大數(shù)據(jù)畫像技術在高校精準教學中的應用探索

許歡　夏道明

摘要：以大數(shù)據(jù)技術為抓手，高效挖掘海量的學生數(shù)據(jù)，賦予學生個性標簽形成學生畫像，為高校實現(xiàn)精準教學提供可能性。本文分析了大數(shù)據(jù)環(huán)境下的數(shù)據(jù)畫像技術和精準教學的特點，提出了基于大數(shù)據(jù)技術的學生數(shù)據(jù)畫像構(gòu)建方法，探索了大數(shù)據(jù)畫像技術在高校精準教學中的應用。

關鍵詞：大數(shù)據(jù) 畫像技術 精準教學 創(chuàng)新應用

一、數(shù)據(jù)畫像與精準教學

在大數(shù)據(jù)時代，學生的需求呈現(xiàn)多樣化，為了產(chǎn)生良好的教育效果，一些高校嘗試在傳統(tǒng)教育模式的基礎上，利用大數(shù)據(jù)技術開啟精準教學。通過學生的行為數(shù)據(jù)創(chuàng)建數(shù)據(jù)畫像，不僅可以發(fā)現(xiàn)學生行為中的問題，給予及時的指導與幫助，還可以提升教育的針對性和教育效果。

（一）大數(shù)據(jù)畫像技術

畫像技術最早由Alan Cooper提出，李光耀等認為畫像技術的依據(jù)在于學生的言行軌跡反映了學生的性格、習慣、態(tài)度等特征。畫像技術，即學生信息標簽化，就是通過收集與分析學生學習與生活相關信息的數(shù)據(jù)，根據(jù)其人口學特征、學習行為、生活動態(tài)、社交活動等抽象出一個學生的全貌。在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，學生的學習、生活軌跡等數(shù)據(jù)信息能夠被收集并存儲，數(shù)據(jù)挖掘、文本分析等大數(shù)據(jù)分析技術的不斷發(fā)展也提高了基于校園大數(shù)據(jù)的學生畫像技術的準確性與可靠性。

（二）精準教學

美國學者奧格登·林斯利在20世紀60年代，提出了“精準教學”這個概念，并將斯金納的操作性條件反射理論遷移到教學環(huán)境中。精準教學經(jīng)歷50余年的發(fā)展已形成了一套較為完善的理論方法，精準教學強調(diào)教師先摸準學生情況、精準把握其原始學習狀態(tài)，從而精心設計與精準實施教學目標、教學活動、教學干預等，以達到個性化學習的需求。因此，精準教學的核心就是依據(jù)精準診斷學情驅(qū)動出有針對性的教學。

精準教學有助于提高學生的學習成績，增強學生的自尊心、責任感、自我效能感及學習動機，培養(yǎng)學生的自我管理能力和自主決策能力。精準教學促使高校決策者創(chuàng)新教學模式與探索路徑改革，構(gòu)建多層次、多樣化的人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)。

（三）大數(shù)據(jù)時代高校精準教學的必要性

在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，高校把握時代契機，以大數(shù)據(jù)技術為手段深入挖掘人們難以發(fā)現(xiàn)或測量的隱藏信息，為精準教學提供了更多科學依據(jù)。簡言之，精準教學就是利用大數(shù)據(jù)和智能技術精準地描述出學生的問題、個性需求等，讓高校教育工作者因材施教。因此，開展精準教學，借助大數(shù)據(jù)分析學生的行為，不僅可以及時掌握和全面了解其行為特征，還可以提供個性化教學，大大提高成才率。

二、基于大數(shù)據(jù)技術的學生數(shù)據(jù)畫像構(gòu)建

近年來，大數(shù)據(jù)技術已應用到越來越多的行業(yè)中，教育行業(yè)亦是如此。對學生的生活數(shù)據(jù)、學習行為數(shù)據(jù)、成績數(shù)據(jù)、校園一卡通數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)進行采集、處理、建模、共享，賦予學生個性標簽，可以形成學生個體畫像和學生群體畫像。結(jié)合統(tǒng)計理論、機器學習、深度學習對學生的各種實時數(shù)據(jù)進行分析，刻畫并呈現(xiàn)出學生特征明顯的畫像，有利于高校教師更精準、更科學地了解學生，為高校教育教學、教育管理決策提供理論依據(jù)。

（一）學生畫像構(gòu)建

作為一種構(gòu)建目標學生、關聯(lián)學生行為與預測行為軌跡的有效工具，學生畫像其本質(zhì)是將數(shù)據(jù)組織成可視化的數(shù)據(jù)特征，從而構(gòu)成學生的數(shù)據(jù)畫像模型。學生畫像的構(gòu)建分為數(shù)據(jù)預處理、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)據(jù)可視化。

（二）數(shù)據(jù)預處理

數(shù)據(jù)預處理是學生畫像構(gòu)建的前提和基礎。在實際的學生數(shù)據(jù)中，海量的原始數(shù)據(jù)中存在不準確、不完整、不一致及含有異常值的數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)挖掘和處理的結(jié)果產(chǎn)生偏差，因此使用前需進行一定的預處理。

（三）數(shù)據(jù)挖掘

數(shù)據(jù)挖掘是學生畫像構(gòu)建的關鍵。數(shù)據(jù)挖掘指挖掘和分析存儲在學校各個信息系統(tǒng)中的信息，發(fā)現(xiàn)隱藏在數(shù)據(jù)內(nèi)部的規(guī)律。目前，高校正在充分利用各種信息系統(tǒng)來完善和優(yōu)化日常的教學與管理工作，比如學生教務管理系統(tǒng)、一卡通信息系統(tǒng)和圖書借閱系統(tǒng)等。以學生的一卡通基本數(shù)據(jù)、課程成績數(shù)據(jù)、一卡通消費數(shù)據(jù)和借閱數(shù)據(jù)為基礎，發(fā)現(xiàn)在校學生的生活習慣與行為軌跡，再通過分析和挖掘以上的行為數(shù)據(jù)，可以獲取隱藏在數(shù)據(jù)背后的有效信息。

（四）數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析是學生畫像構(gòu)建的核心。在校園大數(shù)據(jù)分析模式下，可以找出隱藏在學生畫像數(shù)據(jù)資源庫中的數(shù)據(jù)關系，描述學生行為規(guī)律，預測學生行為偏好，以及精細判別學生群體行為習慣共性，精準定位個體學生行為習慣差異，從而可以為學生提供精細化的指導和教育。校園大數(shù)據(jù)的分析包括聚類、分類和預測。針對學生各類數(shù)據(jù)的特點，可以利用聚類算法聚類學生的各類行為數(shù)據(jù)，得到各類行為的聚類類別：使用分類算法對不同行為習慣的學生進行分類，通過已知的學生數(shù)據(jù)建立模型對學生的行為習慣進行預測。

（五）數(shù)據(jù)可視化

數(shù)據(jù)可視化是學生畫像構(gòu)建的最終目的?？梢暬K可以將處理形成的學生多維度標簽以圖表的方式直觀地展示出來，讓教務工作者更加全方位地了解學生的需求。

三、大數(shù)據(jù)畫像技術在高校精準教學中的應用探索

在實際教學中，授課教師可以把大數(shù)據(jù)畫像技術融入學情診斷、教學設計、行為預測、學業(yè)預警、教學干預以及教學反思等過程中，針對不同的學生提供精準有效的學習指導，能夠?qū)崿F(xiàn)學生的個性化教學，提高教學質(zhì)量。在大數(shù)據(jù)畫像技術的推動下，教學過程開始朝著智能化、個性化、科學化的道路前進，探索具有創(chuàng)新特色的教學模式。

（一）學情診斷和教學設計

精準教學的關鍵就是利用大數(shù)據(jù)畫像技術進行學情診斷，學情診斷是否全面、準確直接影響精準教學能否有效進行。在傳統(tǒng)的教學過程中，教師往往只把學生的成績作為學情診斷的依據(jù)，對學生的個體其他因素關注不夠，很難做到因材施教。隨著大數(shù)據(jù)技術向教育領域的不斷滲透，教師開始重視收集學生各方面的數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)畫像技術深度挖掘?qū)W生的學習情況、心理狀況等信息，根據(jù)精準的學情診斷進行教學設計，優(yōu)化教學過程，這將有助于全面提升教學效果，實現(xiàn)教學相長。

教學設計是精準教學的基礎，是教師以學情診斷為前提，對教學各環(huán)節(jié)進行合理的規(guī)劃及科學的預測，制訂出教學方案的過程。教師利用大數(shù)據(jù)下的學情診斷、挖掘并可視化學生的學習特征，課前設定合適的教學目標；課中進行個性化教學，靈活選擇教學媒介；課后依據(jù)總結(jié)性評價給予有針對性的學業(yè)指導，有助于教師專業(yè)素養(yǎng)的提升和學生的全面發(fā)展。

（二）行為預測與學業(yè)預警

學業(yè)行為是學生為實現(xiàn)學習目標，積極主動調(diào)整其學習狀態(tài)的行為。過去高校工作者不重視事前預判，事情發(fā)生后才處理，處理時往往比較被動，針對性不強、效率也不高。隨著智慧校園的建設，教師可以通過大數(shù)據(jù)對學生的校園異常行為提前預警和干預，這將有助于提高學生管理工作的針對性與有效性，創(chuàng)新學生管理工作的思路。比如，通過學生校園一卡通出入信息、圖書館閱覽記錄、食堂消費記錄等數(shù)據(jù)，就可以了解和掌握學生的學習生活狀態(tài)。基于學生的行為數(shù)據(jù)進行行為預測，既有利于學生的學業(yè)發(fā)展，提高學生畢業(yè)率與就業(yè)率，又有利于提高高校的管理效率。

學業(yè)預警指高校管理者通過運用科學的管理手段對學業(yè)不佳的學生提出警告，并通過一系列對應的措施幫助學生更好地完成學業(yè)。以前，人們依賴傳統(tǒng)的教務管理系統(tǒng)識別學習困難者，使教學管理者負擔重、效率低，預警效果不理想?，F(xiàn)階段，利用大數(shù)據(jù)畫像技術對學生開展學業(yè)預警成為現(xiàn)實。入學前期，摸底學生的家庭情況、學業(yè)水平、心理情況，梳理出可能影響學業(yè)的干擾因素，針對可能的干擾因素提出解決方案；學期中，實時監(jiān)測學生的課堂考勤數(shù)據(jù)、上課表現(xiàn)情況、課程成績、圖書館刷卡情況等數(shù)據(jù)，一旦出現(xiàn)偏差及時與學生交流，必要時還要與家長進行溝通；學期末，與以往的學業(yè)成績進行比較，調(diào)整下學期的學習重心、學習時間分配等。學業(yè)預警機制不僅突出了高校以學生為中心的教學理念，還加強了學校、學生、家長三者之間的聯(lián)系。

（三）教學干預與教學反思

以往的教學干預過度依賴教師的教學經(jīng)驗與能力，主觀影響因素較多，干預效果不夠明顯。隨著大數(shù)據(jù)技術的快速發(fā)展，高校教師已經(jīng)開始在教學中逐步開展數(shù)據(jù)挖掘，借此開展精準的教學活動。課前教師一方面利用信息化平臺（如學習通等）發(fā)布預習任務，以任務驅(qū)動提升學生的自我學習能力；另一方面借助大數(shù)據(jù)技術挖掘?qū)W生歷史與動態(tài)學習行為數(shù)據(jù)，進行學情診斷，將學生合理分層，明確不同學生的學習需求，實行個性化、精準化的教學，實現(xiàn)更科學合理的教學活動。課中教師應用信息化的教學手段和教學技術，豐富課堂內(nèi)容。課后教師根據(jù)各個習題的難度與區(qū)分度，布置差異化的學習任務，幫助學生正確地認識自我，從而進行針對性的學習，達到自我管理的目的。

對于教學反思，以往教師將遇到的教學問題作為反思材料，往往只就事論事，很少會探討問題背后隱含的教學本質(zhì)。這種依賴直觀經(jīng)驗的教學反思帶有隨意性和盲目性，導致效果不佳。大數(shù)據(jù)技術促使教師教學反思從經(jīng)驗走向科學，教師依據(jù)教學過程總結(jié)教學規(guī)律，使其呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)化、系統(tǒng)化、科學化的特征。教學前反思，教師根據(jù)大數(shù)據(jù)技術挖掘出精準的學生學情和信息化平臺（如學習通）發(fā)布的預習內(nèi)容反饋的可視化數(shù)據(jù)，設計合適的課堂教學內(nèi)容；教學中反思，學生的課堂行為數(shù)據(jù)最直觀、最有效地反映其真實學習情況，因此，教師應及時調(diào)整其教學方式、教學內(nèi)容、教學活動等，從而使教學更加高效；教學后反思，在大數(shù)據(jù)的精準評價下，學生和同行教師的評價為教師提供科學、全面的數(shù)據(jù)對比，使反思科學化，促進教學實踐不斷優(yōu)化，促進教師專業(yè)發(fā)展。

結(jié)語

隨著大數(shù)據(jù)技術發(fā)展的日益完善，教育與大數(shù)據(jù)技術的有效融合加速了新時代教育改革的步伐。特別是以學生畫像技術為核心的高校教學新思路，為傳統(tǒng)教學向精準教學轉(zhuǎn)型升級提供了可能性和可行性，為高校工作者全面、精準制訂教學決策起到了關鍵作用。高校應順應數(shù)據(jù)時代的教育趨勢，打造一個集收集、分析、處理、預測為一體的學生畫像平臺，為精準教學提供有力的技術支持，推動人性化教學和科學化管理。此外，高校在收集、整理、分析、預測數(shù)據(jù)的同時，還應加強數(shù)據(jù)安全性以及學生隱私的保護意識。

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責任編輯：唐丹丹