鐘誠 楊珍 杜曉靜

【摘 要】大數(shù)據(jù)正在影響著各行各業(yè)的發(fā)展，教育領(lǐng)域同樣存在大數(shù)據(jù)。學(xué)習(xí)分析可以從海量數(shù)據(jù)中獲取有用信息，并使用這些信息為教育系統(tǒng)的利益相關(guān)者服務(wù)，改善和提高教與學(xué)的質(zhì)量和效能。本文在分析了學(xué)習(xí)分析過程中數(shù)據(jù)流的活動之后，根據(jù)數(shù)據(jù)流動過程構(gòu)建學(xué)習(xí)分析的系統(tǒng)架構(gòu)模型。

【關(guān)鍵詞】學(xué)習(xí)分析系統(tǒng) ? ?教育 ? ? 大數(shù)據(jù)

一、引言

“數(shù)據(jù)，已經(jīng)滲透到當(dāng)今每一個行業(yè)和業(yè)務(wù)職能領(lǐng)域，成為重要的生產(chǎn)因素。人們對于海量數(shù)據(jù)的挖掘和運(yùn)用，預(yù)示著新一波生產(chǎn)率增長和消費(fèi)者盈余浪潮的到來?！保溈襄a咨詢公司）大數(shù)據(jù)時代已經(jīng)到來了，決策將日益基于數(shù)據(jù)和分析而做出，而并非基于經(jīng)驗和直覺。大數(shù)據(jù)應(yīng)用已經(jīng)在商業(yè)、經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域取得了顯著的成功。而在目前，教育領(lǐng)域中，各種數(shù)字學(xué)習(xí)環(huán)境的普及和推廣，越來越多的人員在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下發(fā)生學(xué)習(xí)行為。學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)系統(tǒng)之間，學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)者之間，學(xué)習(xí)者與設(shè)備之間，每天都在發(fā)生大量的交互數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)有著海量的數(shù)據(jù)規(guī)模（Volume）、多樣的數(shù)據(jù)類型（Variety）、快速的數(shù)據(jù)流動和動態(tài)的數(shù)據(jù)體系（Velocity）、巨大的數(shù)據(jù)價值（Value），這些都符合大數(shù)據(jù)的4V特性。海量的數(shù)據(jù)給傳統(tǒng)教育數(shù)據(jù)的存儲和分析都帶來了巨大的挑戰(zhàn)。如何通過技術(shù)手段對教育大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，使教育領(lǐng)域的方方面面都受益，最終有效促進(jìn)教與學(xué)，已經(jīng)越來越受到研究者的重視。而學(xué)習(xí)分析理念的提出，為教育大數(shù)據(jù)的應(yīng)用找到了很好的途徑。

二、學(xué)習(xí)分析概述

早在2010年美國新媒體聯(lián)盟發(fā)布的《地平線報告》中就預(yù)測學(xué)習(xí)分析技術(shù)將在未來的四到五年內(nèi)成為主流。第一屆學(xué)習(xí)分析和知識國際會議認(rèn)為：學(xué)習(xí)分析技術(shù)是測量、收集、分析和報告有關(guān)學(xué)生及其學(xué)習(xí)環(huán)境的數(shù)據(jù)，用以理解和優(yōu)化學(xué)習(xí)及其產(chǎn)生的環(huán)境的技術(shù)。

學(xué)習(xí)分析所服務(wù)的對象涉及教育系統(tǒng)的各個相關(guān)人員，學(xué)習(xí)者、教育者、教育研究者、教育管理者、學(xué)習(xí)服務(wù)提供者等等。使用數(shù)據(jù)挖掘、社會網(wǎng)絡(luò)分析、統(tǒng)計分析等多種技術(shù)對教育大數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋和分析，根據(jù)解釋與分析的結(jié)果，評估學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)進(jìn)展，預(yù)測未來的表現(xiàn)，并發(fā)現(xiàn)潛在問題，以便學(xué)習(xí)者能更準(zhǔn)確地把握自己的學(xué)習(xí)情況，優(yōu)化學(xué)習(xí)過程，教育者能及時調(diào)整教學(xué)活動和教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)方法和教學(xué)策略，為學(xué)生提供個性化的教學(xué)資源與建議，同時也能為教育管理者的決策提供科學(xué)依據(jù)。國外對學(xué)習(xí)分析技術(shù)的研究已經(jīng)取得了一定的效果，而國內(nèi)還處在理論研究和綜述階段?；诮逃髷?shù)據(jù)的學(xué)習(xí)分析系統(tǒng)的構(gòu)建可以為學(xué)習(xí)分析的應(yīng)用和實踐提供重要指導(dǎo)，更好地提高學(xué)習(xí)效率，有效促進(jìn)教與學(xué)。

三、學(xué)習(xí)分析系統(tǒng)的總體架構(gòu)

國內(nèi)外許多學(xué)者都從不同角度對學(xué)習(xí)分析進(jìn)行了整體框架的設(shè)計，但每個框架都有其局限性，經(jīng)過實踐驗證的框架依然很少。學(xué)習(xí)分析的基礎(chǔ)和核心是海量的教育數(shù)據(jù)。圍繞數(shù)據(jù)開展數(shù)據(jù)的采集、存儲、分析、表示以及應(yīng)用五個環(huán)節(jié)的活動。本文以數(shù)據(jù)為核心，依據(jù)數(shù)據(jù)流動的過程來構(gòu)建一個更加靈活和可擴(kuò)展的學(xué)習(xí)分析系統(tǒng)的架構(gòu)模型（見圖1所示）。

圖1 學(xué)習(xí)分析系統(tǒng)架構(gòu)圖

學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為發(fā)生在各種數(shù)字環(huán)境中，如傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)課程以及開放學(xué)習(xí)環(huán)境（MOOCs）等，社會性學(xué)習(xí)系統(tǒng)，如博客，微博，各種社交網(wǎng)絡(luò)等。交互當(dāng)中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)都會被記錄到原始數(shù)據(jù)庫中，而原始數(shù)據(jù)來源眾多，形式不一，存儲和處理都有困難。通過聚集、抽樣、維歸約、離散化和二元化等預(yù)處理，讓原始數(shù)據(jù)更加適合挖掘，將預(yù)處理得到的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)存儲到學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫中，與學(xué)習(xí)者相關(guān)的一些基本數(shù)據(jù)存儲在學(xué)生信息庫中。在特定的時間中學(xué)習(xí)分析引擎會從學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫和學(xué)生信息庫中獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，依據(jù)需求不同，在分析過程中使用不同的數(shù)據(jù)挖掘和分析工具及模型。分析結(jié)果作用于學(xué)習(xí)者、教育者、研究者、教育管理者等不同層次，提供相應(yīng)的教育干預(yù)，學(xué)習(xí)內(nèi)容和過程、教學(xué)設(shè)計和策略優(yōu)化。當(dāng)然，分析結(jié)果也要以報告或可視化圖表等形式在展示平臺輸出。

四、結(jié)束語

學(xué)習(xí)分析是大數(shù)據(jù)技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用。在大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持下，深度挖掘?qū)W習(xí)行為模式，交互數(shù)據(jù)之間所隱藏的潛在價值，學(xué)習(xí)質(zhì)量分析，個性化教學(xué)內(nèi)容推送等都將成為可能。在對學(xué)習(xí)分析進(jìn)行不斷深入研究的同時，也存在許多挑戰(zhàn)。如何快速有效地收集和預(yù)處理來源多樣的原始數(shù)據(jù)，使用哪種工具、算法能更準(zhǔn)確地得到有效預(yù)測，如何做到保護(hù)學(xué)生隱私等，都是我們要考慮的問題。相信這些挑戰(zhàn)都將在不久的將來得到解決。

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