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1、中国论文榜-中国权威论文发表平台，我们为您提供专业的论文发表咨询和论文发表辅导！大数据及其关键技术的教育应用实证分析胡水星【论文摘要】大数据作为信息技术发展的新趋势，已经渗透到各行各业，成为重要的生成因素。在数据分析驱动教育，变革教学的大数据时代，教育领域同样蕴藏着具有广泛应用价值的海量数据，在对教育数据挖掘和学习分析技术等教育大数据关键技术分析的基础上，结合共词分析和教育博客等社会化网络教育数据，构建教育领域的相关学习分析和数据挖掘模型，探索教育变量之间的相关关系，实践大数据的教育应用，为教育教学提供有效的决策支持服务，促进教育教学的变革与创新。【论文关键词】大数据；学习分析；数据挖掘；共词
2、分析；社会网络分析大数据作为信息技术发展的新趋势，已经渗透到各行各业，成为重要的驱动因素，并掀起行业变革的巨浪。随着我国教育信息化水平的不断提升，越来越多的学习管理系统在教育领域中被应用，数据化的学习信息和学生信息逐渐增多，教育数据的海量增长，导致在教育管理、教育服务、教学研究、教育评价等领域也面临大数据问题，教育大数据时代已经悄然来临。教育信息量的爆炸式增长以及相关数据处理技术的创新发展成为人们新的视野焦点，如何利用与分析这些数据信息，不仅影响着信息交流、知识传递和学习效果，更在一定程度上影响着教学决策制定和学习模式优化，已经成为目前教育工作者和学习者一致关注的方面。1在数据分析驱动教育，变
3、革教学的大数据时代，教育领域同样蕴藏着具有广泛应用价值的海量数据，利用教育数据挖掘和学习分析技术，构建教育领域的相关模型，探索教育变量之间的相关关系，为教育教学决策提供有效的支持将成为未来教育的发展趋势。一、大数据及教育大数据关键技术计算机技术、移动通信技术、互联网技术，再到大数据技术的登台亮相，不仅体现着信息技术的深入与发展，更体现着大数据时代的到来；大数据技术在教育领域的广泛应用引起了教育变革，推动了教育发展，学习分析实现了教育的探索性分析，数据挖掘实现了教育管理与决策的制定。学习分析和数据挖掘这两大大数据关键技术在教育领域的深入应用，为教育教学带来了新的机遇。(一)大数据2012年，联合
4、国发布了大数据白皮书BigforDevelopment:Challenges&OpportunUies，明确提出大数据时代已经到来。2大数据作为信息技术发展的新趋势，具有海量的数据规模(Volume)、快速的数据流转(Velocity)、多样的数据类型(Variety)和巨大的数据价值(Value)4V特性。3大数据是一种价值观、方法论是一场思维的大变革，已经渗透到各行各业，成为重要的一种生成因素，并掀起了变革的浪潮。4通过对海量数据的分析挖掘，以一种前所未有的方式获得巨大的产品服务、深刻的真知灼见，为我们理解生活以及认识世界提供了一种全新的思维方式，实现思维的三大转变：一是不再依赖于小样本数
5、据，而是与现象相关的所有数据；二是不再热衷于追求微观层面的精确，而是宏观层面的洞察力；三是从传统的因果关系追求中解脱出来，关注相关关系的发现和应用。5大数据借助无所不在的传感设备和计算能力，对现实世界、虚拟世界以及虚实融合世界的复杂网络数据进行解析和挖掘，实现行为判断和决策。随着教育领域各种学习管理系统、课程管理系统、网络互动平台的应用，各种学习行为、学习状态等教育数据将海量增长，教育大数据时代已经悄然来临。大数据使得教育信息成为可捕捉、可量化、可传递的数字存在，大数据使得教育过程性考察成为可能，更能透过真实的数据发现教与学的关系，教育正悄悄地发生着一场革命。6(2)教育大数据关键技术近年来，
6、随着大数据的推进与发展，教育大数据处理与分析已经成为推动教育改革与发展的驱动力，引起了各国政府和教育行政部门的高度重视。2012年10月美国教育部发布了通过教育数据挖掘和学习分析促进教与学(EnhancingTeachingandLearningthroughEducationalDataMiningandLearningAnalytics)报告。7力图通过教育大数据分析挖掘，促进大数据教育应用，从而为教育发展抢得先机。大数据为海量教育数据的存取提供了技术基础，但原始的教育数据只是教育大数据的基础，只有通过对采集到的各种数据进行教育数据挖掘，构建学习分析模型，发现教育变量之间的关系，并实现赋予
7、数据相关意义，才能使数据转变为信息；信息进_步经过分析和综合，形成知识；最后通过实践运用，知识才上升到智慧层次。8因此，教育数据挖掘和学习分析技术是教育大数据的关键技术。1.教育数据挖掘教育数据挖掘（EducationDataMining)是综合运用数理统计、人工智能与机器学习和数据挖掘等技术与方法，对教育原始数据进行分析处理，通过构建数据模型，对学习者的学习结果与学习内容、学习资源和教学行为等变量进行相关关系分析，从而有效地预测学习者未来的学习趋势。9并为教育工作者、学习者、学生家长、教育教学研究者以及教学软件开发者提供支持，实现教育系统中教育资源的良性互动，最终实现改进学习的目的。教育数据
8、挖掘流程具体如图2所示。2.学习分析学习分析（LearningAnalytics)的研究对象是学生及其学习环境，目的是通过对教育海量数据的分析和建模，发现潜在问题，优化和理解学习，预测学习者在学习中的进步和表现。学习分析具体过程如图3所示。显而易见，学习分析技术就是围绕学习者在学习过程中产生的各种信息数据，利用各种数学建模方法和数据处理技术来解释这些数据，并根据结果数据与分析信息，对学习过程与情境进行探究，并进一步发现学习的规律，为优化和完善教学提供相应的反馈，持续地促进学习者的学习。学习分析技术利用数据挖掘、数据解释与数据建模的优势，对学习平台中积累的大量数据信息进行采集、存储、分析和表示，
9、并运用分析测量结果对学习者学习行为进行评估、预测和干预，为个别学生量身定制更有效的教育，进而改善和提升教与学的质量与效能，实现改善教学和促进学习的目的。除了学习分析和数据挖掘这两大教育大数据关键技术，近年来慕课、微课、翻转课堂、社会网络软件、云计算、Moodle等网络学习开源平台、WEB2.0技术都可以纳入教育大数据的技术范畴。二、大数据促进教育变革随着教育领域各种大数据技术的应用，我们已经进入一个数据驱动教学、分析变革教育的大数据时代。虽然技术还没有给教育带来如1987年AlfredBork所预言那样的变革12，但技术具有拓展、增强或者变革人类学习的潜力，科技进步不可避免地带来了教育的革新，
10、并且对教育发展带来了深远的影响。如，大规模数据分布式处理技术实现了结构化与非结构化数据存储；云计算技术实现了教育资源的共建共享；社会性交互软件促进了学习型社会的构建；MOOCs与翻转课堂实现了个性化学习构建；开源学习管理系统实现了学习过程管理。大数据技术在教学领域的应用革新了教育思维方式、重构了教学评价方式、颠覆了传统教学模式、实现了个性化教育，教育大数据背景下教学的规训与教化在撤退，支持和服务在推进。13(一）数据挖掘与学习分析有助于教学决策和评务价教育大数据记录了教学的过程，发现了新的知识，创造了更大的教育价值，促进和优化了教学策略和评价。移动互联网时代，知识的获取变得以学生为中心，因为，
11、每个学生的智力特点和吸收水平都是不一样的，移动互联网支持了以学生为中心的学习，突破传统不再是所有人在统一的课堂上在规定的四十五分钟内听相同的教学内容。新兴的教育技术与资源使得教育更加以学习者为中心，使教育从批量到个性的实现成为一种可能；教师的教育思维也从宏观的群体教育向微观的个体教育方式转变，促进了以学习者为中心的个性化教育的实施，进一步使得因材施教成为一种可能。从技术层面上说，学习者在互联网等媒体上留下的任何数据痕迹，都可以进行分析，可以发现数据背后隐藏的学习者相关学习特征、兴趣爱好、行为倾向，与教育教学相关的状态信息都将一览无余。从这个意义上来说，未来的教育发展方向就是应用学习分析和数据挖
12、掘等大数据技术去实现精准的个性化教育。将大数据对教育教学中海量数据的整合分析，结合态度、行为和行为背景等因素，就可以发现学生思想、行为和心态的变化，分析出每个学生的特点，再结合总体学生的表现和其他因素的分布就可以准确对某位学生实施正确的评价，最终使得对每个学生的教学都可以建立在对过去行为数据的分析基础上。14从而真正打破传统技术背景下不得不承认，对于学生，我们知道的太少那样的窘境。15大数据技术有利于对教师课堂教学计划、课堂教学评价、课堂视频资源中的各种数据进行提取和分析，从而为预测、处理教学行为、学习心理提供了重要依据，为教学评价提供了较为全面和完整的信息，克服了评估主观性强的缺憾，教学评价
13、不再是经验式的，而是在大数据基础上的归纳，更具说服力和公信力，实现了教学评价的客观公正与科学正确，教学决策的针对性与时效性。(二）微课与翻转课堂教学有利于个性化学习模式重构未来教育在大数据技术的支持下变得越来越个性化，慕课、微课与翻转课堂的教学应用有利于个性化学习环境的构建，数字化课程资源的标准化定制实现了学习内容的学生自组织学习，在线学习使得学校教育和教师更多地转向学生个体，关注学习者的个性化培养，教师实现了从教学者到助学者角色的转变，更多地是承担学习的支持服务和协作交流。16个性化学习模式更多地关注师生之间、生生之间、学生与教育媒体之间的交往互动、个性化服务和灵活的教学范式。微课实现了知识
14、从固化到碎片，移动互联网则使我们可以充分利用碎片化的时间。不仅如此，我们每一次对碎片化时间的利用都还可以是非常高效的，因为，学习系统了解你的学习情况，知道怎么让你更高效地学习。传统教育是大家在一个封闭的客厅里，规定每节课45分钟，而现在移动互联网可以让学生和全世界各个地方的学习者交流，做到线下进行知识学习，线上进行知识传递，完全颠倒传统的教学结构，使强调知识传递、以教定学的知识传授模式逐步让位于强调问题中心、以学为主的整合探究模式，构建了新的教学范式。教师可以利用微课和翻转课堂进行基于技术的课堂教学案例欣赏，积极开展分析、讨论和教学反思活动，在学习活动中实现对技术、学科和教学法之间的深层次理解
15、。17在这种模式下，一方面，充分调动了学生的积极主动性，学习者在课堂上进行深入交互和思想碰撞，而不再是存在了几个世纪的那种被动的教学模式接受者；另一方面可以进一步加深对整合技术的学科教学知识的理解，培养教师将技术和学科教学知识整合地根植于自身课堂中的能力，实现将知识的传授迁移到了课外。(三）在线视频与大规模开放课程有利于教学知识呈现开放存取已经成为帮助所有人进行学习的关键因素之_，技术支持了信息的开放存取，实现了知识共享的无处不在，18这也是21世纪由新的学习技术所带来的张力和机会：学科内容的音频、视频等多媒体融入呈现，营造了更为丰富的交流互动和学生体验参与，促进了学习者情感领域的认知与发展，
16、并进一步帮助我们所有人学习；现有的视频动画、网络多媒体、甚至3D的教学内容，生动逼真地呈现在学习者面前，使学习突破了传统的学校围墙的限制，未来的师生关系应该是从传道授业变成解惑的角色，传道授业由互联网上高质量的视频资源来替代；在线视频分享为每一位学习者打开了一扇从其他机构那里学习的大门，学习和培训从单中心到多中心，各种大规模开放在线课程让学习方式越来越丰富。通过向学习者提供观看、参与和反思的教学视频资源，实现了跨界学习交互和教学应用示范。这种交互和示范不仅能够展示如何理解技术、学科内容知识和学科教学知识之间的关系，更能够展示如何为学科内容领域的教学制定与技术有关的有效决策，19从而促进学习者自主建构知识体系，实现教学知识的呈现与内化。(四
