大数据在高校个性化教育中的应用研究.doc

本科毕业论文大数据在高校个性化教育中的应用研究二零一五年四月摘 要在信息时代的今天，社会正在以惊人的速度产生海量数据，这将对传统教育模式产生巨大的影响。在数据量巨大、种类繁多、信息多样化的大数据背景条件下，全球各大高校教学服务和数据利用方式将发生前所未有的变化，高校中汇聚着大量的信息。大数据技术的到来，使各大高校实施个性化教育成为可能，真正实现从群体教育的方式转向个体教育。利用大数据技术，我们可以去关注每个学生个体的微观表现。在高校教育中，学生们比中小学更加自由，也更需要这种监督与个性化教育。大数据的到来，使跟踪每一个学习者的详细数据不再困难，从而实现了真正意义上的、全面细致的个性化教育。每一个学生都有机会获得为自己量身定做的教学活动和资源；家长也将可以通过崭新的视角掌握全面、真实的信息；教师也将可以从中获取对教学的客观反馈、对课程内容和学生的学习过程进行评价、挖掘每一位学生的学习模式、改进个性化教学的手段；教育管理者则能够更好地组织教育资源、制定教育改革的方向和措施；教育研究者也能借此技术转变思路，开拓新的研究思维和路径。尽管大数据为教育带来了巨大的启发和机遇，但是作为新鲜事物，许多与之相关的研究仍处于探索和尝试阶段，有待于在实践过程中不断完善。关键词：信息时代； 大数据技术； 个体教育； 个性化教育； 目 录摘 要1第一章 绪论2（一） 课题研究背景及目的2（二） 课题研究方法31.文献分析32.访谈法3第二章 大数据与高校个性化教育3（一） 大数据相关概念31.大数据32.大数据的主要特点33.大数据与传统数据的区别4（二）高校个性化教育51.个性化教育与传统教育52.高校与中小学比较5第三章 大数据在高校个性化教育中的应用研究5（一） 教育大数据的产生背景51.MOOC的蓬勃发展52.社会科学研究方法的局限63.个性化教育的需求6（二）实现大数据，教育可以怎么做61.对每个学生的状况进行多元评估62.大数据可以实现过程性评估63.大数据实现学生课外学习轨迹的积累6（三）大数据在高校个性化教育中的应用71.学生方面72.家长方面73.教师方面74.学校方面75.教育管理者方面76.教育研究者方面7（四）国内外教育大数据的现状与未来发展趋势71.国内大数据发展现状72.国外部分国家大数据现状83.国内大数据发展展望8（五） 大数据在高校个性化教育中面临的挑战91.关于相关人才92.隐私问题93.数据主宰的隐忧94.数据真实性值得怀疑95.研究方法不成熟9结 论10参考文献11第一章 绪论（一）课题研究背景及目的在信息时代的今天，各大高校乃至全社会正以很难估测的速度产生大量数据，很显然对教育来说，这势必会对传统教育模式产生巨大影响。在数据量巨大、种类繁多、信息多样化的大数据背景下，全球各大高校教学服务和利用数据的方式将发生显著变化，高校中汇聚着大量的信息，从管理者角度看，有招生就业信息、学校的资产信息、师资信息等；从教学工作者角度看，含有论文著作、科学研究数据等科研信息，以及教学任务、课件等教学信息；从学生的角度来看，包括选课、课后作业、借阅图书、成绩等学习信息，以及参与的社团、竞赛、讲座等信息，联系方式等基本信息，食堂消费、住宿晚归等生活信息，；大数据是一个正在发展中的概念。到目前为止，学术界没有准确、统一的定义。综合目前众多学者的研究，我们可以简单概括为：大数据是指蕴涵着巨大价值的、可有效利用的、多样化的海量数据集。大数据技术的到来，为实现个性化教育带来了可能性，真正实现从群体教育的方式转向个体教育。有了大数据技术，我们可以关注每一个学生个体的微观表现，比如，课堂上他在什么时候翻书、在老师说到什么话的时候点头、在每一道题上停留的时间、在不同的课堂上提问多少次，以及开小差的次数，与同班同学交流次数，等等。通过将这些数据进行整合能够诠释教学过程中学生个体的状态、表现和水平。重要的是这些数据是在学生不自知的情况下被收集的，因此其采集非常自然、真实。大数据技术将能为教师提供最真实的每位学生特点信息，以便因材施教。不仅如此，当学生在完成教师布置的作业时，也能通过数据分析强化学习。比如，通过电子设备做作业时，某一类型的题目有几次全对，就可以把类似的题目跳过；如果某个类型的题目犯错，系统则可进行多次强化，这样不仅提高了学习效率，也减轻了学生的学习负担。1 在高校教育中，学生们比中小学更为自由，更加需要这种监督与个性化教育，大数据的到来，使跟踪每一个学习者的数据不再困难，从而实现了真正意义上的、全面细致的个性化教育。学生是其中最大的受益方，每个学生都有可能获得为自己量身定做的教学活动和资源；学生家长能通过崭新的视角掌握全面、真实的学生信息；教师从中获取对教学的客观反馈、挖掘学生的学习模式、改进个性化教学的手段；教育管理者能够更好地组织教育资源、制定教育改革的方向和措施；教育研究者能够借此转变思路，开拓新的研究思维和路径。尽管大数据技术能为教育带来巨大的启发和机遇，但作为新鲜事物，许多与之相关的研究目前仍处于探索和尝试阶段，有待于在实践过程中不断完善。2（二）课题研究方法1.文献分析查阅文献资料，对已有的大数据相关文献进行阅读、分析。通过查阅已有文献，得知大数据概念，分析出大数据的特点以及大数据与传统数据的区别；通过查阅大数据产生的背景，分析出大数据技术在个性化教育中的应用；通过查阅国内与国外（以美国为代表）大数据在高校个性化教育中的应用现状，做出国内教育大数据反思，与国外的差距；大数据本身还在不断分析研究阶段，到底能为高校个性化教育带来什么，还得继续研究。2.访谈法通过与周围朋友，以及其它高校朋友交流，去倾听他们对于大数据技术的理解，以及他们对大数据技术的期望，去分析研究在目前我国应该如果利用这一技术。第二章 大数据与高校个性化教育（一）大数据相关概念1.大数据是一个体量特别大，数据类别特别多的数据集，并且这样的数据集无法用传统数据库工具对其内容进行抓取、管理和处理。大数据不只是指海量的信息，更强调的是人类对信息的筛选、处理。有专家认为，大数据的真谛是删除，而删除的真谛是不删除，也就是保留有用的东西。32.大数据的主要特点（1）规模巨大现如今，各行各业的数据量都在大规模增长，呈现为海量数据。大数据的规模仍然是一个不断变化的指标，目前没有严格的定义。随着社会不断的发展，各行各业各种意想不到的来源都能产生数据。（2）类型多样互联网搜索、社交媒体、网络日志、手机通话记录及传感器网等多种渠道都将产生数据，数据类型不尽相同。不仅包括所有格式的办公文档、图像和音视频信息等。而是多视角的，即有正规的数据、媒体新闻数据、时效性的数据，还有带有个人情感的数据。（3）产生速度快数据的创建和移动速度都非常快，这就对数据时效性要求特别高。在高速发展的信息时代，通过高速电脑处理器和服务器来快速创建实时数据流已成为流行趋势。（4） 价值密度低 数据信息量非常大，自然它的价值密度就不会很高。数据总量越大，价值密度就越低，两者之间呈反比例，有些单条数据在大数据中可能没有价值，无用数据太多，但它的综合价值大。因此，如何用强大的数据挖掘算法更迅速地提取出有用信息，是大数据时代必须解决的难题之一。（5） 存储要求高规模巨大、类型多样的数据自然对存储带来很大的问题。目前的存储技术很难解决数据的异质异构、爆炸性增长带来的存储问题，已有的静态的存储方案已经完全不能满足数据的动态演化带来的挑战。因而在海量分布式存储和查询方面仍然需要做更进一步的研究。（6）管理复杂很显然，大数据的数据量大、种类多样、产生速度快、价值密度低、难存储等特点，将直接为管理带来很大的困难。3.大数据与传统数据的区别大数据技术的到来，会让许多我们曾经没有重视的，或者是因为技术与方法无法去收集的信息，现在都有可能作为“数据”进行收集并分析了，使得人们对于“数据”的理解更为深入了。传统数据的整理方式更能够凸显学生整体的水平。这些数据没有必要、也不可能进行实时地采集，而是在阶段性、周期性的评估中获得。这些数据的收集，主要是通过考试或量表调查等形式进行获得的，完全是在学生知情的情况下，自然会带有很强的刻意性和压迫性。而大数据有能力去关注每个学生个体的微观表现：他在听什么话的时候点头，开小差的次数，在不同的课堂上提问多少次，在一道题上停留了多久，在什么时候翻书，会向多少同班同学发起主动交流，等等。这些数据完全是在学生不自知的情况下被收集、观察的，只需要借助一些特殊的设备与观测技术，不会影响学生任何的日常生活与学习，这将使得它的采集也非常的自然、真实。4综上所述，我们可以从以下几个方面对传统数据与大数据进行比较区分：（1）范围不同传统数据反应的是整体、宏观的教育状况，用于教育工作者进行重大的教育改革等；大数据可以分析每个学生个体实时的、微观的课堂状况，用于及时调整教育行为与实现个体化教育。（2） 方式方法不同 传统数据的收集、分析、存储、分类等都已存在特定的规则，方法论也相较完整：而大数据的收集、分析等，由于大数据本身是新鲜东西，所以还没有形成清新的方法、路径以及评判标准。（3） 对象不同 传统数据来源于阶段性的、整体性的评估，数据收集过程可能会产生很大误差；大数据记录的是过程性的、实时性的行为现象，用的是第三方、技术型的观察采样的方式，因为误差较小。（4）需求人才不同传统教育分析所需要的人员、技能以及相关设备器械都比较普遍，很容易获得：而大数据技术对人员、技能及设备要求非常严格，并且需要有创新意识而不是按部就班，在目前这样的条件很难达到。（二）高校个性化教育1.个性化教育与传统教育 个性化教育与传统教育应该在中国教育现代化进程中相互融合。传统教育是对人的社会责任能力教育，强调的是能够学以致用，强调实用性、功利性、权力地位、利害关系，依据统一的标准、要求，授教统一的内容；个性化教育是认同个体生理基础的差异，重视每个个体在教育中的中心地位，注重学生的独立意识、自信心、主动性、创造性、向权威挑战的精神和多种差异能力的培养，学校要努力创造条件，让每个个体充分发展这些能力。52.高校与中小学比较高校有不同的专业（可以学习自己喜欢的专业）；高校有选课制（除了本专业的必修课，可以随便选其他专业的选修课）；上课时间可以自由支配（一门课程有几个老师教授，每个老师的时间可能不一样，所以可以自由按排自己的时间，选择自己喜欢的老师上课）；大学有一大把的时间睡觉和玩；有的同学上了四年学只有在班会上看到过班主任，其他时间有事一般是班委做；只有在学校的重大活动上或是学校领导办公的地方才能看到学校领导，一般情况下看不到！ 中小学大多来自本县或本市，人少，班主任长时间都在班上主持班上的学习生活，有固定的一个老师上一门课，每个人面对的都是一样的老师，一样的教材，一样的学习任务。通过以上特征，明显能感觉到相比中小学，高校本身就注重个性化教育，但，要实现对每个个体进行不同的教育方式，只能通过大数据技术对每个人进行跟踪、分析、研究，从而制定个性化的方案。第三章 大数据在高校个性化教育中的应用研究（一）教育大数据的产生背景1.MOOC的蓬勃发展MOOC（慕课）将传统远程教育推向了新的广度和高度，促进了网络学习时代的到来。MOOC的发展让我们看到基于大型网络课程平台进行数据挖掘的方式比传统方式有效得多：每个学生行为的数据将会自动保存下来，这样便于对今后的学习行为进行评估；教师通过分析整合学习行为就能得到学习过程中的规律；利用数据挖掘技术在学生管理数据库中挖掘出有价值的数据，分析学生的日常行为，提出相应的策略。2.社会科学研究方法的局限学习行为产生海量信息，显然传统的数据处理方式很局限，研究人员缺乏收集和分析数据的工具。大数据时代的来临，使研究者能够在更多的领域和更深的层次中获得与使用完整数据。3.个性化教育的需求为受教育者量身定制教育目标、教育计划、辅导方案和执行管理系统，并组织专业人员通过量身定制的教育培训方法、学习管理和知识管理技术以及整合有效的教育资源，从潜能开发、学历教育、阅历教育、职业教育、素养教育、创业教育和灵修教育多个方面，对被教育对象的心态、观念、信念、思维力、学习力、创新力、知识、技能、经验等展开咨询、策划、教育和培训。6（二）实现大数据，教育可以怎么做1.对每个学生的状况进行多元评估 比如有两个学生的物理成绩都是90分，表面上看他们的学习能力是一样的，但通过多元能力的评估我们就会发现，第一个学生是依靠比较出色的逻辑思维能力，而第二个学生是凭借比较出色的记忆力。当然，靠出色的记忆力当然在后期的学习中是不够的，这一情况的发现有助于教师尽早提供有针对性的策略，帮助学生弥补能力上的不足。可以说，大数据能够让我们更全面地看待学生的发展。2.大数据可以实现过程性评估 教学评估应该是过程性的，而非只看结果。如果我们想象，教师拥有每个学生的上课情况。期末时将这些数据汇总起来，就使得撰写评语时有了更加丰富的素材与数据依据，能对学生的发展提出建议。另一方面，这些数据也可以促使教师反思，自己在哪些地方需要改进。如果是应用信息化的课程载体对学生的行为进行记录，而不是通过教师的观察，就能真正实现大数据与课堂进程的结合。因此，大数据技术可以对每个学生在课堂中的微观行为进行捕捉，帮助老师了解学生对知识的掌握程度以及感兴趣程度，进而对老师的教学活动进行反馈。3.大数据实现学生课外学习轨迹的积累 假如家长通过手机就能获得学校的通知公告等信息，可以记录孩子每天课余时间，包括孩子看过哪些书，去了哪里游玩，与谁在一起等等。便捷的积累下了非常有价值的数据，从而可以有针对性地帮助家长发现一些现象。同时可以给他提出如何帮孩子减负的针对性的建议。而对于研究者，可以通过数据库统计一个学校、一个区域的整体情况，获得有价值的数据。所以说大数据，还能够让我们更加了解学生课外学习的轨迹。可以这样说，大数据时代的到来，让跟踪每一个人的数据成为了可能，从而让研究“人性”成为了可能，而对于教育研究者来说，我们将比任何时候都更接近发现全面的学生信息。7（三）大数据在高校个性化教育中的应用1.学生方面每个学生个体都有机会获得为自己量身定做的教学活动和资源。以及联系方式等基本信息，食堂消费、住宿晚归等生活信息，选课、课后作业、借阅图书、成绩等学习信息，参与的社团、竞赛、讲座等信息；2.家长方面 学生家长能通过崭新的视角掌握全面、真实的学生信息。包括上课表现、成绩情况、交流情况、师生互动等等。3.教师方面 利用所收集的每个学生学习过程中的全面信息，从中获取对教学的客观反馈、对课程内容和学习过程进行评价、挖掘学生的学习模式、改进个性化教学的手段。以及如何利用大数据技术轻松处理教学任务、课件等教学信息，论文著作、科学研究数据等科研信息；4.学校方面 学习可以利用大数据技术更好的管理学校的资产信息、师资信息、招生就业信息等。5.教育管理者方面教育管理者利用大数据技术更便捷地组织教育资源、制定教育改革的方向和措施。6.教育研究者方面能够在大数据技术的影响下，转变思路，开拓新的研究思维和路径。（四）国内外教育大数据的现状与未来发展趋势1.国内大数据发展现状2011年以来，中国计算机学会、中国通信学会先后成立了大数据委员会，研究大数据中的科学与工程问题，科技部的中国云科技发展“十二五”专项规划和工信部的物联网“十二五”发展规划等都把大数据技术重点予以支持。其中“十二五”规划上，把信息处理技术作为关键技术创新工程被提出来，其包括海量数据存储、数据挖掘、图像视频智能分析，都是大数据的重要组成部分。中国三大通信运营商都在积极推进大数据应用工作，并取得了较好的进展。电商企业阿里巴巴提出要做中国数据分析第一平台，通过企业交易数据，利用大数据技术自动分析是否给企业贷款，整个过程都不会有人的干预。大数据的到来储发了一场思想启蒙运动，使得“大数据是资产，不是包袱”、“要拿数据说话”等观念逐步深入人心。82.国外部分国家大数据现状 世界各国政府都认识到了大数据的重要作用，纷纷将开发利用大数据作为新一轮竞争制高点，实施大数据战略。 美国政府把大数据研究提高到国家战略层面。2012年3月29日，奥巴马宣布投资两亿元启动大数据研究和发展计划，并指出，通过提高从大型复杂的数据集中提取知识和观点的能力，承诺帮助加快在科学与工程中的步伐，改变教学研究，加强国家安全。 英国在2013年对大数据的投资就达1.89亿英镑。并在五年内投资1000万英镑建立世界上首个“开放数据研究所”；通过大数据技术使用，优化政府本门的日常运行和刺激公共机构的生产力，可以为英国政府节省130-220亿英镑。通过合理、高效使用大数据技术，英国政府每年可节约330亿英镑，相当于每人每年节约500英镑。 法国政府为促进大数据的发展，将以培养新兴企业、软件制造商、工程师等为目标，开展一系列的投资计划。将大力支持“大数据”在内的战略性高新技术，法国软件编辑联盟曾号召政府部门和私人企业共同合作，投入3亿欧元用于推动大数据领域的发展。众所周知，法国在数学和统计学领域有独一无二的优势。 日本正在针对大数据推广的现状、发展动向、面临问题等进行探究，为解决社会公共问题作出贡献。2013-2020年期间以发展开放公共数据和大数据为核心的日本新IT国家战略，提出要把日本建设成为“世界最高水准的广泛运用信息产业技术的社会”。 目前，不仅印度的小公司纷纷涉足大数据市场淘金，一些外包行业巨头也开始进军大数据市场。据统计，印度大数据行业规模在3年内将达到12亿美元，是目前规模的6倍，同时也是全球大数据行业平均增长速度的两倍。93.国内大数据发展展望 伴随着大数据时代的来临，世界各种对数据的重视达到前所未有的高度。按照世界经济论坛报告的看法，“大数据为新财富，价值堪比石油”。上面介绍了许多国外的动态，自然需要思考本国可能采取的发展道路。2014年2月27日中央网络安全和信息化领导小组宣告成立，组长习近平提出，没有网络安全就没有国家安全，没有信息化就没有现代化。建设网络强国，要有自己的技术，有过硬的技术；要有丰富全面的信息服务，繁荣发展的网络文化；要有良好的信息基础设施，形成实力雄厚的信息经济；要有高素质的网络安全和信息化人才队伍；要积极开展双边、多边的互联网国际交流合作。从话的另一面也说明，目前我们没有过硬的技术，网络文化还有问题，基础设施还是比较差，人才队伍素质不应求，也没有可靠的盟友，信息经济实力太弱。大数据是信息时代的“石油”、开发大数据资源的能力将影响未来核心竞争力。我国不能依靠别人修好路，只能靠自身加速前行，这种能力就是将数据转化为信息和知识的速度与技术，而这种转化速度和技术，则决定了大数据技术能力的高地。（五）大数据在高校个性化教育中面临的挑战尽管大数据技术为高校个性化教育带来诸多益处，也推动着教育理念的变革，但同时也伴随着不少问题和挑战。1.关于相关人才要在高校有效利用大数据技术，就需要来自数学、统计学或计算机工程等领域的众多专业人员，如收集高质量数据的专员、管理硬件的系统管理员、程序开发人员、数据分析员等等。这些人员不管是招募还是培训都是很大的困难。2.隐私问题大数据时代的个性化服务要对每个个体的行为进行追踪和分析，在收集到的大量信息中，也许会有个人无心公于世的个人隐私信息。此类信息的所有权和使用权的归属并不明确。3.数据主宰的隐忧为了追求更好的学习成绩基于学生以往的学业表现为其推荐课程，这在一定程度上可能导致学生只学习过于简单的课程，不利于其挑战性的激发，学生也有可能被迫去放弃梦想而转修一些实用课程。4.数据真实性值得怀疑当大数据普遍运用于高校时，虽然学生信息是在不自知的情况下被收集的，但普及之后大家就都会知道自己的行为会被记录，而刻意去做一些事情，这样收集到的信息就不会是本真的东西。5.研究方法不成熟 大数据研究毕竟是一个比较新的领域，目前还没有形成清晰的方法和路径，同时也缺乏统一的标准，每个教育机构都可能采用不同的运作形式，其运用效果值得怀疑。结 论总而言之，随着大数据的发展，科技产业受到深刻影响，收集和解析数据的能力在近年来突飞猛进，其应用范围深入到生活的方方面面。无疑也将会对传统教育模式产生巨大影响。将大数据技术应用于高校个性化教育中，将会使传统的整体教育发生翻天覆地的变化。传统的高校教育是对人的社会责任能力教育，授教统一的内容；而大数据带来的个性化教育是认同个体生理基础的差异，重视每个个体在教育中的中心地位，注重学生的独立意识、自信心、主动性、创造性、向权威挑战的精神和多种差异能力的培养，学校要努力创造条件，让每个个体充分发展这些能力。学生是其中最大的受益方，每一个学生都有机会获得为自己量身定做的教学活动和资源；家长也可以通过崭新的视角掌握全面、真实的教育信息；教师从中获取对教学的客观反馈、对课程内容和学习过程进行评价、挖掘学生的学习模式、改进个性化教学的手段；教育管理者能够更好地组织教育资源、制定教育改革的方向和措施；教育研究者能够借此转变思路，开拓新的研究思维和路径。尽管大数据为教育带来了巨大的启发和机遇，但是作为新鲜事物，许多与之相关的研究仍处于探索和尝试阶段，有待于在实践过程中不断完善。参考文献1赵姝淳, 孙曙辉. 大数据技术及其在教育领域的应用J. 中小学信息技术教育, 2014, (3):64-66. 2张燕南, 胡继岳. 关于大数据应用于教育的思考J. 中国电力教育, 2013, (11):5-7. 3张生. 混合式学习环境下基于学习活动的形成性评价的理论与实践D. 东北师范大学, 2008.4张韫. 大数据改变教育(节选)J. 基础教育论坛：文摘版, 2014, (11).5吕楠. 个性化教育与大学生创新能力提升研究J. 重庆电子工程职业学院学报, 2013, 22(5):107-109.6杨妮.美国高中个性化教育策略及其启示J.教育导刊，2013，（1）7张韫.大数据改变教育J.上海教育，2013，第4期8 古福大数据落地进行时N传媒评论，2015（1）9anguswang.国内外大数据发展现状和趋势