大數(shù)據(jù)助力遠(yuǎn)程教育教學(xué)與管理

◇姜海波 李 璐（江蘇：徐州淮海國(guó)際港務(wù)區(qū)柳新實(shí)驗(yàn)小學(xué)）

大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的著力點(diǎn)，在交通、醫(yī)療、金融多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。大數(shù)據(jù)在遠(yuǎn)程教育教育領(lǐng)域蘊(yùn)藏著極大的應(yīng)用潛力，有望在教學(xué)與管理上發(fā)揮重要作用，具體表現(xiàn)為優(yōu)化教育教學(xué)和改善教育管理兩個(gè)方面。同時(shí)，由于大數(shù)據(jù)時(shí)代學(xué)校教學(xué)與管理的獨(dú)特性和復(fù)雜性，大數(shù)據(jù)應(yīng)用也面臨教育數(shù)據(jù)泄露、應(yīng)用機(jī)制適應(yīng)難、缺乏專(zhuān)業(yè)應(yīng)用人才等挑戰(zhàn)。

一、引言

隨著移動(dòng)通信、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用，大規(guī)模數(shù)據(jù)正在急速產(chǎn)生和流通。2015年國(guó)家正式啟動(dòng)了“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃和大數(shù)據(jù)兩大國(guó)家戰(zhàn)略，大數(shù)據(jù)時(shí)代的數(shù)據(jù)與信息過(guò)載正在改變著人類(lèi)的認(rèn)知方式。

目前，大數(shù)據(jù)已經(jīng)在醫(yī)療、金融、交通、教育等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在醫(yī)療領(lǐng)域，醫(yī)生診斷病人可以根據(jù)患者的疾病特征、檢驗(yàn)報(bào)告，綜合患者的病例數(shù)據(jù)庫(kù)快速幫助患者確定病情；在金融領(lǐng)域，中國(guó)銀行可根據(jù)用戶(hù)在網(wǎng)上銀行的瀏覽內(nèi)容為客戶(hù)提供專(zhuān)有服務(wù),招商銀行利用用戶(hù)購(gòu)物銀行卡資金流動(dòng)記錄、電子銀行轉(zhuǎn)賬等行為數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，每周給用戶(hù)發(fā)送定制性服務(wù)信息；在交通領(lǐng)域，可以利用大數(shù)據(jù)了解車(chē)輛的通行情況，進(jìn)行道路規(guī)劃，同時(shí)，也可以利用大數(shù)據(jù)完成大批量的智能信號(hào)燈調(diào)度，改善交通狀況。在教育領(lǐng)域，大數(shù)據(jù)同樣擁有巨大應(yīng)用潛力。遠(yuǎn)程教育作為現(xiàn)代教育中的重要組成部分，大數(shù)據(jù)在教學(xué)與管理方面帶來(lái)變革性影響。

二、大數(shù)據(jù)助力遠(yuǎn)程教育教學(xué)與管理

目前，大數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用主要集中在教育數(shù)據(jù)挖掘、學(xué)習(xí)分析、檢測(cè)學(xué)生考試、為教育決策及改革提供有效參考等方面，已經(jīng)表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。遠(yuǎn)程教育是現(xiàn)代教育的重要組成部分，因?yàn)榻虒W(xué)表現(xiàn)形式多樣、不受時(shí)間空間限制、教育范圍廣泛、學(xué)生層面豐富、交互性好等眾多優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)在現(xiàn)代教育中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。當(dāng)前，大數(shù)據(jù)已經(jīng)引起國(guó)際社會(huì)的高度重視，世界各國(guó)都在加快推進(jìn)大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略布局，大力發(fā)展大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)，以搶占新一輪科技革命的制高點(diǎn)。大數(shù)據(jù)將為遠(yuǎn)程教育的管理與教學(xué)帶來(lái)革命性的影響，其主要表現(xiàn)在優(yōu)化教育教學(xué)和改善教育管理兩方面。

（一）優(yōu)化教學(xué)

教學(xué)質(zhì)量是遠(yuǎn)程教育的關(guān)鍵，直接關(guān)系著遠(yuǎn)程教育的發(fā)展。提升遠(yuǎn)程教育的教學(xué)質(zhì)量有助于減少目前遠(yuǎn)程教育學(xué)生流失嚴(yán)重現(xiàn)象，提高遠(yuǎn)程教育在現(xiàn)代教育中的影響力，促進(jìn)教育公平的發(fā)展。隨著數(shù)據(jù)采集技術(shù)、學(xué)習(xí)分析技術(shù)的不斷發(fā)展，大數(shù)據(jù)將在遠(yuǎn)程教育教學(xué)中發(fā)揮重要作用，具體表現(xiàn)在信息反饋及時(shí)、精準(zhǔn)分析在線學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)支持評(píng)價(jià)、優(yōu)化作業(yè)系統(tǒng)四個(gè)方面。

1.信息反饋及時(shí)。信息的及時(shí)反饋可為教師適時(shí)調(diào)整教學(xué)提供數(shù)據(jù)支撐。在每次教學(xué)中，教師均需對(duì)學(xué)生進(jìn)行及時(shí)的檢測(cè)，了解學(xué)生當(dāng)前的學(xué)習(xí)狀態(tài)，根據(jù)反饋信息，及時(shí)地采取措施調(diào)整自己的教學(xué)方式方法以及課程內(nèi)容安排，使教學(xué)內(nèi)容適用于大多數(shù)學(xué)生。 運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)可自動(dòng)采集并記錄學(xué)生的各種行為信息，如：課程學(xué)習(xí)、在線討論、互動(dòng)問(wèn)答、練習(xí)測(cè)試等。利用數(shù)據(jù)技術(shù)可以充分挖掘出遠(yuǎn)程教育平臺(tái)搜集的各類(lèi)數(shù)據(jù)的背后的真正價(jià)值意義，為教師的教學(xué)提供準(zhǔn)確的教學(xué)反饋，教師可根據(jù)學(xué)生的反饋信息，發(fā)現(xiàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題，以及根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)及時(shí)調(diào)整自己的教學(xué)方式以及課程內(nèi)容安排，從而提高教學(xué)質(zhì)量，在一定程度上減少遠(yuǎn)程教育中學(xué)生輟學(xué)現(xiàn)象的發(fā)生。

2.精準(zhǔn)分析在線學(xué)習(xí)。在線教學(xué)平臺(tái)的蓬勃發(fā)展，大大推動(dòng)了傳統(tǒng)面授型教學(xué)向ELearning 的遷移，一定程度上給世界各國(guó)在信息時(shí)代進(jìn)行教育變革提供了助推力。此外，各種遠(yuǎn)程教育平臺(tái)的出現(xiàn)，為完整搜集學(xué)生在線學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)提供了基礎(chǔ)，利用學(xué)習(xí)分析技術(shù)可以精準(zhǔn)分析學(xué)生在線學(xué)習(xí)狀態(tài)，優(yōu)化教師教學(xué)。通過(guò)對(duì)在線教學(xué)行為數(shù)據(jù)的采集與分析，挖掘潛在的行為關(guān)聯(lián)，能夠真實(shí)反映學(xué)生的學(xué)習(xí)需求、學(xué)習(xí)狀態(tài)與偏好，進(jìn)而提供個(gè)性化、適應(yīng)性的學(xué)習(xí)支持服務(wù)。

3.數(shù)據(jù)支持評(píng)價(jià)。數(shù)據(jù)采集技術(shù)以及學(xué)習(xí)分析技術(shù)等的發(fā)展，使完整采集在線學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)成為可能。利用采集的數(shù)據(jù)可搭建在線學(xué)生綜合評(píng)價(jià)模型，通過(guò)對(duì)學(xué)生的綜合評(píng)價(jià)，優(yōu)化教師教學(xué)。搭建在線學(xué)生綜合評(píng)價(jià)模型可從專(zhuān)注度、能動(dòng)性、調(diào)解與控制度、完成度和關(guān)聯(lián)度五個(gè)方面進(jìn)行。專(zhuān)注度包括心理投入、情感投入、行動(dòng)投入等；能動(dòng)性主要包含自主學(xué)習(xí)主動(dòng)性、非自主學(xué)習(xí)主動(dòng)性以及交互活動(dòng)主動(dòng)性三個(gè)層面；調(diào)節(jié)與控制度主要包括規(guī)律性、持續(xù)性以及學(xué)習(xí)效率；完成度主要包括指定任務(wù)完成度和非指定任務(wù)完成度；關(guān)聯(lián)度主要包含學(xué)生的社交網(wǎng)絡(luò)活躍度、與其他學(xué)生的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)、其社交中心度等。通過(guò)對(duì)學(xué)生的綜合評(píng)價(jià)，教師可進(jìn)一步了解他們的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，及時(shí)調(diào)整自己的教學(xué)方式方法以及課程安排。此外，利用采集的教師在線行為數(shù)據(jù)搭建教師綜合評(píng)價(jià)模型，分別從促進(jìn)度、投入度、聯(lián)通度、認(rèn)可度、調(diào)控度五個(gè)方面行分析，對(duì)教師遠(yuǎn)程教育教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。學(xué)生及教師雙方面評(píng)價(jià)可以進(jìn)一步優(yōu)化遠(yuǎn)程教育中教師的教學(xué)效果。

4.優(yōu)化作業(yè)系統(tǒng)。傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程教育作業(yè)布置基本以提交作品、發(fā)布討論區(qū)為主，大部分為簡(jiǎn)單的選擇、填空等客觀題，其作業(yè)模塊利用率低，甚至處于空置狀態(tài)。大數(shù)據(jù)的發(fā)展促進(jìn)了深度學(xué)習(xí)技術(shù)的進(jìn)步，利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)，系統(tǒng)可完成作業(yè)自動(dòng)批改。科大訊飛將“訊飛超腦”計(jì)劃的階段性研究成果“全學(xué)科閱卷”技術(shù)應(yīng)用于考試，實(shí)現(xiàn)閱卷過(guò)程的數(shù)據(jù)化與自動(dòng)化，在將教師從簡(jiǎn)單重復(fù)的閱卷工作中解放出來(lái)的同時(shí)，完成對(duì)考試數(shù)據(jù)的采集。這一技術(shù)可對(duì)作文、閱讀等主觀題進(jìn)行語(yǔ)義識(shí)別并提出修改意見(jiàn)，根據(jù)學(xué)生的作業(yè)結(jié)果為教師自動(dòng)生成詳細(xì)的學(xué)情報(bào)告。

（二）改善教育管理

教育管理是遠(yuǎn)程教育中重要一環(huán)，高效的教育管理是遠(yuǎn)程教育平臺(tái)開(kāi)展各項(xiàng)工作并得以高效運(yùn)行的重要保障。大數(shù)據(jù)的融入使遠(yuǎn)程教育平臺(tái)的管理工作更加高效，使遠(yuǎn)程教育平臺(tái)更好地服務(wù)于教師的教學(xué)與學(xué)生的學(xué)習(xí)，在信息管理、決策支持、知識(shí)共享、考務(wù)管理四方面發(fā)揮重要作用。

1.信息管理。目前，在網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中，學(xué)生學(xué)習(xí)信息的管理模式主要有基于內(nèi)容、基于學(xué)習(xí)時(shí)間、基于測(cè)試情況、基于階段記錄、基于交互以及基于過(guò)程評(píng)價(jià)等六種管理模式。大數(shù)據(jù)時(shí)代，信息采集將趨于自動(dòng)化，學(xué)生在平臺(tái)內(nèi)的所有行為數(shù)據(jù)均可自動(dòng)記錄。教師可設(shè)定相應(yīng)的采集分類(lèi)規(guī)則，按照某一模式，自動(dòng)采集記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)信息，并進(jìn)行分類(lèi)。

2.決策支持。教學(xué)過(guò)程是由一系列決策組成的活動(dòng)集合。宏觀的決策形成了教育政策，微觀的決策轉(zhuǎn)化為教學(xué)模式與策略；面向全體學(xué)生的決策支配著教學(xué)改進(jìn)方向，面向個(gè)別學(xué)生的決策提供了因材施教的可能。在遠(yuǎn)程教育中，大數(shù)據(jù)將教學(xué)研究的視角從階段性和切片式的部分研究，擴(kuò)展為全流程、群體性、公眾性的全局性研究。對(duì)于教學(xué)研究而言，可以從群體取樣和面向特定時(shí)間段的截?cái)嗍窖芯浚M(jìn)入到面向整個(gè)學(xué)生群體和完整教學(xué)鏈條的貫通式分析。進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代，通過(guò)“在線”和“數(shù)據(jù)化”的課程記錄，教師和研究者有能力透視隱藏的學(xué)習(xí)特征、動(dòng)態(tài)與差異，使課堂教學(xué)細(xì)節(jié)得以凸顯。此外，學(xué)習(xí)分析技術(shù)可通過(guò)學(xué)習(xí)過(guò)程中的登錄和點(diǎn)擊等行為數(shù)據(jù)、測(cè)試和作業(yè)等表現(xiàn)數(shù)據(jù)、投入和成就等情感數(shù)據(jù)等，配合學(xué)生背景和特征等屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合搜集、分析，并以可視化方式，及時(shí)且動(dòng)態(tài)地呈現(xiàn)學(xué)生群體及個(gè)性狀態(tài)，幫助師生共同發(fā)現(xiàn)課堂學(xué)習(xí)中的典型問(wèn)題、共性問(wèn)題、個(gè)性問(wèn)題和潛在問(wèn)題，成為打開(kāi)學(xué)習(xí)過(guò)程黑箱的鑰匙，為教與學(xué)提供了科學(xué)決策的基礎(chǔ)，開(kāi)展動(dòng)態(tài)調(diào)整教與學(xué)進(jìn)度和節(jié)奏的依據(jù)，進(jìn)而優(yōu)化教與學(xué)的效果。

3.知識(shí)共享。隨著教育信息化的發(fā)展，遠(yuǎn)程教育教學(xué)支持系統(tǒng)的增多，與此同時(shí)“信息孤島”問(wèn)題也日益凸顯促進(jìn)知識(shí)共享已成為現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育所面臨的亟待解決的新問(wèn)題。遠(yuǎn)程教育是構(gòu)建學(xué)習(xí)型社會(huì)的重要手段，其知識(shí)共享性，有利于平衡區(qū)域教育資源，是解決教育公平問(wèn)題的重要途徑之一。大數(shù)據(jù)時(shí)代，各種數(shù)據(jù)采集技術(shù)的發(fā)展使知識(shí)分享變得更加快捷，分享的數(shù)據(jù)也更加完整，提升了遠(yuǎn)程教育中分享知識(shí)的質(zhì)量。數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)云計(jì)算等整合分類(lèi)，分享至不同的遠(yuǎn)程教育平臺(tái)，解決了數(shù)據(jù)冗雜等問(wèn)題，一定程度上解決了“數(shù)據(jù)孤島”問(wèn)題，各個(gè)平臺(tái)可以快速便捷地獲取并應(yīng)用相應(yīng)數(shù)據(jù)，提升教育質(zhì)量。

4.考務(wù)管理。 作業(yè)考核一直是遠(yuǎn)程教育中的難題之一。遠(yuǎn)程教育不同于一般的線下課堂，一門(mén)課程的教學(xué)規(guī)模往往是線下課程的幾十倍，考試組織難度大。若想達(dá)到良好的考核管理效果，遠(yuǎn)程教育平臺(tái)往往需要花費(fèi)大量的人力來(lái)保證考核任務(wù)的正常進(jìn)行。而大數(shù)據(jù)時(shí)代，通過(guò)自動(dòng)采集學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，課件點(diǎn)播次數(shù)、課件暫停次數(shù)、視頻觀看時(shí)長(zhǎng)、觀看軌跡（觀看課件的順序）、快進(jìn)次數(shù)、快退重播次數(shù)、發(fā)言類(lèi)型、發(fā)言次數(shù)、發(fā)言時(shí)間、發(fā)言?xún)?nèi)容、做筆記次數(shù)、做筆記時(shí)長(zhǎng)、筆記內(nèi)容、筆記字?jǐn)?shù)等過(guò)程性評(píng)價(jià)，綜合最終的作業(yè)提交等形式，完成最終的課程考核。其基于自動(dòng)化的采集與記錄，可以很大程度上減少遠(yuǎn)程教育平臺(tái)在考試考核中人力物力的投入，減少運(yùn)營(yíng)成本。

三、大數(shù)據(jù)時(shí)代遠(yuǎn)程教育面臨的挑戰(zhàn)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)程教育中的一些問(wèn)題已經(jīng)得到解決，如：網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施及寬帶建設(shè)、教師的信息技術(shù)適應(yīng)能力等但。但，仍然存在教育資源重復(fù)建設(shè)、教育質(zhì)量難以保證等問(wèn)題。除此之外，大數(shù)據(jù)時(shí)代，遠(yuǎn)程教育還面臨著教育數(shù)據(jù)泄露、應(yīng)用機(jī)制適應(yīng)難、專(zhuān)業(yè)應(yīng)用人才缺乏等挑戰(zhàn)。

（一）數(shù)據(jù)泄露

遠(yuǎn)程教育依托于在線教育平臺(tái)而進(jìn)行教育傳播，大數(shù)據(jù)時(shí)代，學(xué)生信息、各項(xiàng)學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)采集變得更加容易，數(shù)據(jù)已經(jīng)成為學(xué)生以及管理者的重要財(cái)產(chǎn)之一。目前，在線教育平臺(tái)均采用中心化的服務(wù)器來(lái)存儲(chǔ)各類(lèi)數(shù)據(jù)。由于各種自然因素以及人為因素，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的服務(wù)器易受到破壞，造成學(xué)生以及教育管理者的財(cái)產(chǎn)損失。區(qū)塊鏈技術(shù)為解決此類(lèi)問(wèn)題提供了有效途徑。區(qū)塊鏈技術(shù)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的去中心化特點(diǎn)可以使教育數(shù)據(jù)分布式地存儲(chǔ)于世界各地，平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)均有完整的數(shù)據(jù)備份，某一節(jié)點(diǎn)或某些節(jié)點(diǎn)遭受到不可逆的破壞不會(huì)影響整個(gè)數(shù)據(jù)管理平臺(tái)的穩(wěn)定性，避免了中心化存儲(chǔ)帶來(lái)的隱私泄露問(wèn)題。

（二）應(yīng)用機(jī)制適應(yīng)難

教育隨著時(shí)代的進(jìn)步而不斷發(fā)展，其教學(xué)理念、教學(xué)策略、教學(xué)方法與教學(xué)模式也不斷更新改進(jìn)。現(xiàn)有的數(shù)據(jù)應(yīng)用機(jī)制適用于評(píng)估教師教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)的能力是有限的，無(wú)法為學(xué)校的教師管理與學(xué)生管理提供決策支持。為解決此問(wèn)題，數(shù)據(jù)技術(shù)開(kāi)發(fā)人員應(yīng)立足于教育領(lǐng)域，針對(duì)實(shí)際教育需求，不斷改進(jìn)相關(guān)算法，完善現(xiàn)有的數(shù)據(jù)應(yīng)用機(jī)制。

（三）缺乏專(zhuān)業(yè)應(yīng)用人才

目前我國(guó)的教育從業(yè)人員，大多對(duì)教育大數(shù)據(jù)的了解不深入，不清楚應(yīng)該怎樣用數(shù)據(jù)去支撐與完善自己的教學(xué)。學(xué)校管理者無(wú)法有效利用教育大數(shù)據(jù)進(jìn)行教育教學(xué)模式的設(shè)計(jì)，并輔助教師與學(xué)生管理以及規(guī)劃課程體系等。開(kāi)展教育大數(shù)據(jù)相關(guān)課程及相關(guān)培訓(xùn)，建立專(zhuān)業(yè)人才隊(duì)伍是解決此類(lèi)問(wèn)題的有效途徑。■