智慧校園背景下基于大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)預(yù)警系統(tǒng)構(gòu)建

在智慧校園的建設(shè)中，大數(shù)據(jù)既是模型構(gòu)建的技術(shù)之一，也是重要的數(shù)據(jù)來源。高校智慧校園的架構(gòu)采用層次化的體系結(jié)構(gòu)，由智能感知層、網(wǎng)絡(luò)通信層、云計算層、大數(shù)據(jù)層、智能應(yīng)用層和智能終端層組成，還有信息化支撐平臺本身所需要的支撐保障體系如信息安全保障體系和信息化運維服務(wù)體系，以及智慧校園的用戶群體。本研究以智慧校園背景為構(gòu)建基礎(chǔ)，以大數(shù)據(jù)為技術(shù)支持，通過對智慧校園架構(gòu)模型的分析與借鑒，針對當(dāng)前學(xué)習(xí)預(yù)警的“不及時”“不主動”“不智能”等問題，構(gòu)建了基于大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)預(yù)警系統(tǒng)。

● 基于大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)預(yù)警系統(tǒng)模型設(shè)計

智慧校園背景下基于大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)預(yù)警系統(tǒng)，是以高校智慧校園架構(gòu)模型為參考，遵循“數(shù)據(jù)層—策略層—應(yīng)用層”這一層級結(jié)構(gòu)設(shè)計的，該系統(tǒng)模型包括數(shù)據(jù)收集與存儲、數(shù)據(jù)挖掘與分析以及數(shù)據(jù)可視化與預(yù)警三個階段，如下頁圖所示。

1.數(shù)據(jù)收集與存儲

從各種學(xué)習(xí)系統(tǒng)中獲取的海量學(xué)生數(shù)據(jù)（如出勤簽到數(shù)據(jù)、學(xué)業(yè)績效數(shù)據(jù)等），是進(jìn)行學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)分析的重要數(shù)據(jù)來源。智慧校園背景下，數(shù)據(jù)收集與存儲階段綜合運用智能感知層、網(wǎng)絡(luò)通信層和云計算層的技術(shù)進(jìn)行預(yù)警的初步工作，其中智能感知層可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的全面采集和實時反饋，網(wǎng)絡(luò)通信層為廣大師生、管理者提供隨時隨地的泛在通信，云計算層為大數(shù)據(jù)的高效存儲提供技術(shù)支撐。

2.數(shù)據(jù)挖掘與分析

挖掘與分析海量數(shù)據(jù)中隱含的學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)，是學(xué)習(xí)預(yù)警的核心關(guān)鍵。在以大數(shù)據(jù)為核心構(gòu)建的智慧校園中，學(xué)習(xí)預(yù)警系統(tǒng)要用到數(shù)據(jù)組織與管理、數(shù)據(jù)分類、數(shù)據(jù)挖掘、學(xué)習(xí)分析等多種大數(shù)據(jù)技術(shù)，對學(xué)生的學(xué)業(yè)成績、學(xué)習(xí)行為等結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)展開全面多維的分析，掌握不同學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)律、學(xué)習(xí)狀態(tài)，從而為下一步的預(yù)警工作建立邏輯前提。這里的分析包括以算法為主的智能分析和以人工為主的專家分析：智能分析指能夠進(jìn)行大量數(shù)據(jù)分析整理工作的計算機軟硬件設(shè)備;專家分析指了解教育規(guī)律、能夠分析學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)的教育學(xué)、心理學(xué)方面的專家根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)果提供前期預(yù)警內(nèi)容和干預(yù)策略。在大數(shù)據(jù)技術(shù)支持下，可通過預(yù)警案例的累積逐漸建立起系統(tǒng)專業(yè)的預(yù)警策略數(shù)據(jù)庫。

3.數(shù)據(jù)可視化與預(yù)警

經(jīng)由智能分析和專家分析得到的預(yù)警策略，需要通過一種切實有效的方式呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者。在智慧校園背景下，學(xué)習(xí)預(yù)警系統(tǒng)可通過智慧應(yīng)用層和智能終端層將預(yù)警信息有效傳達(dá)，并持續(xù)追蹤：智慧應(yīng)用層為學(xué)習(xí)預(yù)警系統(tǒng)提供平臺;智能終端層則為學(xué)習(xí)預(yù)警系統(tǒng)的實現(xiàn)提供渠道。預(yù)警的方向分為學(xué)習(xí)狀態(tài)預(yù)警和學(xué)業(yè)狀態(tài)預(yù)警：當(dāng)學(xué)生在出勤簽到、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)等數(shù)據(jù)上表現(xiàn)不佳時進(jìn)行學(xué)習(xí)狀態(tài)預(yù)警;當(dāng)學(xué)生在平時測驗、期中考試、期末考試等學(xué)業(yè)上表現(xiàn)不佳時進(jìn)行學(xué)業(yè)狀態(tài)預(yù)警。而干預(yù)的方式則分為教師警告、系統(tǒng)警告，通過智慧應(yīng)用和智慧終端最終傳達(dá)給學(xué)生。當(dāng)發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)不佳時，系統(tǒng)向教師提供預(yù)警信息，讓教師多關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活，是讓學(xué)生重回正軌的重要方式。系統(tǒng)在發(fā)現(xiàn)問題時，會立即向?qū)W生發(fā)送短信或者系統(tǒng)消息，以告知學(xué)生的問題所在。學(xué)生在收到預(yù)警干預(yù)的同時，會被預(yù)警系統(tǒng)拉入重點關(guān)注名單以便進(jìn)行后續(xù)的學(xué)業(yè)追蹤。

● 基于大數(shù)據(jù)的高校學(xué)習(xí)預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用策略

智慧校園背景下基于大數(shù)據(jù)的高校學(xué)習(xí)預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)把握以下三大應(yīng)用策略，以達(dá)到主動、高效、精準(zhǔn)的預(yù)警效果。

1.積極運用大數(shù)據(jù)技術(shù)，實時預(yù)警

基于大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)預(yù)警系統(tǒng)利用大數(shù)據(jù)的實時動態(tài)特性，以及智慧校園的泛在傳播性，以實時進(jìn)行預(yù)警，并且迅速得到反饋。大數(shù)據(jù)的實時收集、整理、分析讓學(xué)習(xí)預(yù)警系統(tǒng)及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生問題。傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)預(yù)警是相當(dāng)滯后的，學(xué)業(yè)成績幾乎是各大高校發(fā)出預(yù)警信號的唯一標(biāo)準(zhǔn)，此外，高校教師與學(xué)生之間的聯(lián)系較少，導(dǎo)致預(yù)警信息更難通過教師傳達(dá)給學(xué)生。而學(xué)習(xí)預(yù)警系統(tǒng)在人為干預(yù)的基礎(chǔ)上，提供了系統(tǒng)干預(yù)，一旦發(fā)現(xiàn)問題會立即通知教師和學(xué)生。

2.優(yōu)化校園管理模式，智能預(yù)警

傳統(tǒng)的預(yù)警模式是被動的、不靈敏的，高校對學(xué)習(xí)狀態(tài)不佳的學(xué)生的重視程度明顯不夠，導(dǎo)致學(xué)生陷入學(xué)習(xí)危機而不自知?；诮逃髷?shù)據(jù)的學(xué)習(xí)預(yù)警系統(tǒng)，在智慧校園的全面感知、無處不在等優(yōu)勢下，能夠主動采取措施，積極智能地進(jìn)行干預(yù)。智能預(yù)警的內(nèi)容包括提醒學(xué)生及時完成培養(yǎng)計劃內(nèi)容、警示不具有畢業(yè)資格的學(xué)生、干預(yù)學(xué)風(fēng)不良的學(xué)生、就業(yè)狀況預(yù)警等。學(xué)習(xí)預(yù)警系統(tǒng)為處于學(xué)習(xí)危機中的學(xué)生提供幫助，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和自我管理能力，大大減少了學(xué)生的輟學(xué)率。

3.構(gòu)建學(xué)習(xí)預(yù)警策略庫，高效預(yù)警

良好的策略應(yīng)對使得學(xué)習(xí)預(yù)警具有高效性，可以從數(shù)據(jù)中分析出隱含在學(xué)生學(xué)業(yè)危機背后的深層原因，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)未曾注意到的問題，從真實問題出發(fā)來解決問題。在解決問題層面上，系統(tǒng)中自主生成和不斷優(yōu)化的預(yù)警策略數(shù)據(jù)庫可以根據(jù)不同學(xué)生的不同困難提出解決問題的辦法。而在系統(tǒng)不斷地收集學(xué)生信息，對被預(yù)警過的學(xué)生進(jìn)行學(xué)業(yè)追蹤的過程中，策略數(shù)據(jù)庫能夠根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)的變化判斷策略的有效性，從而不斷循環(huán)優(yōu)化，達(dá)到高效預(yù)警的目的。

● 總結(jié)

本文在分析和借鑒智慧校園架構(gòu)模型的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)預(yù)警系統(tǒng)模型，為處于學(xué)習(xí)危機中的學(xué)生提供了有針對性的干預(yù)對策。當(dāng)前，學(xué)習(xí)預(yù)警系統(tǒng)的構(gòu)建和完善還需要教育工作者持續(xù)進(jìn)行探索和努力，積極推動大數(shù)據(jù)與教育的結(jié)合，為教育實踐領(lǐng)域帶來新的研究視野和研究思路。

作者簡介：李蘭（1994—），女，江南大學(xué)人文學(xué)院碩士研究生，研究方向為教育信息化。