教育大數據的應用探索

吳傳榮 尹華意 何昊 劉洪深

摘 要 教育時代背景已發生巨大變化，信息時代的辦學邏輯不同于以往的工業時代，教學觀念也應該緊跟時代步伐。互聯網日益普及，在線開放課程如雨后春筍般冒出，將教學推上了線上平臺，適應性、個性化等教學思想逐漸被社會推崇。大數據與教育的結合為教學的支持和改革提供諸多便利的同時，也存在著一些問題。本文針對目前教育大數據多方面的現狀，對教育大數據的應用進行了探索，為教育改革提供新的思路。

關鍵詞 教育大數據 教學改革 在線開放課程

中圖分類號：G434?????????????????????????????????文獻標識碼：A??DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.12.003

Abstract Great changes have taken place in the background of education. The logic of running a school in the information age is different from that in the industrial age， and the teaching concept should keep pace with the times. With the increasing popularity of the Internet， online open courses have sprung up， pushing teaching onto the online platform， and teaching ideas such as adaptability and personalization are gradually respected by the society. The combination of big data and education provides a lot of convenience for the support and reform of teaching， but there are also some problems. In view of the current situation of education big data， this paper explores the application of education big data， and provides new ideas for education reform.

Keywords big data of education; reform in education; open online courses

0 引言

我國互聯網應用非常廣泛，線上教學成為一種趨勢，大數據掀起的浪潮為教育的發展開辟了一片新的天地。教育時代背景發生了根本性變化，教學觀念也有必要進行轉變。借助大數據技術循序漸進地推動教育大數據應用十分重要，這也是適應信息化時代的要求。

我國互聯網行業的發展還不夠規范，現階段國內教育大數據的應用在數據采集、挖掘和分析、共享和反饋等方面存在許多亟待解決的問題，這成為教育大數據應用的瓶頸。同時，數據主義傾向逐漸凸顯，教育與大數據技術手段二者之間的關系需要引起重視。本文針對教育大數據目前的境遇和挑戰進行討論并提出若干相關舉措，為教學改革提供思路。

1 教育大數據的概念

從大的方面來說，教育大數據是指所有來源于教育活動中人為所產生的數據。而從小的方面來說，它是指來自學生管理系統、在線學習平臺和課程管理平臺等的學生行為數據。由于精力、技術有限，我們很難獲取全部的日常教育活動數據，因而可以把視角轉向來源于校內各種學習、管理系統和平臺的教育大數據。目前在線平臺課程百花齊放，而且幾乎每個學校都有自己的學生管理系統與課程管理平臺，這為教育數據的挖掘和學習分析提供了更多的機會，也為教學的轉型提供了新的可能。

2 教育大數據的現狀及問題分析

我們可以基于在線開放課程甚至其他學習、管理平臺進行教育數據的挖掘和分析。這些平臺或者類似于這種的其他學習、管理系統包含大規模、細粒度的數據，研究人員借助相應的技術工具對數據進行采集、處理和共享，為學校的管理者和師生等人員提供反饋，有利于提高學校的管、教、學的水平。因此，有必要對當前的現狀和存在的問題進行分析。

2.1 教育大數據的采集

線上形式的教學有利于教育數據的采集，學生在終端設備上的操作行為被管理系統、在線學習平臺記錄下來，相當規模的教育數據便孕育而生。研究者借助技術手段就可以對所有學習參與者的數據進行采集、提取，然后通過相應處理將其用于分析學生的學習情況。教育大數據不只是來源于在線學習平臺或者管理系統，例如美國亞利桑那州立大學還通過應用程序對包括校園卡使用和網絡社交行為等在內更為廣泛的校園生活動態信息進行收集和分析，這為我們提供了更為廣泛的視野。從目前來看，我國的在線開放課程如日中天，再加上學校的管理系統和相關平臺，其中蘊含了豐富而又寶貴的數據資源，這為教育數據的采集提供了極大的方便。

無規矩不成方圓，數據采集需要依據統一的標準規范進行。考慮到教育科研的學術目標和大數據研究的倫理要求，相關研究機構按照各級主體、各個層次和教育環節的區分，針對教育大數據的不同方面制定了系列的基本標準與規范。然而目前針對教育大數據采集方面的標準與規范卻少之又少，不利于教育大數據的規范應用與高效發展。

2.2 教育大數據的挖掘和分析

對于獲得的既有數據來說，現存的問題主要是教育數據的調研程度不夠深、挖掘局限性相對較大。部分院校教育管理信息化建設落后，專業人才稀缺，數據整合加工的及時性與合理性得不到保障。教育大數據的深度挖掘涉及對學習者模型、教學領域等模型的構建、預測，依賴于專業的數據處理技術，大規模的數據分析對數據處理軟件的要求較高，一般的數據處理軟件無法處理這些海量的教育數據，這對各學校來說也是個問題。因此可由教育部門牽頭或者委托，向專業技術公司尋求大數據處理技術的支持。當然，也不能完全依賴第三方的技術，可以通過向外部聘請數據處理人才、引進數據處理技術來打造自身優勢。

2.3 教育大數據的共享和反饋

教育大數據的大規模性特點與數據的開放共享緊密相連，為了發揮這一獨特優勢，應當建立有效的數據開放共享規則，將不同內容的教育數據整合起來，擴大數據規模，形成有效的開放共享機制。教育數據涉及學生、教師和學校管理層，開放共享的同時尤其要注意個人隱私保護。

一方面，應該以法律的形式明確劃定數據私有與公開的界限，在來源清晰、責權明確、應用有序的前提下開展教育大數據的相關研究和應用。另一方面，應該從數據的源頭上加強對隱私的保護。教育大數據的應用場景日益紛繁復雜，結構類型也變得越來越錯綜復雜，隱私保護技術的開發成為一個新的研究熱點，數據生命周期的每個階段擁有諸多相應的隱私保護技術與之匹配，每種方法各有優劣，針對不同的教育應用場景選擇合適的隱私保護策略十分必要。

數據做到開放共享還不夠，對數據進行反饋也很重要。反饋有利于發現問題并解決問題，優化教育機制，促進學校整體教育水平的提升。從內容上來說，反饋涵蓋了管、教、學三個方面，如果學校僅僅做到采集、處理和分析數據，而不進行反饋，不重視實際問題的探討和解決，那么就是前功盡棄。有效的大數據分析可以建立起師生之間的雙向反饋，促進教學雙方的互動。信息時代與工業時代學校辦學的邏輯存在很大差異，要求教學模式更加靈活，如果學校管理缺乏靈活性，教學的靈活性也會大打折扣，教師制作在線課程的積極性容易受挫。三方面的反饋有利于打破學校僵化的管理模式，有利于師生在教與學上變得更為靈活。

3 教育大數據的應用

3.1 教學前分析

“凡事預則立，不預則廢”，教學涵蓋教與學兩個方面，有必要在實施教學之前進行認真的分析和規劃，這有利于明確教學的方向并提高教學效率。在線開放課程以網絡為橋梁，通過終端設備將師生連接起來。盡管現在網絡普及較廣，教師仍應該在教學之前充分調研學習者所具備的物質條件，如設備和網絡條件，以及技術水平、學習能力等，盡可能地為學生提供在線學習的方便，從而更有效地開展教學活動。這些情況可以通過學習管理系統或者學習平臺的教育大數據挖掘、分析并最終呈現出來。

在教學前的分析中還要注意資源建設，尤其是要關注在線課程中視頻資源的安排，提前規劃好自然科學、人文社科類不同領域的課程授課形式。利用大數據可以靈活再造教學流程，通過數據反饋，可以滾動調整教師和學生在課前、課中、課后各自的任務以適應信息超載和知識碎片化的挑戰。

3.2 適應性、個性化教學

適應性、個性化教學最早可以追溯到孔子，他在教育實踐中把因材施教奉為圭臬，根據學生的個性特點采用有區別的教育方式。因材施教的教育思想發展至今，對當下的教學仍具有很大的啟發作用。

對學生的學習行為、情況進行綜合分析，可為適應性教學創造條件。學生在學習平臺上留下的操作痕跡，通過相應的技術手段轉化為可以反映學習過程的教育數據，使得老師能了解學生的個體和整體的學習情況，教學更具針對性。傳統課堂中灌溉式、填鴨式教學現象頻繁出現，根據因材施教的教育思想，要求重新定位教師角色，成為個性化學習的引導者和組織者，根據大數據技術呈現出的結果開展適應性、個性化教學。有人提出以“零存整取、碎片重構”為核心的新建構主義理論，它主張“個人導向的系統學習”，將學會選擇和零存整取有機結合起來，以個人興趣愛好和問題解決需要為核心，建立個性化的知識結構。這種學習理論需要明確學習者的個性愛好以及存在的問題，因此這方面的需求可由教育大數據的挖掘和分析來主動滿足，然后交由教師適當地引導，達成解決問題的目標，從而實現個人導向的系統學習目標。

3.3 教學評價

教育評價作為教學決策的前提，對教學改革具有重大意義。教學評價方式面臨新的考驗，以往的標準化評價模式不僅難以全面準確地反映教學成果，而且會反過來影響師生的主動性和積極性。由于既有的評價條件有限，碎片化的單一評價不能較好地反映全貌，運用在線開放課程這樣的學習平臺或者學習管理系統的大數據則可以改變傳統的方式，對教育評價從多方面進行整體規劃，從而賦予其更為豐富的內涵和功能，為可持續性的系統化評價創造便利。另外，需要注意采用專家、教師、學生評價和互評等不同的主體評價方式，通過深度挖掘和分析多元化的教育數據來適應教育利益相關方的需求。

4 教育大數據帶來的挑戰

盡管大數據驅動教育的前景非常廣闊，對教育改革有很大幫助，但基于教育大數據應用面對的更高層次的挑戰及其限度的研究少之又少。科技進步的雙刃劍效應已成為人們的普遍共識，并被有識之士屢屢警醒。教育大數據應用將直接指向教育接受者在學習道路上的成長，通過數據揭秘，并有很大可能重塑學習者自身的學習觀念和價值體系。

盡管大數據可以透過某些具有相關關系的現象嘗試揭示學習者的學習活動，但大數據本身其實掩蓋了事物的本質。這主要是因為大數據所輸出的外在形式是結果的結果，基于各種相對指標和絕對指標來強行或者過度解讀個體的學習活動，這無疑抹殺了教育的初衷，教學并不能完全由可視化的結果充分反映。大數據只是一種補充手段，將其運用于教育領域的目的是服務于培養、豐富和發展人的價值追求，數據不可能成為教育的價值取向和最終目的，最終還是要回歸到教育本身。雖然教育大數據具有重大價值，但高估大數據的作用，甚至將數據作為衡量的標準，這種做法并不可取。因此，要明確并把握好大數據技術與教育二者之間的關系，正視大數據應用于教育領域所帶來的影響。教育大數據的應用之路并不會一帆風順，如何從認識觀念上來把握，又怎樣從制度以及實踐層面上去處理，這是當下面臨的一大挑戰。

5 展望

2015年是我國教育大數據發展的元年，當年發布的《促進大數據發展行動綱要》充分肯定了大數據技術對教育的積極作用，這意味著大數據在教育領域的應用已經上升到國家戰略層面。大數據為各行各業帶來了技術紅利，新時代的教育現代化水平更進一步，有文件明確指出發展教育大數據是我國深化教育領域改革與推進教育創新演進的必由之路。隨著相關政策的逐步展開以及各類在線開放課程遍地開花，大數據技術與教育深度結合的教學改革勢在必行，以此為契機，深刻把握好對教育這一主體與大數據關系的認識，把教育大數據應用于實踐當中，這對教學改革的推進十分有利。

本文系長沙理工大學2018年校教改課題“大數據環境下管理類課程改革與學生個性化知識重構研究”（項目批準號：50）

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