教育大數(shù)據(jù)視角下學(xué)習(xí)分析研究應(yīng)用與思考

摘" "要：本研究在教育大數(shù)據(jù)為銜接的背景下，基于學(xué)習(xí)分析應(yīng)用技術(shù)，通過“以學(xué)定教”教學(xué)模式下的具體案例，探究學(xué)習(xí)分析在具體實踐下的應(yīng)用及其帶來的衍生問題，并針對以上問題給出相應(yīng)的意見和建議。研究表明，大數(shù)據(jù)與學(xué)習(xí)分析在教育中的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的教育工具和教學(xué)方法，并實現(xiàn)了對教學(xué)和學(xué)習(xí)結(jié)果的預(yù)測，而且系統(tǒng)的自適應(yīng)設(shè)計能夠?qū)W(xué)習(xí)者進(jìn)行自動干預(yù)，如此一來，還能夠為廣大教育工作者更加及時而且有效地展開教學(xué)決策的調(diào)整，對于學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行科學(xué)有效干預(yù)，從而更好地實現(xiàn)個性化教學(xué)的相關(guān)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：教育大數(shù)據(jù)；以學(xué)定教；教學(xué)模式；學(xué)習(xí)分析；教育教學(xué)

中圖分類號： G420" " " " " " " " " " " " " " " " " "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：" A" " " " " " " " " " " " "文章編號：2095-9699（2023）02-0060-05

一、研究背景和研究目的及意義

（一）研究背景

信息技術(shù)的創(chuàng)新與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的融合，催生出復(fù)雜、龐大和多式的數(shù)據(jù)，即我們所說的“大數(shù)據(jù)”。過去，當(dāng)我們擁有有限和局部的數(shù)據(jù)時，原始數(shù)據(jù)背后的潛在咨訊很難被區(qū)分和精煉出來，但隨著數(shù)據(jù)量和來源類別越來越豐富，數(shù)據(jù)中存在的信息在一定程度上需要用計算和分析的方法進(jìn)行翻譯和表述。由此，大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為一種新的信息技術(shù)、研究范式和決策方式，慢慢地可能變成一種文化。

隨著大數(shù)據(jù)的快速發(fā)展進(jìn)步，其逐漸成為現(xiàn)今生活中不可忽視的一部分，隨之，不同類型的行業(yè)也開始產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)本身的重要性也引起了越來越多行業(yè)的關(guān)注，例如：醫(yī)藥行業(yè)以及電商行業(yè)的大數(shù)據(jù)，也在當(dāng)前時代背景之下被提出，并且獲得了較快發(fā)展。但是具體到教育行業(yè)，大數(shù)據(jù)的提出時間則相對較晚，最近幾年，相關(guān)從業(yè)者才開始逐步通過運用其他行業(yè)中對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析和挖掘時用到的工具、方法來針對相關(guān)的教育數(shù)據(jù)展開更加科學(xué)有效的數(shù)據(jù)挖掘以及科學(xué)分析，并且由此而誕生了學(xué)習(xí)分析這一基于大數(shù)據(jù)時代背景下的全新概念。

在即將過去的傳統(tǒng)工業(yè)時代，我們的教育具備較為濃厚的統(tǒng)一性，以學(xué)生學(xué)習(xí)成績作為主要的衡量標(biāo)準(zhǔn)，所有的教育以及教學(xué)工作都是以提升學(xué)生成績作為基本出發(fā)點，而在進(jìn)入信息時代之后，教師開始講究個性化，這也是在當(dāng)前后工業(yè)社會大背景之下，教育活動開展的唯一形態(tài)。學(xué)習(xí)分析技術(shù)是指對教育數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，其主要內(nèi)容是針對已有的相關(guān)教育數(shù)據(jù)進(jìn)行有效地搜集、處理、分析并且借助其他類型的先進(jìn)技術(shù)來最終實現(xiàn)可視化技術(shù)，多有的步驟都是不可或缺的。如何真正令學(xué)習(xí)者成為學(xué)習(xí)的主人，并令施教者真正做到因材施教，對癥下藥？

2010年，美國新媒體聯(lián)盟的《地平線報告》第一次提出學(xué)習(xí)分析技術(shù)，各界開始關(guān)注，之后在2014年[1]以及2015年[2]的《地平線報告》當(dāng)中，學(xué)習(xí)分析技術(shù)的整體熱度呈現(xiàn)出了顯著的上升趨勢。自2011年創(chuàng)辦LAK（學(xué)習(xí)分析與知識國際會議）以來，該會議每年都會召開一次，此會議的主體涉及到“學(xué)習(xí)分析技術(shù)在技術(shù) 、社會和教學(xué)等維度的整合”到“從大數(shù)據(jù)到大影響”，這在很大程度上促進(jìn)了人們對于學(xué)習(xí)分析這一全新領(lǐng)域的全面研究，并且針對性地豐富了學(xué)習(xí)分析研究行業(yè)整體的發(fā)展。采取有效措施來推動具備更高創(chuàng)造力以及智能的專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)，借助更加合理、科學(xué)并且有效的智慧型以及充滿科技性的技術(shù)來參與到各種類型的實踐活動當(dāng)中，并且創(chuàng)造出應(yīng)有的價值，再針對自己學(xué)習(xí)、生活以及工作的客觀環(huán)境進(jìn)行更加靈活并且有效的選擇以及塑造。

與此同時，全球大數(shù)據(jù)應(yīng)用的總體加速發(fā)展趨勢保持平穩(wěn)增長，截至目前，全球范圍之內(nèi)大數(shù)據(jù)行業(yè)的市場規(guī)模已經(jīng)達(dá)到了420億美元上下。另外，依照GIR（Global Info Research）的相關(guān)調(diào)研數(shù)據(jù)表明，全球范圍內(nèi)大數(shù)據(jù)平臺2021年度額收入大約為57，900.00百萬美元，預(yù)計至2028年整個大數(shù)據(jù)行業(yè)的年度收益會達(dá)到106，470.00百萬美元。就目前來看，國內(nèi)大數(shù)據(jù)時差正處于爆發(fā)階段，隨之我國國內(nèi)的大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)也開始進(jìn)入了快速發(fā)展階段，依照我國國內(nèi)相關(guān)權(quán)威的預(yù)測，預(yù)計到2025年，我國大數(shù)據(jù)市場的整體產(chǎn)業(yè)規(guī)模將會達(dá)到4，000億元，整個產(chǎn)業(yè)的規(guī)模則將會超過16，000.00億元。

（二）研究目的及意義

學(xué)習(xí)分析技術(shù)的應(yīng)用對學(xué)習(xí)者、傳授者和管理者均有不菲的價值。學(xué)習(xí)者通過學(xué)習(xí)分析技術(shù)，可以更快捷地找到適合自己的學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)風(fēng)格；教育者也可以通過學(xué)習(xí)分析技術(shù)，為每位學(xué)習(xí)者找到適合的講授方法、練習(xí)方法和學(xué)習(xí)資源；教育管理者運用學(xué)習(xí)分析技術(shù)也可以避免教育資源的浪費，節(jié)約教育成本。

二、文獻(xiàn)綜述

（一）學(xué)習(xí)分析的概念

關(guān)于本文所說的學(xué)習(xí)分析，國內(nèi)外不同的專家學(xué)者，針對其見解也存在較多的不同觀點。2011年在第一屆LAK會議之上，就有相關(guān)的專家學(xué)者，對于學(xué)習(xí)分析在定義層面上最終達(dá)成了一致，即：學(xué)習(xí)分析主要是針對所學(xué)的知識以及學(xué)習(xí)的相關(guān)客觀環(huán)境數(shù)據(jù)來進(jìn)行必要的收集、分析并且最終出具相關(guān)報告，最終達(dá)到進(jìn)一步優(yōu)化學(xué)習(xí)環(huán)境以及提升學(xué)校效率之目的。依照2012年版的《地平線報告》指出，所謂的學(xué)習(xí)分析主要是針對學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程當(dāng)中所產(chǎn)生以及收集到的相關(guān)數(shù)據(jù)展開科學(xué)地分析以及闡釋，從而針對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)成就進(jìn)行客觀有效的評估，對于學(xué)生未來一段時間的學(xué)習(xí)表現(xiàn)進(jìn)行預(yù)測，及時查找其中所存在的問題的整個過程。學(xué)習(xí)分析工作開展的主要對象是學(xué)生以及整個的學(xué)習(xí)環(huán)境，開展學(xué)習(xí)分析工作的最主要依據(jù)則是依照相關(guān)數(shù)據(jù)的分析以及借助數(shù)據(jù)來展開科學(xué)預(yù)測，從而最終達(dá)到優(yōu)化教學(xué)之目的。

（二）國外研究現(xiàn)狀

1.學(xué)習(xí)分析分類

國外學(xué)者對學(xué)習(xí)分析的研究分為兩類： 首先是與理論以及概念之間相互關(guān)聯(lián)進(jìn)行分析的一系列相關(guān)研究。G. Siemens 等針對大數(shù)據(jù)為前提所開展的學(xué)習(xí)分析對于教育工作更好開展的實際應(yīng)用價值，主要的內(nèi)容包括：推動高等教育改革，提升教學(xué)質(zhì)量等等[7]；Kavitha M G，Raj L D提出一個教育機(jī)構(gòu)的教與學(xué)過程需要被監(jiān)測和有效分析，以獲得提高。教與學(xué)是教育機(jī)構(gòu)的一個重要因素，同時，它也是世界上大多數(shù)認(rèn)證機(jī)構(gòu)所設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)之一[4]；Srinivasa K G 和Kurni M通過數(shù)據(jù)挖掘分析來影響學(xué)生的學(xué)習(xí)方法及其影響的能力已經(jīng)在高等教育中得到認(rèn)可。其次是與學(xué)習(xí)分析以及其應(yīng)用之間具備緊密關(guān)聯(lián)的現(xiàn)骨干研究[5]。Erik Drval等通過系統(tǒng)的研究基于注意力導(dǎo)向之下的可視化概念，并且以此為基礎(chǔ)來重點進(jìn)行學(xué)習(xí)推薦以及儀表盤兩種主要的學(xué)習(xí)分析方法。Romero C和Ventura S .通過回顧主要出版物、關(guān)鍵里程碑、知識發(fā)現(xiàn)周期、主要教育環(huán)境、具體工具、免費可用的數(shù)據(jù)集和該研究領(lǐng)域的未來趨勢，提供了當(dāng)前學(xué)習(xí)分析的應(yīng)用狀況[6]。

2.國外關(guān)于大數(shù)據(jù)教育領(lǐng)域應(yīng)用的研究進(jìn)程，主要基于web of Science文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫和谷歌學(xué)術(shù)搜索進(jìn)行文獻(xiàn)檢索和分析。截至 2022年3月10日，在文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫以“主題”作為檢索條件，以“big data”并含“education”作為檢索關(guān)鍵詞，得到2692條檢索結(jié)果。通過二次篩選，2021年以來，相關(guān)文獻(xiàn)共計806條檢索結(jié)果。其中SCIE共計73篇，SSCI共計33篇。通過檢索結(jié)果的相關(guān)性和被引用次數(shù)，最終發(fā)現(xiàn)：國外關(guān)于大數(shù)據(jù)教育領(lǐng)域應(yīng)用的研究先于我國。

（三）國內(nèi)研究現(xiàn)狀

1.國內(nèi)對教育大數(shù)據(jù)的定義

目前，國內(nèi)處于“大數(shù)據(jù)”方法發(fā)展的初期，我國認(rèn)識到了教育大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略“資源”的重要性。就目前來看，大數(shù)據(jù)研究方法在科學(xué)技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)等相關(guān)領(lǐng)域已經(jīng)獲得了相對廣泛的應(yīng)用，由此，國內(nèi)的相關(guān)專家學(xué)者也開始針對與大數(shù)據(jù)相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域來進(jìn)行積極有效的探索，相關(guān)專家血液也開始針對“大數(shù)據(jù)”教育來進(jìn)行科學(xué)的研究以及分析。相信在不遠(yuǎn)的未來，對教育研究范式進(jìn)行新的建構(gòu)是利用大數(shù)據(jù)研究方法的教育研究的重點研究對象，力求使得大數(shù)據(jù)相關(guān)的研究方法能夠與教育未來的發(fā)展相適應(yīng)。

2.國內(nèi)關(guān)于大數(shù)據(jù)教育領(lǐng)域應(yīng)用的研究進(jìn)程

借助CNKI（中國知網(wǎng)）來進(jìn)行相關(guān)論文數(shù)據(jù)的檢索以及分析。通過使用高級檢索當(dāng)中的“主題”檢索方式，在搜索欄當(dāng)中鍵入“大數(shù)據(jù)”“學(xué)習(xí)分析”等相關(guān)的關(guān)鍵詞來進(jìn)行檢索分析，最終所得到的檢索結(jié)果共有1201條（截至 2022年3月10日）。通過人工二次篩選，將檢索條件限制在“教育領(lǐng)域”中，剩余結(jié)果為897條，其中2012 年及以前發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn)幾近于無，2013 年間則有13篇論文得以發(fā)表，2014 年為23篇，2015年為52篇，一直到2019年為244篇，是2012年以來發(fā)表最多的一年，2021年為151篇，2022年目前為19篇。由此可見，雖然早在2012年，大數(shù)據(jù)概念就已經(jīng)受到全世界的廣泛關(guān)注，但是，在教育領(lǐng)域其發(fā)展以及使用情況依然處于未知狀態(tài)。2020年，張枝實在教育信息化2.0時代探討了大數(shù)據(jù)在新的發(fā)展時期由技術(shù)向戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)變，以及大數(shù)據(jù)給教育帶來的深刻變革[7]。2021年，何永紅從當(dāng)前教育發(fā)展的熱點、難點出發(fā)，剖析了當(dāng)前學(xué)習(xí)分析技術(shù)在多個研究領(lǐng)域的進(jìn)展和思路[8]。

三、存在的問題

大數(shù)據(jù)教育領(lǐng)域應(yīng)用是我國教育發(fā)展的現(xiàn)實需求。眾所周知，大數(shù)據(jù)具有巨大價值，但在現(xiàn)階段的大數(shù)據(jù)分析處理過程中有諸多因素的限制和阻礙，我國當(dāng)前正處于教育發(fā)展的瓶頸期：第一，我國目前教育不公平問題長期存在，教育管理模式與機(jī)制尚待完善，不同地區(qū)在教育資源的配置層面上不夠均衡，而且教育教學(xué)的整體質(zhì)量也有待于進(jìn)一步提升；第二，就目前而言，我國國內(nèi)在教育行業(yè)的投入以及產(chǎn)出存在相對嚴(yán)重的不平衡現(xiàn)狀，而且教育經(jīng)費的整體使用率也相對較低，投入與產(chǎn)出不成正比；第三，我國的教育組織形式在靈活度層面上存在嚴(yán)重的不平衡情況，學(xué)生本身過于重視教學(xué)內(nèi)容以及方法、學(xué)科設(shè)置以及考試制度、人才培養(yǎng)模式等多個方面的標(biāo)準(zhǔn)化，但是對于學(xué)生自身的認(rèn)知以及個性化發(fā)展在重視程度上存在明顯的不足。

（一）技術(shù)層面

美國教育部在其發(fā)布的《通過教育數(shù)據(jù)挖掘和學(xué)習(xí)分析促進(jìn)教與學(xué)》報告當(dāng)中，明確地指出在當(dāng)前時代背景之下，將大數(shù)據(jù)應(yīng)用于教育領(lǐng)域時所需要面臨著技術(shù)以及其他層面的諸多挑戰(zhàn)，主要內(nèi)容包括：能夠有效地開展海量數(shù)據(jù)的分析工作、借助有效的方式方法來解決數(shù)據(jù)采集相關(guān)的問題，著重解決數(shù)據(jù)編碼以及其他相關(guān)格式差異等多種類型的問題。

（二）實踐層面

我國雖然是人才大國，但目前能夠理解并應(yīng)用大數(shù)據(jù)的創(chuàng)新性人才仍然缺乏。大數(shù)據(jù)人才短缺問題將越來越突顯，能夠開展大數(shù)據(jù)分析的相關(guān)專業(yè)人才目前在整個社會都十分短缺，除此之外，還嚴(yán)重缺乏能夠?qū)嶋H開展大數(shù)據(jù)運行的相關(guān)專業(yè)人才以及能夠?qū)嶋H開展大數(shù)據(jù)運用的專門性人才，從整體來看，供需之間的整體差距正在不斷擴(kuò)大。

（三）隱性層面

實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析的重要前提條件是對個人隱私進(jìn)行充分保護(hù)，挖掘教育數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測和推薦來實現(xiàn)學(xué)習(xí)分析，會讓學(xué)生活動的透明性提升，一系列隱性問題也會凸顯。

四、案例研究

（一）案例背景

基于大數(shù)據(jù)支撐之下的“以學(xué)定教”（圖1）主要內(nèi)容為：在大數(shù)據(jù)以及云平臺等先進(jìn)技術(shù)的支撐之下，教師借助其來進(jìn)行課前習(xí)題以及導(dǎo)學(xué)案的提前推送，平臺主要負(fù)責(zé)對于學(xué)生預(yù)習(xí)情況展開數(shù)學(xué)分析，以此為教師的課堂教學(xué)提供更加高效的起點，此時，教師可以借助相應(yīng)的教學(xué)平臺，來針對學(xué)生的相關(guān)數(shù)據(jù)以及教學(xué)的基本內(nèi)容展開科學(xué)化的分析，并且以此為基礎(chǔ)來進(jìn)行高質(zhì)量的課堂教學(xué)。

（二）案例介紹

“以學(xué)定教” 教學(xué)模式的前提條件是在特定的教學(xué)環(huán)節(jié)，在實際開展以上教學(xué)內(nèi)容的過程當(dāng)中，通常會根據(jù)課堂以及其他相關(guān)試驗標(biāo)準(zhǔn)，來進(jìn)行不斷地調(diào)整以及完善，從而更好地提升教學(xué)的實際效果：

1.做好課前的相關(guān)預(yù)習(xí)。教師在授課之前，可以借助平臺來為學(xué)生進(jìn)行學(xué)案的推送工作，并且借助此種方式來進(jìn)行相關(guān)預(yù)習(xí)資源以及自測題目的推送工作。

2.借助大數(shù)據(jù)分析平臺來進(jìn)行有效且科學(xué)的分析。使用大數(shù)據(jù)平臺來有效地了解本班級學(xué)生在實際進(jìn)行課程學(xué)習(xí)過程當(dāng)中的基本情況，及時向主管教師進(jìn)行反饋，這其中反饋的重點，主要是學(xué)生自身所存在的相關(guān)問題，以及與班級教學(xué)相關(guān)的問題，針對以上相關(guān)問題進(jìn)行科學(xué)分析總結(jié)，隨后重點講解，作為教師可以借助平臺來精準(zhǔn)地了解每一個學(xué)生的實際情況。

3教師進(jìn)行授課。教師以大數(shù)據(jù)分析的結(jié)果為依據(jù)，因材施教，并且采取有針對性的方式來進(jìn)行有針對性的講解內(nèi)容的講解工作。

4.再次推送。系統(tǒng)對于學(xué)生學(xué)習(xí)的基本情況來展開自動化分析，找出每一位學(xué)生所存在的相關(guān)問題，并且根據(jù)學(xué)生的實際情況再次進(jìn)行相關(guān)題目的推送工作。

5.組織學(xué)生展開線上再測。要求學(xué)生在課堂上借助智能平板來完整再測學(xué)習(xí)工作。

6.查缺補(bǔ)漏。根據(jù)學(xué)生的實際情況情況進(jìn)行查缺補(bǔ)漏，然后展開差異化、個性化的指導(dǎo)工作。

7. 針對課程體系進(jìn)行知識體系的梳理工作。教師可以借助思維導(dǎo)圖等相關(guān)工具來為學(xué)生進(jìn)行書本相關(guān)知識點以及知識體系的構(gòu)建工作。

（三）案例存在的問題

1.環(huán)境不足。目前優(yōu)質(zhì)的平臺不多，不同地區(qū)的教育發(fā)展水平不一致，可實際應(yīng)用的技術(shù)不能滿足現(xiàn)實需要。

2.人才缺乏。具有大數(shù)據(jù)分析能力和實際教學(xué)經(jīng)驗并能將其有效地實施在學(xué)生身上的人才十分缺少。

3.管理缺失。學(xué)校和教師對于大數(shù)據(jù)的應(yīng)用及管理仍不完整，對受教育者的隱私保護(hù)意識仍不足。

五、結(jié)論與建議

（一）結(jié)論

在數(shù)字技術(shù)和教育教學(xué)深度融合的大背景下，學(xué)習(xí)分析技術(shù)的把握和使用需要常態(tài)化的操作。但就當(dāng)下數(shù)字教育的推進(jìn)過程中，學(xué)習(xí)分析技術(shù)仍是初水平，小范圍的使用階段，要想讓學(xué)習(xí)分析技術(shù)深入教育教學(xué)大綱并盡量發(fā)揮其對教學(xué)者的教學(xué)安排、學(xué)習(xí)者的個性化學(xué)習(xí)及管理者規(guī)范化建設(shè)工作的最大效用，還需要一個循序漸進(jìn)，穩(wěn)扎穩(wěn)打的過程。

（二）建議

1.教育資源配置合理化

完善相關(guān)的法律法規(guī)，對于教育資源發(fā)達(dá)的地區(qū)應(yīng)盡量滿足其教育研究需求，對教育資源不發(fā)達(dá)的地區(qū)應(yīng)努力保障當(dāng)?shù)赜布O(shè)備的需要，進(jìn)一步規(guī)范相關(guān)教育技術(shù)的使用權(quán)，構(gòu)建有效的教育技術(shù)使用平臺，革新教育技術(shù)，推動發(fā)展和創(chuàng)新。

2.提高教師素養(yǎng)水平

對于不同地區(qū)的不同學(xué)校對教師的不同需求，國家應(yīng)制定更加準(zhǔn)確且高效的教師招聘方案，在教育工作者的聘用上選擇綜合素質(zhì)較高，在未來也能展現(xiàn)出色才能的人。同時，教育研究者應(yīng)逐步培養(yǎng)自己的數(shù)據(jù)意識，學(xué)習(xí)基本的數(shù)據(jù)應(yīng)用和管理知識，更大程度地發(fā)揮自己的潛能和價值。

3.管理政策科學(xué)化合理化

針對教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用中的隱私倫理問題，學(xué)校層面需要制定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和適度原則，加強(qiáng)對校方和教師的隱私保護(hù)意識與專業(yè)知識的標(biāo)準(zhǔn)，提高各責(zé)任主體對大數(shù)據(jù)安全性的敏感度和辨識度，努力保障受教育者的權(quán)利。

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Abstract： Since the beginning of the 21st century， people have made great effort to realize personalized education and promote educational informatization. Among many teaching technologies， learning analysis， as a comprehensive educational concept and also a practical teaching method， constitutes an important part of intelligent teaching and personalized education and so has attracted much attention from scholars. Based on the national big data on education， this paper studies the application of learning analysis technology in the teaching practice and the possible problems concerning it through analyzing specific teaching cases involving the mode of ″teaching based on learning″， and gives suggestions for the problems. The research shows that application of the big data and the learning analysis technology in education could reform traditional educational tools and teaching methods， and better predict the teaching and learning outcomes. Moreover， the adaptive design of the system can automatically intervene in the learning process， which is helpful for educators to adjust their teaching strategies more timely and effectively so as to achieve the goals of personalized teaching. However， the negative consequences brought by the implementation of learning analysis is also worth our attention.

Key words： educational Big Data; ″teaching based on learning″; teaching mode; learning analysis; education and teaching