基于教育大數(shù)據(jù)的高校教育改革研究

方獻(xiàn)梅 高曉波

摘?要：教育大數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)與教育教學(xué)融合的產(chǎn)物，是大數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域的具體體現(xiàn)。文章闡述了教育大數(shù)據(jù)的特征與組成，教育大數(shù)據(jù)在高校教育中的應(yīng)用價(jià)值及面臨的挑戰(zhàn)，并對(duì)基于教育大數(shù)據(jù)的高校教育改革展開(kāi)探討，為高校教育改革提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：教育大數(shù)據(jù);教育改革;高校教育

大數(shù)據(jù)技術(shù)是“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的利器之一，大數(shù)據(jù)與教育教學(xué)的融合應(yīng)用是時(shí)代發(fā)展的必然要求。教育部辦公廳2015年印發(fā)的關(guān)于征求對(duì)《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進(jìn)教育信息化工作的指導(dǎo)意見(jiàn)（征求意見(jiàn)稿）》意見(jiàn)的通知[1]，提出要拓展信息時(shí)代教育教學(xué)、管理與服務(wù)方式，實(shí)現(xiàn)學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間中學(xué)習(xí)過(guò)程、實(shí)踐經(jīng)歷的記錄，對(duì)采集的學(xué)生日常學(xué)習(xí)情況的大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，進(jìn)而優(yōu)化教學(xué)模式。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)大量教育數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、處理和分析，通過(guò)構(gòu)建教育領(lǐng)域相關(guān)模型，挖掘蘊(yùn)藏在這些數(shù)據(jù)之間的相關(guān)關(guān)系，為教育教學(xué)決策提供有效支持。如何適應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代，并利用教育大數(shù)據(jù)推動(dòng)教育事業(yè)的發(fā)展，是當(dāng)前教育界應(yīng)該重視和共同思考的課題。

1?教育大數(shù)據(jù)的特征與組成

大數(shù)據(jù)具有4V特征，即數(shù)量巨大、類型多樣、處理速度快、應(yīng)用價(jià)值高。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)Ａ?、格式多樣的?shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、分析處理，并最終得到人們需要的信息。教育大數(shù)據(jù)就是教育領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)[2]，是整個(gè)教育活動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生的以及根據(jù)教育需求采集到的數(shù)據(jù)集合，具備大數(shù)據(jù)的特征，教育數(shù)據(jù)挖掘就是教育行業(yè)的數(shù)據(jù)分析應(yīng)用。

在大數(shù)據(jù)時(shí)代，隨著通信技術(shù)、云計(jì)算、人工智能等技術(shù)以及可穿戴設(shè)備應(yīng)用到教育的全過(guò)程，教育大數(shù)據(jù)的采集具有更強(qiáng)的實(shí)時(shí)性、連貫性和自然性，可以實(shí)時(shí)、持續(xù)地采集教學(xué)活動(dòng)中的過(guò)程性數(shù)據(jù)，比如學(xué)生的瀏覽軌跡、瀏覽的時(shí)長(zhǎng)、答題花費(fèi)的時(shí)間、答題正確率、師生互動(dòng)情況，生生互動(dòng)情況等。教育大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，既有結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，如學(xué)生成績(jī)、學(xué)生基本信息、學(xué)生出勤記錄、圖書借閱記錄、學(xué)生就業(yè)率等;也有非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，如視頻、圖片、教案、教學(xué)軟件、文檔等，使得數(shù)據(jù)的分析處理更加復(fù)雜，全面、龐大的數(shù)據(jù)使得教育大數(shù)據(jù)的應(yīng)用能夠更加深入。

2?教育大數(shù)據(jù)在高校教育中的應(yīng)用價(jià)值

2.1?服務(wù)個(gè)性化教學(xué)

目前，高校大多采用線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)模式，混合式教學(xué)把傳統(tǒng)教學(xué)方式的優(yōu)勢(shì)和e-Learning的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)，可以全面地覆蓋到課前-課中-課后的每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，獲得更好的教學(xué)效果。

采用混合式教學(xué)模式，教師可以方便地獲取學(xué)生線上學(xué)習(xí)過(guò)程的數(shù)據(jù)，使用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，教師就可以全方位了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，按照學(xué)生各自的學(xué)習(xí)進(jìn)度為學(xué)生量身定制相應(yīng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，這是實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)策略的重要依據(jù)。課前，教師可通過(guò)雨課堂提前發(fā)送課程課件給學(xué)生，或是通過(guò)MOOC平臺(tái)要求學(xué)生提前預(yù)習(xí)，教師可以隨時(shí)查看學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并及時(shí)進(jìn)行溝通交流。通過(guò)線上數(shù)據(jù)教師可以統(tǒng)計(jì)出學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，能夠關(guān)注到每一個(gè)學(xué)生，包括最后一名學(xué)生。課中，通過(guò)對(duì)學(xué)生的線上學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析實(shí)現(xiàn)“精講”，對(duì)學(xué)生不懂的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行重講，對(duì)學(xué)生已學(xué)會(huì)的知識(shí)點(diǎn)不講或者少講。課后，對(duì)學(xué)生進(jìn)行有針對(duì)性地干預(yù)訓(xùn)練，不同層次的學(xué)生推送不同層次難度的題目及教學(xué)資源，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力及自適應(yīng)學(xué)習(xí)能力。課程考試重考最基礎(chǔ)、最重要、最火熱的知識(shí)點(diǎn)及知識(shí)應(yīng)用方法，著重考核學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。通過(guò)課程教學(xué)要求每一位學(xué)生都要在自身的基礎(chǔ)上有所發(fā)展與提高，但不必是相同的規(guī)格。

2.2?協(xié)助高校進(jìn)行科學(xué)管理

教育大數(shù)據(jù)能有效提高高校智能化、精細(xì)化、規(guī)范化管理的水平，對(duì)促進(jìn)高?，F(xiàn)代化具有非常重要的意義。教育大數(shù)據(jù)使得高校的管理更加有序和有效，可以真正實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)、教師、學(xué)生、教學(xué)、科學(xué)研究、儀器設(shè)備等各方面的分類管理，更好地支持高校的資源配置，構(gòu)建合理的人才培養(yǎng)和管理模式，可以實(shí)現(xiàn)在目標(biāo)導(dǎo)向、問(wèn)題驅(qū)動(dòng)下的過(guò)程監(jiān)控，并能夠?qū)Ω咝Ｎ磥?lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，同時(shí)，對(duì)高?？赡艹霈F(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行提前預(yù)警，便于管理人員實(shí)時(shí)把控，將可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)降至最低，建立科學(xué)高效的運(yùn)行機(jī)制。

2.3?輔助教育決策

教育大數(shù)據(jù)包含整個(gè)教育活動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教育數(shù)據(jù)范圍狹窄與數(shù)量有限的不足，數(shù)據(jù)資源是否充足在很大程度上決定了教育決策的效果。高校領(lǐng)導(dǎo)層經(jīng)常發(fā)生變動(dòng)，學(xué)校決策也會(huì)因人而異，憑感覺(jué)和經(jīng)驗(yàn)做出的決策難免具有主觀性和局限性，而且各高校情況不一樣，具有各自的優(yōu)勢(shì)和特色，一所高校好的決策不一定適用于另一所高校。高校教育大數(shù)據(jù)是客觀存在的，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，不同高?？梢愿鶕?jù)自身學(xué)校情況、教師情況、學(xué)生情況、實(shí)驗(yàn)設(shè)施等軟硬件情況，進(jìn)行不同形式、不同方式的適合本校的改革，并對(duì)本校的學(xué)科重點(diǎn)發(fā)展方向進(jìn)行決策。

2.4?優(yōu)化高校教學(xué)資源建設(shè)

目前，高校內(nèi)部不同院系間教學(xué)資源存在重復(fù)建設(shè)的現(xiàn)象，院系間資源共享非常困難。高校建立大數(shù)據(jù)資源共享平臺(tái)，可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，科學(xué)合理地分配有限的資源，實(shí)現(xiàn)資源的最優(yōu)利用。通過(guò)建立大數(shù)據(jù)資源共享平臺(tái)，整合教師資源可以建設(shè)一些優(yōu)質(zhì)課程，整合物資資源可以提高物質(zhì)資源的利用率，從而打破院系間的壁壘，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源共享、提高教學(xué)資源利用率，保障高校健康、科學(xué)、可持續(xù)的發(fā)展。

3?教育大數(shù)據(jù)在高校教育中面臨的挑戰(zhàn)

3.1?高校教師教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用意識(shí)有待提高

大部分高校教師擁有豐富的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，但在基于教育大數(shù)據(jù)的教育教學(xué)方面仍是新人。大數(shù)據(jù)時(shí)代對(duì)高校教師專業(yè)能力提出了新的要求，教師不僅要傳授學(xué)生知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的能力與素養(yǎng)，還要具備一定的數(shù)據(jù)素養(yǎng)，有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)運(yùn)用的能力?；诮逃髷?shù)據(jù)里的小數(shù)據(jù)，教師可以了解每一個(gè)學(xué)生，如通過(guò)學(xué)生成績(jī)、學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)、借閱的書籍、瀏覽的網(wǎng)頁(yè)、選修的課程等數(shù)據(jù)，可以了解一個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)業(yè)狀態(tài)、心理狀態(tài)、情緒狀態(tài)等，從而為每個(gè)學(xué)生制訂個(gè)性化的學(xué)習(xí)計(jì)劃，實(shí)施因材施教。作為教育主體的高?？梢越M織系統(tǒng)培訓(xùn)，提升高校管理者、教育者對(duì)教育大數(shù)據(jù)的認(rèn)知，充分理解并準(zhǔn)確把握教育大數(shù)據(jù)在推動(dòng)高校內(nèi)涵式發(fā)展過(guò)程中所具有的支持性、服務(wù)性、變革性作用，重視其在高校科學(xué)管理中推進(jìn)精準(zhǔn)教學(xué)、精準(zhǔn)管理、精準(zhǔn)評(píng)價(jià)、精準(zhǔn)決策的多元潛能，積極營(yíng)造校園教育大數(shù)據(jù)文化，從而在高校管理者、教育者中養(yǎng)成大數(shù)據(jù)應(yīng)用意識(shí)，并轉(zhuǎn)化為行動(dòng)上的自覺(jué)。

3.2?教育大數(shù)據(jù)的安全問(wèn)題

教育大數(shù)據(jù)涉及眾多教育者和受教育者信息，以及教育教學(xué)的方方面面，其中很多數(shù)據(jù)包含有用戶的隱私信息。教育大數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)共享使用等各個(gè)環(huán)節(jié)均存在有泄露隱私的風(fēng)險(xiǎn)，使用不當(dāng)就有可能帶來(lái)嚴(yán)重的安全事故，保護(hù)教育大數(shù)據(jù)的隱私信息是非常必要的。另外，通過(guò)教育大數(shù)據(jù)改變受教育者的學(xué)習(xí)方式，利用教育數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)學(xué)習(xí)者進(jìn)行畫像分析，為受教育者提供學(xué)習(xí)路徑及個(gè)性化學(xué)習(xí)資源，這些將會(huì)使學(xué)生的整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程透明化，也會(huì)帶來(lái)一系列倫理問(wèn)題。目前國(guó)家還未出臺(tái)有關(guān)教育大數(shù)據(jù)發(fā)展體制、機(jī)制、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)應(yīng)用與隱私保護(hù)等方面的法律法規(guī)，既不利于維護(hù)數(shù)據(jù)安全，也不利于數(shù)據(jù)充分共享。

4?基于教育大數(shù)據(jù)的高校教育改革

4.1探索和改進(jìn)教學(xué)策略，實(shí)施精準(zhǔn)教學(xué)

傳統(tǒng)教學(xué)模式下，教師是講課的主體，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)是被動(dòng)的學(xué)習(xí)，不利于培養(yǎng)學(xué)生的興趣及學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。在大數(shù)據(jù)環(huán)境下教師不再是教學(xué)的主體，而是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)的過(guò)程中逐漸地發(fā)展和完善自身的學(xué)習(xí)思維、學(xué)習(xí)意識(shí)及學(xué)習(xí)能力。大數(shù)據(jù)時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)上有豐富的學(xué)習(xí)資源，學(xué)生可以隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)自己感興趣的知識(shí)，更好地提高自己。通過(guò)學(xué)生的瀏覽軌跡，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行挖掘分析，可以深度了解學(xué)生，掌握學(xué)生的興趣愛(ài)好、現(xiàn)實(shí)水平和現(xiàn)實(shí)需求，從而在教學(xué)過(guò)程中實(shí)施差別策略，主要包括教學(xué)目標(biāo)的制定和教學(xué)內(nèi)容的組織等，從學(xué)生實(shí)際出發(fā)，為學(xué)生發(fā)展著想，為每個(gè)學(xué)生學(xué)習(xí)上的成長(zhǎng)提供條件，為每個(gè)教師創(chuàng)造性地進(jìn)行教學(xué)提供施展才華的平臺(tái)，使教學(xué)向著“以生為本，私人訂制化”的方向發(fā)展。實(shí)施精準(zhǔn)教學(xué)就要改變傳統(tǒng)班級(jí)授課時(shí)采用統(tǒng)一的大綱、統(tǒng)一的教材、統(tǒng)一的進(jìn)度、統(tǒng)一的要求來(lái)對(duì)待所有的學(xué)生，力圖讓班級(jí)所有學(xué)生“齊步走”的做法，教師必須根據(jù)不同的教學(xué)目標(biāo)及學(xué)生需求，積極探索多元教學(xué)方式如案例教學(xué)、反思性教學(xué)、研討式教學(xué)、研究式教學(xué)、虛擬實(shí)踐教學(xué)以及網(wǎng)絡(luò)支持式教學(xué)等，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

教育大數(shù)據(jù)使教育研究從宏觀群體走向微觀個(gè)體，提供精準(zhǔn)、個(gè)性化的教育，實(shí)現(xiàn)以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的“因材施教”，符合中國(guó)教育現(xiàn)代化2035的基本理念，精準(zhǔn)教學(xué)可有效促進(jìn)教與學(xué)，顯著提升學(xué)科教學(xué)質(zhì)量，可以針對(duì)不同層次的學(xué)生采用不同的教學(xué)方法與教學(xué)策略，并能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、進(jìn)行有效干預(yù)和做出全面正確的評(píng)價(jià)。

4.2?改進(jìn)學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)方式，促進(jìn)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展

傳統(tǒng)評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)業(yè)情況是通過(guò)學(xué)生各學(xué)科的成績(jī)進(jìn)行評(píng)價(jià)，過(guò)于關(guān)注成績(jī)而缺乏對(duì)學(xué)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)方式單一、片面，可能導(dǎo)致學(xué)生過(guò)分追求高分而忽視能力的培養(yǎng)。教育大數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)收集有學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程信息、學(xué)習(xí)表現(xiàn)信息、社交信息、身心健康信息等各方面的數(shù)據(jù)，可以全方位分析、評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程和結(jié)果。采用時(shí)序分析技術(shù)可以呈現(xiàn)學(xué)生個(gè)體的發(fā)展與成長(zhǎng)情況，動(dòng)態(tài)跟蹤學(xué)生行為，了解學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)及心理狀態(tài)，對(duì)偏離培養(yǎng)目標(biāo)及出現(xiàn)心里狀態(tài)的學(xué)生進(jìn)行預(yù)警，及時(shí)予以干預(yù)。采用數(shù)據(jù)分析技術(shù)，可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生間的發(fā)展差異、學(xué)習(xí)興趣差異及各自所需要的學(xué)習(xí)支持和發(fā)展路徑，為學(xué)生提供適宜的學(xué)習(xí)資源與有效的學(xué)習(xí)支持。根據(jù)教育大數(shù)據(jù)，學(xué)校可以全面了解、客觀分析學(xué)生的學(xué)業(yè)現(xiàn)狀、發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，同時(shí)可以反思是否因自身的支持不夠而影響了學(xué)生的發(fā)展，并深層探析需要為學(xué)生的發(fā)展提供何種支持。教育大數(shù)據(jù)可以整合學(xué)生在不同學(xué)習(xí)階段產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析可以為學(xué)生未來(lái)學(xué)習(xí)、就業(yè)方向、生活等提供預(yù)測(cè)與建議，提高學(xué)生的自我認(rèn)識(shí)力，有助于學(xué)生的終身學(xué)習(xí)與可持續(xù)發(fā)展。

4.3?改進(jìn)教學(xué)評(píng)價(jià)模式，提升教師教學(xué)能力

教學(xué)評(píng)價(jià)的目的在于促進(jìn)教育改革，提高教育質(zhì)量，所以做好教學(xué)評(píng)價(jià)是提高高校教學(xué)質(zhì)量的重要保障。教育大數(shù)據(jù)采集了教育教學(xué)全過(guò)程的各種數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)是海量的，采集方式是實(shí)時(shí)多元化的，通過(guò)整合學(xué)生的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)、學(xué)生的成績(jī)及各類評(píng)價(jià)信息等，進(jìn)行多維度分析，打破了以往經(jīng)驗(yàn)主義的評(píng)價(jià)模式，可以客觀、公正、準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)教師的教學(xué)質(zhì)量，這樣的評(píng)價(jià)更加具有說(shuō)服力，讓教師積極主動(dòng)地進(jìn)行反思，拓展教學(xué)思路，尋找更加適合學(xué)生、更加符合教育規(guī)律的教育教學(xué)方式，在這樣良好的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中激發(fā)教師的潛能，促進(jìn)教師教學(xué)能力的提升。

4.4?改革高校教育管理模式，促進(jìn)資源合理配置

隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，高校均已采用信息化管理方式，但各部門、系統(tǒng)數(shù)據(jù)各自定義、存儲(chǔ)，使得一些相同的數(shù)據(jù)在不同的系統(tǒng)里具有不同的含義，形成數(shù)據(jù)孤島，使得跨部門、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)整合難度大。教育大數(shù)據(jù)能夠有效促進(jìn)高校教育管理信息化建設(shè)水平，高校管理者要完善數(shù)據(jù)管理模式，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行治理，優(yōu)化各管理系統(tǒng)，消除數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象，對(duì)校內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面整合，支持教育大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，實(shí)時(shí)把控學(xué)校狀況，保障學(xué)校各項(xiàng)工作平穩(wěn)進(jìn)行。教育大數(shù)據(jù)匯聚了多維度、全方位、全過(guò)程的教育和管理數(shù)據(jù)，通過(guò)構(gòu)建模型，可以對(duì)學(xué)校資源的配置應(yīng)用、師資隊(duì)伍的結(jié)構(gòu)情況、創(chuàng)新發(fā)展的特色成果等全方位進(jìn)行刻畫，深入剖析學(xué)校的管理情況，綜合評(píng)價(jià)學(xué)校管理水平，為決策者提供數(shù)據(jù)支持，使教育決策更加科學(xué)有效，資源配置更加優(yōu)化合理。

5?結(jié)語(yǔ)

教育大數(shù)據(jù)是現(xiàn)代教育技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物。通過(guò)分析教育大數(shù)據(jù)潛在的價(jià)值，并在高校教育中進(jìn)行應(yīng)用，可以推進(jìn)高校教育的深度變革，有效提高高校教育質(zhì)量。

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基金項(xiàng)目：廣西高等教育本科教學(xué)改革工程項(xiàng)目（2019JGA278）;河池學(xué)院2020年教改重點(diǎn)項(xiàng)目（2020EZ001）

作者簡(jiǎn)介：方獻(xiàn)梅（1972—??），女，漢族，湖北荊州人，碩士，副教授，研究方向：數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)。