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大数据与教育 作者：孟俊红 来源：《读写算》2014年第28期 随着计算机在个体家庭中的日渐普及，基于个人电脑的信息技术已全面融入到 了我们的工作学习当中，并且深深的影响着我们的日常生活。近些年来，信息技术的发 展带来了信息总量的几何式增长，以及数据库数据量的爆炸式发展，这些所有的一切对 经济生活中的各个领域都产生了无比深远的影响。在商业、经济领域，决策的制定将日 益取决于数据及其分析而作出，而非基于传统的经验和直觉；在公共事业和教育领域， 通过数据分析来制定决策的方法，也吸引了越来越多学者们的关注，因此可以说大数据 （Big Data）[1-2]的浪潮正悄然来临。 大数据概念的提出最早可以追溯到2008年，在美国科研期刊《Nature》中刊登的 一篇题为"Big Data"的评论[3]，随后大数据便广泛引起了各个领域学者们的关注。时至今日，大数据 理论正逐渐被丰富，而我们认为大数据就是指所涉及的数据量规模巨大，无法通过人工 的方法在合理时间内达到截取、管理、处理，并整理成适合人类解读的信息。在总数据 量相同的情况下，与分析独立的小型数据集相比，将各个小型数据集合并后进行分析可 以得出许多额外的信息和数据关系性，因此我们认为大数据在教育上可以被用来预测分 析学生学习过程中可能遇到的难点，为学生定制学习计划，以及预测教学过程中可能遇 到的困难。 大数据给我们的教育带来了一系列的变化，首先是教育数据总量[4]的增长由T B级升至PB级，各个教育机构存在着自己的数据库，教育数据资源丰富且存量巨大；其次 是分析需求由常规分析转向深度分析，数据分析日益成为教育中不可缺失的支撑点，个 性化的教学服务逐渐取代传统的以教师为主导的教学方式；最后是教育逐渐由教学市场 转化为需求市场，教育不再仅仅是照本宣科，而转化为满足社会人才需求的一种方式。 大数据根据来源可分为三类：（1）科研数据，它主要是以实验或者建立模型模 拟来获得数据的传统学科（如物理学，数学，化学，环境工程学，机械学等），对这类 自然学科的研究产生了越来越多的数据。（2）互联网数据，现有研究表明，谷歌公司每 天要处理超过 24PT 的数据，是美国国家图书馆所有纸质出版物所包含数据量的上千倍，新浪腾讯上每天都 会有几亿条微博出现，Facebook上每天有上千万张的照片更新和几十亿次的点击率，百 度每天处理数十亿次搜索指令，近几年来兴起来的购物网站如淘宝网，京东商城，当当 网和一些团购网站每天的交易量都上亿次。（3）感知数据，进入移动互联网时代后，移 动平台的感知功能和基于位置的服务普及产生了大量感知数据，各个城市的视频监控每 时每刻都在采集巨量的流媒体数据，工业监控也是大数据的重要来源。感知数据与互联 网数据会产生重叠，而且不同于科研数据，他们不但非结构化数据多而且数据的实时性 强，大量数据都是随机动态产生，所以社会科学的大数据分析，特别是根据 Web 数据做经济形势和社会群体事件的预测，比自然科学的数据分析更困难。 上海海事大学经济管理学院管理科学系副教授魏忠就曾说过，以物联网、云计 算等综合技术的成熟为基础，在学生管理数据库中挖掘出有价值的数据[4]，经过过程性 和综合性的考量，找到学生各种行为之间的内在联系，考量背后的逻辑关系，并作出恰 当的教学决策，这才能被称为大数据。随着科学技术的发展，大数据在教育行业的应用 也越来越广泛[5]。早在2009年，孟加拉裔美国人萨尔曼？可汗就利用网络视频进行免费 授课，授课的内容涵盖着教学中的各个科目，他的教学视频像病毒一样广为传播，如今 全球已有成千上万的学生通过互联网学习其视频课程。随后，网络课程如雨后春笋般冒 出，全世界的各大知名学府都加入到在线教育的行列。在宾夕法尼亚州，从小学到高中 都建立了在线学校，甚至有的地方还会免费为选择参加在线学习的学生配发笔记本电脑 、打印机和扫描仪，作为学习的工具。在教育管理方面，以在线教育为代表的各种综合 技术的集合，可以通过大数据的分析来进行优化，做出更科学的决策，这将带来潜在的 教育革命。例如，甲同学做对了第3题，系统会立即告诉他可以跳过考查相同知识点的第 5题，如果做错了第8题，那么系统就会提示他继续练习第9题，因为考查的这个知识点可 能正是该学生需要反复进行操练与巩固的。这种学习分析系统让学生因材施教具有了可 能。近年来，我国也已经有不少学校开始对数据挖掘进行探索，其中比较典型的有东华 大学的智能实验室项目。几年前，东华大学的实验室极为分散，十几个学院，每个学院 都有三四个实验室，教学评估要通过表格填报的方式来解决，数据的科学性和真实性都 得不到保障，东华大学教务处处长吴良深感人工管理太吃力、效率也太低。09年，他们 提出智能管理的思路，即用物联网的方式把实验室里所有的仪器设备都管理起来。和专 门 在信息化时代背景下，大数据技术的出现和应用对教育行业产生了深刻影响。孟俊红在《读写算》2014年第28期上发表的文章《大数据与教育》中深入探讨了大数据与教育之间的关系，分析了大数据如何成为教育决策的关键，以及其在个性化教育、教育资源管理和在线教育等方面的广泛应用，描绘了大数据环境下教育未来的发展趋势。 大数据的概念最早出现在2008年美国《Nature》杂志的一篇评论文章中，随后迅速成为各个领域关注的焦点。大数据涉及的巨量数据，使得传统的数据处理方法难以在合理时间内完成数据截取、管理和处理，因此需要依赖高效的计算能力，通过专业软件工具进行处理。大数据在教育中的运用，有助于教育决策者更准确地预测和分析学生学习过程中的难点，为学生定制个性化学习计划，同时还能预见教学过程中可能遇到的挑战。 大数据对教育带来的最显著变化体现在教育数据总量的爆发式增长。从TB（太字节）级到PB（拍字节）级的增长使得教育机构拥有了前所未有的数据资源。同时，分析需求由传统分析转向深度分析，数据分析成为了教育中不可或缺的支撑点。个性化的教学服务逐渐取代了传统的以教师为主导的教学模式，教育逐渐转化为满足社会人才需求的方式，使教育更加注重于服务社会。 大数据的来源分类繁多，包括科研数据、互联网数据和感知数据。科研数据主要来源于各学科的实验研究和模型建立，互联网数据则来自于搜索引擎、社交媒体、电商平台等，感知数据则来源于移动设备、视频监控和工业监控等。这些数据多为非结构化数据，且具有高度的实时性，使得对其分析尤其是在社会科学领域的分析更具挑战性。 上海海事大学副教授魏忠的观点指出，大数据分析在教育管理中，可通过挖掘学生管理数据库中的有价值数据，理解学生行为之间的内在联系，考量背后的逻辑关系，并作出正确的教学决策。随着技术的发展，大数据在教育行业的应用已经越来越广泛。例如，萨尔曼·可汗通过网络视频免费授课，使得全球学生都能通过互联网学习其视频课程。在线教育的兴起，结合物联网、云计算等技术，使得学习分析系统成为可能，从而实现因材施教。 东华大学的智能实验室项目是大数据在教育管理中应用的一个实践案例。该项目利用物联网技术整合了分散的实验室资源，提高了管理效率，保证了数据的真实性和科学性。这一实践表明，大数据不仅能够提升教育管理的效率和质量，还能使教育更加注重个体差异和个性化发展，为未来的教育变革提供了新的可能性。 大数据正在深刻改变教育领域的数据处理和存储方式，并推动教育理念和方法的创新。其在教育中的广泛应用，不仅提升了教学质量和效率，而且为教育公平和质量的提升提供了强大支撑。随着科技的不断进步，大数据在教育领域的发展潜力将得到进一步挖掘，有望引领一场教育革命。