大數(shù)據(jù)技術(shù)在中職教育教學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用研究＊

張恩昊

（大連電子學(xué)校，遼寧 大連 116100）

一、大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用可行性分析

近年來(lái)隨著國(guó)家和各級(jí)政府的持續(xù)不斷的大力投入，中等職業(yè)教育得到了長(zhǎng)足發(fā)展，但制約中等職業(yè)教育實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展的掣肘還存在，關(guān)鍵痛點(diǎn)未得到有效解決。中等職業(yè)教育的受眾群主要來(lái)自九年制義務(wù)教育的階段綜合評(píng)定成績(jī)后45%—55%的學(xué)生，普遍存在學(xué)習(xí)習(xí)慣有缺陷，學(xué)習(xí)方法不科學(xué)，多門(mén)學(xué)科學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不牢固的頑疾，年齡普遍處于15—18歲的未成年人，進(jìn)入中等職業(yè)教育體系后，既面臨繼續(xù)提高綜合人文素養(yǎng)的艱巨任務(wù)，同時(shí)還處于豐富健全完善人生觀(guān)和世界觀(guān)的關(guān)鍵期，更具有挑戰(zhàn)的是直接進(jìn)入未來(lái)就業(yè)崗位技能培訓(xùn)階段，在中等職業(yè)教育階段，既要塑造合格的高素質(zhì)的社會(huì)公民，又要培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的高技能的合格就業(yè)者，這就要求充分掌握中等職業(yè)教育受眾群的大量相關(guān)數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘和分析，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)，因材施教。

傳統(tǒng)中等職業(yè)教育主要關(guān)注對(duì)受眾群學(xué)習(xí)成績(jī)的評(píng)價(jià)，而忽略對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的分析，缺乏受眾群歷史數(shù)據(jù)的掌握和分析，而大數(shù)據(jù)技術(shù)通過(guò)對(duì)受眾群相關(guān)學(xué)習(xí)行為、興趣、習(xí)慣等數(shù)據(jù)的留存和深度挖掘，學(xué)習(xí)行為評(píng)價(jià)和評(píng)估，教師可以根據(jù)大數(shù)據(jù)技術(shù)分析和挖掘出的學(xué)習(xí)過(guò)程中的相關(guān)規(guī)律，根據(jù)個(gè)受眾群個(gè)人的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，制定相應(yīng)的學(xué)習(xí)計(jì)劃和輔導(dǎo)，而不再基于自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)分析學(xué)生的學(xué)習(xí)偏好、難點(diǎn)和共同點(diǎn)。通過(guò)對(duì)企業(yè)的工程案例庫(kù)中面向工作過(guò)程的知識(shí)庫(kù)的挖掘和分析，能夠準(zhǔn)確和高效地挖掘出相關(guān)崗位專(zhuān)業(yè)技能對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)中等職業(yè)教育受眾群的精準(zhǔn)培訓(xùn)和教學(xué)，從而完成學(xué)校和就業(yè)崗位的無(wú)縫銜接和融合。

中等職業(yè)教育在基于5G通信技術(shù)實(shí)時(shí)傳輸和物聯(lián)網(wǎng)高速信息采集的大數(shù)據(jù)技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘相關(guān)算法的大規(guī)模應(yīng)用下，通過(guò)不斷持續(xù)建設(shè)基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的個(gè)性化教育社區(qū)，中等職業(yè)教育可以實(shí)現(xiàn)彈性學(xué)習(xí)、個(gè)性化學(xué)習(xí)、按需學(xué)習(xí)、終生學(xué)習(xí)[1]。

二、面向工作過(guò)程的專(zhuān)業(yè)知識(shí)庫(kù)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)

該系統(tǒng)為中職教育受眾群的專(zhuān)業(yè)技能領(lǐng)域的個(gè)性化學(xué)習(xí)，提供數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)支持。系統(tǒng)將面向工作過(guò)程的各專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，根據(jù)數(shù)據(jù)特點(diǎn)和應(yīng)用特點(diǎn)將數(shù)據(jù)資源歸類(lèi)為標(biāo)準(zhǔn)資源庫(kù)和主題信息庫(kù)。

標(biāo)準(zhǔn)資源庫(kù)主要用于存放經(jīng)過(guò)清洗后的資源數(shù)據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)資源庫(kù)中，將靜態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納，形成行業(yè)共享共建的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，將動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)整合形成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)。

主題信息庫(kù)是基于標(biāo)準(zhǔn)資源庫(kù)數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)支撐不同分項(xiàng)主題的數(shù)據(jù)，既包括常用統(tǒng)計(jì)及分析，也包括根據(jù)專(zhuān)業(yè)崗位而制定的不同主題、不同維度的統(tǒng)計(jì)及分析數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)建模和組織并結(jié)合聚類(lèi)、序列分析、相關(guān)性分析等機(jī)器學(xué)習(xí)算法組成的強(qiáng)大數(shù)據(jù)挖掘引擎，按照從初學(xué)者、高級(jí)初學(xué)者、有能力者、熟練者到專(zhuān)家的職業(yè)能力規(guī)律，挖掘各專(zhuān)業(yè)崗位工作邏輯對(duì)應(yīng)的知識(shí)邏輯，構(gòu)建符合發(fā)展邏輯的各專(zhuān)業(yè)的教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)相關(guān)職業(yè)能力等級(jí)，建立從低級(jí)到高級(jí)的難點(diǎn)遞增的，面向工作過(guò)程的專(zhuān)業(yè)知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)既可以完成中等職業(yè)教育受眾群的專(zhuān)業(yè)技能進(jìn)階培訓(xùn)，也用于專(zhuān)業(yè)能力等級(jí)測(cè)試和劃分，受眾群個(gè)體的專(zhuān)業(yè)能力畫(huà)像生成，為后續(xù)的個(gè)性化教學(xué)，分層次教學(xué)、分就業(yè)崗位教學(xué)提高數(shù)據(jù)支持和分析服務(wù)。

三、人文素養(yǎng)知識(shí)庫(kù)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)

人文素養(yǎng)知識(shí)庫(kù)的數(shù)據(jù)是由人文綜合素養(yǎng)領(lǐng)域形成的各種與文化素養(yǎng)本身相關(guān)的數(shù)據(jù)，及外圍所形成的數(shù)據(jù)綜合匯聚而形成的。其數(shù)據(jù)來(lái)源既包括數(shù)字圖書(shū)館等數(shù)字化的數(shù)據(jù)，也包括公眾在社交網(wǎng)絡(luò)上搜索或者發(fā)布的自媒體等相關(guān)數(shù)據(jù)如語(yǔ)音、短視頻、公眾號(hào)等數(shù)字化數(shù)據(jù)。

通過(guò)對(duì)人文大數(shù)據(jù)的挖掘，可以提供各種統(tǒng)計(jì)分析服務(wù)，如基于相關(guān)人文素養(yǎng)大數(shù)據(jù)資源訪(fǎng)問(wèn)熱度的分析、基于大數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)時(shí)段、訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)類(lèi)型如漫畫(huà)、短視頻、電影、直播等的統(tǒng)計(jì)分析等，用戶(hù)行為分析主要對(duì)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的用戶(hù)在搜索、瀏覽內(nèi)容、瀏覽時(shí)間、討論等所有行為數(shù)據(jù)進(jìn)行建模與分析，通過(guò)對(duì)用戶(hù)行為分析，挖掘什么類(lèi)型的人文數(shù)據(jù)資源最受歡迎，以達(dá)到根據(jù)用戶(hù)的歷史行為記錄分析用戶(hù)的愛(ài)好和興趣等目的，為此后的個(gè)性化推薦提供理論依據(jù)[2]。

四、用戶(hù)畫(huà)像與個(gè)性推薦系統(tǒng)

用戶(hù)畫(huà)像系統(tǒng)，其核心是用計(jì)算機(jī)理解的詞語(yǔ)，去描述一個(gè)人，一般用標(biāo)簽+權(quán)重來(lái)做用戶(hù)畫(huà)像。用戶(hù)相關(guān)的數(shù)據(jù)，分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種。用戶(hù)靜態(tài)數(shù)據(jù)主要是指其個(gè)人標(biāo)簽，屬性如年齡、性別、愛(ài)好等。用戶(hù)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)主要是指行為數(shù)據(jù)，常見(jiàn)要素是時(shí)間、地點(diǎn)、行為等。

當(dāng)用戶(hù)畫(huà)像系統(tǒng)建立后，通過(guò)與專(zhuān)業(yè)知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)合后，通過(guò)收集并記錄用戶(hù)的相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的掌握情況、興趣點(diǎn)等數(shù)據(jù)，送到數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，實(shí)時(shí)挖掘分析用戶(hù)的專(zhuān)業(yè)特長(zhǎng)、短板、專(zhuān)業(yè)技能升級(jí)路線(xiàn)圖等，并實(shí)時(shí)將個(gè)性化的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)關(guān)聯(lián)信息推送給用戶(hù)。通過(guò)與人文素養(yǎng)知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)合后，可以找到更符合用戶(hù)興趣、適合用戶(hù)特性的人文素養(yǎng)知識(shí)、并對(duì)知識(shí)的呈現(xiàn)形式進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)整和優(yōu)化。

專(zhuān)業(yè)知識(shí)個(gè)性化推薦系統(tǒng)通過(guò)學(xué)生與教育的應(yīng)用軟件、手機(jī)APP等互動(dòng)，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析的得到以下需求：我的專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢(shì)、劣勢(shì)、提高學(xué)習(xí)成績(jī)的障礙、勝任的工作、推薦的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)計(jì)劃、專(zhuān)業(yè)技能提升路線(xiàn)圖等。

人文大數(shù)據(jù)個(gè)性化推薦主要通過(guò)對(duì)海量文化大數(shù)據(jù)和用戶(hù)行為對(duì)比分析來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)用戶(hù)行為和興趣點(diǎn)進(jìn)行精確描述，將包括訪(fǎng)問(wèn)特征、用戶(hù)特征及用戶(hù)社交信息在內(nèi)的用戶(hù)行為數(shù)據(jù)引入到推薦系統(tǒng)，以提升個(gè)性化推薦的效果，構(gòu)建一套個(gè)性化的推薦系統(tǒng)。

五、教師教學(xué)支持系統(tǒng)

傳統(tǒng)課堂教學(xué)很難根據(jù)學(xué)生個(gè)體特點(diǎn)有針對(duì)性地進(jìn)行教學(xué)，而基于大數(shù)據(jù)的教育平臺(tái)系統(tǒng)可以針對(duì)每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)。通過(guò)對(duì)教育大數(shù)據(jù)的分析，找出每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣點(diǎn)、學(xué)習(xí)難點(diǎn)、學(xué)習(xí)行為、喜愛(ài)的學(xué)習(xí)方式、喜歡的課程、潛在的天賦，幫助學(xué)生依據(jù)個(gè)體的情況提高學(xué)習(xí)的收獲量。

將學(xué)生的一切學(xué)習(xí)行為和相關(guān)數(shù)據(jù)均記錄下來(lái)，相關(guān)教育的原始數(shù)據(jù)主要包括學(xué)生信息、教師信息、電子輔助授課資料、電子試卷、學(xué)習(xí)記錄、考試記錄、學(xué)習(xí)筆記、教師批改記錄、教師授課視頻及互動(dòng)留言等。以學(xué)生做題為例，題的難度、考察的知識(shí)點(diǎn)、答題時(shí)間、正確率都是需要采集的指標(biāo)。通過(guò)數(shù)據(jù)分析和挖掘，獲取和掌握學(xué)生的愛(ài)好、興趣、對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度等信息，教師可以有針對(duì)性地調(diào)整相關(guān)教學(xué)要素，因材施教。通過(guò)數(shù)據(jù)的積累和數(shù)據(jù)挖掘，形成學(xué)生的用戶(hù)畫(huà)像、興趣圖譜、學(xué)科偏好、學(xué)習(xí)軌跡，大數(shù)據(jù)能夠幫助教師實(shí)時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況、對(duì)學(xué)生進(jìn)行分類(lèi)、因材施教、實(shí)現(xiàn)知情教學(xué)。

通過(guò)大數(shù)據(jù)分析教師與教育應(yīng)用軟件、手機(jī)APP等互動(dòng)，可以分析出教師的教學(xué)優(yōu)勢(shì)、教學(xué)劣勢(shì)、優(yōu)化的教學(xué)手段、推薦的教學(xué)計(jì)劃、學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)估分析與反饋、課件的智能評(píng)估與反饋等相關(guān)提高教師教學(xué)質(zhì)量的影響因素。

六、相關(guān)制約因素分析

1．?dāng)?shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集是實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)，一般來(lái)說(shuō)，采集的數(shù)據(jù)類(lèi)型分為三類(lèi)，結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)是存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)里，能用二維表結(jié)構(gòu)邏輯表達(dá)實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)，常用于記錄客戶(hù)信息等方面的數(shù)據(jù)，半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)具有可被理解的邏輯流程和格式，但格式不友好，分析起來(lái)比結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)復(fù)雜，如網(wǎng)絡(luò)流量、APP日活躍用戶(hù)數(shù)、登錄用戶(hù)數(shù)、停留時(shí)間等。非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)是處理難度最高的大數(shù)據(jù)，比如圖像、語(yǔ)音、音頻，以及文本信息如聊天記錄、文檔、電子郵件等多媒體類(lèi)的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

2．大數(shù)據(jù)相關(guān)性分析

在中職教育中，應(yīng)該優(yōu)先挖掘出大數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性，通過(guò)對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)大數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析，可以挖掘?qū)M(jìn)階到高端崗位的控制性技能和知識(shí)，影響崗位工作效率和能力的關(guān)鍵參數(shù)，相關(guān)控制性技能和知識(shí)點(diǎn)的進(jìn)階次序；不同控制性技能和知識(shí)集合對(duì)應(yīng)的就業(yè)崗位，影響個(gè)體崗位技能提高的短板項(xiàng)；通過(guò)對(duì)人文素養(yǎng)知識(shí)大數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析，可以挖掘影響個(gè)體人文素質(zhì)提高的制約因素，適合不同個(gè)體、不同受眾群的人文知識(shí)呈現(xiàn)形式和方式、適合不同個(gè)體、不同受眾群的人文素養(yǎng)提高路線(xiàn)圖。通過(guò)對(duì)教師教學(xué)大數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析，不僅可以挖掘出相關(guān)受眾群的學(xué)習(xí)規(guī)律，還可以挖掘出提高教學(xué)質(zhì)量和水平的教學(xué)規(guī)律。

3．?dāng)?shù)據(jù)隱私

大數(shù)據(jù)技術(shù)通過(guò)5G通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段將自然、社會(huì)、人類(lèi)的一切狀態(tài)、行為記錄存儲(chǔ)下來(lái)，這些數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和云技術(shù)對(duì)外開(kāi)放和共享，對(duì)數(shù)據(jù)權(quán)益、數(shù)據(jù)隱私和人性自由帶來(lái)了極大的影響和挑戰(zhàn)。

中等職業(yè)教育大數(shù)據(jù)從個(gè)人、相關(guān)企業(yè)采集而來(lái)，數(shù)據(jù)產(chǎn)權(quán)歸屬權(quán)是數(shù)據(jù)采集者、被采集對(duì)象、還是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)者，誰(shuí)擁有對(duì)這些數(shù)據(jù)的所有權(quán)、使用權(quán)、存儲(chǔ)權(quán)和刪除權(quán)；來(lái)自企業(yè)的技術(shù)數(shù)據(jù)和項(xiàng)目數(shù)據(jù)是否會(huì)導(dǎo)致企業(yè)的商業(yè)機(jī)密泄露，被第三方采集，用于惡意的商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)；同時(shí)大數(shù)據(jù)對(duì)思想、行為預(yù)測(cè)結(jié)果的非正常泄露是否會(huì)對(duì)中等職業(yè)教育未成年人受眾群和監(jiān)護(hù)人的行為意志、職業(yè)規(guī)劃、自我認(rèn)知等領(lǐng)域產(chǎn)生不可控的干擾，這些事項(xiàng)需要做好規(guī)劃和設(shè)計(jì)，否則會(huì)引發(fā)隱私保護(hù)危機(jī)。

對(duì)于中職教育的數(shù)據(jù)利益相關(guān)方，因其多數(shù)為未成年人，應(yīng)該保證數(shù)據(jù)被采集者的知情權(quán)和所采集數(shù)據(jù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，同時(shí)對(duì)挖掘出的公共知識(shí)，應(yīng)該面向數(shù)據(jù)利益相關(guān)方公開(kāi)，對(duì)涉及被采集者的可能影響其未來(lái)正常學(xué)習(xí)和生活、人生成長(zhǎng)的數(shù)據(jù)應(yīng)該進(jìn)行脫敏，盡可能地降低對(duì)其的影響。