教育大数据的应用探索

吴传荣 尹华意 何昊 刘洪深

摘 要 教育时代背景已发生巨大变化，信息时代的办学逻辑不同于以往的工业时代，教学观念也应该紧跟时代步伐。互联网日益普及，在线开放课程如雨后春笋般冒出，将教学推上了线上平台，适应性、个性化等教学思想逐渐被社会推崇。大数据与教育的结合为教学的支持和改革提供诸多便利的同时，也存在着一些问题。本文针对目前教育大数据多方面的现状，对教育大数据的应用进行了探索，为教育改革提供新的思路。

关键词 教育大数据 教学改革 在线开放课程

中图分类号：G434                                 文獻标识码：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

我国互联网应用非常广泛，线上教学成为一种趋势，大数据掀起的浪潮为教育的发展开辟了一片新的天地。教育时代背景发生了根本性变化，教学观念也有必要进行转变。借助大数据技术循序渐进地推动教育大数据应用十分重要，这也是适应信息化时代的要求。

我国互联网行业的发展还不够规范，现阶段国内教育大数据的应用在数据采集、挖掘和分析、共享和反馈等方面存在许多亟待解决的问题，这成为教育大数据应用的瓶颈。同时，数据主义倾向逐渐凸显，教育与大数据技术手段二者之间的关系需要引起重视。本文针对教育大数据目前的境遇和挑战进行讨论并提出若干相关举措，为教学改革提供思路。

1 教育大数据的概念

从大的方面来说，教育大数据是指所有来源于教育活动中人为所产生的数据。而从小的方面来说，它是指来自学生管理系统、在线学习平台和课程管理平台等的学生行为数据。由于精力、技术有限，我们很难获取全部的日常教育活动数据，因而可以把视角转向来源于校内各种学习、管理系统和平台的教育大数据。目前在线平台课程百花齐放，而且几乎每个学校都有自己的学生管理系统与课程管理平台，这为教育数据的挖掘和学习分析提供了更多的机会，也为教学的转型提供了新的可能。

2 教育大数据的现状及问题分析

我们可以基于在线开放课程甚至其他学习、管理平台进行教育数据的挖掘和分析。这些平台或者类似于这种的其他学习、管理系统包含大规模、细粒度的数据，研究人员借助相应的技术工具对数据进行采集、处理和共享，为学校的管理者和师生等人员提供反馈，有利于提高学校的管、教、学的水平。因此，有必要对当前的现状和存在的问题进行分析。

2.1 教育大数据的采集

线上形式的教学有利于教育数据的采集，学生在终端设备上的操作行为被管理系统、在线学习平台记录下来，相当规模的教育数据便孕育而生。研究者借助技术手段就可以对所有学习参与者的数据进行采集、提取，然后通过相应处理将其用于分析学生的学习情况。教育大数据不只是来源于在线学习平台或者管理系统，例如美国亚利桑那州立大学还通过应用程序对包括校园卡使用和网络社交行为等在内更为广泛的校园生活动态信息进行收集和分析，这为我们提供了更为广泛的视野。从目前来看，我国的在线开放课程如日中天，再加上学校的管理系统和相关平台，其中蕴含了丰富而又宝贵的数据资源，这为教育数据的采集提供了极大的方便。

无规矩不成方圆，数据采集需要依据统一的标准规范进行。考虑到教育科研的学术目标和大数据研究的伦理要求，相关研究机构按照各级主体、各个层次和教育环节的区分，针对教育大数据的不同方面制定了系列的基本标准与规范。然而目前针对教育大数据采集方面的标准与规范却少之又少，不利于教育大数据的规范应用与高效发展。

2.2 教育大数据的挖掘和分析

对于获得的既有数据来说，现存的问题主要是教育数据的调研程度不够深、挖掘局限性相对较大。部分院校教育管理信息化建设落后，专业人才稀缺，数据整合加工的及时性与合理性得不到保障。教育大数据的深度挖掘涉及对学习者模型、教学领域等模型的构建、预测，依赖于专业的数据处理技术，大规模的数据分析对数据处理软件的要求较高，一般的数据处理软件无法处理这些海量的教育数据，这对各学校来说也是个问题。因此可由教育部门牵头或者委托，向专业技术公司寻求大数据处理技术的支持。当然，也不能完全依赖第三方的技术，可以通过向外部聘请数据处理人才、引进数据处理技术来打造自身优势。

2.3 教育大数据的共享和反馈

教育大数据的大规模性特点与数据的开放共享紧密相连，为了发挥这一独特优势，应当建立有效的数据开放共享规则，将不同内容的教育数据整合起来，扩大数据规模，形成有效的开放共享机制。教育数据涉及学生、教师和学校管理层，开放共享的同时尤其要注意个人隐私保护。

一方面，应该以法律的形式明确划定数据私有与公开的界限，在来源清晰、责权明确、应用有序的前提下开展教育大数据的相关研究和应用。另一方面，应该从数据的源头上加强对隐私的保护。教育大数据的应用场景日益纷繁复杂，结构类型也变得越来越错综复杂，隐私保护技术的开发成为一个新的研究热点，数据生命周期的每个阶段拥有诸多相应的隐私保护技术与之匹配，每种方法各有优劣，针对不同的教育应用场景选择合适的隐私保护策略十分必要。

数据做到开放共享还不够，对数据进行反馈也很重要。反馈有利于发现问题并解决问题，优化教育机制，促进学校整体教育水平的提升。从内容上来说，反馈涵盖了管、教、学三个方面，如果学校仅仅做到采集、处理和分析数据，而不进行反馈，不重视实际问题的探讨和解决，那么就是前功尽弃。有效的大数据分析可以建立起师生之间的双向反馈，促进教学双方的互动。信息时代与工业时代学校办学的逻辑存在很大差异，要求教学模式更加灵活，如果学校管理缺乏灵活性，教学的灵活性也会大打折扣，教师制作在线课程的积极性容易受挫。三方面的反馈有利于打破学校僵化的管理模式，有利于师生在教与学上变得更为灵活。

3 教育大数据的应用

3.1 教学前分析

“凡事预则立，不预则废”，教学涵盖教与学两个方面，有必要在实施教学之前进行认真的分析和规划，这有利于明确教学的方向并提高教学效率。在线开放课程以网络为桥梁，通过终端设备将师生连接起来。尽管现在网络普及较广，教师仍应该在教学之前充分调研学习者所具备的物质条件，如设备和网络条件，以及技术水平、学习能力等，尽可能地为学生提供在线学习的方便，从而更有效地开展教学活动。这些情况可以通过学习管理系统或者学习平台的教育大数据挖掘、分析并最终呈现出来。

在教学前的分析中还要注意资源建设，尤其是要关注在线课程中视频资源的安排，提前规划好自然科学、人文社科类不同领域的课程授课形式。利用大数据可以灵活再造教學流程，通过数据反馈，可以滚动调整教师和学生在课前、课中、课后各自的任务以适应信息超载和知识碎片化的挑战。

3.2 适应性、个性化教学

适应性、个性化教学最早可以追溯到孔子，他在教育实践中把因材施教奉为圭臬，根据学生的个性特点采用有区别的教育方式。因材施教的教育思想发展至今，对当下的教学仍具有很大的启发作用。

对学生的学习行为、情况进行综合分析，可为适应性教学创造条件。学生在学习平台上留下的操作痕迹，通过相应的技术手段转化为可以反映学习过程的教育数据，使得老师能了解学生的个体和整体的学习情况，教学更具针对性。传统课堂中灌溉式、填鸭式教学现象频繁出现，根据因材施教的教育思想，要求重新定位教师角色，成为个性化学习的引导者和组织者，根据大数据技术呈现出的结果开展适应性、个性化教学。有人提出以“零存整取、碎片重构”为核心的新建构主义理论，它主张“个人导向的系统学习”，将学会选择和零存整取有机结合起来，以个人兴趣爱好和问题解决需要为核心，建立个性化的知识结构。这种学习理论需要明确学习者的个性爱好以及存在的问题，因此这方面的需求可由教育大数据的挖掘和分析来主动满足，然后交由教师适当地引导，达成解决问题的目标，从而实现个人导向的系统学习目标。

3.3 教学评价

教育评价作为教学决策的前提，对教学改革具有重大意义。教学评价方式面临新的考验，以往的标准化评价模式不仅难以全面准确地反映教学成果，而且会反过来影响师生的主动性和积极性。由于既有的评价条件有限，碎片化的单一评价不能较好地反映全貌，运用在线开放课程这样的学习平台或者学习管理系统的大数据则可以改变传统的方式，对教育评价从多方面进行整体规划，从而赋予其更为丰富的内涵和功能，为可持续性的系统化评价创造便利。另外，需要注意采用专家、教师、学生评价和互评等不同的主体评价方式，通过深度挖掘和分析多元化的教育数据来适应教育利益相关方的需求。

4 教育大数据带来的挑战

尽管大数据驱动教育的前景非常广阔，对教育改革有很大帮助，但基于教育大数据应用面对的更高层次的挑战及其限度的研究少之又少。科技进步的双刃剑效应已成为人们的普遍共识，并被有识之士屡屡警醒。教育大数据应用将直接指向教育接受者在学习道路上的成长，通过数据揭秘，并有很大可能重塑学习者自身的学习观念和价值体系。

尽管大数据可以透过某些具有相关关系的现象尝试揭示学习者的学习活动，但大数据本身其实掩盖了事物的本质。这主要是因为大数据所输出的外在形式是结果的结果，基于各种相对指标和绝对指标来强行或者过度解读个体的学习活动，这无疑抹杀了教育的初衷，教学并不能完全由可视化的结果充分反映。大数据只是一种补充手段，将其运用于教育领域的目的是服务于培养、丰富和发展人的价值追求，数据不可能成为教育的价值取向和最终目的，最终还是要回归到教育本身。虽然教育大数据具有重大价值，但高估大数据的作用，甚至将数据作为衡量的标准，这种做法并不可取。因此，要明确并把握好大数据技术与教育二者之间的关系，正视大数据应用于教育领域所带来的影响。教育大数据的应用之路并不会一帆风顺，如何从认识观念上来把握，又怎样从制度以及实践层面上去处理，这是当下面临的一大挑战。

5 展望

2015年是我国教育大数据发展的元年，当年发布的《促进大数据发展行动纲要》充分肯定了大数据技术对教育的积极作用，这意味着大数据在教育领域的应用已经上升到国家战略层面。大数据为各行各业带来了技术红利，新时代的教育现代化水平更进一步，有文件明确指出发展教育大数据是我国深化教育领域改革与推进教育创新演进的必由之路。随着相关政策的逐步展开以及各类在线开放课程遍地开花，大数据技术与教育深度结合的教学改革势在必行，以此为契机，深刻把握好对教育这一主体与大数据关系的认识，把教育大数据应用于实践当中，这对教学改革的推进十分有利。

本文系长沙理工大学2018年校教改课题“大数据环境下管理类课程改革与学生个性化知识重构研究”（项目批准号：50）

参考文献

[1] 徐鹏，王以宁，刘艳华，等.大数据视角分析学习变革——美国《通过教育数据挖掘和学习分析促进教与学》报告解读及启示[J].远程教育杂志，2013.31（06）：11-17.

[2] 柴唤友，刘三女牙，康令云，等.教育大数据采集机制与关键技术研究[J].大数据，2020.6（06）：14-25.

[3] 孙洪涛，郑勤华.教育大数据的核心技术、应用现状与发展趋势[J].远程教育杂志，2016.34（05）：41-49.

[4] 史海峰.大数据背景下高等教育管理模式改革分析[J].科教文汇（中旬刊），2018（06）：138-139.

[5] 郑燕林，柳海民.大数据在美国教育评价中的应用路径分析[J].中国电化教育，2015（07）：25-31.

[6] 乐洁玉，罗超洋，丁静姝，等.教育大数据隐私保护机制与技术研究[J].大数据，2020.6（06）：52-63.

[7] 孙众，蘧征，杨现民，等.有意义的大数据与教学优化改革[J].电化教育研究，2018.39（03）：43-48+61.

[8] 王竹立.在线开放课程：内涵、模式、设计与建设——兼及智能时代在线开放课程建设的思考[J].远程教育杂志，2018.36（04）：69-78.

[9] 王竹立.新知识观：重塑面向智能时代的教与学[J].華东师范大学学报（教育科学版），2019.37（05）：38-55.

[10] 唐汉卫，张姜坤.大数据教育应用的限度[J].华东师范大学学报（教育科学版），2020.38（10）：60-68.

[11] 裴莹，付世秋，吴锋.我国教育大数据研究热点及存在问题的可视化分析[J].中国远程教育，2017（12）：46-53，80.