智慧校園背景下基于大數(shù)據(jù)的學習預警系統(tǒng)構(gòu)建

在智慧校園的建設(shè)中，大數(shù)據(jù)既是模型構(gòu)建的技術(shù)之一，也是重要的數(shù)據(jù)來源。高校智慧校園的架構(gòu)采用層次化的體系結(jié)構(gòu)，由智能感知層、網(wǎng)絡(luò)通信層、云計算層、大數(shù)據(jù)層、智能應用層和智能終端層組成，還有信息化支撐平臺本身所需要的支撐保障體系如信息安全保障體系和信息化運維服務(wù)體系，以及智慧校園的用戶群體。本研究以智慧校園背景為構(gòu)建基礎(chǔ)，以大數(shù)據(jù)為技術(shù)支持，通過對智慧校園架構(gòu)模型的分析與借鑒，針對當前學習預警的“不及時”“不主動”“不智能”等問題，構(gòu)建了基于大數(shù)據(jù)的學習預警系統(tǒng)。

● 基于大數(shù)據(jù)的學習預警系統(tǒng)模型設(shè)計

智慧校園背景下基于大數(shù)據(jù)的學習預警系統(tǒng)，是以高校智慧校園架構(gòu)模型為參考，遵循“數(shù)據(jù)層—策略層—應用層”這一層級結(jié)構(gòu)設(shè)計的，該系統(tǒng)模型包括數(shù)據(jù)收集與存儲、數(shù)據(jù)挖掘與分析以及數(shù)據(jù)可視化與預警三個階段，如下頁圖所示。

1.數(shù)據(jù)收集與存儲

從各種學習系統(tǒng)中獲取的海量學生數(shù)據(jù)（如出勤簽到數(shù)據(jù)、學業(yè)績效數(shù)據(jù)等），是進行學生學習狀態(tài)分析的重要數(shù)據(jù)來源。智慧校園背景下，數(shù)據(jù)收集與存儲階段綜合運用智能感知層、網(wǎng)絡(luò)通信層和云計算層的技術(shù)進行預警的初步工作，其中智能感知層可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的全面采集和實時反饋，網(wǎng)絡(luò)通信層為廣大師生、管理者提供隨時隨地的泛在通信，云計算層為大數(shù)據(jù)的高效存儲提供技術(shù)支撐。

2.數(shù)據(jù)挖掘與分析

挖掘與分析海量數(shù)據(jù)中隱含的學生學習狀態(tài)，是學習預警的核心關(guān)鍵。在以大數(shù)據(jù)為核心構(gòu)建的智慧校園中，學習預警系統(tǒng)要用到數(shù)據(jù)組織與管理、數(shù)據(jù)分類、數(shù)據(jù)挖掘、學習分析等多種大數(shù)據(jù)技術(shù)，對學生的學業(yè)成績、學習行為等結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)展開全面多維的分析，掌握不同學生的學習規(guī)律、學習狀態(tài)，從而為下一步的預警工作建立邏輯前提。這里的分析包括以算法為主的智能分析和以人工為主的專家分析：智能分析指能夠進行大量數(shù)據(jù)分析整理工作的計算機軟硬件設(shè)備;專家分析指了解教育規(guī)律、能夠分析學生學習狀態(tài)的教育學、心理學方面的專家根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)果提供前期預警內(nèi)容和干預策略。在大數(shù)據(jù)技術(shù)支持下，可通過預警案例的累積逐漸建立起系統(tǒng)專業(yè)的預警策略數(shù)據(jù)庫。

3.數(shù)據(jù)可視化與預警

經(jīng)由智能分析和專家分析得到的預警策略，需要通過一種切實有效的方式呈現(xiàn)給學習者。在智慧校園背景下，學習預警系統(tǒng)可通過智慧應用層和智能終端層將預警信息有效傳達，并持續(xù)追蹤：智慧應用層為學習預警系統(tǒng)提供平臺;智能終端層則為學習預警系統(tǒng)的實現(xiàn)提供渠道。預警的方向分為學習狀態(tài)預警和學業(yè)狀態(tài)預警：當學生在出勤簽到、網(wǎng)絡(luò)學習等數(shù)據(jù)上表現(xiàn)不佳時進行學習狀態(tài)預警;當學生在平時測驗、期中考試、期末考試等學業(yè)上表現(xiàn)不佳時進行學業(yè)狀態(tài)預警。而干預的方式則分為教師警告、系統(tǒng)警告，通過智慧應用和智慧終端最終傳達給學生。當發(fā)現(xiàn)學生學習狀態(tài)不佳時，系統(tǒng)向教師提供預警信息，讓教師多關(guān)注學生的學習和生活，是讓學生重回正軌的重要方式。系統(tǒng)在發(fā)現(xiàn)問題時，會立即向?qū)W生發(fā)送短信或者系統(tǒng)消息，以告知學生的問題所在。學生在收到預警干預的同時，會被預警系統(tǒng)拉入重點關(guān)注名單以便進行后續(xù)的學業(yè)追蹤。

● 基于大數(shù)據(jù)的高校學習預警系統(tǒng)的應用策略

智慧校園背景下基于大數(shù)據(jù)的高校學習預警系統(tǒng)應把握以下三大應用策略，以達到主動、高效、精準的預警效果。

1.積極運用大數(shù)據(jù)技術(shù)，實時預警

基于大數(shù)據(jù)的學習預警系統(tǒng)利用大數(shù)據(jù)的實時動態(tài)特性，以及智慧校園的泛在傳播性，以實時進行預警，并且迅速得到反饋。大數(shù)據(jù)的實時收集、整理、分析讓學習預警系統(tǒng)及時發(fā)現(xiàn)學生問題。傳統(tǒng)的學習預警是相當滯后的，學業(yè)成績幾乎是各大高校發(fā)出預警信號的唯一標準，此外，高校教師與學生之間的聯(lián)系較少，導致預警信息更難通過教師傳達給學生。而學習預警系統(tǒng)在人為干預的基礎(chǔ)上，提供了系統(tǒng)干預，一旦發(fā)現(xiàn)問題會立即通知教師和學生。

2.優(yōu)化校園管理模式，智能預警

傳統(tǒng)的預警模式是被動的、不靈敏的，高校對學習狀態(tài)不佳的學生的重視程度明顯不夠，導致學生陷入學習危機而不自知。基于教育大數(shù)據(jù)的學習預警系統(tǒng)，在智慧校園的全面感知、無處不在等優(yōu)勢下，能夠主動采取措施，積極智能地進行干預。智能預警的內(nèi)容包括提醒學生及時完成培養(yǎng)計劃內(nèi)容、警示不具有畢業(yè)資格的學生、干預學風不良的學生、就業(yè)狀況預警等。學習預警系統(tǒng)為處于學習危機中的學生提供幫助，提高學生的學習主動性和自我管理能力，大大減少了學生的輟學率。

3.構(gòu)建學習預警策略庫，高效預警

良好的策略應對使得學習預警具有高效性，可以從數(shù)據(jù)中分析出隱含在學生學業(yè)危機背后的深層原因，幫助學生發(fā)現(xiàn)未曾注意到的問題，從真實問題出發(fā)來解決問題。在解決問題層面上，系統(tǒng)中自主生成和不斷優(yōu)化的預警策略數(shù)據(jù)庫可以根據(jù)不同學生的不同困難提出解決問題的辦法。而在系統(tǒng)不斷地收集學生信息，對被預警過的學生進行學業(yè)追蹤的過程中，策略數(shù)據(jù)庫能夠根據(jù)學生學習狀態(tài)的變化判斷策略的有效性，從而不斷循環(huán)優(yōu)化，達到高效預警的目的。

● 總結(jié)

本文在分析和借鑒智慧校園架構(gòu)模型的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于大數(shù)據(jù)的學習預警系統(tǒng)模型，為處于學習危機中的學生提供了有針對性的干預對策。當前，學習預警系統(tǒng)的構(gòu)建和完善還需要教育工作者持續(xù)進行探索和努力，積極推動大數(shù)據(jù)與教育的結(jié)合，為教育實踐領(lǐng)域帶來新的研究視野和研究思路。

作者簡介：李蘭（1994—），女，江南大學人文學院碩士研究生，研究方向為教育信息化。