大數(shù)據(jù)環(huán)境下高校教學(xué)系統(tǒng)研究

【摘要】闡述在當(dāng)前大數(shù)據(jù)時(shí)代的背景下，高校數(shù)字化校園建設(shè)如何利用大數(shù)據(jù)的思想和技術(shù)，解決數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)挖掘利用等問題。大數(shù)據(jù)技術(shù)手段能夠促進(jìn)高校建立完善的數(shù)據(jù)采集體系、規(guī)范數(shù)據(jù)質(zhì)量管理、做好數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)等工作;對高校中的大數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘和分析，為學(xué)校管理決策提供支持，為學(xué)校教學(xué)、科研工作的改進(jìn)提供有效依據(jù)，提高校園用戶信息化服務(wù)的服務(wù)體驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù);教學(xué)系統(tǒng);信息化

一、大數(shù)據(jù)的定義

對于大數(shù)據(jù)目前尚沒有一個(gè)公認(rèn)的定義，維基百科對大數(shù)據(jù)的定義為：大數(shù)據(jù)是指利用常用軟件捕獲、管理和處理數(shù)據(jù)所耗時(shí)間超過可容忍時(shí)間的數(shù)據(jù)集。

將大數(shù)據(jù)定義為：無法在一定時(shí)間內(nèi)用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件工具對其內(nèi)容進(jìn)行抓取、管理和處理的數(shù)據(jù)集合。大數(shù)據(jù)不是一種新技術(shù)，也不是新產(chǎn)品，而是一種新現(xiàn)象，大數(shù)據(jù)強(qiáng)調(diào)對數(shù)據(jù)的抓取、管理和處理。大數(shù)據(jù)具有以下4個(gè)特點(diǎn)，既4個(gè)“V”：

數(shù)量（Volumes）：是指數(shù)據(jù)規(guī)模超大。數(shù)量級別從TB（1TB=1024GB）級別，躍升到PB（1PB=1024TB）、EB（1EB=1024PB）乃至ZB（1ZB=1024EB）級別。

多樣性（Variety）：是指管理結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)來自多種數(shù)據(jù)源如傳感器、智能設(shè)備，數(shù)據(jù)種類和格式?jīng)_破了以前所限定的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)范疇，包括文本、微博、音頻、視頻等等。

速度（Velocity）：是指處理數(shù)據(jù)快，包含大量或?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)分析處理的時(shí)間要求非常短，1秒定律。速度影響數(shù)據(jù)時(shí)延，從數(shù)據(jù)創(chuàng)建或獲取到數(shù)據(jù)可以訪問的時(shí)間差。

價(jià)值（Value）：是指價(jià)值密度低，商業(yè)價(jià)值高。以視頻為例，連續(xù)不間斷的監(jiān)控過程中，可能有用的數(shù)據(jù)僅僅有一兩秒。

大數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫也有明顯的區(qū)別，兩者在數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)處理方式和數(shù)據(jù)思維等各個(gè)方面都有很大的變化。

二、高校教學(xué)系統(tǒng)在大數(shù)據(jù)環(huán)境下特點(diǎn)

1、高校中的數(shù)據(jù)源

高校是一個(gè)每時(shí)每刻都會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)的地方。自從我國推行教育信息化以來，這些數(shù)據(jù)大部分被記錄保存了下來。比如人事、教學(xué)、財(cái)務(wù)等部門的基本業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件和視頻、網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育教學(xué)資源的多媒體數(shù)據(jù)，學(xué)生教師上論壇、微博、微信等社交網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)行為數(shù)據(jù)，校園網(wǎng)內(nèi)連接無線網(wǎng)絡(luò)而感知的位置數(shù)據(jù)等。

伴隨著高校教育信息化建設(shè)程度的不斷深入和加強(qiáng)，比以往更多的海量數(shù)據(jù)被積累保存，這對于高校來說，是一筆寶貴的財(cái)富。這些海量數(shù)據(jù)并不是單一。

純的數(shù)據(jù)積累、記錄和保存，其潛在的價(jià)值將會(huì)對現(xiàn)代化高校建設(shè)產(chǎn)生積極重要的意義。例如，通過對“課堂、成績、就業(yè)”等方面數(shù)據(jù)的統(tǒng)籌分析，能夠在一定程度上對傳統(tǒng)教育領(lǐng)域的授課和學(xué)習(xí)模式的改革給予指導(dǎo)和建議，通過學(xué)生的圖書借閱歷史和選課信息綜合判斷學(xué)生的興趣愛好。在這個(gè)信息就是金錢的時(shí)代，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)在高校教育信息化中起到越來越重要的作用。如何充分利用數(shù)據(jù)價(jià)值，使其為學(xué)校管理、教學(xué)、服務(wù)等工作提供有益幫助，將是本文重點(diǎn)研究的內(nèi)容。

2、高校中大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)

對于大數(shù)據(jù)關(guān)注，往往過分集中于“大”的特點(diǎn)，而忽略了處理大數(shù)據(jù)所必須面對的一個(gè)難題：未經(jīng)處理的碎片數(shù)據(jù)是造成大數(shù)據(jù)價(jià)值密度低的直接原因。在高校內(nèi)部圍繞著教師或?qū)W生服務(wù)和管理產(chǎn)生的數(shù)據(jù)也具有“碎片化”的特點(diǎn)。

同時(shí)他還總結(jié)了大數(shù)據(jù)的另一個(gè)特點(diǎn)——持續(xù)性。“持續(xù)性”體現(xiàn)了校園科研、教學(xué)和管理業(yè)務(wù)的規(guī)律。必須基于長期、持續(xù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，靠短期數(shù)據(jù)分析獲得的結(jié)論對指導(dǎo)教育教學(xué)改革無益。而筆者認(rèn)為，高校的數(shù)據(jù)還體現(xiàn)了另外一個(gè)特點(diǎn)——多維度。“多維度”能夠表征校園活動(dòng)參與個(gè)體的完整狀態(tài)。如，對一位學(xué)生而言，學(xué)習(xí)成績反映學(xué)習(xí)效果;借書種類反映興趣愛好;一卡通消費(fèi)情況反映家庭狀況;上網(wǎng)軌跡反映思想動(dòng)態(tài)等。只有將多維度的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效整合，通過建立量化分析模型，反映一個(gè)學(xué)生的生活習(xí)慣與學(xué)習(xí)進(jìn)步的相互關(guān)系，才能清晰全面地分析學(xué)生個(gè)體。

3、大數(shù)據(jù)教育與傳統(tǒng)教育相比的優(yōu)勢

通過討論大數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)的不同以及高校數(shù)據(jù)源的特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)在大數(shù)據(jù)影響下的教育與傳統(tǒng)教育相比具有諸多優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

數(shù)據(jù)采集：傳統(tǒng)教育數(shù)據(jù)的采集方式來源于調(diào)查問卷、心理測試等。采集標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則均已完善。而大數(shù)據(jù)的采集是過程式的，它關(guān)注著學(xué)生在校數(shù)據(jù)的整個(gè)生命周期，關(guān)注著學(xué)生在校生活的每一個(gè)微觀表現(xiàn)。

策略決策：傳統(tǒng)數(shù)據(jù)詮釋宏觀、整體的教育狀況，用于影響教育政策決策;大數(shù)據(jù)透析微觀、個(gè)體的學(xué)生在課堂上的狀況，用于調(diào)整教育行為進(jìn)而實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教育。

評估誤差：傳統(tǒng)數(shù)據(jù)來源于階段性的、針對性的評估，其采樣過程可能有系統(tǒng)誤差;大數(shù)據(jù)采用微觀持續(xù)性記錄方式，采樣的方式誤差較小。

三、基于大數(shù)據(jù)的高校信息化教學(xué)模式的實(shí)現(xiàn)方法

根據(jù)“數(shù)據(jù)是靈魂資產(chǎn)，分析和挖掘是手段，發(fā)現(xiàn)和預(yù)測是最終目標(biāo)”指導(dǎo)思想，按照基于大數(shù)據(jù)的高校信息化教學(xué)模式架構(gòu)，總結(jié)高校信息化教學(xué)模式的實(shí)施路徑，四者之間相互聯(lián)系，互為補(bǔ)充。

“大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)信息化教學(xué)”理念是基礎(chǔ)。目前用大數(shù)據(jù)分析驅(qū)動(dòng)信息化教學(xué)的展開尚屬較新的研究視角，其落地生根是復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要國家、高校及教師都樹立正確的大數(shù)據(jù)理念，推動(dòng)信息化教學(xué)模式展開。

一是從國家層面，根據(jù)對各層教育大數(shù)據(jù)的分析，按照大數(shù)據(jù)發(fā)展戰(zhàn)略，制定相關(guān)的具體實(shí)施政策;二是學(xué)校的教育管理人員通過數(shù)據(jù)分析哪些教育項(xiàng)目有利于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，從而進(jìn)一步推廣;三是培養(yǎng)教師“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)”和“教學(xué)數(shù)字化”的理念，要求革新教育理念，構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)的人才培養(yǎng)目標(biāo)。依據(jù)聯(lián)通主義理念，將章節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容以知識圖譜可視化方式呈現(xiàn)給學(xué)生，實(shí)現(xiàn)對知識的有效組織。

當(dāng)具備數(shù)據(jù)分析能力，以適應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代所帶來的教育變革;其次，教師作為學(xué)生和信息知識之間的主要媒介，需要適應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代的要求，由“傳道授業(yè)解惑者”轉(zhuǎn)為“教學(xué)相長的引導(dǎo)者”;最后，通過利用云計(jì)算整合教育資源，教師將工作重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到教學(xué)方法上，積極利用分組協(xié)作的方式，學(xué)生通過名師的教學(xué)視頻學(xué)知識、學(xué)思維方式、學(xué)問題解決方法，為構(gòu)建學(xué)習(xí)型社會(huì)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

四、總結(jié)

本文通過討論高校中的數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，探討大數(shù)據(jù)技術(shù)在高校中如何應(yīng)用，并從技術(shù)和實(shí)施兩個(gè)層面分析大數(shù)據(jù)在高校教育信息化建設(shè)中所面臨的挑戰(zhàn)以及相應(yīng)的解決策略。隨著對大數(shù)據(jù)理解和應(yīng)用的深入，我們期待看到大數(shù)據(jù)技術(shù)為高校信息化建設(shè)帶來更多的活力。

對信息化教學(xué)模式的研究和推廣，將是推動(dòng)高等教育信息化進(jìn)程的必由之路。但大數(shù)據(jù)環(huán)境下的信息化教學(xué)模式研究是復(fù)雜的系統(tǒng)工程，信息化教學(xué)是動(dòng)態(tài)化教學(xué)過程，其發(fā)展受到諸多因素的影響，應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)地探討信息化教學(xué)模式的實(shí)施路徑，但有效地運(yùn)用大數(shù)據(jù)理念來開展信息化教學(xué)是時(shí)代發(fā)展需要，也是高教改革發(fā)展的必經(jīng)之路。

大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，為高校的數(shù)字化校園建設(shè)，帶來了新的技術(shù)手段和依據(jù)。針對高校大數(shù)據(jù)的實(shí)際情況，有針對性的利用大數(shù)據(jù)思想和技術(shù)，充分發(fā)掘和分析高校大數(shù)據(jù)的價(jià)值，可以有效的提高數(shù)據(jù)管理質(zhì)量，提升部門工作效率，為高校管理決策提供支撐，并在教學(xué)、學(xué)習(xí)、校園安全等多個(gè)方面提供有益的推動(dòng)。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 吳曉英， 明均仁. 基于數(shù)據(jù)挖掘的大數(shù)據(jù)管理模型研究[J]. 情報(bào)科學(xué)， 2015（11）：131-134.

【作者簡介】

邢紫陽（1983—），濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院工學(xué)院教師。