大數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域

1、CONTENTSPART 01PART 02PART 03PART 04主要應(yīng)用 教育大數(shù)據(jù)公司介紹大數(shù)據(jù)如何改變教育五大技術(shù)利用教育大數(shù)據(jù)01大數(shù)據(jù)如何改變教育 大數(shù)據(jù)可以幫助我們觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，從而針對每個學(xué)生的不同需求量身定制學(xué)習(xí)方案，提升他們的理解力和學(xué)習(xí)成績。同時，大數(shù)據(jù)有助于教師使用最有效的教學(xué)方式。大數(shù)據(jù)影響著人類生活、工作和思考的方方面面，當(dāng)然，教育也是其中一個方面。大數(shù)據(jù)正在滲透到教育的所有領(lǐng)域，對人們?nèi)绾螌W(xué)習(xí)產(chǎn)生著影響。數(shù)據(jù)改變教育，而大數(shù)據(jù)或?qū)⒅厮芪磥淼慕逃?。大?shù)據(jù)會給教育科技帶來變化。慕課（MOOCs）是這幾年教育領(lǐng)域的熱點(diǎn)話題，它有一個全新而強(qiáng)大的方面：產(chǎn)生數(shù)據(jù)。

2、數(shù)據(jù)可以告訴我們采取哪種方式最有效果，也可以告訴我們許多以前無從得知的東西。隨著大數(shù)據(jù)的到來，教育與科技“聯(lián)姻”，吸引了企業(yè)家和投資者的目光。據(jù)統(tǒng)計，僅2012年就有超過10億美元的風(fēng)險資金注入教育，比5年前增長一倍。 但對于學(xué)校教育而言，我們最關(guān)心的是，大數(shù)據(jù)會給學(xué)習(xí)帶來哪些變化。大數(shù)據(jù)可以幫助我們觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，從而針對每個學(xué)生的不同需求量身定制學(xué)習(xí)方案，提升他們的理解力和學(xué)習(xí)成績。大數(shù)據(jù)有助于教師確定使用什么樣的教學(xué)方式是最有效的。大數(shù)據(jù)還可以幫助學(xué)校管理者和決策者，以更低的成本提供更多的教育機(jī)會。它更是縮小社會差距和收入差距的重要因素。這是第一次，我們找到了一個能夠同時解決教與學(xué)的

3、強(qiáng)大工具。 美國斯坦福大學(xué)教授吳恩達(dá)通過互聯(lián)網(wǎng)講授“機(jī)器學(xué)習(xí)”（一個計算機(jī)科學(xué)的分支領(lǐng)域）的課程來收集學(xué)生的眾多信息。通過這些信息，他能分析出哪種教學(xué)效果最好，并設(shè)計了能夠自動反饋信息的系統(tǒng)：提升教師的教學(xué)水平、學(xué)生的理解力和表現(xiàn)力，以及根據(jù)學(xué)生的個性化需求定制教育方案的系統(tǒng)。 例如，吳恩達(dá)追蹤一些信息：學(xué)生何時觀看視頻，是否按暫停或快進(jìn)，是否在結(jié)束前關(guān)閉視頻這些都會通過數(shù)字設(shè)備傳輸?shù)较到y(tǒng)里。通過追蹤數(shù)據(jù)，他可以看到學(xué)生是否多次觀看同一節(jié)課，或者返回上一視頻復(fù)習(xí)。同時，他在這些視頻課程中穿插小測驗，看看學(xué)生是否已經(jīng)理解課程的內(nèi)容。如果學(xué)生被某些環(huán)節(jié)卡住，又究竟是因為什么。通過追蹤電腦或平板電腦

4、上的家庭作業(yè)和測驗，他可以找出每個學(xué)生需要額外幫助的具體領(lǐng)域；可以解析數(shù)據(jù)以探求全班學(xué)生如何學(xué)習(xí)，并相應(yīng)地調(diào)整課程；甚至可以與其他年份的其他課程信息進(jìn)行比較，從而確定什么樣的教學(xué)方式最有效。 02國外教育大數(shù)據(jù)公司介紹2021-12-11 當(dāng)IBM剛剛開始與這一學(xué)區(qū)合作時，除了學(xué)生成績不好之外，該縣還面臨著輟學(xué)率已增加到48%的嚴(yán)峻情況。根據(jù)聯(lián)邦政府的不讓一個孩子掉隊法（No Child Lift Behind，NCLB），學(xué)生成績糟糕的地方政府將受到懲罰。為了應(yīng)對這一巨大的挑戰(zhàn)，該縣此前已經(jīng)在學(xué)生數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上建立了一個輟學(xué)指示工具，并將其用于全縣層面的決策。但I(xiàn)BM認(rèn)為這仍不足以改善莫白兒縣

5、窘迫的現(xiàn)狀，需要借助IBM的技術(shù)支持重新建立大數(shù)據(jù)，進(jìn)而利用大數(shù)據(jù)分析來改善學(xué)區(qū)內(nèi)所有學(xué)生的整體成績1IBM “希維塔斯學(xué)習(xí)”是一家專門聚焦于運(yùn)用預(yù)測性分析、機(jī)器學(xué)習(xí)從而提高學(xué)生成績的年輕公司。該公司在高等教育領(lǐng)域建立起最大的跨校學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫。通過這些海量數(shù)據(jù)，能夠看到學(xué)生的分?jǐn)?shù)、出勤率、輟學(xué)率和保留率的主要趨勢。通過使用100多萬名學(xué)生的相關(guān)記錄和700萬個課程記錄，這家公司的軟件能夠讓用戶探測性地知道導(dǎo)致輟學(xué)和學(xué)習(xí)成績表現(xiàn)不良的警告性信號。此外，還允許用戶發(fā)現(xiàn)那些導(dǎo)致無謂消耗的特定課程，并且看出哪些資源和干預(yù)是最成功的。2希維塔斯學(xué)習(xí)”（Civitas Learning） 推出了基于他們自己

6、過去的學(xué)習(xí)成績數(shù)據(jù)預(yù)測并改善其未來學(xué)習(xí)成績的大數(shù)據(jù)服務(wù)項目。這家公司的新產(chǎn)品名為“學(xué)生成功系統(tǒng)”（Student Success System）?！翱释麑W(xué)習(xí)”聲稱加拿大和美國的1000多萬名高校學(xué)生正在使用其學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)技術(shù)。“渴望學(xué)習(xí)”的產(chǎn)品通過監(jiān)控學(xué)生閱讀電子化的課程材料、提交電子版的作業(yè)、通過在線與同學(xué)交流、完成考試與測驗，就能讓其計算程序持續(xù)、系統(tǒng)地分析每個學(xué)生的教育數(shù)據(jù)。老師得到的不再是過去那種只展示學(xué)生分?jǐn)?shù)與作業(yè)的結(jié)果，而是像閱讀材料的時間長短等這樣更為詳細(xì)的重要信息，這樣老師就能及時診斷問題的所在，提出改進(jìn)的建議，并預(yù)測學(xué)生的期末考試成績3渴望學(xué)習(xí)”（Desire 2 Learn

7、）2021-12-11 成功創(chuàng)造并發(fā)布了各自版本的利用大數(shù)據(jù)的適應(yīng)性學(xué)習(xí)（adaptive learning）系統(tǒng)。在2012年國際消費(fèi)電子展的高等教育技術(shù)峰會上，世界最大的教育出版公司培生集團(tuán)（Pearson）與適應(yīng)性學(xué)習(xí)領(lǐng)域里的先行者紐頓公司共同發(fā)布了主要由培生集團(tuán)開發(fā)的適應(yīng)性學(xué)習(xí)產(chǎn)品“我的實(shí)驗室/高手掌握”（MyLab/Mastering）。這款產(chǎn)品在將全球范圍內(nèi)向數(shù)百萬名學(xué)生提供個性化的學(xué)習(xí)服務(wù)，向他們提供真實(shí)可信的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，讓學(xué)校通過這些數(shù)據(jù)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果并降低教學(xué)成本。首款產(chǎn)品將在美國的數(shù)十萬名學(xué)生中使用，包括數(shù)學(xué)、英語，以及寫作等技能開發(fā)課4“紐頓”（knewton） 總部設(shè)

8、在英國倫敦的培生集團(tuán)和其他出版公司共同開發(fā)的“課程精靈”系統(tǒng)（CourseSmart），也允許教授們通過讓學(xué)生使用電子教科書來跟蹤他們的學(xué)業(yè)進(jìn)展，并向助教們顯示學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度和學(xué)習(xí)成績等大量的數(shù)據(jù)信息，只是這一系統(tǒng)尚不具備預(yù)測的功能。5培生集團(tuán)03五大技術(shù)利用教育大數(shù)據(jù)五種主要的技術(shù) 1.預(yù)測（Prediction）覺知預(yù)料中的事實(shí)的可能性。例如，要具備知道一個學(xué)生在什么情況下盡管事實(shí)上有能力但卻有意回答錯誤的能力。2.聚類（Clustering）發(fā)現(xiàn)自然集中起來的數(shù)據(jù)點(diǎn)。這對于把有相同學(xué)習(xí)興趣的學(xué)生分在一組很有用。3.相關(guān)性挖掘（Relationship Mining）發(fā)現(xiàn)各種變量之間的關(guān)

9、系，并對其進(jìn)行解碼以便今后使用它們。這對探知學(xué)生在尋求幫助后是否能夠正確回答問題的可靠性很有幫助。4.升華人的判斷（Distillation for human judgment）建立可視的機(jī)器學(xué)習(xí)的模式。5.用模式進(jìn)行發(fā)現(xiàn)（Discovery with models）使用通過大數(shù)據(jù)分析開發(fā)出的模式進(jìn)行“元學(xué)習(xí)”（meta-study）。 實(shí)施這些技術(shù)就能夠通過大數(shù)據(jù)來創(chuàng)建為提高學(xué)生成績提供支持的學(xué)習(xí)分析系統(tǒng)。研究者們相信這些技術(shù)將幫助教育工作者更加有效地指導(dǎo)學(xué)生朝著更加個性化的學(xué)習(xí)進(jìn)程邁進(jìn)。04大數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域中的主要應(yīng)用1. 革新教育理念和教育思維 隨著大數(shù)據(jù)時代的來臨，教育大數(shù)據(jù)深刻改變

10、著教育理念、教育思維方式。新的時代，教育領(lǐng)域滿了大數(shù)據(jù)，諸如學(xué)生、教師的一言一行，學(xué)校里的一切事物，都可以轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)。當(dāng)每個在校學(xué)生都能用計算機(jī)終端學(xué)習(xí)時，包括上課、讀書、寫筆記、做作業(yè)、發(fā)微博、進(jìn)行實(shí)驗、討論問題、參加各種活動等，這些都將成為教育大數(shù)據(jù)的來源。大數(shù)據(jù)比起傳統(tǒng)的數(shù)字具有深刻的含義和價值。例如，對于一張試卷、一次考試，考試得分為90分，它可以是簡簡單單的一個傳統(tǒng)的數(shù)字，但如果換一個角度來分析，把它作為一個數(shù)據(jù)來看待，就可以得到其背后所隱含的許多充滿想象力的數(shù)據(jù)信息：可以是每一大題的得分，每一小題的得分，每一題選擇了什么選項，每一題花了多少時間，是否修改過選項，做題的順序有沒有跳躍

11、，什么時候翻卷子，有沒有時間進(jìn)行檢查，檢查了哪些題目，修改了哪些題目，等等，這些信息遠(yuǎn)遠(yuǎn)比一個90分要有價值得多。不單是考試，課堂、課程、師生互動的各個環(huán)節(jié)都滲透了這些大數(shù)據(jù)。教育將不再是靠理念和經(jīng)驗來傳承的社會科學(xué)，大數(shù)據(jù)時代的教育將步入實(shí)證時代，變成一門實(shí)實(shí)在在的基于數(shù)據(jù)的實(shí)證科學(xué)。大數(shù)據(jù)使得教育者的思維方式發(fā)生了深刻變化，傳統(tǒng)的教育大多是教育主管部門和教育者通過教學(xué)經(jīng)驗的學(xué)習(xí)、總結(jié)和繼承來展開的，但是有些經(jīng)驗是不具有科學(xué)性的，常識有時會影響人們的判斷。大數(shù)據(jù)時代將可以通過對教育數(shù)據(jù)的分析，挖掘出教學(xué)、學(xué)習(xí)、評估等符合學(xué)生實(shí)際與教學(xué)實(shí)際的情況，這樣就可以有的放矢地制定、執(zhí)行教育政策，制定出

12、更符合實(shí)際的教育教學(xué)策略。2. 實(shí)現(xiàn)個性化教育 大數(shù)據(jù)帶來的一個變化在于實(shí)施個性化教育具有了可能性，真正實(shí)現(xiàn)從群體教育的方式轉(zhuǎn)向個體教育。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，我們可以去關(guān)注每一個學(xué)生個體的微觀表現(xiàn)，比如，他在什么時候翻開書，在聽到什么話的時候微笑點(diǎn)頭，在一道題上逗留了多久，在不同學(xué)科的課堂上提問多少次，開小差的次數(shù)分別為多少，會向多少同班同學(xué)發(fā)起主動交流，等等。這些數(shù)據(jù)的產(chǎn)生完全是過程性的，包括課堂的過程、作業(yè)的過程、師生或生生互動的過程，等等，是對即時性的行為與現(xiàn)象的記錄。通過這些數(shù)據(jù)的整合能夠詮釋教學(xué)過程中學(xué)生個體的學(xué)習(xí)狀態(tài)、表現(xiàn)和水平。而且這些數(shù)據(jù)完全是在學(xué)生不自知的情況下被觀察、收集的，只

13、需要一定的觀測技術(shù)與設(shè)備的輔助，而不影響學(xué)生任何的日常學(xué)習(xí)與生活，因此其采集非常自然、真實(shí)，可以獲得學(xué)生的真實(shí)表現(xiàn)。大數(shù)據(jù)技術(shù)將給教師提供最為真實(shí)、最為個性化的學(xué)生特點(diǎn)信息，教師在教學(xué)過程中可以有針對性地進(jìn)行因材施教。比如，在課堂學(xué)習(xí)過程中，哪些學(xué)生注意基礎(chǔ)部分，哪些學(xué)生注意實(shí)踐內(nèi)容，哪些學(xué)生完成某一練習(xí)，哪些學(xué)生可以閱讀推薦書目，等等。不僅如此，當(dāng)學(xué)生在完成教師布置的作業(yè)時，也能通過數(shù)據(jù)分析強(qiáng)化學(xué)習(xí)。比如，通過電子設(shè)備做作業(yè)時，某一類型的題目有幾次全對，就可以把類似的題目跳過；如果某個類型的題目犯錯，系統(tǒng)則可進(jìn)行多次強(qiáng)化，這樣不僅提高了學(xué)習(xí)效率，也減輕了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。3. 重新構(gòu)建教學(xué)評價

14、方式 在教學(xué)評價中利用大數(shù)據(jù)分析，可以通過技術(shù)層面來評價、分析，進(jìn)而提升教學(xué)活動，從依靠經(jīng)驗評價轉(zhuǎn)向基于數(shù)據(jù)評價。教學(xué)評價的方式不再是經(jīng)驗式的，而是可以通過大量數(shù)據(jù)的“歸納”，找出教學(xué)活動的規(guī)律，更好地優(yōu)化、改進(jìn)教學(xué)過程。比如新一代的在線學(xué)習(xí)平臺，具有行為記錄和學(xué)習(xí)誘導(dǎo)的功能。通過記錄學(xué)習(xí)者鼠標(biāo)的點(diǎn)擊，可以研究學(xué)習(xí)者的活動軌跡，發(fā)現(xiàn)不同的人對不同知識點(diǎn)有何不同反應(yīng)，用了多長時間，以及哪些知識點(diǎn)需要重復(fù)，哪些知識點(diǎn)需要深化等。對于學(xué)習(xí)活動來說，學(xué)習(xí)的效果體現(xiàn)在日常行為中，哪些知識沒有掌握、哪類問題最易犯錯等成為分析每個學(xué)生個體行為的直接依據(jù)。通過大數(shù)據(jù)分析，還可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生思想、心態(tài)與行為的變化情

15、況，可以分析出每個學(xué)生的特點(diǎn)，從而發(fā)現(xiàn)優(yōu)點(diǎn)，規(guī)避缺點(diǎn)，矯正不良思想行為。此外，大數(shù)據(jù)通過技術(shù)手段，記錄教育教學(xué)的過程，實(shí)現(xiàn)了從結(jié)果評價轉(zhuǎn)向過程性評價。例如，基于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺或電子課本，能記錄下學(xué)生完成作業(yè)情況、課堂言行、師生互動、同學(xué)交往等數(shù)據(jù)，教師在期末時將這些數(shù)據(jù)匯集起來，有了更加豐富的素材與數(shù)據(jù)依據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)成長過程的特點(diǎn)，能對學(xué)生的發(fā)展提出建議。同時，這些數(shù)據(jù)也可以促使教師進(jìn)行教學(xué)反思，自己在哪些方面需要改進(jìn)，從而促進(jìn)和優(yōu)化教學(xué)實(shí)施過程。4. 加強(qiáng)學(xué)?；跀?shù)據(jù)的管理 大數(shù)據(jù)對于學(xué)校管理具有重要的價值，有利于實(shí)現(xiàn)學(xué)校管理的精確化、科學(xué)化。學(xué)校管理離不開信息，學(xué)校是培養(yǎng)各類專門人才、傳授知識和創(chuàng)造知識的場所，擁有眾多的專業(yè)學(xué)科，與國內(nèi)外聯(lián)系廣泛，每天進(jìn)行著各種教學(xué)、科研及其管理活動，蘊(yùn)藏著十分豐富的信息資源。學(xué)校管理中的各種決策和控制活動，如培養(yǎng)目標(biāo)的確定、教學(xué)計劃的制定、教學(xué)組織指揮、教學(xué)質(zhì)量控制、教學(xué)評估、教師管理、學(xué)生管理等，都是以大量的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的，并不斷產(chǎn)生各種新的數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)的處理和挖掘?qū)τ趯W(xué)校管理具有關(guān)鍵作用。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，著眼于管理決策、管理活動、管理過程控制，全面歸集學(xué)校管理大數(shù)據(jù)。比如，針對教務(wù)管理、行政管理、科研管理、人事管理、財務(wù)管理、后勤管理等各類領(lǐng)域，