楊現(xiàn)民 唐斯斯 李冀紅

（1．江蘇師范大學(xué) 智慧教育研究中心，江蘇徐州 221116；2．國家信息中心 中國智慧城市發(fā)展研究中心，北京 100045）

教育大數(shù)據(jù)的技術(shù)體系框架與發(fā)展趨勢*
——“教育大數(shù)據(jù)研究與實(shí)踐專欄”之整體框架篇

楊現(xiàn)民1唐斯斯2李冀紅1

（1．江蘇師范大學(xué) 智慧教育研究中心，江蘇徐州 221116；2．國家信息中心 中國智慧城市發(fā)展研究中心，北京 100045）

文章明確了教育大數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，指出教育大數(shù)據(jù)具有戰(zhàn)略層價(jià)值和應(yīng)用層價(jià)值。基于大數(shù)據(jù)的一般處理流程并結(jié)合教育業(yè)務(wù)特點(diǎn)，文章構(gòu)建了教育大數(shù)據(jù)的通用技術(shù)框架，包括教育數(shù)據(jù)采集層、教育數(shù)據(jù)處理層、教育數(shù)據(jù)分析與展現(xiàn)層和教育數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)層。最后，文章分析了十三五期間我國教育大數(shù)據(jù)的整體發(fā)展趨勢，主要表現(xiàn)在：教育數(shù)據(jù)開放程度不斷提升、教育數(shù)據(jù)資產(chǎn)規(guī)模逐漸壯大、教育數(shù)據(jù)創(chuàng)新應(yīng)用效應(yīng)逐步擴(kuò)大、教育大數(shù)據(jù)行業(yè)生態(tài)逐步完善以及教育大數(shù)據(jù)專門人才培養(yǎng)備受重視。

大數(shù)據(jù)；教育大數(shù)據(jù)；技術(shù)框架；發(fā)展趨勢

引言

隨著大數(shù)據(jù)理念與技術(shù)在各行各業(yè)的滲透應(yīng)用，教育大數(shù)據(jù)的建設(shè)與發(fā)展逐步引起了教育管理部門、企業(yè)、學(xué)校以及教育研究者的廣泛關(guān)注。2015年，國家相繼出臺(tái)了一系列相關(guān)文件，以促進(jìn)教育大數(shù)據(jù)的快速發(fā)展。如2015年9月2日，教育部辦公廳印發(fā)《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進(jìn)教育信息化工作的指導(dǎo)意見（征求意見稿）》，提出要“依托網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間逐步實(shí)現(xiàn)對學(xué)生日常學(xué)習(xí)情況的大數(shù)據(jù)采集和分析，優(yōu)化教學(xué)模式”；9月5日，國務(wù)院正式發(fā)布《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動(dòng)綱要》，對10個(gè)大數(shù)據(jù)工程進(jìn)行了規(guī)劃，并在“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)。與此同時(shí)，各省市（如北京、江蘇、浙江等）也在加快推進(jìn)教育大數(shù)據(jù)的建設(shè)，諸多地區(qū)已將教育大數(shù)據(jù)作為重點(diǎn)內(nèi)容寫入?yún)^(qū)域智慧教育發(fā)展規(guī)劃或行動(dòng)計(jì)劃中。此外，中國教育大數(shù)據(jù)研究院、江蘇省高校教育大數(shù)據(jù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等專業(yè)研究機(jī)構(gòu)陸續(xù)成立；教育大數(shù)據(jù)行業(yè)也在逐步興起；在2015年中國國際智慧教育展覽會(huì)上，已有一些教育信息化企業(yè)推出了教育大數(shù)據(jù)相關(guān)產(chǎn)品，涵蓋教育數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、處理與創(chuàng)新應(yīng)用等多方面。

由此可見，2015年堪稱中國的教育大數(shù)據(jù)元年。一系列相關(guān)政策文件與規(guī)劃建議的發(fā)布，確立了教育大數(shù)據(jù)在推動(dòng)教育改革與發(fā)展方面的戰(zhàn)略地位。地方政府、研究機(jī)構(gòu)、學(xué)校以及行業(yè)、企業(yè)力量的加入，將大大推動(dòng)我國教育大數(shù)據(jù)的發(fā)展。在此大背景下，《現(xiàn)代教育技術(shù)》雜志社與江蘇師范大學(xué)共同策劃了“教育大數(shù)據(jù)研究與實(shí)踐專欄”，旨在從理論與實(shí)踐兩個(gè)層面深入探討教育大數(shù)據(jù)，一方面讓國內(nèi)讀者系統(tǒng)了解教育大數(shù)據(jù)的相關(guān)知識(shí)，另一方面結(jié)合我國教育改革與發(fā)展需求提出教育大數(shù)據(jù)建設(shè)、應(yīng)用與發(fā)展的思路及建議，以便為教育的決策者、管理者和實(shí)踐者提供借鑒。

本專欄共12篇文章，涉及研究熱點(diǎn)與趨勢、采集與分析技術(shù)、應(yīng)用案例、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與管理、產(chǎn)業(yè)生態(tài)以及政策環(huán)境等六方面內(nèi)容。具體來說，第一篇為整體框架介紹，重在闡釋教育大數(shù)據(jù)的內(nèi)涵、體量與價(jià)值，構(gòu)建技術(shù)體系框架并探討教育大數(shù)據(jù)的整體發(fā)展趨勢。最后一篇為專欄總結(jié)，回顧、梳理各主題的核心內(nèi)容，明確未來的研究方向與核心議題。中間部分包括六個(gè)主題：主題一為研究熱點(diǎn)篇，應(yīng)用知識(shí)圖譜技術(shù)分析教育大數(shù)據(jù)的研究現(xiàn)狀、熱點(diǎn)及趨勢；主題二為關(guān)鍵技術(shù)篇，探討教育數(shù)據(jù)的來源、分類、采集工具與技術(shù)、各種教育數(shù)據(jù)分析模型；主題三為應(yīng)用案例篇，系統(tǒng)梳理國內(nèi)外典型教育大數(shù)據(jù)的應(yīng)用案例，歸納應(yīng)用模式與實(shí)施策略；主題四為管理篇，聚焦各個(gè)層面教育數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，分析現(xiàn)存數(shù)據(jù)管理難題及其解決對策；主題五為產(chǎn)業(yè)篇，重點(diǎn)分析教育大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈、發(fā)展階段和行業(yè)生態(tài)，明晰行業(yè)問題與發(fā)展趨勢；主題六為政策篇，對國內(nèi)外教育大數(shù)據(jù)相關(guān)政策進(jìn)行系統(tǒng)梳理、比較與分析，提出促進(jìn)我國教育大數(shù)據(jù)發(fā)展的政策建議。

一 教育大數(shù)據(jù)的內(nèi)涵、體量與價(jià)值

1 教育大數(shù)據(jù)的內(nèi)涵

隨著大數(shù)據(jù)理念的傳播及其應(yīng)用的逐步深入，大數(shù)據(jù)的內(nèi)涵也在不斷變化和拓展。人們逐漸認(rèn)識(shí)到，大數(shù)據(jù)不僅僅是一種技術(shù)，也是一種能力，即從海量復(fù)雜的數(shù)據(jù)中尋找有意義關(guān)聯(lián)、挖掘事物變化規(guī)律、準(zhǔn)確預(yù)測事物發(fā)展趨勢的能力。此外，大數(shù)據(jù)還是一種思維方式，即讓數(shù)據(jù)開口說話，讓數(shù)據(jù)成為人類思考問題、決策行為的基本出發(fā)點(diǎn)。實(shí)際上，大數(shù)據(jù)正在演變?yōu)橐环N社會(huì)文化，即人人生產(chǎn)數(shù)據(jù)、人人共享數(shù)據(jù)、人人熱愛數(shù)據(jù)、人人管理數(shù)據(jù)的文化——這種文化正在潛移默化地影響著各個(gè)行業(yè)。教育領(lǐng)域雖然長期“保守”，但在大數(shù)據(jù)文化力量的沖擊下，也在加速走向開放、“擁抱”大數(shù)據(jù)。

目前，學(xué)術(shù)界對教育大數(shù)據(jù)（Big Data in Education，BDE）的概念尚未有明確的界定。本研究認(rèn)為，教育大數(shù)據(jù)特指教育領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)，即整個(gè)教育活動(dòng)過程中所產(chǎn)生的以及根據(jù)教育需要采集到的、一切用于教育發(fā)展并可創(chuàng)造巨大潛在價(jià)值的數(shù)據(jù)集合[1]。教育大數(shù)據(jù)直接產(chǎn)生于各種教育活動(dòng)（包括教學(xué)活動(dòng)、管理活動(dòng)、科研活動(dòng)、校園活動(dòng)等），每個(gè)教育利益相關(guān)者既是教育數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者也是教育數(shù)據(jù)的消費(fèi)者。教育大數(shù)據(jù)具有明確的目標(biāo)指向性，即指向教育發(fā)展，能在提升教育質(zhì)量、促進(jìn)教育公平、實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)、優(yōu)化教育資源配置、輔助教育科學(xué)決策等方面發(fā)揮有效作用。因此，教育大數(shù)據(jù)的建設(shè)并非要盲目囊括一切數(shù)據(jù)，而是要對數(shù)據(jù)予以有選擇性的采集、存儲(chǔ)與分析。與傳統(tǒng)教育數(shù)據(jù)相比，教育大數(shù)據(jù)的采集具有更強(qiáng)的實(shí)時(shí)性、連貫性、全面性和自然性，其分析處理更加復(fù)雜和多樣，應(yīng)用更加多元、深入；與電子商務(wù)、交通、醫(yī)療、金融保險(xiǎn)等領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)相比，教育大數(shù)據(jù)的采集過程更復(fù)雜，應(yīng)用模式更具挑戰(zhàn)性，且更注重因果關(guān)系。

2 教育大數(shù)據(jù)的體量

IT界普遍認(rèn)為，大數(shù)據(jù)指體量在Tb級別以上或者條目在百萬級別以上的數(shù)據(jù)。實(shí)際上，大數(shù)據(jù)是個(gè)相對于小數(shù)據(jù)而言的概念；大數(shù)據(jù)并非等同于大量的數(shù)據(jù)，而是突出強(qiáng)調(diào)跨領(lǐng)域數(shù)據(jù)的交叉融合和數(shù)據(jù)的流動(dòng)生長。

部分教育領(lǐng)域從業(yè)者常有這樣的困惑：教育到底有沒有大數(shù)據(jù)？《中國基礎(chǔ)教育大數(shù)據(jù)發(fā)展白皮書》（以下簡稱《白皮書》）編委會(huì)面向全國教育信息化領(lǐng)域的研究者、管理者、一線教師等進(jìn)行了一項(xiàng)調(diào)查，全國共有28個(gè)省市的757人參與了該項(xiàng)調(diào)查。結(jié)果顯示，調(diào)查對象中約有75.3％認(rèn)為教育領(lǐng)域存在大數(shù)據(jù)，9.51％認(rèn)為教育領(lǐng)域根本不存在大數(shù)據(jù)，還有15.19％表示不清楚。那么，到底教育大數(shù)據(jù)的體量有多大？如果按IT界對大數(shù)據(jù)體量的界定，教育領(lǐng)域是否存在真正的大數(shù)據(jù)？為此，《白皮書》編委會(huì)對基礎(chǔ)教育階段一年的數(shù)據(jù)量進(jìn)行了估算。

基礎(chǔ)教育大數(shù)據(jù)體量估算的維度與基準(zhǔn)值如圖1所示，包括對師生基本信息數(shù)據(jù)、課業(yè)測試與作業(yè)數(shù)據(jù)、校園實(shí)錄數(shù)據(jù)和課程資源數(shù)據(jù)的估量。依據(jù)教育部發(fā)布的《2014年全國教育事業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》中的數(shù)據(jù)和圖1的基準(zhǔn)值進(jìn)行計(jì)算，對班級、校園、區(qū)域和全國基礎(chǔ)教育大數(shù)據(jù)一年的數(shù)據(jù)量予以估算，所得估算結(jié)果如圖2所示。

圖1 基礎(chǔ)教育大數(shù)據(jù)體量估算的維度與基準(zhǔn)值

圖2 基礎(chǔ)教育大數(shù)據(jù)體量估算結(jié)果（一年）

需要說明的是，《白皮書》只粗略地計(jì)算出了正規(guī)學(xué)校教育中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，而許多非正規(guī)教育活動(dòng)的數(shù)據(jù)如校外輔導(dǎo)班的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)等并沒有計(jì)算在內(nèi)。即使在數(shù)據(jù)不全的情況下，我國基礎(chǔ)教育階段一年的數(shù)據(jù)量也可達(dá)到12Eb=12288Pb。網(wǎng)絡(luò)上對Pb級數(shù)據(jù)體量予以了形象說明：假設(shè)手機(jī)播放MP3的編碼速度為平均每分鐘1Mb，而1首歌曲的平均時(shí)長為4分鐘，那么1Pb歌曲可以連續(xù)播放2000年；如果智能手機(jī)、相機(jī)所拍照片的平均大小為3Mb，打印照片的平均大小為8.5英寸，那么總共1Pb照片的并排排列長度就能達(dá)到48000英里——大約可以環(huán)繞地球2周[2]。

因此，可以肯定地說，無論是按Eb還是Pb量級來規(guī)定大數(shù)據(jù)的體量要求，中國教育領(lǐng)域都存在真正的大數(shù)據(jù)！

3 教育大數(shù)據(jù)的價(jià)值

目前，新聞媒體已有不少有關(guān)教育大數(shù)據(jù)的報(bào)道，學(xué)術(shù)界也對教育大數(shù)據(jù)的應(yīng)用模式與價(jià)值進(jìn)行了初步探討?！栋灼氛{(diào)查結(jié)果顯示，絕大多數(shù)用戶（96.17％）認(rèn)為教育大數(shù)據(jù)能夠助推和引領(lǐng)教育改革。歸納起來，教育大數(shù)據(jù)的價(jià)值主要體現(xiàn)在兩個(gè)層面：

（1）戰(zhàn)略層價(jià)值

體現(xiàn)在：①教育大數(shù)據(jù)是一種無形的戰(zhàn)略資產(chǎn)、是一座可無限開采的“金礦”，充分的挖掘與應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)“資產(chǎn)”增值的唯一途徑；②教育改革既要有膽魄，更要有科學(xué)的依據(jù)，教育大數(shù)據(jù)是推動(dòng)教育領(lǐng)域全面深化改革的科學(xué)力量；③教育大數(shù)據(jù)匯聚、存儲(chǔ)了教育領(lǐng)域的信息資產(chǎn)，是發(fā)展智慧教育最重要的基礎(chǔ)[3]。

（2）應(yīng)用層價(jià)值

體現(xiàn)在：①開展數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教育決策，實(shí)現(xiàn)教育設(shè)備與環(huán)境的智能管控，提升教育危機(jī)預(yù)防與安全管理的能力；②持續(xù)優(yōu)化教與學(xué)，輔助教師開展精準(zhǔn)教學(xué)，輔助學(xué)生實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)；③促使教育評價(jià)從“經(jīng)驗(yàn)主義”走向“數(shù)據(jù)主義”、從“宏觀群體評價(jià)”走向“微觀個(gè)體評價(jià)”、從“單一評價(jià)”走向“綜合評價(jià)”；④教育數(shù)據(jù)的合理、合法、有效、創(chuàng)新應(yīng)用，不斷催生越來越多樣化且越來越智慧化的教育服務(wù)；⑤推動(dòng)社會(huì)科學(xué)的研究范式從抽樣模式走向全樣本模式，使社會(huì)科學(xué)成為一門實(shí)實(shí)在在的實(shí)證科學(xué)[4]。

教育大數(shù)據(jù)的最終價(jià)值應(yīng)體現(xiàn)在與教育主流業(yè)務(wù)的深度融合以及持續(xù)推動(dòng)教育系統(tǒng)的智慧化變革上。目前，國內(nèi)外已有一些教育大數(shù)據(jù)的創(chuàng)新應(yīng)用案例，涵蓋教學(xué)、管理、評價(jià)、服務(wù)等方面，這些案例將在本專欄的應(yīng)用案例篇得到詳細(xì)的剖析?？偟膩碚f，目前教育大數(shù)據(jù)的應(yīng)用層價(jià)值已經(jīng)初顯；隨著應(yīng)用范圍和效果的累積，教育大數(shù)據(jù)的戰(zhàn)略層價(jià)值也將逐步實(shí)現(xiàn)。

二 教育大數(shù)據(jù)的技術(shù)體系框架

一般而言，大數(shù)據(jù)的處理流程包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用服務(wù)四個(gè)環(huán)節(jié)。依據(jù)此流程同時(shí)結(jié)合教育的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，本研究構(gòu)建了教育大數(shù)據(jù)技術(shù)體系框架，如圖3所示。

圖3 教育大數(shù)據(jù)技術(shù)體系框架

該框架從下往上依次是：教育數(shù)據(jù)采集層、教育數(shù)據(jù)處理層、教育數(shù)據(jù)分析與展現(xiàn)層和教育數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)層——通過數(shù)據(jù)傳輸接口，數(shù)據(jù)采集層將采集到的各類教育數(shù)據(jù)傳遞給數(shù)據(jù)處理層，并通過數(shù)據(jù)整合、存儲(chǔ)形成教育數(shù)據(jù)平臺(tái)；基于該教育數(shù)據(jù)平臺(tái)，分析與展現(xiàn)層可實(shí)現(xiàn)教育數(shù)據(jù)的可視化展現(xiàn)和大數(shù)據(jù)的分析與挖掘，并將分析結(jié)果通過數(shù)據(jù)接口傳遞給應(yīng)用服務(wù)層。在該框架中，安全與監(jiān)控貫穿整個(gè)流程，以保證教育數(shù)據(jù)各個(gè)環(huán)節(jié)的安全性和可控性；標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范則是整個(gè)框架的基礎(chǔ)，以保障各個(gè)環(huán)節(jié)之間以及整個(gè)系統(tǒng)教育數(shù)據(jù)的融通與共享。具體來說，各個(gè)環(huán)節(jié)的主要任務(wù)及其涉及的關(guān)鍵技術(shù)如下：

1 教育數(shù)據(jù)采集

為了保證大數(shù)據(jù)的可用性，首先必須在數(shù)據(jù)的源頭上把好質(zhì)量關(guān)，做好從原始數(shù)據(jù)到高質(zhì)量信息的預(yù)處理。與傳統(tǒng)教育數(shù)據(jù)相比，教育大數(shù)據(jù)的來源更加多樣化，包括業(yè)務(wù)系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)等，不僅數(shù)量龐大、格式不一，而且質(zhì)量良莠不齊。因此，教育數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)必須規(guī)范數(shù)據(jù)格式并進(jìn)行初步預(yù)處理，以便于后續(xù)教育數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理與應(yīng)用。

該環(huán)節(jié)涉及的關(guān)鍵技術(shù)包括：數(shù)據(jù)源的選擇和高質(zhì)量原始數(shù)據(jù)的采集方法，多源數(shù)據(jù)的實(shí)體識(shí)別和解析方法，數(shù)據(jù)清洗和自動(dòng)修復(fù)方法，數(shù)據(jù)演化的溯源管理，數(shù)據(jù)加載、流計(jì)算、信息傳輸技術(shù)等。

2 教育數(shù)據(jù)處理

教育數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)包含數(shù)據(jù)整合和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。其中，數(shù)據(jù)整合是指通過高質(zhì)量的數(shù)據(jù)整合方法，對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，并在盡可能保留原有語義的情況下去粗取精、消除噪聲，從全局的角度保證數(shù)據(jù)的一致性和相關(guān)性；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是所有數(shù)據(jù)的集中存放地，主要用來存放各種結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的歷史數(shù)據(jù)、預(yù)測數(shù)據(jù)、匯總數(shù)據(jù)以及需要共享的數(shù)據(jù)等。教育大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)系統(tǒng)不僅需要以極低的成本存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)，還要適應(yīng)多樣化的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理需求，具備數(shù)據(jù)格式上的可擴(kuò)展性。

教育業(yè)務(wù)具有較強(qiáng)的差異性和靈活性，因此需要根據(jù)教育數(shù)據(jù)的類型和具體的分析目標(biāo)，靈活選用或改進(jìn)數(shù)據(jù)處理的算法模型。目前，主流的開源大數(shù)據(jù)處理平臺(tái)有Hadoop、Spark等。

3 教育數(shù)據(jù)分析與展現(xiàn)

教育數(shù)據(jù)分析與展現(xiàn)環(huán)節(jié)的主要任務(wù)是對上一個(gè)環(huán)節(jié)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行深度價(jià)值挖掘，涉及的關(guān)鍵技術(shù)包括教育數(shù)據(jù)挖掘和學(xué)習(xí)分析。

（1）教育數(shù)據(jù)挖掘

教育數(shù)據(jù)挖掘是一個(gè)將來自各教育系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為有用信息的過程，這些有用信息可為教師、學(xué)生、家長、教育研究人員以及教育軟件系統(tǒng)開發(fā)人員所利用[5]。傳統(tǒng)教育數(shù)據(jù)挖掘的多是結(jié)構(gòu)化、單一對象的小數(shù)據(jù)集，其挖掘更側(cè)重根據(jù)先驗(yàn)知識(shí)預(yù)先人工建立模型，然后依據(jù)既定模型進(jìn)行分析。對于非結(jié)構(gòu)化、多源異構(gòu)的教育大數(shù)據(jù)集的分析，往往缺乏先驗(yàn)知識(shí)，很難建立顯式的數(shù)學(xué)模型，這就需要發(fā)展更加立體化、全息高維的數(shù)據(jù)挖掘方法與技術(shù)。

（2）學(xué)習(xí)分析

學(xué)習(xí)分析是指通過測量、收集、分析、匯報(bào)學(xué)習(xí)者和他們所處環(huán)境的數(shù)據(jù)，用以理解和優(yōu)化學(xué)習(xí)以及學(xué)習(xí)發(fā)生的環(huán)境[6]。學(xué)習(xí)分析和教育數(shù)據(jù)挖掘密切相關(guān)，應(yīng)用的分析方法也較為相似。目前，學(xué)習(xí)分析領(lǐng)域常用的分析方法包括網(wǎng)絡(luò)分析法、話語分析法和內(nèi)容分析法[7]。近年來，越來越多的研究者如Yang X M等[8]、Hou H T等[9]開始應(yīng)用滯后序列分析法，來識(shí)別各種在線學(xué)習(xí)行為模式。

除了教育數(shù)據(jù)挖據(jù)與學(xué)習(xí)分析，如何利用數(shù)據(jù)可視化技術(shù)讓復(fù)雜的分析結(jié)果以更加直觀、易于理解的方式呈現(xiàn)給用戶，也是教育大數(shù)據(jù)發(fā)展過程中亟需解決的重要問題。

4 教育數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)

教育數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)是將教育數(shù)據(jù)分析的結(jié)果用于改善不同的教育業(yè)務(wù)，最終服務(wù)教育的整體改革與發(fā)展。當(dāng)前，教育數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)主要聚焦在精準(zhǔn)教學(xué)、科學(xué)管理、全面而有個(gè)性的發(fā)展評價(jià)、個(gè)性化服務(wù)以及基于全樣本的科學(xué)研究五個(gè)方面，服務(wù)對象主要包括教師、學(xué)生、家長、教育管理者和社會(huì)公眾五類用戶。

通過對教育大數(shù)據(jù)的分析，可以輔助教師更好地調(diào)整和改進(jìn)教學(xué)策略，重構(gòu)教學(xué)計(jì)劃，完善課程的設(shè)計(jì)與開發(fā)；向?qū)W生推薦個(gè)性化的學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)任務(wù)、學(xué)習(xí)活動(dòng)和學(xué)習(xí)路徑；幫助家長更加全面、真實(shí)地認(rèn)識(shí)孩子，與學(xué)校一起促進(jìn)孩子的個(gè)性化成長；幫助教育管理者進(jìn)行更科學(xué)的管理決策；幫助社會(huì)公眾把握教育的發(fā)展現(xiàn)狀，享受更具針對性、更適合自己的終身學(xué)習(xí)服務(wù)。

三 教育大數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢

2015年國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略與“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃的推出，為大數(shù)據(jù)理念與技術(shù)在教育領(lǐng)域的快速滲透和應(yīng)用推廣提供了強(qiáng)有力的保障。十三五期間，大數(shù)據(jù)與教育核心業(yè)務(wù)的融合，將成為驅(qū)動(dòng)新一輪教育改革與發(fā)展的創(chuàng)新動(dòng)力，教育大數(shù)據(jù)將呈現(xiàn)如下發(fā)展趨勢：

1 教育數(shù)據(jù)開放程度不斷提升

大數(shù)據(jù)時(shí)代，政務(wù)公共數(shù)據(jù)作為社會(huì)大眾共享的無形財(cái)富，其開放已成為數(shù)據(jù)整合和共享應(yīng)用的前提條件。目前，已有40多個(gè)國家開始推動(dòng)本國公共數(shù)據(jù)的開放建設(shè)，并在全球范圍內(nèi)掀起了一股公共數(shù)據(jù)開放的熱潮。教育數(shù)據(jù)作為公共數(shù)據(jù)的重要組成部分和基礎(chǔ)內(nèi)容，可以預(yù)計(jì)其開放的范圍將越來越大、開放的程度將越來越高。在這一背景下，我國的教育政策有必要逐步走向開放，允許更多的企業(yè)和社會(huì)力量共同參與教育決策與治理；而教育數(shù)據(jù)的適度開放和合理運(yùn)營，將有助于減輕我國政府和教育機(jī)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)壓力，同時(shí)激活更多的教育創(chuàng)新因子，多方協(xié)同提升教育的質(zhì)量和服務(wù)水平。當(dāng)然，隨之而來的教育數(shù)據(jù)隱私與安全問題也將更加突出，這就需要我國通過技術(shù)、制度、培訓(xùn)等多種措施來保障教育大數(shù)據(jù)的安全。

2 教育數(shù)據(jù)資產(chǎn)規(guī)模逐漸壯大

十三五期間，學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)與管理大數(shù)據(jù)的建設(shè)可能被寫入各地教育信息化發(fā)展規(guī)劃，教育大數(shù)據(jù)作為重要戰(zhàn)略資產(chǎn)的意識(shí)將逐步加強(qiáng)。隨著“三通”工程（網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間人人通、優(yōu)質(zhì)資源班班通、寬帶網(wǎng)絡(luò)校校通）的進(jìn)一步開展以及全國各地?cái)?shù)字校園、智慧校園、智慧城市建設(shè)步伐的不斷推進(jìn)，越來越多的教育數(shù)據(jù)能夠被采集和分析，教育數(shù)據(jù)將會(huì)以幾何級的規(guī)模遞增?！皟善脚_(tái)”（國家教育管理公共服務(wù)平臺(tái)和國家教育資源公共服務(wù)平臺(tái)）將成為國家教育數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)，帶動(dòng)全國教育數(shù)據(jù)資產(chǎn)的快速累積。點(diǎn)陣數(shù)碼筆、拍照搜題、物聯(lián)感知、情境識(shí)別等這些自然便捷的教育數(shù)據(jù)采集設(shè)備和技術(shù)，將逐步融入教育的核心業(yè)務(wù)之中，讓每位教育利益相關(guān)者都成為教育大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的神經(jīng)元、成為教育數(shù)據(jù)資產(chǎn)的創(chuàng)造體。

3 教育數(shù)據(jù)創(chuàng)新應(yīng)用效應(yīng)逐步擴(kuò)大

當(dāng)前，國內(nèi)已有一些高校和科研機(jī)構(gòu)開展了教育大數(shù)據(jù)的應(yīng)用研究與實(shí)踐探索，在經(jīng)濟(jì)困難學(xué)生預(yù)警、大學(xué)報(bào)考難度預(yù)測、學(xué)校資產(chǎn)智能管理等方面取得了初步的成效，并產(chǎn)生了一定的社會(huì)影響。然而從整體來看，我國的教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用仍然比較零散，缺乏成熟的應(yīng)用推廣模式。如何進(jìn)一步擴(kuò)大教育大數(shù)據(jù)的應(yīng)用范圍和價(jià)值，是十三五期間教育大數(shù)據(jù)發(fā)展的重點(diǎn)任務(wù)。隨著全國各地教育大數(shù)據(jù)研究機(jī)構(gòu)、教育大數(shù)據(jù)行業(yè)、企業(yè)以及學(xué)校力量的加入，教育數(shù)據(jù)創(chuàng)新應(yīng)用的廣度和深度都將大為拓展。教育大數(shù)據(jù)在促進(jìn)教育公平、提升教育質(zhì)量、減輕學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)、改革考試招生制度等方面，將發(fā)揮越來越重要的作用。

4 教育大數(shù)據(jù)行業(yè)生態(tài)逐步完善

國內(nèi)教育大數(shù)據(jù)行業(yè)快速發(fā)展的“苗頭”已經(jīng)初顯，如市場上已經(jīng)出現(xiàn)了不少教育大數(shù)據(jù)的相關(guān)產(chǎn)品（包括題庫類產(chǎn)品、適應(yīng)性學(xué)習(xí)平臺(tái)類產(chǎn)品、學(xué)習(xí)預(yù)警類產(chǎn)品等），用戶規(guī)模也在逐步擴(kuò)大。雖然教育大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)存在專業(yè)人才缺乏、產(chǎn)品同質(zhì)現(xiàn)象嚴(yán)重、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范缺失等諸多問題，但隨著我國教育信息化政策環(huán)境的逐步完善以及行業(yè)結(jié)構(gòu)的逐步優(yōu)化，十三五期間有望形成和諧健康的教育大數(shù)據(jù)行業(yè)生態(tài)?；A(chǔ)設(shè)施提供商、數(shù)據(jù)采集提供商、數(shù)據(jù)挖掘與分析提供商、數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)提供商、數(shù)據(jù)安全提供商、終端用戶、教育行政部門以及教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)研制單位等諸多角色通過合理分工、有效協(xié)同，將推進(jìn)教育大數(shù)據(jù)行業(yè)的持續(xù)有序發(fā)展。

5 教育大數(shù)據(jù)專門人才培養(yǎng)備受重視

專業(yè)人才缺乏是制約我國教育大數(shù)據(jù)發(fā)展的重要因素。為此，國內(nèi)部分高校紛紛開設(shè)大數(shù)據(jù)相關(guān)專業(yè)及課程，以培養(yǎng)高質(zhì)量的大數(shù)據(jù)專門人才。較之其它行業(yè)，教育行業(yè)具有很強(qiáng)的獨(dú)特性和復(fù)雜性，需要一批既懂教育又掌握大數(shù)據(jù)核心技術(shù)的高端人才。基于此，國內(nèi)高校有可能在十三五期間依托教育技術(shù)專業(yè)或增設(shè)新的專業(yè)，或與企業(yè)、行業(yè)聯(lián)合開設(shè)教育大數(shù)據(jù)系列課程，以培養(yǎng)高端教育大數(shù)據(jù)專門人才。

[1]楊現(xiàn)民,王榴卉,唐斯斯.教育大數(shù)據(jù)的應(yīng)用模式與政策建議[J].電化教育研究,2015,(9):54-61.

[2]百度知道.什么是PB級別的數(shù)據(jù)[OL].

[3]柯清超.大數(shù)據(jù)與智慧教育[J].中國教育信息化,2013,(24):8-10.

[4]北大新媒體.大數(shù)據(jù)助力社會(huì)科學(xué)研究[OL].

[5]Rvan Shaun Joazeiro De Baker,Barner T,Beck J E.The 1st international conference on educational data mining proceedings[OL].

[6]Siemens G,Long P.Penetrating the fog:Analytics in learning and education[J].Educause Review,2011,(5):30-32.

[7]顧小清,張進(jìn)良,蔡慧英.學(xué)習(xí)分析:正在浮現(xiàn)中的數(shù)據(jù)技術(shù)[J].遠(yuǎn)程教育雜志,2012,(1):18-25.

[8]Yang X M,Li J H,Guo X S.Group interactive network and behavioral patterns in online English-to-Chinese cooperative translation activity[J].The Internet and Higher Education,2015,(25):28-36.

[9]Hou H T,Chang K E,Sung Y T.An analysis of peer assessment online discussions within a course that uses project-based learning[J].Interactive Learning Environments,2007,(3):237-251.

The Technological System Framework and Development Trend of Big Data in Education——Integrated Framework of “Research and Practice about Big Data in Education Column”

YANG Xian-min1TANG Si-si2LI Ji-hong1
(1.Research Center of Wisdom Education,Jiangsu Normal University,Xuzhou,Jiangsu,China 221116; 2.China Smarter City Development and Research Center,National Information Center,Beijing,China 100045)

Real big data exists in Chinese education field.The paper defined the connotation of Big Data in Education(BDE),and pointed out its value at strategy and application level.Based on the general process of big data and peculiarity of educational affairs,a general technology framework including four levels:educational data acquisition layer,educational data process layer,educational data analysis and presenting layer,and educational data application service layer,was conducted.Finally,this paper analyzed the development trend of BDE in 13th Five Year,which mainly reflected in the aspects of a continue increase in openness degree of educational data,a gradual expanding in educational data assets,a consistent escalating in educational data innovative application effect,a progressive elaboration of ecosystem in BDE industry,and a great attention focusing on cultivating talent in BDE.

big data; big data in education; technology framework; development trend

小米

G40-057

A 【論文編號】1009—8097（2016）01—0005—08

10.3969/j.issn.1009-8097.2016.01.001

本文為江蘇高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目“江蘇師范大學(xué)教育學(xué)省優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)”(項(xiàng)目編號：蘇政辦發(fā)〔2014〕37號)、江蘇省科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)計(jì)劃項(xiàng)目“江蘇省教育信息化工程技術(shù)研究中心”（項(xiàng)目編號：BM2013224）的階段性研究成果。

楊現(xiàn)民，副主任，副教授，博士，研究方向?yàn)橹腔劢逃?、移?dòng)與泛在學(xué)習(xí)，郵箱為yangxianmin8888@163.com。

2015年12月25日