林勤 陳長(zhǎng)輝 賈志偉

摘? 要：隨著教育信息化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，海量的教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)應(yīng)運(yùn)而生，各高職院校越發(fā)關(guān)注及重視如何利用這些“數(shù)字資產(chǎn)”為師生創(chuàng)建一個(gè)更加個(gè)性化的校園服務(wù)體系。運(yùn)用基于大數(shù)據(jù)的教育分析平臺(tái)及真實(shí)的院校業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，構(gòu)建以學(xué)生為對(duì)象的多維度行為分析模型，并以廣州某高職院校建設(shè)實(shí)施為例，從學(xué)生概況分析、學(xué)生行為分析、學(xué)生綜合預(yù)警等維度向校方呈現(xiàn)精準(zhǔn)、個(gè)性特征明顯的學(xué)生綜合畫像，為學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)生活提供導(dǎo)向依據(jù)。

關(guān)鍵詞：教育大數(shù)據(jù);行為畫像;智慧校園

中圖分類號(hào)：TP391;G434? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2021）05-0019-05

Application Exploration of Behavior Portrait Analysis of Higher Vocational College Students Based on Big Data Modeling

LIN Qin，CHEN Changhui，JIA Zhiwei

（Education Technology and Information Center，Guangzhou Panyu Polytechnic，Guangzhou? 511483，China）

Abstract：With the continuous advancement of the process of education informatization，a large amount of basic educational data has emerged after with it. Higher vocational colleges pay more and more attention to how to use these “digital assets” to create a more personalized campus service system for teachers and students. Using the education analysis platform based on big data and real business data of campus，then constructs a multi-dimensional behavior analysis model with students as the object. And also taking the construction and implementation of a higher vocational college in Guangzhou as an example，from the aspects of student profile analysis，student behavior analysis and student comprehensive warning，this paper presents the school with accurate and obvious personality characteristics of studentscomprehensive portrait，which provides guidance for studentspersonalized learning and life.

Keywords：education big data;behavior portrait;smart campus

0? 引? 言

大數(shù)據(jù)時(shí)代的來臨，對(duì)教育行業(yè)而言，是一個(gè)重要的契機(jī)。國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)《國(guó)家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃的通知》明確指出，鼓勵(lì)學(xué)校利用大數(shù)據(jù)技術(shù)開展對(duì)教育教學(xué)活動(dòng)和學(xué)生行為數(shù)據(jù)的收集、分析和反饋，為推動(dòng)個(gè)性化學(xué)習(xí)和針對(duì)性教學(xué)提供支持[1]。雖然高校在時(shí)代進(jìn)步與社會(huì)發(fā)展中充當(dāng)著推動(dòng)者的角色，同時(shí)在人才培育、知識(shí)探索、科技研發(fā)及服務(wù)社會(huì)等方面起著主導(dǎo)及決定性的作用，但在大數(shù)據(jù)應(yīng)用方面反而一直滯后于傳統(tǒng)的商務(wù)領(lǐng)域，實(shí)際上各高職院校已擁有數(shù)量龐大的教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，如何讓這些“數(shù)字資產(chǎn)”進(jìn)一步為學(xué)校辦學(xué)及管理提供更好的應(yīng)用價(jià)值，已成為各院校的研究重點(diǎn)。

1? 大數(shù)據(jù)與行為畫像

大數(shù)據(jù)是個(gè)抽象的概念，它是指社會(huì)生產(chǎn)生活中與管理服務(wù)過程中形成的無法通過常規(guī)工具進(jìn)行采集、管理、處理的海量數(shù)據(jù)集合，須借助新型技術(shù)進(jìn)行提取整合，交叉分析，最終具有強(qiáng)精準(zhǔn)性、指向性、決策性的信息資產(chǎn)。它具有典型的：Volume（大量）、Velocity（高速）、Variety（多樣）、Value（低價(jià)值密度）、Veracity（真實(shí)性）5V特點(diǎn)（由IBM提出）。行為記錄是指由時(shí)間、人物、地點(diǎn)及事件等元素標(biāo)簽所組成的具體的數(shù)據(jù)記錄，通過對(duì)大量的行為記錄進(jìn)行分析便可以描繪出該人物的信息全貌，即行為畫像。

2? 教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1? 應(yīng)用的現(xiàn)狀

隨著研究的開展及技術(shù)的成熟，大數(shù)據(jù)應(yīng)用已漸漸在人們的生活中嶄露頭角，如電商購(gòu)物平臺(tái)利用用戶查閱及購(gòu)物記錄大數(shù)據(jù)，分析出用戶的消費(fèi)喜好而進(jìn)行產(chǎn)品推送;又如醫(yī)院通過大數(shù)據(jù)可預(yù)知區(qū)域性流行病的范圍及周期，提前做好應(yīng)診及進(jìn)藥措施等，這些正是挖掘、運(yùn)用大數(shù)據(jù)的價(jià)值體現(xiàn)。事實(shí)上，我國(guó)的高校也在不斷地嘗試用大數(shù)據(jù)分析挖掘技術(shù)解決在實(shí)際辦學(xué)中遇到的問題，如上海東華大學(xué)利用學(xué)校資產(chǎn)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，從而了解學(xué)校的設(shè)備使用情況并以此制定采購(gòu)計(jì)劃、預(yù)算等，大多數(shù)普通高校對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用還停留在理論研究上，但隨著現(xiàn)代高校信息化建設(shè)的不斷發(fā)展推進(jìn)，如教務(wù)、人事、科研、圖書，特別是一卡通等各類管理應(yīng)用系統(tǒng)的相繼完善并不斷標(biāo)準(zhǔn)化、體系化，使得有效、穩(wěn)定、規(guī)范的數(shù)據(jù)來源成為可能，結(jié)合信息安全與云計(jì)算的支撐，普通高校也已逐步具備大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用的環(huán)境基礎(chǔ)[2]。如果能利用上述這些大數(shù)據(jù)海量、多維度、準(zhǔn)確及高可塑性等優(yōu)點(diǎn)，加強(qiáng)對(duì)這些數(shù)據(jù)的研究與分析，并通過建立數(shù)據(jù)模型找出數(shù)據(jù)間的相互關(guān)系及規(guī)律，可實(shí)現(xiàn)提升教學(xué)、辦公、管理、科研等各方面能力的應(yīng)用分析結(jié)論，最終為學(xué)校的發(fā)展及規(guī)劃提供決策導(dǎo)向。

2.2? 面臨的問題

隨著國(guó)家教育現(xiàn)代化目標(biāo)的不斷提高，傳統(tǒng)教育管理方式短板也日益突出，如教育與管理數(shù)據(jù)的非實(shí)時(shí)性，導(dǎo)致預(yù)測(cè)和評(píng)估的滯后;數(shù)據(jù)分析偏宏觀，導(dǎo)致缺乏對(duì)個(gè)體層面發(fā)展的關(guān)注等，而這些方面的問題又直接影響著學(xué)校的辦學(xué)發(fā)展及學(xué)生的個(gè)性化成長(zhǎng)，具體表現(xiàn)為：

（1）在當(dāng)今的信息社會(huì)大環(huán)境下，高校學(xué)生在校園日常生活場(chǎng)景中極易受到不同信息資訊、生活氛圍及思維引導(dǎo)的影響，進(jìn)而產(chǎn)生潛移默化的變化，迷失正當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)、生活目標(biāo)，而且大部分學(xué)生及校方很難及時(shí)察覺并進(jìn)行干預(yù)，一旦出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的事件時(shí)，為時(shí)已晚。

（2）相比以往，當(dāng)代的高校學(xué)生展現(xiàn)出了極具特色的個(gè)性化發(fā)展趨勢(shì)，按部就班的傳統(tǒng)教育模式已嚴(yán)重地制約了學(xué)生的學(xué)習(xí)成長(zhǎng)，特別是在校園信息化高速發(fā)展的今天，這種采用單一引導(dǎo)及復(fù)印式的教學(xué)管理方式更加顯得格格不入。

（3）雖然與大數(shù)據(jù)應(yīng)用相結(jié)合可以為高校的個(gè)性化教學(xué)及智慧管理提供可能，但在近些年的教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用與實(shí)踐建設(shè)過程中，仍存在著數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、信息系統(tǒng)孤島嚴(yán)重及實(shí)際運(yùn)用落地難等問題[3]。

3? 智慧校園大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)平臺(tái)

為解決上述問題，首先需要搭建大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)平臺(tái)，借助各高職院校已具備的良好的計(jì)算及存儲(chǔ)資源，利用云計(jì)算靈活的部署模式，采用Hadoop+分布式數(shù)據(jù)庫并行的大數(shù)據(jù)架構(gòu)體系[4]，參照教育部教育管理信息化標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各信息化業(yè)務(wù)系統(tǒng)的主要結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、清洗、歸管以及質(zhì)量把控等環(huán)節(jié)處理，如圖1所示，對(duì)全校的數(shù)據(jù)資源進(jìn)行管控和運(yùn)營(yíng)，充分發(fā)揮數(shù)據(jù)資產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)，用于師生管理、教學(xué)、科研、資產(chǎn)及相關(guān)應(yīng)用分析模塊，服務(wù)于學(xué)校辦學(xué)管理的各個(gè)方面。如對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)的分析，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度、學(xué)習(xí)效果以及可能的就業(yè)方向等，這些數(shù)據(jù)展示給學(xué)生，讓其可以調(diào)整自己的工作學(xué)習(xí)安排;這些數(shù)據(jù)展示給教師，將對(duì)教學(xué)創(chuàng)新提供最為直接的依據(jù);這些數(shù)據(jù)整合給學(xué)校，將可以為學(xué)生提供更具個(gè)性的智慧校園服務(wù)等。

平臺(tái)通過擴(kuò)展和封裝Hadoop來實(shí)現(xiàn)對(duì)大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、分析的支撐，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)于非結(jié)構(gòu)、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)處理、復(fù)雜的ETL流程、復(fù)雜的數(shù)據(jù)挖掘和計(jì)算模型處理，在構(gòu)建統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)完成基礎(chǔ)核心的元數(shù)據(jù)管理平臺(tái)及數(shù)據(jù)共享交換平臺(tái)的建設(shè)，在此基礎(chǔ)上將學(xué)校教務(wù)、一卡通、圖書、學(xué)工等系統(tǒng)的主要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)匯聚到平臺(tái)里，結(jié)合數(shù)據(jù)建模，從中構(gòu)建出一個(gè)可多維度展示個(gè)體學(xué)生行為的數(shù)據(jù)分析模型（即行為畫像分析模型）。

4? 學(xué)生行為畫像分析模型

行為畫像的分析其實(shí)也是一項(xiàng)數(shù)據(jù)挖掘工作，該分析從學(xué)生的角色出發(fā)，基于個(gè)性化差異，對(duì)相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)元數(shù)據(jù)通過因子分析、聚類分析、交叉分析以及組合分析等手段進(jìn)行分析，來挖掘出每位學(xué)生的學(xué)習(xí)、生活、消費(fèi)、行跡、興趣愛好等具有明顯個(gè)體特征性的標(biāo)簽信息，構(gòu)建一個(gè)多維度、準(zhǔn)確且全面的學(xué)生綜合行為畫像分析模型，如圖2所示。

模型中所有分析維度的特征指標(biāo)均由各業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)來源，根據(jù)各高校主流信息系統(tǒng)相關(guān)樣本數(shù)據(jù)的特征，采用K近鄰算法（k-Nearest Neighbors algorithm，k-NN）擬合模型進(jìn)行建模分析，實(shí)現(xiàn)快速精準(zhǔn)的多維度分析結(jié)果展示[5]，從而解決智慧校園大環(huán)境下的學(xué)生個(gè)性化成長(zhǎng)及高學(xué)智慧化辦學(xué)服務(wù)中所遇到的困境與瓶頸。

5? 應(yīng)用分析的效果呈現(xiàn)

本文以廣州某高職院校為例，通過上述大數(shù)據(jù)平臺(tái)的實(shí)踐建設(shè)，對(duì)該校32個(gè)在用業(yè)務(wù)系統(tǒng)的近7 800萬條信息記錄做作數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)倉庫建設(shè)，由于部分原始數(shù)據(jù)有可能涉及學(xué)生隱私內(nèi)容，因此，所有數(shù)據(jù)在清洗入倉時(shí)已做脫敏處理，保證數(shù)據(jù)信息的安全，其中由2 300萬條相關(guān)信息記錄構(gòu)成學(xué)生行為畫像分析模型元數(shù)據(jù)，對(duì)這些元數(shù)據(jù)進(jìn)行流程化處理后，便可進(jìn)行學(xué)生層面的分析與展示。

5.1? 學(xué)生畫像分析

該分析基于數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)抽取模型，分析每名在校學(xué)生的個(gè)人基本屬性、綜合指標(biāo)表現(xiàn)等個(gè)體特征及分項(xiàng)排名，如圖3所示。

所展示的分析結(jié)果十分有助于校方及老師對(duì)每一位學(xué)生有一個(gè)準(zhǔn)確的了解，知道如何去針對(duì)不同的學(xué)生或整體學(xué)生的學(xué)習(xí)概況而進(jìn)行教學(xué)方法的調(diào)整及學(xué)習(xí)方法的引導(dǎo)，同時(shí)有針對(duì)性地為學(xué)生提供感興趣的課內(nèi)課外學(xué)習(xí)資源，助力學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)成長(zhǎng);最重要的是讓學(xué)生本人對(duì)自己有一個(gè)客觀的認(rèn)識(shí)，更清晰地定位在校學(xué)習(xí)、生活以及就業(yè)等工作，并及時(shí)了解自己在各個(gè)階段所出現(xiàn)的細(xì)微變化，通過自我肯定或反思，主動(dòng)調(diào)整至最佳狀態(tài)。

5.2? 學(xué)生行為分析

該分析分為上網(wǎng)行為分析及行為軌跡分析兩部分：

（1）上網(wǎng)行為分析是通過學(xué)生校園網(wǎng)的上網(wǎng)記錄日志數(shù)據(jù)，對(duì)學(xué)生的上網(wǎng)進(jìn)行分析，針對(duì)學(xué)生的日上網(wǎng)時(shí)長(zhǎng)、流量、終端類型、接入地點(diǎn)等指標(biāo)，展開其在年級(jí)、學(xué)院、時(shí)段等不同維度的分析;而對(duì)于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用類型及偏好分析則通過網(wǎng)絡(luò)行為審計(jì)數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)。這些分析結(jié)果便于學(xué)校引導(dǎo)學(xué)生合理使用網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)干預(yù)沉溺網(wǎng)絡(luò)的行為。

（2）行為軌跡分析通過挖掘?qū)W生在校的所有含地理位置痕跡的數(shù)據(jù)（主要有校園Wi-Fi認(rèn)證接入、時(shí)長(zhǎng)及漫游記錄，輔以一卡通及門禁記錄等），分析得出學(xué)校各個(gè)樓宇的各時(shí)間段的人流密度情況，以及各類群體和具體個(gè)人的行為軌跡規(guī)律，如圖4所示。這有助于學(xué)校有針對(duì)性的加強(qiáng)人流密集區(qū)的安保措施，另外，在當(dāng)前疫情期間，可依此對(duì)學(xué)生在上、下課以及用餐高峰期時(shí)進(jìn)行錯(cuò)峰安排。

5.3? 精準(zhǔn)助學(xué)分析

精準(zhǔn)助學(xué)的主要對(duì)象是家庭經(jīng)濟(jì)貧困學(xué)生，根據(jù)對(duì)全體在校學(xué)生一卡通消費(fèi)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)及聚類分析，得出在校學(xué)生整體的消費(fèi)水平及頻次概況，從中得知貧困學(xué)生群體與正常學(xué)生群體之間的消費(fèi)差距及在校消費(fèi)穩(wěn)定性上的不同，如圖5所示，從而開展相關(guān)工作[6]。精準(zhǔn)助學(xué)分析不僅可以驗(yàn)證已列入貧困助學(xué)學(xué)生的實(shí)際經(jīng)濟(jì)情況，也可以發(fā)現(xiàn)其他因故而沒有申請(qǐng)或申請(qǐng)不通過的貧困學(xué)生，學(xué)?？梢来酥鲃?dòng)對(duì)這類學(xué)生進(jìn)行心理疏導(dǎo)或助學(xué)關(guān)注，避免出現(xiàn)其他問題;同時(shí)可以作為助學(xué)申評(píng)結(jié)果的有效依據(jù)，確保貧困學(xué)生有基本的生活質(zhì)量并能順利完成學(xué)業(yè)。

5.4? 學(xué)生綜合預(yù)警

高職院校的生源寬泛，生活行為習(xí)慣參差不齊，管理難度較大，潛藏著很多管理盲區(qū)隱患，然而傳統(tǒng)的校園管理或信息化手段并未對(duì)學(xué)生異常行為進(jìn)行有效的主動(dòng)式預(yù)警，而無法及時(shí)掌握學(xué)生的各種動(dòng)態(tài)，使學(xué)校在學(xué)生管理方面處于被動(dòng)地位。學(xué)生綜合預(yù)警分析功能是利用學(xué)生的學(xué)業(yè)成績(jī)、一卡通消費(fèi)記錄、門禁考勤記錄等校務(wù)管理信息，以及圖書館借閱數(shù)據(jù)、校園網(wǎng)使用數(shù)據(jù)等建立聚類及關(guān)聯(lián)分析模型，并設(shè)置預(yù)警閾值，針對(duì)學(xué)生的學(xué)業(yè)情況、考勤情況、用網(wǎng)情況及可能出現(xiàn)的失聯(lián)情況等進(jìn)行危機(jī)預(yù)警，告知學(xué)生本人可能產(chǎn)生的不良后果并進(jìn)行提醒或警告，以警代罰，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的全方位科學(xué)化的管理和教育。

5.5? 學(xué)生在校分析報(bào)告

該分析用于呈現(xiàn)在校學(xué)生每個(gè)階段時(shí)間內(nèi)及整個(gè)大學(xué)學(xué)習(xí)生涯內(nèi)的表現(xiàn)情況，利用大數(shù)據(jù)微觀鉆取到學(xué)生在校期間各方面的“蛛絲馬跡”，并且和同年校內(nèi)其他學(xué)生進(jìn)行對(duì)比分析，科學(xué)宏觀地展示學(xué)生學(xué)業(yè)、綜合素質(zhì)、日常生活等整體行為全貌。這不僅方便學(xué)生有針對(duì)性的自我補(bǔ)差提優(yōu)，更方便家長(zhǎng)對(duì)孩子在整個(gè)大學(xué)生涯各個(gè)階段的行為表現(xiàn)有一個(gè)清楚的認(rèn)識(shí);同時(shí)也可作為畢業(yè)時(shí)校方就業(yè)推薦及綜合評(píng)價(jià)的優(yōu)差依據(jù)。

6? 結(jié)? 論

本文所提出的基于大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)的高職院校學(xué)生行為畫像模型應(yīng)用，只是大數(shù)據(jù)在高職院校中針對(duì)學(xué)生管理方面的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例，利用Hadoop+KNN技術(shù)可實(shí)現(xiàn)快速及準(zhǔn)確處理的優(yōu)點(diǎn)，通過建模，聚類關(guān)聯(lián)挖掘出數(shù)據(jù)倉庫中學(xué)生相關(guān)的多維度畫像數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，便于學(xué)校為學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)及未來就業(yè)提供實(shí)質(zhì)的科學(xué)分析以及智慧服務(wù)。同理，利用該數(shù)據(jù)分析平臺(tái)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力以及精準(zhǔn)的分析建模構(gòu)建教師分析、學(xué)情分析、科研分析、就業(yè)分析、資產(chǎn)分析等模塊功能，全方位為學(xué)校的辦學(xué)、管理以及發(fā)展規(guī)劃提供科學(xué)的數(shù)據(jù)依據(jù)及決策，助力高職院校在新時(shí)代教育大背景下的良性發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：林勤（1983—），男，漢族，廣東汕頭人，網(wǎng)絡(luò)工程師，學(xué)士學(xué)位，研究方向：網(wǎng)絡(luò)管理與技術(shù);陳長(zhǎng)輝（1980—），男，漢族，廣東湛江人，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，碩士，研究方向：網(wǎng)絡(luò)信息安全、大數(shù)據(jù)應(yīng)用及安全;賈志偉（1983—），男，漢族，河南南陽人，網(wǎng)絡(luò)工程師，學(xué)士學(xué)位，研究方向：網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與管理。