大數(shù)據(jù)支持下的農(nóng)村留守兒童學(xué)業(yè)成績預(yù)警系統(tǒng)研究

丁世強(qiáng)，趙可云

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大數(shù)據(jù)支持下的農(nóng)村留守兒童學(xué)業(yè)成績預(yù)警系統(tǒng)研究

丁世強(qiáng)，趙可云

新型城市化建設(shè)過程中，農(nóng)村留守兒童由于缺乏父母的照顧，導(dǎo)致他們在學(xué)習(xí)發(fā)展中存在著不同程度的問題。近年來，針對這類問題，許多學(xué)者紛紛提出解決方法，這些措施和方法在一定程度上雖然可以改善留守兒童的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，但是還存著經(jīng)驗性、宏觀性和滯后性的問題。隨著大數(shù)據(jù)時代的來臨，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)提升留守兒童的學(xué)習(xí)成績，發(fā)揮其個性化、微型化和及時化的優(yōu)勢，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)解決措施的不足。文章基于留守兒童的特殊性，提出了一種大數(shù)據(jù)支持下基于離群數(shù)據(jù)挖掘的學(xué)業(yè)成績預(yù)警系統(tǒng)，形成了一套類似氣象災(zāi)害的紅、橙、黃、綠、藍(lán)五級預(yù)警表，并對這一系統(tǒng)在實際運(yùn)用可能遇到的問題進(jìn)行了剖析。

大數(shù)據(jù)；留守兒童；學(xué)業(yè)成績；預(yù)警系統(tǒng)

近年來，國家和社會越來越重視留守兒童問題。教育部在2005年提出的《關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)義務(wù)教育均衡發(fā)展的若干意見》中明確規(guī)定了關(guān)于農(nóng)村留守兒童的教育問題，指出“地方各級教育行政部門和學(xué)校要有針對性地采取措施，及時解決進(jìn)城務(wù)工農(nóng)民托留在農(nóng)村的留守兒童在思想、學(xué)習(xí)、生活等方面存在的問題和困難”[1]。2016年1月27日，國務(wù)院常務(wù)會議上提到“決不能讓留守兒童成為家庭之痛社會之殤”。毫無疑問，無論是從國家、社會、家庭還是留守兒童本身來看，解決農(nóng)村留守兒童的學(xué)業(yè)問題都有重要意義。隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，大數(shù)據(jù)與教育相結(jié)合已成為不可阻擋的趨勢，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對留守兒童在學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立他們的學(xué)習(xí)行為模型，發(fā)現(xiàn)其存在的學(xué)習(xí)問題，并及時進(jìn)行預(yù)警，可為問題的解決開拓新的理論與實踐研究視角。

一、目前農(nóng)村留守兒童面臨的學(xué)業(yè)成績問題

研究表明，留守兒童的學(xué)習(xí)問題、心理健康教育問題、思想道德品質(zhì)和社會化問題等是農(nóng)村留守兒童的主要教育問題，[2]尤其是在學(xué)習(xí)方面面臨著更多的問題。據(jù)調(diào)查，有60%以上的留守兒童學(xué)習(xí)成績較差,還有不少已對學(xué)習(xí)失去了興趣。[3]留守兒童的父母平時不在身邊，他們的監(jiān)護(hù)人也往往是臨時的或者隔代的，“重養(yǎng)不重教”現(xiàn)象非常普遍。有調(diào)查表明，74.96%和84.2%的留守兒童祖輩只有小學(xué)及以下文化程度。[4]另外，留守兒童在學(xué)習(xí)過程中自覺性往往比較差，甚至有許多留守兒童出現(xiàn)逃學(xué)和輟學(xué)的現(xiàn)象，學(xué)習(xí)成績大都處在中下等水平。[5]

由此可見，留守兒童的學(xué)業(yè)成績問題非常突出，他們的學(xué)業(yè)成績會受到社會、學(xué)校、家庭等許多方面的影響。在留守兒童所在地區(qū)，社會政治經(jīng)濟(jì)條件較差，學(xué)校缺乏促進(jìn)他們學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)資源，父母不能陪在身邊輔導(dǎo)其學(xué)習(xí)，在這樣的環(huán)境下，他們在學(xué)習(xí)方面所面臨的困難異常巨大。很多留守兒童對學(xué)習(xí)失去信心，最終出現(xiàn)厭學(xué)、逃課等現(xiàn)象，有些甚至參與了社會不法行為，走上了犯罪的道路。解決留守兒童學(xué)業(yè)成績的問題，引導(dǎo)其健康成長是促進(jìn)他們實現(xiàn)個體人生良好發(fā)展的重要路徑。

二、大數(shù)據(jù)預(yù)警留守兒童學(xué)業(yè)成績的價值

1.已有留守兒童學(xué)習(xí)成績問題解決路徑的局限性

已有針對留守兒童學(xué)習(xí)問題的解決路徑，一般從家庭、學(xué)校和社會等3方面出發(fā)，從不同的角度解決他們的學(xué)習(xí)問題。例如史暉認(rèn)為，留守兒童的教育是一項社會系統(tǒng)工程,需要政府、學(xué)校、家庭和社會合力構(gòu)建支持體系,共同解決留守兒童的教育問題。[6]張俊良、馬曉磊認(rèn)為，父母應(yīng)加強(qiáng)親子教育以及營造良好的家庭教育環(huán)境，留守兒童所在學(xué)校應(yīng)實施寄宿制度以及建立特別的檔案管理制度等措施，政府在政策方面也要進(jìn)行政策創(chuàng)新和引導(dǎo)。[2]張文諾認(rèn)為，要有效解決農(nóng)村留守兒童的教育問題，就要大力發(fā)展農(nóng)村寄宿制學(xué)校，重視對農(nóng)村留守兒童的心理健康教育，加快農(nóng)村基礎(chǔ)教育改革，樹立以學(xué)生為中心的建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀。[7]

這類宏觀性的解決方法，對于解決農(nóng)村留守兒童的學(xué)業(yè)成績問題雖具有一定的指導(dǎo)意義，但也存在著一系列問題，主要表現(xiàn)為：(1)解決措施具有經(jīng)驗性。針對留守兒童的教育決策往往是經(jīng)驗性的，缺乏真實可靠的數(shù)據(jù)，這也是教育決策一直存在的詬病。(2)解決措施具有宏觀性。已有解決措施針對的是所有的留守兒童學(xué)業(yè)成績問題，而事實情況是雖然他們的學(xué)習(xí)成績普遍較低，但是其面臨的問題卻各不相同，有的可能是缺乏學(xué)習(xí)興趣，有的可能是學(xué)習(xí)方法不適合，有的可能是學(xué)習(xí)態(tài)度問題等，所以，解決措施缺乏一定的針對性。(3)解決措施具有滯后性。已有策略，只有當(dāng)留守兒童學(xué)習(xí)問題出現(xiàn)甚至非常嚴(yán)重的時候，才會被教師、家長等人員所察覺，時機(jī)略顯滯后，此時解決問題可能要付出更多的人力和物力。(4)解決措施忽視心理因素。留守兒童受社會環(huán)境、家庭環(huán)境等影響，他們的心理要比非留守兒童更加脆弱，而心理健康狀況直接影響其學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)效果，所以他們的心理因素對學(xué)業(yè)成績的提高有重要作用。

2.大數(shù)據(jù)預(yù)警留守兒童學(xué)業(yè)成績的可能性與特征

目前，國家和政府正在加強(qiáng)教育與大數(shù)據(jù)的融合。2015年8月，國務(wù)院發(fā)布了《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展的行動綱要》，文件指出：“數(shù)據(jù)已成為國家基礎(chǔ)性戰(zhàn)略資源”，并在啟動的十大工程之一“公共服務(wù)大數(shù)據(jù)工程”中明確提出要建設(shè)教育文化大數(shù)據(jù)。[8]如果教師能夠在課堂中合理地運(yùn)用數(shù)據(jù)，就可以有效了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，發(fā)現(xiàn)其學(xué)習(xí)中的問題并制定改進(jìn)計劃，這對于提升教學(xué)質(zhì)量以及縮小學(xué)生間的差距有重要意義。[9]

大數(shù)據(jù)對于解決農(nóng)村留守兒童的學(xué)業(yè)成績問題體現(xiàn)出了新的優(yōu)勢及可能性，具體表現(xiàn)為：(1)大數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)留守兒童學(xué)習(xí)的個性化。利用大數(shù)據(jù)提升學(xué)習(xí)成績，其對象不再是宏觀上的社會、學(xué)校和家庭，而是具體到留守兒童個體的學(xué)習(xí)及心理數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對于其他對象沒有意義，是高度個性化特征的體現(xiàn)。通過對個體學(xué)習(xí)行為及心理數(shù)據(jù)的收集，建立符合個體的行為模型，智能化地預(yù)警其當(dāng)前存在的學(xué)習(xí)問題，并給出合適的干預(yù)性建議或措施[10]，從而實現(xiàn)留守兒童的個性化學(xué)習(xí)。(2)大數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)習(xí)的微型化。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠在不影響學(xué)習(xí)的情況下，隨時隨地地跟蹤、記錄、分析留守兒童的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)。教育大數(shù)據(jù)能夠關(guān)注每個留守兒童的微觀表現(xiàn)：在什么時候翻開書本，先做哪道題、后做哪道題、某道題思考時間、修改次數(shù)等等，收集微觀層面的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)。(3)大數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)留守兒童學(xué)習(xí)的及時化。利用大數(shù)據(jù)的分析和預(yù)警功能，能夠及時地了解該留守兒童當(dāng)前的學(xué)習(xí)情況和心理問題，從而推送出符合其學(xué)習(xí)及心理方面的建議和方法，及時解決其面臨的學(xué)習(xí)和心理問題，避免了學(xué)習(xí)問題的進(jìn)一步惡化。

三、大數(shù)據(jù)下留守兒童學(xué)業(yè)成績預(yù)警系統(tǒng)的構(gòu)建

有研究通過比較留守兒童與非留守兒童的學(xué)校適應(yīng)情況發(fā)現(xiàn),前者存在更嚴(yán)重的心理和性格方面的障礙,表現(xiàn)出更多的越軌行為，心理健康狀況直接影響其學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)效果，所以對于留守兒童心理數(shù)據(jù)的收集至關(guān)重要。另外，留守兒童的家庭往往處于親子分離的狀態(tài)，不同模式的監(jiān)護(hù)管教對他們的影響也不相同。留守兒童監(jiān)護(hù)人對他們的管理相比非留守兒童更趨寬松，許多更是放任其自我發(fā)展，明顯影響到留守兒童的生活學(xué)習(xí)質(zhì)量。在這種環(huán)境下，學(xué)校應(yīng)成為干預(yù)留守兒童學(xué)習(xí)行為的主陣地。

1.農(nóng)村留守兒童學(xué)業(yè)成績預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

留守兒童學(xué)業(yè)成績預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括：界面層、應(yīng)用層、支撐層和基礎(chǔ)層等4部分，如圖1所示。界面層包含了學(xué)生登錄、教師登錄以及家長登錄等3種方式，以方便不同身份的人使用。系統(tǒng)使用學(xué)生學(xué)號+身份證號碼、家長姓名+身份證號碼、教師編號+身份證號碼登錄，主要確保采集到的留守兒童學(xué)習(xí)信息及個人信息的安全性。應(yīng)用層是核心層，包括了數(shù)據(jù)的錄入存儲、數(shù)據(jù)分析以及預(yù)警系統(tǒng)。輸入和存儲系統(tǒng)將采集到的留守兒童學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)中，并保存數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)主要是對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的挖掘，通過各種大數(shù)據(jù)分析技術(shù)分析留守兒童學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，建立學(xué)習(xí)對象的學(xué)習(xí)行為模型，發(fā)現(xiàn)其存在的學(xué)習(xí)問題和潛在的困難；預(yù)警系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)預(yù)警分析、預(yù)警發(fā)布和干預(yù)措施的提出。支撐層包含了該系統(tǒng)提供的主要服務(wù)類型，如存儲服務(wù)、多媒體服務(wù)和通信服務(wù)等服務(wù)類型?；A(chǔ)層是系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分，包括基本的操作系統(tǒng)、所需的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器等。

2.留守兒童學(xué)業(yè)成績預(yù)警的流程模型

基于之前對留守兒童學(xué)業(yè)成績預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的建立，同時結(jié)合大數(shù)據(jù)分析及農(nóng)村留守兒童學(xué)業(yè)成績預(yù)警的邏輯，形成了留守兒童學(xué)業(yè)成績預(yù)警流程圖，如圖2所示。

(1)留守兒童學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的來源

圖1 農(nóng)村留守兒童學(xué)業(yè)成績預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

隨著“三通兩平臺”的建設(shè)、精品開放課程建設(shè)以及全國數(shù)字校園、區(qū)域教育云的建設(shè)和完善，在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，能夠?qū)α羰貎和膶W(xué)習(xí)行為進(jìn)行跟蹤、記錄、分析。本文所涉及的留守兒童學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)來源主要包括4個方面：留守兒童、課程、課堂和心理狀況。從這些角度綜合地收集留守兒童的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)的采集更加完善[11]，更加全面地了解他們的學(xué)習(xí)情況。第一，留守兒童數(shù)據(jù)是指其基本信息，包括姓名、性別、年齡、監(jiān)護(hù)人等。收集基本信息主要是為了對其個人和家庭的了解。第二，課堂學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)是指留守兒童在課堂學(xué)習(xí)過程中所記錄的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)。本文將課堂數(shù)據(jù)分為行為數(shù)據(jù)、認(rèn)知數(shù)據(jù)、表情數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)主要通過監(jiān)控設(shè)備來獲取，主要包括上課認(rèn)真聽講的時間數(shù)據(jù)、玩手機(jī)的次數(shù)、與教師的互動次數(shù)、與其他學(xué)生討論的參與數(shù)據(jù)、微笑次數(shù)等，一切能夠反映學(xué)生學(xué)習(xí)情況的數(shù)據(jù)都可以通過監(jiān)控設(shè)備記錄下來。第三，課程數(shù)據(jù)是指與所學(xué)課程相關(guān)的數(shù)據(jù)，具體指課程作業(yè)情況、知識點的掌握情況以及課程的平時成績和期末考試成績等。這些數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)相似，主要來源于留守兒童的數(shù)據(jù)庫。第四，心理數(shù)據(jù)主要是通過問卷調(diào)查和訪談建檔的形式獲取。采用周步成等修訂的《心理健康診斷測驗》來對留守兒童的心理健康狀況進(jìn)行數(shù)據(jù)收集；訪談的對象包括留守兒童的監(jiān)護(hù)人、學(xué)校老師、同學(xué)、村干部等人員，收集的內(nèi)容包括他們對留守兒童的認(rèn)識、看法和家庭成員外出務(wù)工給留守兒童帶來的影響等。

圖2 留守兒童學(xué)業(yè)成績預(yù)警流程圖

(2)留守兒童學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的采集

數(shù)據(jù)的采集是最基礎(chǔ)的一步，心理數(shù)據(jù)的采集可以通過調(diào)查和訪談的方式獲得，而針對留守兒童學(xué)習(xí)行為的數(shù)據(jù)采集，目前常用的數(shù)據(jù)采集技術(shù)有視頻監(jiān)控技術(shù)、點陣數(shù)碼筆技術(shù)、智能錄播技術(shù)等，能夠在不同的時間、地點采集留守兒童的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，具體情況如表1所示。

表1 留守兒童學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)采集技術(shù)及采集內(nèi)容

(3)留守兒童學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的預(yù)處理

數(shù)據(jù)的預(yù)處理主要是對已經(jīng)采集的留守兒童各種學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行分類、“去噪”以及進(jìn)一步的存儲。通過數(shù)據(jù)預(yù)處理環(huán)節(jié)，能夠?qū)⑹占降母鞣N學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為合適的數(shù)據(jù)類型，而且對數(shù)據(jù)的“去噪”和清洗還能保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可靠性，這是在進(jìn)行農(nóng)村留守兒童學(xué)業(yè)成績預(yù)警中必不可少的一步。

(4)留守兒童學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的分析

學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析是整個預(yù)警系統(tǒng)的核心部分，只有通過數(shù)據(jù)分析才能發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)所具有的潛在價值。學(xué)習(xí)成績預(yù)警系統(tǒng)將留守兒童學(xué)習(xí)過程中的視頻數(shù)據(jù)、聲音數(shù)據(jù)、表情數(shù)據(jù)、行為數(shù)據(jù)等轉(zhuǎn)化為相對應(yīng)的具體數(shù)值，例如，將視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)檎J(rèn)真聽講的時長、回答問題的次數(shù)、交頭接耳的次數(shù)、玩手機(jī)的時長、撓后腦勺的次數(shù)等；將行為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)辄c擊鼠標(biāo)次數(shù)、鼠標(biāo)停留時長、完成某道題時長、修改次數(shù)等；將表情數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑿Φ拇螖?shù)、皺眉的次數(shù)等。這樣就把復(fù)雜的數(shù)據(jù)簡單化，轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€個的小數(shù)據(jù)，方便數(shù)據(jù)的存儲和處理。本預(yù)警系統(tǒng)主要是針對在學(xué)習(xí)過程中存在問題的學(xué)生，為此，學(xué)業(yè)成績系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)挖掘方法是離群數(shù)據(jù)挖掘法，離群數(shù)據(jù)是指偏離正常數(shù)據(jù)，而不是偏離大部分?jǐn)?shù)據(jù)或一般數(shù)據(jù)。

本文離群數(shù)據(jù)挖掘的思路：在一個具有n個數(shù)據(jù)的集合中，首先給出一個正常標(biāo)準(zhǔn)，然后根據(jù)已有的離群數(shù)據(jù)挖掘算法，如基于統(tǒng)計的離群數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)方法、基于距離的離群數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)方法、基于偏離的離群數(shù)據(jù)的檢測方法等，挖掘出與正常數(shù)據(jù)存在顯著差異的數(shù)據(jù)d(d

(5)留守兒童學(xué)業(yè)成績的預(yù)警判別

通過對學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的離群挖掘和分析，發(fā)現(xiàn)存在學(xué)習(xí)問題的留守兒童，然后進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)警和反饋。針對農(nóng)村留守兒童學(xué)業(yè)成績的預(yù)警判別表，筆者借鑒了金義富2類6級信號及判別表[11]，采用了類似氣象災(zāi)害的預(yù)警信號，建立了留守兒童學(xué)業(yè)預(yù)警信號判別表，用紅、橙、黃、綠、藍(lán)5類顏色進(jìn)行可視化輸出，如表2所示。

表2 留守兒童學(xué)業(yè)預(yù)警信號判別表

(6)留守兒童學(xué)習(xí)及心理的干預(yù)方式

武法提將利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行的學(xué)習(xí)干預(yù)定義為：“為了幫助學(xué)習(xí)者克服學(xué)習(xí)困難，順利完成學(xué)習(xí)，以基于學(xué)習(xí)過程的教育大數(shù)據(jù)的分析為基礎(chǔ)，針對每位學(xué)習(xí)者的具體學(xué)習(xí)狀態(tài)而實施的各種支持性策略和指導(dǎo)性活動的綜合?！盵12]筆者借鑒學(xué)習(xí)干預(yù)的定義，提出了幾種進(jìn)行留守兒童學(xué)習(xí)干預(yù)的方式。留守兒童自己登錄系統(tǒng)，查看個人當(dāng)前的學(xué)習(xí)情況以及是否存在學(xué)習(xí)問題，若存在問題可以根據(jù)系統(tǒng)給出的建議進(jìn)行改正；家長也可以隨時隨地地登錄系統(tǒng)幫助留守兒童發(fā)現(xiàn)存在的學(xué)習(xí)問題，及時地督促其學(xué)習(xí)，妥善解決問題；同樣，教師也可以登錄系統(tǒng)查看每位學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，對于存在問題的留守兒童，教師可以直接與其進(jìn)行溝通交流，也可以通過電話短信的方式與他們的家長聯(lián)系，讓家長與留守兒童溝通及時解決問題；學(xué)校管理層人員也可登錄該系統(tǒng)隨時查看學(xué)習(xí)問題嚴(yán)重的留守兒童，并及時與其班主任和家長取得聯(lián)系，共同解決存在問題。

對于留守兒童心理干預(yù)的策略與方法，采取的策略可以有：(1)個體篩查，重點關(guān)注。教師及學(xué)校管理人員可以通過對留守兒童建立的檔案及相關(guān)訪談，進(jìn)行全面的測評，對篩選出存在問題的留守兒童進(jìn)行重點關(guān)注，然后通過心理教師提供相應(yīng)的咨詢輔導(dǎo)，班主任也要做好后續(xù)的動態(tài)觀察。教師一定要做好相關(guān)的保密工作，以免個人信息傳播帶來更大的負(fù)面影響。(2)團(tuán)體輔導(dǎo)，心理提升。通過對心理數(shù)據(jù)進(jìn)行整體統(tǒng)計分析，找到留守兒童產(chǎn)生問題的行為與心理狀況之間的相關(guān)性，以行為為指標(biāo)，以心理數(shù)據(jù)為預(yù)測，通過逐步回歸分析找到心理數(shù)據(jù)對各問題行為的預(yù)測性。通過以上策略能夠有針對性地提升留守兒童的心理資本短板，降低問題行為的發(fā)生率。

四、大數(shù)據(jù)預(yù)警留守兒童學(xué)業(yè)成績可能面臨的挑戰(zhàn)

1.留守兒童數(shù)據(jù)采集缺乏資金和技術(shù)的有效支持

預(yù)警系統(tǒng)的第一步是對學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)采集面臨的第一個挑戰(zhàn)是技術(shù)設(shè)備問題。因為數(shù)據(jù)的采集離不開數(shù)據(jù)采集技術(shù)設(shè)備的支持，首先這些設(shè)備都比較昂貴，其費(fèi)用可能是留守兒童所在學(xué)校無法承擔(dān)的；其次是數(shù)據(jù)采集技術(shù)的限制，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)種類和結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，要想真正地采集到需要的數(shù)據(jù)，需要更加先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集技術(shù)的支撐。另外，本文針對心理數(shù)據(jù)的采集方法為調(diào)查問卷及其相關(guān)人員訪談，目前還沒有完全利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行心理數(shù)據(jù)采集的技術(shù)支持。

2.留守兒童數(shù)據(jù)采集實施難度大

留守兒童所處地區(qū)往往文化觀念落后，他們的監(jiān)護(hù)人、教師及其相關(guān)教育部門必然存在對大數(shù)據(jù)技術(shù)的質(zhì)疑，所以在數(shù)據(jù)的采集與實施過程中需要對有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的普及。同時，由于數(shù)據(jù)采集涉及課外的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，而留守兒童的家庭方面往往沒有計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的提供，所以課外學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的采集困難重重。

3.留守兒童學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的處理和分析難度大

首先，在農(nóng)村留守兒童學(xué)業(yè)成績預(yù)警系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的分析是最重要的一個模塊。數(shù)據(jù)具有一定的時效性，隨著時間的流逝，數(shù)據(jù)中所蘊(yùn)含的知識價值也逐漸衰減，這給數(shù)據(jù)的分析帶來了極大的挑戰(zhàn)。若不能及時有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析，那么數(shù)據(jù)的價值將大打折扣。其次，大數(shù)據(jù)時代的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、類型多樣，往往是半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，目前針對教育大數(shù)據(jù)的分析技術(shù)并沒有普及，數(shù)據(jù)分析能不能真正實現(xiàn)對學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的分析功能，仍值得大家思考。

4.留守兒童的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)缺乏安全性

隨著大數(shù)據(jù)與生活的關(guān)系越來越密切，教育大數(shù)據(jù)幾乎記錄了農(nóng)村留守兒童的所有學(xué)習(xí)信息，這些數(shù)據(jù)不可避免地涉及農(nóng)村留守兒童的隱私，然而目前還沒有具體的關(guān)于大數(shù)據(jù)信息安全的管理細(xì)則。如果關(guān)于留守兒童的數(shù)據(jù)外泄，將會對他們今后的發(fā)展產(chǎn)生不利的影響，所以還需高度重視教育大數(shù)據(jù)的隱私安全性，要加強(qiáng)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的安全建設(shè)，保證大數(shù)據(jù)環(huán)境下留守兒童學(xué)業(yè)成績預(yù)警系統(tǒng)地安全運(yùn)行。

留守兒童學(xué)業(yè)成績預(yù)警系統(tǒng)，能夠收集到之前無法獲取的數(shù)據(jù)，并通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)過程的分析，及時發(fā)現(xiàn)他們當(dāng)前存在的學(xué)習(xí)問題和潛在的心理問題，然后通過教師、家長和學(xué)校管理層等人員進(jìn)行學(xué)習(xí)干預(yù)，以促進(jìn)其學(xué)業(yè)成績的改善。隨著國家對于留守兒童地區(qū)的不斷建設(shè)、社會對留守兒童關(guān)注度的增加以及大數(shù)據(jù)技術(shù)的逐步成熟，利用大數(shù)據(jù)來預(yù)警留守兒童的學(xué)業(yè)成績，具有切實的實踐可行性。利用大數(shù)據(jù)對留守兒童學(xué)業(yè)預(yù)警，對于促進(jìn)他們學(xué)習(xí)能力發(fā)展，實現(xiàn)他們的健康成長具有重要社會現(xiàn)實意義。

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責(zé)任編輯 張軍濤

Study of Children Left Behind the era of Big Data Academically Warning System

DINGShi-qiang,ZHAOKe-yun/

QufuNormalUniversity

In the process of new urbanization, the left-behind children in rural areas have different problems in learning and development due to lack of parental care. In recent years, many scholars have proposed solutions to these problems. Although these measures and methods can help improve the learning situation of left-behind children to a certain extent, there are still problems of being empirical, macroscopic and lagging. With the advent of the era of big data, it can fill the failings of the traditional measures to improve the academic achievements of the left behind children by utilizing the big data technology and making full use of its individualized, miniaturized and timely advantages. This paper presents an early-warning system of left-behind children academic achievements based on outlier data mining in big data environment, and forms a five-level warning table marked by red, orange, yellow, green and blue, which is similar to a meteorological disaster warning table. It analyzes the problems which may occur in the practical application of the system.

Big Data; left-behind children; academic achievements; early warning system

2017-03-01

10.13425/j.cnki.jjou.2017.04.011

丁世強(qiáng)，曲阜師范大學(xué)傳媒學(xué)院教育技術(shù)學(xué)專業(yè)碩士研究生，主要從事兒童學(xué)習(xí)能力發(fā)展、教育信息化方面的研究(1476099149@qq.com)；趙可云，中國教育大數(shù)據(jù)研究院，曲阜師范大學(xué)傳媒學(xué)院副教授，教育學(xué)博士，主要從事教育大數(shù)據(jù)、兒童學(xué)習(xí)能力發(fā)展等方面的研究

國家社會科學(xué)基金項目“農(nóng)村留守兒童學(xué)習(xí)社會化的影響因素及新媒體干預(yù)機(jī)制研究”(15CSH054)