大數(shù)據(jù)引領(lǐng)高校信息化教學(xué)的發(fā)展與創(chuàng)新

巫莉莉 黃志宏

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)中心）

近年來(lái)，大數(shù)據(jù)逐漸成為人們獲得新認(rèn)知、創(chuàng)造新價(jià)值的源泉，它是繼云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)之后IT 產(chǎn)業(yè)的又一技術(shù)變革。據(jù)IDC《數(shù)字宇宙》（Digital Universe）的研究報(bào)告表明，2020 年全球新建和復(fù)制的信息量已經(jīng)超過(guò)40ZB，是2012 年的12 倍；而中國(guó)的數(shù)據(jù)量則會(huì)在2020 年超過(guò)8ZB，比2012 年增長(zhǎng)22 倍。

一、大數(shù)據(jù)的特性

1.Volume（容量）。存儲(chǔ)量巨大，不僅是指大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)體量巨大，而且表示單位時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)交換的流量巨大。數(shù)據(jù)集合的規(guī)模不斷擴(kuò)大，已從GB 到TB 再到PB 級(jí)，甚至開(kāi)始以EB 和ZB 來(lái)計(jì)數(shù)，傳統(tǒng)的集中存儲(chǔ)與集中計(jì)算已經(jīng)無(wú)法處理呈指數(shù)增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)。

2.Velocity（速度）。數(shù)據(jù)產(chǎn)生、處理和分析的速度在持續(xù)加快，數(shù)據(jù)流量大，要求處理速率及效率也要快，能夠提供交互式的、實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)分析及數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，將處理時(shí)間壓縮到最短。

3.Variety（多樣性）。數(shù)據(jù)類(lèi)型復(fù)雜，數(shù)據(jù)來(lái)源及格式多樣化，如Email、訪問(wèn)日志、電子商務(wù)、網(wǎng)絡(luò)檢索歷史記錄、微信、博客等個(gè)人數(shù)據(jù)、企業(yè)數(shù)據(jù)、傳感器數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)等。在大數(shù)據(jù)背景下，數(shù)據(jù)有可能發(fā)生復(fù)雜的變化甚至是組合變異和性質(zhì)突變。

4.Value（價(jià)值）。大數(shù)據(jù)由于體量不斷增大，單位數(shù)據(jù)的價(jià)值密度在不斷降低，然而數(shù)據(jù)的整體價(jià)值在提高。通過(guò)對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)整合、挖掘及數(shù)據(jù)分析后得到的新信息價(jià)值會(huì)翻倍。

二、大數(shù)據(jù)時(shí)代高校所面臨的挑戰(zhàn)

1.大數(shù)據(jù)集成：高校根據(jù)自身的應(yīng)用需求，必須對(duì)分散且多樣化數(shù)據(jù)來(lái)源進(jìn)行抽取集成，探索融合結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的統(tǒng)一模型，同時(shí)提高數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量，強(qiáng)化數(shù)據(jù)文化。

2.大數(shù)據(jù)的分析：高校需要對(duì)半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗、關(guān)聯(lián)和聚合，采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)。并將這些數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)分析的原始數(shù)據(jù)，從中抽取部分或者全部進(jìn)行分析，以提煉出連續(xù)的、低信息粒度的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘。

3.大數(shù)據(jù)的展現(xiàn)：數(shù)據(jù)分析產(chǎn)生的結(jié)果有可能也是非常大量的，且結(jié)果之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系復(fù)雜、數(shù)據(jù)維度更多。通過(guò)數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，以更加適合教學(xué)思維的圖形化的方式展示數(shù)據(jù)分析結(jié)果，將枯燥的信息轉(zhuǎn)換為通俗易懂的圖形。

三、大數(shù)據(jù)在高校信息化教學(xué)中的應(yīng)用

高校信息化教學(xué)的大數(shù)據(jù)處理模型

數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，將帶來(lái)更具針對(duì)性、個(gè)性化的教學(xué)體驗(yàn)。如上圖所示，在高校信息化教學(xué)過(guò)程中，首先需要完成對(duì)用戶數(shù)據(jù)的收集，再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘、分析，并轉(zhuǎn)換成結(jié)構(gòu)化的信息，用這些信息去展示新的事實(shí)，描述教師的教學(xué)習(xí)慣和學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，并根據(jù)用戶畫(huà)像，利用信息技術(shù)手段，在教學(xué)過(guò)程中起到輔助作用。

1.合理調(diào)整課程結(jié)構(gòu)，優(yōu)化教學(xué)資源配置

利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)教師和學(xué)生教、學(xué)行為數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行建模，分析教學(xué)過(guò)程、教學(xué)反饋和教學(xué)績(jī)效等各方面信息，掌握各個(gè)資源模塊之間的關(guān)聯(lián)程度，合理調(diào)整課程設(shè)置以及教學(xué)資源的分布結(jié)構(gòu)，根據(jù)教學(xué)重點(diǎn)進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)方式，最大化地優(yōu)化教學(xué)資源配置，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源的數(shù)據(jù)共享，為教師的高效教學(xué)、學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)提供便利。

2.基于數(shù)據(jù)引導(dǎo)學(xué)生的自我學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)

因材施教、個(gè)性化學(xué)習(xí)是教育追求的最高目標(biāo)，但在傳統(tǒng)的班級(jí)授課制中要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)是很難的。通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，對(duì)學(xué)生某一段時(shí)期內(nèi)的學(xué)習(xí)情況，包括學(xué)習(xí)、愛(ài)好、業(yè)余活動(dòng)等非結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，研究學(xué)習(xí)者的活動(dòng)軌跡，發(fā)現(xiàn)不同的人對(duì)不同知識(shí)點(diǎn)有何不同反應(yīng)，用了多長(zhǎng)時(shí)間，以及哪些知識(shí)點(diǎn)需要重復(fù)，哪些知識(shí)點(diǎn)需要深化等。同時(shí)，讓學(xué)生了解自己近期的學(xué)習(xí)情況，以便及時(shí)作出自我調(diào)整，開(kāi)展基于數(shù)據(jù)的自我導(dǎo)向?qū)W習(xí)，推進(jìn)個(gè)性化學(xué)習(xí)的進(jìn)程。

3.發(fā)展教師在線學(xué)習(xí)，促進(jìn)教學(xué)發(fā)展

過(guò)去的教學(xué)因?yàn)闆](méi)有大量數(shù)據(jù)的支撐，該教什么全憑教師跟著感覺(jué)走?，F(xiàn)在利用大數(shù)據(jù)時(shí)代的優(yōu)勢(shì)，發(fā)展教師在線學(xué)習(xí)，這是一種相對(duì)寬松、自由的學(xué)習(xí)環(huán)境，并針對(duì)教師某一段時(shí)期內(nèi)的教學(xué)行為和成果進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，通過(guò)分析所獲得的數(shù)據(jù)，不僅有利于教師自我評(píng)價(jià)，更重要的是通過(guò)數(shù)據(jù)，教師可以了解自己的優(yōu)勢(shì)和不足，認(rèn)識(shí)自我、發(fā)展自我、規(guī)劃自我，同時(shí)可以預(yù)測(cè)下一時(shí)期的教學(xué)情況，以便于及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，進(jìn)行教學(xué)改進(jìn)，促進(jìn)和優(yōu)化教學(xué)實(shí)施過(guò)程。

4.重新構(gòu)建高校教學(xué)質(zhì)量評(píng)估方式，提高教學(xué)質(zhì)量

教學(xué)評(píng)估是每個(gè)高校定期要做的項(xiàng)目，目的是通過(guò)教學(xué)評(píng)估發(fā)現(xiàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題，及時(shí)地調(diào)整教學(xué)方案和手段，以提高教學(xué)質(zhì)量，從而培養(yǎng)出順應(yīng)社會(huì)發(fā)展要求的學(xué)生。同時(shí)，將基于大數(shù)據(jù)挖掘的智能算法應(yīng)用于教學(xué)質(zhì)量評(píng)估中，從技術(shù)層面去分析，找出教師教學(xué)的效果、多媒體課件的使用、學(xué)生和教師的互動(dòng)、教學(xué)與教學(xué)場(chǎng)所等因素中的內(nèi)在聯(lián)系，為教學(xué)部門(mén)提供決策支持信息，為教師提供準(zhǔn)確的反饋信息，幫助教師改進(jìn)教學(xué)、確定教學(xué)重點(diǎn)，引導(dǎo)教師改革教學(xué)方式，使之更好地開(kāi)展教學(xué)工作，有效快速地提高教學(xué)質(zhì)量。

目前，大數(shù)據(jù)在高校中的應(yīng)用還存在一些問(wèn)題，在數(shù)據(jù)隱私、數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)文化等方面，還需要進(jìn)一步地修正、探索。高校還可以在學(xué)科規(guī)劃、預(yù)測(cè)招生生源情況、就業(yè)情況分析、輿情分析等方面借助大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，挖掘數(shù)據(jù)中潛在的價(jià)值，助力高校信息化教學(xué)的建設(shè)。我們需要把握時(shí)代的機(jī)遇，促進(jìn)大數(shù)據(jù)技術(shù)與教育教學(xué)的融合創(chuàng)新，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、個(gè)性化、終身化的教育體系。

［1］趙勇，林輝，沈寓實(shí)，等.大數(shù)據(jù)革命：理論、模式與技術(shù)創(chuàng)新[M].北京電子工業(yè)出版社，2014：3-4.

［2］趙麗梅.大數(shù)據(jù)時(shí)代高校圖書(shū)館工作思路探討［J］.吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2014（02）：55-56.

［3］羅軍鋒，徐菲.大數(shù)據(jù)時(shí)代的高校信息化框架［J］.中國(guó)教育信息化，2014（03）：13.

［4］孫其偉，陸春.大數(shù)據(jù)在高校中的應(yīng)用研究［J］.中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)，2014（01）：65.

［5］劉中宇，劉海良.基于大數(shù)據(jù)的云教學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)［J］.中國(guó)教育信息化，2013（24）：18-19.

［6］張進(jìn)良，何高大.學(xué)習(xí)分析：助推大數(shù)據(jù)時(shí)代高校教師在線專(zhuān)業(yè)發(fā)展［J］.遠(yuǎn)程教育雜志，2014，220（01）：59.

［7］趙姝淳，孫曙輝.大數(shù)據(jù)技術(shù)及其在教育領(lǐng)域的應(yīng)用［J］.中小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)，2014（03）：66.

［8］桑慶兵.大數(shù)據(jù)在高校的應(yīng)用與思考［J］.中國(guó)教育信息化南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)：綜合版，2013，13（02）：85-86.