學、課程資源和服務等通過數據真實客觀的被呈現出來。張羽等指出，學習者在MOOCs平臺上學習時，教師和程序可以通過大數據對學習者的學習行為進行理性干預?？傊?，大數據的應用可以實現大規模在線教育的同時可兼顧學習者的個人需求。邢丘丹等指出，大數據對海量數據的高速實時處理技術可以為在線教育平臺實時洞察學習者的變化、把握學習者的需求、提高學習效果提供支持，還可以對學習過程中產生的不相關信息進行深度分析，以預測和把握學習者的需求變化。

大數據可以支持對學習者個性發展的研究，數據的分析可以提供給我們關于每一個學習者的學習需求、學習風格、學習態度乃至學習模式等信息，因此我們可以相應的提供適合不同學習者發展的學習內容和學習指導，促進其個性發展從而實現真正意義上的個性化教育。

3.在大數據技術支持下，教育評價和學習分析從傳統的經驗性向客觀性發展。

隨著教育信息化的推進，數字化學習已經成為當今學習者的學習常態方式。學習者在學習終端的支持下在各種學習系統中產生了大量的數字化學習記錄。教育大數據技術可以有條件地去跟蹤和關注學習者的學習過程。大數據技術支持下教育研究趨向于對全數據環境下的分析方法，這為我們提供了最直接、最客觀、最準確的教育評價和學習分析的依據。喻長志指出，大數據將重構教育評價，由原來的經驗式評價轉變為基于數據的過程性評價，通過大數據的支持來分析教學規律。魏順平指出，基于大數據的學習分析技術可以通過存儲和分析學習者的學習情況的過程數據，用以預測和優化學習過程，為教學決策提供重要依據。

（二）大數據給教育實踐領域的探索帶來了新技術、新方法

大數據在實踐領域的應用主要表現在數據的獲取，分析和智能化地信息挖掘等方面，它可以為教育教學提供實時的數據信息，幫助教育教學形成科學的決策，為教育教學活動的實施提供客觀依據，從而最大程度地發揮教育教學活動的功能與價值。通過分析，大數據在教育實踐領域的應用主要體現在教育資源建設、智慧校園建設以及學習分析技術等方面：

1.為教育資源建設、共享和運用提供新思路

大數據的出現為教育資源的建設提供了新思路，對教學資源庫的構建提供了技術手段，為優質資源的界定提供了客觀依據。劉中宇等指出，云計算和大數據使教師與學生不僅能夠共享存儲在云服務端的教育資源，還能通過對各種非結構化數據進行分析，以挖掘隱藏的信息價值，并為師生提供最合理的教與學的資源。大數據與云計算的結合，會根據學生在教育資源庫上的操作“痕跡”掌握其對學習資源的動態需求，也會通過分析學習者對學習資源的點擊、下載、評價等數據信息對“優質教學資源”進行客觀的定義，資源的獲取和存儲變得簡單，還可以避免資源的重復建設和優質資源的浪費，使優質資源得到最大范圍地共享和利用。

2.為智慧校園的設計規劃與建設實施提供新方法

大數據的理念和思維為優化智慧校園的設計規劃與建設實施提供了新的方法。姚琪指出，智慧校園建設通過把傳感器嵌入到校園的各種系統中，將校園管理的眾多軟件系統平臺融入到校園云，實現云、物聯網、互聯網的串通聯接。在智慧校園環境下，基于云計算的大數據應用可以實現對教師教學行為、學生學習行為、學生個性特征等進行分析和預測，從而為促進學生身心的發展提供適時地引導和幫助。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.為學習分析技術中非結構化數據的處理提供技術解決方案

學習分析技術是在各種分析技術和教育數據挖掘基礎上發展起來的，是大數據在教育中的重要應用之一，學習分析能夠挖掘學習者學習過程數據中的有價值信息，進而優化學習，助力教學決策，使教育可以為每個學習者提供符合個人需要和適合個人發展的機會。2014年地平線報告指出，研究學習分析旨在運用大數據分析為教育決策提供現實的依據，利用學習者數據建構更好的教學法，定位學習困難人群，并評估項目設計能否有效提升學生保持率，是否應該繼續進行等，這些結果對于教育立法者和教育管理者來說都具有重要的價值。尤其隨著教育中移動設備和移動互聯網技術的普及應用，教育數據呈現爆炸式的增長速度，而產生的大量非結構化數據難以被計算機處理和理解，如何從這些教育大數據中提取有價值的信息是目前學習分析面臨的最大技術挑戰。而基于云計算的大數據應用使得原本難以獲取、存儲、處理甚至有價值信息提取的工作變得容易，尤其對非結構化數據處理的技術優勢可以解決學習分析領域的這個難題。

三、總結

通過上述分析我們發現雖然大數據的應用對促進教育發展的優勢是很明顯的，也是未來教育發展的必然趨勢，國內外眾多的專家學者也開展了一定的相關研究，但大多數研究仍然集中在大數據影響的理論探討，具體應用的理論還不成熟；實踐方面涉及的實際應用案例較少，雖然提出了一些實踐問題解決方法但是真正的實踐效果還有待于進一步研究和思考。大數據對教育領域來說是新生事物，圍繞大數據在教育領域的深入應用我們也需要借鑒國外先進的理念和研究經驗，在今后的研究實踐中不斷地探索和發現。隨著云計算、移動互聯網以及物聯網等技術的發展和完善，相信大數據在教育領域的應用會越來越廣泛和深入，相關的研究也會越來越全面和深入，我國的教育事業也會在大數據技術的支持下向著現代化的方向繼續邁進。

參考文獻：

[1]孫曉立.大數據：讓“云”落地成“雨”[J].中國科技投資，2012，（Z2）：43-45.

[2]吳永和，陳丹，馬曉玲，曹盼，馮翔，祝智庭.學習分析：教育信息化的新浪潮[J].遠程教育雜志，2013，（04）：11-19.[3]王震一.教育離“信息化”到底還有多遠[J].中小學信息技術教育，2012，（12）：25-26.

[4]教育部辦公廳關于印發《2014年教育信息化工作要點》的通知[OL].

[5]王曉波.大數據促進教育變革與創新——專訪中央電化教育館王曉蕪副館長[J].中小學信息技術教育，2013，（10）：10-11.

[6]West，Darrell M.Big Data for Education：Data Mining，Data Analytics，and Web Dashboards. Governance Studies at Brookings [R].Washington：Brookings Institution，2012.1-10.

[7]Enhancing Teaching and Learning through Educational Data Mining and Learning Analytics[OL].

[8]Anthony G.Picciano.The Evolution of Big Data and Learning Analytics in American Higher Education[J].Journal of Asynchronous Learning Networks，2012，（03）：9-20.

[9]陳霜葉，孟瀏今，張海燕.大數據時代的教育政策證據：以證據為本理念對中國教育治理現代化與決策科學化的啟示[J].全球教育展望，2014，（02）：121-128.

[10]張燕南，趙中建.大數據時代思維方式對教育的啟示[J].教育發展研究，2013，（21）：1-5.

[11]梁文鑫.大數據時代——課堂教學將迎來真正的變革[J].北京教育學院學報，2013，（01）：14-16.

[12]張羽，李越.基于MOOCs大數據的學習分析和教育測量介紹[J].清華大學教育研究，2013，（04）：22-26.

[13]邢丘丹，焦晶，杜占河.云計算和大數據環境下的在線教育交互研究[J].信息資源管理學報，2013，（03）：22-28.

[14]喻長志.大數據時代教育的可能轉向[J].江淮論壇，2013，（04）：188-192.

[15]魏順平.學習分析技術：挖掘大數據時代下教育數據的價值[J].現代教育技術，2013，（02）：5-11.

[16]劉中宇，劉海良.大數據時代高校云資源應用[J].現代教育技術，2013，（07）：59-62.

[17]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.

[18]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+41.

[19]張鐵道，殷丙山，蔣明蓉.2014地平線報告：簡單地利用新技術是不夠的[N].中國教育報，2014-04-30（9）.

本文為2013年教育部人文社科青年基金課題“區域教育信息化推進策略與可持續發展研究”（課題批準號13YJC880080）的階段性研究成果。