教育大數據的應用探討

李佐軍

摘 要：隨著計算機技術和信息技術在教育領域的應用，積累了大量教育大數據，如何利用這些教育大數據為教育服務是教育管理者急需解決的問題。本文首先介紹了教育大數據的概念及基本特征，闡明了教育大數據是大數據的重要組成部分；最后從國家、區域與學校層面上討論了教育大數據的應用途徑。

關鍵詞：教育大數據 國家 區域 學校 應用

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）03（c）-0232-03

Abstract： With the application of computer technology and information technology in education，a large amount of educational big data has been accumulated.How to use these educational big data for education services is an urgent problem for educational administrators.This paper first introduces the concept and basic characteristics of educational big data，and clarifies that educational big data is an important part of big data.Finally，the application of educational big data is discussed from the national，regional and school levels.

Key Words： Educational big data；Nation；Region；School；Application

隨著計算機技術和信息技術的發展，在人們生活和工作中運行著各種系統軟件，實時收集和存儲著人類活動的信息，信息有結構化的、半結構化的數據，這些數據稱為“大數據”。同樣地，隨著計算機技術和信息技術在教育領域的應用普及，也產生了大量與教育活動相關的“大數據”，稱之為“教育大數據”。教育大數據是教育活動真實反映，有很高的利用價值，如何有效的利用這些數據為教育服務，成為了國家、地區、學校3個層面應解決的問題。

1 教育大數據概述

要研究分析教育大數據，首先應弄清楚大數據的由來，什么是大數據，大數據的基本特征是什么等問題。

1.1 大數據的概念

2008年9月《自然》（Nature）首次推出“大數據”（BigData）專刊引發了學術界對大數據的關注，隨后各大研究機構和學術雜志紛紛推出了自己的大數據研究計劃和學術專欄。“大數據”作為信息社會發展的一個新事物，處在逐漸被認識和應用的過程，各界對大數據的解釋各有側重，無統一的認識。因此，很難對其進行準確的定義，本文從特征入手論述大數據基本概念。

什么是大數據？麥肯錫指出：“大數據是規模超過了以往軟件獲取、存儲等范圍的數據集合，而不是大于某個量的數據，它隨著科技的發展，量也會變大，不同行業也會有相應的變化”。因此，大數據不是一個準確的術語，而是對各種數據永不休止積聚的一種表現。IBM公司認為，大數據具有“4V”特征，即數量龐大（Volume）、種類繁多（Variety）、變化速度快（Velocity）和真實性高（Veracity）。

1.2 教育大數據的概念

教育大數據是教育教學活動過程中產生、采集和存儲的數據，是大數據重要的組成部分[1]。隨著教育信息基礎設施不斷完善，各種信息化軟件工具、資源與系統滲透到教育業務的每個環節，這些日益增長的關于教與學活動的數據就是“教育大數據”。與傳統手段采集的教育數據相比，教育大數據除了數據量大之外，還具有實時性高、顆粒度細、真實性強、處理難度大、決策性強、安全問題突出等特點[2]。

2 教育大數據的應用探討

教學環境設計、教學實驗場景布置、教學時空變化、學習場景變革、教學管理數據采集和決策，這些以往拍腦袋或理念靈感加經驗的東西，在大數據的背景下，變成了數據支撐的行為科學[3]。國家、區域和學校在教育決策、資源分配、發展評價等方面將由教育大數據的支持而變得更科學、準確和有效。

2.1 國家層面的應用

科學教育政策和合理的教育資源配置對于國家教育發展而言是非常重要的。教育政策好壞和教育資源配置是否合理影響著整個國家的教育質量，關系著整個民族的命運[4]。

2.1.1 教育大數據使國家教育政策的制定更科學

科學的教育政策是在科學統計教育數據基礎上，分析現行制度存在的問題和挑戰，從而制定出更有針對性和準確性的教育政策。在教育大數據背景下，國家教育部門依靠全面的教育統計數據，在全國范圍內更科學地確定教育經費投入和分配政策，科學評估分析教育產生的社會經濟效益，掌握教育均衡發展的現狀。許多國際組織和國家早已依據教育大數據分析結論來制定科學有效的教育政策，以達到改善教育現狀和提升教育質量的目的。如國際經濟與合作組織開發了用于改善教育政策制定過程中信息數據不足問題的國際學生評估項目（PISA），我國為持續記錄學生全面發展信息而提出的“終身一人一號”電子學籍管理制度等。

2.1.2 教育大數據使國家教育資源配置更合理

合理的教育資源配置是使用大數據分析技術對教育薄弱地區和群體進行需求分析，設計合理的教育資源配置模型，改進傳統教育資源分配的主觀性強、過分依賴經驗等缺陷。各國教育管理者和學者都在關注教育公平問題，地區之間的經濟差異導致教育資源分配不平衡，被發達地區少數學校占有。為避免教育領域“強者愈強、弱者愈弱”的教育資源配置不合理現象，必須使用大數據分析技術，合理配置教育資源，縮小教育差距。

2.2 區域層面的應用

教育大數據在區域教育發展層面上同樣有助于區域教育政策的制定和教育資源合理配置，有效促進區域教育均衡發展。不同區域有不同的教育現狀，在教育大數據的支持下，既可縮小區域間差距，又可促進特色區域教育的發展。

2.2.1 教育大數據使區域教育發展更均衡

大數據時代下，區域教育均衡發展建立在數據分析基礎上，要掌握區域教育發展的情況，就必須利用大數據技術分析教育數據，找出相關規律，為教育環境、資源、質量均衡和機會均等提供科學決策依據，實現區域教育均衡發展的目的[5]。

一是大數據驅動教育政策及時調整，達到改善區域教育均衡發展的目的。以往教育數據受于采集途徑和分析技術的影響，反映出的教育現狀有限。而教育大數據是對多類型海量數據進行采集、處理和分析，客觀地揭示了教育均衡發展的規律，是教育政策修改的科學依據。

二是教育大數據驅動配置教育資源，達到區域教育資源均衡合理分配的目的。傳統教育數據反映的是宏觀的、整體的教育現狀，通過傳統教育數據分配經費和資源難免出現“平均化”等問題。而教育大數據是全面采集教育相關數據，是即時性、過程性的行為與現象，能結合人口分布、經濟發展等特點，建立科學的分析模型，調整教育投入策略，實現資源合理分配。

三是教育大數據驅動全面獲取教育信息，達到教育機會均等的目的。教育大數據對海量教育數據進行分析，預測區域教育發展趨勢，有針對性地調整資源和配置資金、改善教學環境，實現教育機會均等。

三是教育大數據驅動挖掘數據價值，達到提升教育質量的目的。教育管理與服務平臺收集了學生、教師、課程等信息數據，分析這些數據，找出教與學的規律，調整教學方法和手段，實現教育質量提升。

2.2.2 教育大數據使區域教育體系更完善

不間斷的教育數據采集機制，能跟蹤與記錄學生的學前、在校、就業等信息，能客觀評估區域教育質量，依據評估結果調整區域教育體系，達到教育與社會需求之間無縫對接的目的，如為跟蹤學生的學習等情況而推行的“終身一人一號”電子學籍管理制度。

2.2.3 教育大數據使區域教育資源利用率更高

教育大數據使用云計算技術開發教育云平臺，使得教學管理、學習交流等教學環節集成于一體，在不同地域的管理部門、學校、師生等教育參與者，可以在不同地域根據不同權限完成不同的工作，獲取不同的教育資源，而不同的使用者不需要重復建設相關平臺，實現區域教育資源利用率的提高。

2.3 學校層面的應用

隨著各種智慧教學與管理平臺的出現，教育大數據對教育的促進作用不斷涌現。教育大數據在促進學校教學質量提升、促進學校課程體系與教學效果優化、促進個性化教育發展等方面上具有很大優勢。

2.3.1 教育大數據促進學校教學質量提升

數字校園建設推動了學校管理數字化和網絡化發展，學校運行的辦公管理系統、教務管理系統、學籍管理系統等各種信息管理系統記錄了各種教育數據，這些海量數據為教育大數據挖掘提供了條件。一是使用大數據分析挖掘技術對教師教學過程和行為數據進行分析，發現教學方法的不足，并加以改進，達到提升教學質量的目的。二是通過挖掘分析學生的學習過程、行為和成績數據，找出學生學習方法的缺陷，并指導學生加以改善，達到提高學生學習效率的目的。三是使用大數據分析技術對教師崗位應聘者進行分析和預測，把最適合的應聘者招聘為教師，達到提升教學質量的目的。四是使用大數據分析技術對管理數據進行分析，找出教學管理中的不足，改進管理手段，實現教學質量提升。

2.3.2 教育大數據促進課程體系與教學效果優化

為了培養適應社會發展的高層次應用型人才，國家正在開展部分本科高等學校向應用型大學轉型。設置什么樣的專業和開設什么樣的課程是高校轉型發展首要解決的問題。要解決這兩個問題，必須把專業、行業、區域經濟與社會發展等諸多因素進行整合，進行全面的數據采集和分析，把握人才需求，明確應用型專業人才培養的目標，構建能力素質模型，配套最佳的課程體系[6]。

一是使用教育大數據技術跟蹤分析教師授課數據，找出教師的教學特點和優勢，安排合適的課程教學任務，推薦最優的教學方法。二是分析網絡教學平臺收集的學習數據，把握學生的學習興趣、基礎知識、學習難點等，從而開展針對性的教學。三是分析學生在線學習數據，預測學生可能存在的學習困難、退學風險等，及時有針對性地干預。四是分析學生在課程資源上的停留時間、點擊量、瀏覽次數、收藏、評價情況等數據，找出學生評價高的、停留時間長的、點擊量高的、瀏覽次數多的、學習效果好的課程資源，促進課程資源建設。

2.3.3 教育大數據促進個性化教育發展

傳統教育系統主要依靠教師的教學經驗對學習者的學習行為進行判斷并制定教學決策[7]。社會對教育個性化的要求越來越強，要求滿足學生個體學習需求，對個體差異學生進行個性化教學。在傳統教育模式中實行個性化教育是不可能的，隨著大數據技術的出現，教育大數據為實行個性化教育提供了條件和機遇。個性化教育要正確認識自己的優勢、不足等內部條件，選擇適合自己的學習環境、教學資源等外部條件，從而開展針對性教學和學習。

一是使用大數據技術分析學生的學習行為軌跡，讓其正確認識自我。二是使用大數據技術分析教師知識結構和教學風格，向教師建議最適合教授學科和教學方法，教師是學生個性化學習的指導者。三是使用大數據技術對學生的知識結構、興趣愛好、能力傾向等分析，向學生推送最適合的學習資源與學習方法路徑。四是傳統學習管理系統升級為智慧教學平臺，對學生的學習行為數據進行分析，依據學生需求推送學習資源，診斷、評價學習過程和結果，將結論和建議反饋給學習者，實現個性化教育。

3 結語

隨著先進信息技術的發展和以移動學習、情境教學、慕課為代表的新興學習方式的推廣，將產生規模和更新速度難以想象的教育數據，這將會徹底改變傳統教育的面貌，對學校的教育管理、教師的教學和學生的學習產生深遠的影響[8]。教育管理部門和教學單位應盡力收集、整理、存儲教育數據，建立大數據應用分析系統，使用大數據技術對教育數據進行分析研究，一是找出教育管理政策、教育資源與教育均衡發展、教育質量等方面的關系，及時出臺科學的教育政策和配置合理的教育資源，達到教育均衡發展和提升教育質量的目的；二是找出教與學的關系，及時調整教學方法，達到促進學校教學質量提升、促進學校課程體系與教學效果優化、促進個性化教育發展等目的。目前，教育大數據還處在初級應用階段，教育管理部門、教學單位和研究者應積極投身教育大數據應用探索，把教育數據應用起來，為教育發展服務。

參考文獻

[1] 楊現民，王榴卉，唐斯斯.教育大數據的應用模式與政策建議[J].電化教育研究，2015（9）：54-69.

[2] 張燕南.大數據的教育領域應用研究——基于美國的應用實踐[D].華東師范大學，2016.

[3] 魏忠，何立友.大數據：開啟面向未來的教育革命[J].中小學信息技術教育，2013（10）：15-17.

[4] 唐斯斯，楊現民，單志廣，等.智慧教育與大數據[M].北京：科學出版社，2015.

[5] 劉雍潛，楊現民.大數據時代區域教育均衡發展新思路[J].電化教育研究，2014（5）：11-14.

[6] 楊現民，王榴卉，唐斯斯.教育大數據的應用模式與政策建議[J].電化教育研究，2015（9）：54-69.

[7] 裴瑩，付世秋，吳鋒.我國教育大數據研究熱點及存在問題的可視化分析[J].中國遠程教育，2017（12）：1-8.

[8] 劉艷華，徐鵬.大數據教育應用研究綜述及其典型案——以美國普渡大學課程信號項目為例[J].軟件導刊（教育技術），2014（12）：47-51.