大数据的教育决策支持系统构建研究分析

李 静

湖南铁路科技职业技术学院 湖南 株洲 412000

一、大数据和教育大数据基本概述

大数据是指科学性数据,把大量数据作为研究的基础,钻研相关领域的数据问题,分析所有数据存在的关系,挖掘数据间的关联,为解决各个领域的问题提供有价值的数据资料。大数据这一词汇从2009年开始流行,2012年成为时代发展的一个重要趋势,2013年被媒体称为中国大数据元年。大数据的出现为各行业的发展提供了良好的技术平台。利用大数据平台,能够采集与处理数据,并系统性管理各项数据。大数据平台下,先进的科学技术是大数据价值的集中体现和有力支撑。此外,大数据在一定程度上帮助使用者找到问题根源,避免人们受到表面现象的影响。

大数据教育指整个教育领域使用的所有数据,可能来自其他教育行业,又或者是实际教育工作中自然形成的数据信息。这些数据具有相同的特点,能广泛运用在教育行业,在教育活动中的价值非常高。在大数据的环境下,教育大数据至关重要,创新了教育行业,在一定程度上推动我国教育行业的提高和发展。教育大数据主要分成两类：宏观数据,如国家、各省市的教育年鉴;过程数据,如各学生、各科目、各过程环节的成绩,据教育部2017年统计数据(http：//www.chyxx.com/industry/201808/664173.ht ml)显示,当年全国中小学在校生总数为18560.7万人,其中中职在校学生1592.5万、高中在校学生2374.5万、初中在校学生4442.1万、小学在校学生10093.7万、特殊教育在校学生57.9万,如果按每个学生一年10门学科记录期中、期末、小考分数,按5门过程成绩记录,就有92.80亿条数据,按平均每条数据5 K计算,可能需4640175×5K＝4.425216万TB＝43PB数据,如果再加上本科学生数据,将达到100PB的惊人数据量,多年累积下来,这些数据的存储与利用就是大数据研究的范围。

二、大数据的教育决策

大数据可引导教育决策走向精确化和高效化。传统教育中决策多是凭借经验,且决策者主要是年龄、时代差异较大的领导者,教育决策易与教育本身脱节。大数据的引入依靠系统数据搜集分析建模等方式使决策者可以更加全面和高效地了解学生真实情况,提升决策的数量和质量,节约时间和人力成本,下面以湖南工程职业技术学院为例的创新创业教育的数据统计。

2019年2月23日,中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《加快推进教育现代化实施方案(2018-2022年)》,文中提出实施创新创业教育改革燎原计划。可见,党中央、国务院高度重视创新创业工作,尤其关注大学生创新创业教育。为了解高职院校创新创业教育状况,以湖南工程职业技术学院为例,对“双创”教育的现状进行问卷调查,并深入分析调查数据。本调研共发放问卷1000份,每个系部按学生数10%的比例进行发放,回收问卷900份,其中符合问卷调查研究数据要求的有效问卷875份,回收率为90%,问卷有效率为87.5%。本次问卷涵盖五个系三个年级的学生,在所有回收的有效问卷中,2016级的423份占43.8%,2017级的277份占31.6%,2018级的175份占20.1%。在此次创新创业教育开展形式的问卷调查中,22.5%的学生认为应该作为必修课程,在全院学生中推广。20.7%的学生选择了参加社会实践,通过业余兼职工作的方式去积累创业经验。这次调查的教育数据说明2.5%的学生认为应该作为必修课程,20.7%的学生选择了参加社会实践。也由此说明大数据的教育决策的重要性。

针对新时代下的大数据教育,国家迫切需要进行教育大数据本土应用的研究,虽然大数据教育不是起源于本国,但是不能一味仿造国外教育信息化进程。通过这些年有关教育改革的大数据研究,大数据教育研究的学科选择多在于思想政治教育,但是现代教育观念倡导的是素质教育,要求面向学生的全面发展,培养德智体美劳等全面发展的新一代社会主义事业的接班人。

大数据教育通过建立学习系统来评估影响学习效果是其重大因素,可以使教师有效整合零散的教学资源,真正理解每名学习的学生,并根据他们个人的学习习惯、学习兴趣和学习偏好来提供准确而有针对性的教学;同时提供给学生适应性反馈,使每一名学生方面发现个人的学习偏好,为学生推荐与其学习计划最适宜的课程和教材,达到最佳学习效果,实现“智慧”学习。通过数据跨界整合,可以很好改善落后的传统教学关系,实现更具个性化的交互。

在认识到大数据对于改革教育决策的巨大潜力后,加紧了大数据促进教学模式转变的研究。目前我国正在加速教育改革的步伐。在大数据时代下,众多研究者认为教育改革面临着时机与挑战并存的情况,加强对于学生的思想政治教育改革显得尤其重要。借助于大数据,我国教育改革也获得了新的发展方向,通过大数据的强大、精细的数据资源,我们可以分析教育改革中的漏洞以及侧重点,降低由于数据量少,资料不全等带来的数据缺失风险,从而加快对于教育改革中漏洞的反应速度。对于大数据教育的研究是讨论大数据教育的内容、特点以及国外应用大数据推进教学成功的发展,进而加快大数据推动教学的理论研究。

三、系统构建研究分析

系统性原则是构建学校教育管理系统的核心,管理系统是在构建研究分析基础上产生的,它更注重各系统间相互关联与渗透的关系。因此,在构建学校教育管理系统时,需以系统性原则为出发点,合理把握各中的转化关系,这样才能让系统构建研究更好发展。

系统管理的完善是系统的优点之一,多处地方便了系统管理人员的管理和用户的使用。用户管理模块是把每个使用此系统的人员作为一个用户,根据每个使用人员的需求而确定的使用范围授予每个用户不同的权限。通过对用户和用户权限的管理保障系统数据的安全性,数据管理的记录能够使管理员保证系统的正常运行。

系统构建教育大数据统计与分析,需要进行需求分析,需求分为学校用户功能需求和非功能性需求。学校用户功能需求包括：系统用户登录、个人工作桌面、上报与审核、进度监控、数据校验、数据汇总、数据质量核查、数据导入导出、基础数据服务,统计工作管理的系统角色权限;非功能性需求包括：基础代码入库、软件适用条件、保障性、稳定性、可扩展性和系统性能。

本文在研究系统构建的基础上,结合在线教育大数据的主要数据来源、服务对象、主要功能等,提出在线学习分析系统的系统架构(如图所示),整个系统架构由在线教育系统、数据预处理、学习分析引擎、显示面板、利益相关者5个模块构成。

由上图得知,和传统学习分析系统不同,在线学习分析系统的利益相关者还包括研究者。研究者主要研究学习分析系统本身,如哪些学习分析服务能够帮助学习者管理自身的学习,管理者又怎样通过新的视图改变教育决策过程等相关问题。

需要注意的是,在线学习分析系统架构中的各个模块并不是独立存在的,各个模块之间存在一定的关联性。根据上图箭头指示的数据流向得知,前一模块的输出数据作为后一模块的输入数据,整个系统架构形成了一个封闭式的数据流循环,学生、教师、管理者既是教育数据的生产者,也是教育数据的消费者。教育利益相关者与学习分析系统的交互有效地促进了教育大数据的动态再生。

四、基于大数据的教育决策支持系统构建研究

从目前的实际情况来看,各领域中,大数据都有非常广阔的应用空间。现代化教育管理中,大数据的影响不容忽视。

(1)大数据对教育管理决策影响。通常情况下,教育决策的制定与数据支持密不可分。随着大数据的出现和不断发展,教育管理决策逐渐受到一些影响。根据具体数据源头进行划分,教育大数据包括了来自教育系统内部与教育教学相关的数据,是教育数据的主要组成部分。另外,包括来自互联网、社交平台的数据。与传统教育信息相比,大数据环境下教育管理决策具备广泛性特征。

大数据对教育管理决策的影响,在一定程度上增加了教育管理决策参与人员,使教育管理决策更加全面。昔日教育管理决策中,相关基础性数据非常少,教育管理决策者往往依靠工作经验或者学校原有的数据制定教育决策。这种情况下,最终制定的决策缺少实践性,在无形中导致教育管理决策与学校实际发展适得其反。大数据背景下,大量公开的数据信息发挥独特的优势,从上级教育行政单到一线教育工作人员,都能够积极参与教育管理决策制定过程。大数据多样化的发展趋势,帮助教育工作者、社会群体等参与教育管理决策过程,最终使教育管理决策与实际情况相吻合,促使我国教育事业进步与发展。

(2)大数据的教育决策支持系统构建原则。首先是方向性原则。通过培养“应用型”的创新性人才作为重要的发展原则,展现教育后期改革和发展的重要要求,系统更加全面的反映整个培养目标。

其次是科学性发展原则。通过国外的先进教育教学理念与国内已有的相关研究成果进行结合,与本校相关的教育教学发展情况、教学设施、学生等进行深入交谈,对其中一些资料和文献进行学习、总结并且反洗,对其中的内涵都要进行重复性研究,而确定后期的表述能够明确相互之间进行联系,构成有效的整体。

最后是动态性发展原则。针对教育教学质量而言,是一个动态的发展过程。伴随着科学技术的不断发展,教育教学者所针对的对象也在产生着很多变化,在整个课程教学内容、方法以及模式等方面都进行了不断的创新。在这样一种发展过程当中,教育教学管理者针对结果进行分析,依据不同的变化以及现实情况进行协调,进而保证最终的有效性。

(3)大数据的教育决策支持系统构建需求。随着教育事业的发展趋势,教育管理单位对教育统计的管理日渐细化,需用现代化的信息技术手段完成现有工作,并建立教育大数据为教育教学以及教育管理提供决策支持服务。通过大数据分析,教育管理单位可以及时了解教育综合改革中相关决策实施的效果,全面掌握教育建设的进展和水平,准确把握各级学校在教学活动中的相关情况等。

在大数据分析方面,学校需要通过对教师和学生在教学、活动等各方面数据的收集、分析,发现出有利于提高学校管理效率、教学质量、数据准确性等多方面的决策服务。教育大数据统计与分析系统能够为基层学校统计工作减负,提高教育服务能力,真正意义上实现系统构建对大数据教育决策的需求。尤其统计数据的准确性是分析教育事业的基础,教育事业统计工作完成后,需要将采集的数据上报到教育主管单位,因此,确保每一个数据准确、可靠是系统构建的核心。

总结

信息时代,大数据是历史发展的必然。系统构建基于教育大数据的在线学习分析,将大数据思维应用在线学习、教学、管理过程。现代化教育行业发展过程中,大数据的使用存在很多客观问题,所以要分析学习者的学习行为,监控和管理在线教育教学质量,评估在线教育的资源适用度等;促进在线教育教学效果的提升,推动在线教育教学模式改革为教学管理和教育科学决策提供支持,促进在线教育资源的完善优化。大数据应用在教育管理决策方面表现出了很大作用。教育一定会走向数据驱动,并最终实现大数据驱动。但数据驱动的绝不会是课堂或学习过程,因为它是灵魂驱动的。让大数据服务于教育系统的设计与改进,让人类教师服务于学生的成长。