大数据思维下教学过程数据分析及应用研究

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1、大数据思维下教学过程数据分析及应用研究　　【摘要】在高等教育领域已经储备有海量教学过程数据的背景下，强调了教学过程数据的价值，提出了大数据思维下基于教学活动流的分析模式，从数据采集、预处理到数据分析，最后进行预测建议。本文给出了具体的应用案例，借助真实的一线教学数据，并利用学习分析技术研究学生在学习过程中的实际参与表现和进展情况，分析相关性行为指标得出其间的相互关系，得到学生的学习行为规律，并根据分析结果进行指导和建议。分析结果可以优化学生的学习过程，为学生提供更有针对性的教学干预，推荐适宜的学习轨迹和学习方法；可以为教师改进课程设计、优化教学方法和改善现有的考

2、核方式提供数据依据；可以为管理人员更好地实施教学管理提供决策支持。其目的就是让大数据开口说话，全面提升高等教育教学的质量。　　【关键词】大数据思维；教学过程；学习分析；数据处理；学习行为　　【中图分类号】G434【文献标识码】A【文章编号】1009―458x（2016）11―0022―06　　一、引言　　随着全国各大高校教育信息化建设工作的推进，一些具体的教育数据在学校经年累月的信息化运行过程中不知不觉积累成为“大数据”。在这样的教育大数据背景下，高等教育各项工作要前进、要创新，必须借助数据这个财富顺势而为。这里提到的“大数据”14并不仅仅指海量数据，更多的是一

3、种“数据为大”的思维方式和问题解决方法（陈池，等，2014）。也就是说，注重对多元化数据进行全方位、全程化的收集，重视对尽可能全面的数据的深度挖掘和分析，从而发现数据背后的价值，以此来指导决策和提升洞察，减少传统惯性教育思维和个人偏好等因素的干扰。教学工作一直是整个教育工作的重中之重，因此，面向教学过程中的大数据研究及应用就显得尤为重要。　　本研究的目的在于利用教学过程中的数据来辅助和指导学生的学习、教师的教授和管理者的决策。利用这些大数据可以：①跟踪学生的学习行为。通过实时记录学生对知识点的掌握情况及其花费的时间和精力，可以更加真实地了解学生的学习状况，进行个

4、性化辅导。②辅助教师改进教学过程。通过调整教学目标和要求，改进教程设计，制定更加合理的教学大纲和授课计划，以及实施教学干预管理和开展课后补救等措施，改善学生的学习效果。③优化学习评价机制。通过数据分析对原有课程评价和考核机制进行纠偏，设计出有针对性的个性化评价考核机制，保证课程评价的客观性和科学性。　　二、教学过程数据14　　教学过程是指教学活动的展开过程，是教师根据一定的社会要求和学生身心发展的特点，借助一定的教学媒介，指导学生与培养方案、课程计划或其他教学参与者所进行的交互活动的过程。它可以在传统的教学环境（如学校、教室、实验室等）及非传统的教学环境（如校外

5、、室外等）中发生，也可以在传统的教学互动情境（如教师和学生之间的直接教学活动）或非传统的教学互动情境（如学生通过教学游戏、移动端交互APP进行学习）中（GlossaryofEducationReform，2013）发生。每一个教学过程都包含时间、地点和行为等因素。　　（一）教学过程数据的价值　　教学是学生与学习内容、环境、伙伴和教师之间复杂的交互过程，而这个过程中的基础数据就是教学过程数据，既包括学生和教师个人情况、学习内容、环境等静态数据，也包括学生对各种教学资源的操作等动态数据，以及这些因素之间的关系数据，这些经过多年累积下来的教学过程数据蕴含了巨大的分析价

6、值（Bienkowski，Feng，&Means，2012）。为此，可以建立称为教学过程记录仓库的系统来存储教学过程数据，例如学生在学习上投入的时间、对学习资源的利用行为、课堂中回答问题的表现、实验过程中的动手程度等，这些教学过程都值得记录。形成的大数据既可以帮助学生分析和优化学习过程，还可以帮助教师了解学生的学习行为特征，如学习参与度、理解能力以及与学习伙伴的互动协作等，从而可以对其学习过程和结果进行更全面、更客观、更科学的评估（Duhon，2014）。　　（二）教学过程数据的获取14　　可以从三种途径获取教学过程数据。对于作业、测试、问题评论以及教师的评分等

7、静态数据，可以通过传统手工采集，或通过网络教学平台中课程管理系统自动采集；对于学生学习过程中的行为数据，如浏览学习内容次数、练习时间、下载资料文件次数等数据，可以借助网络教学平台中课程管理系统生成的日志数据；对于学生上课出勤率、回答问题表现、实验实训的投入程度等需要现场及时采集的数据，可以采用传统手工方式，也可以采用移动终端APP进行采集和记录，这部分数据采集的关键是及时性。　　（三）数据的互操作问题　　虽然目前大多数教育领域已经实现了信息化，但是其所部署的信息系统一般都采用封闭的系统架构，各系统之间彼此独立，因而造成数据孤岛，不同系统之间的数据缺乏互操作性，即

8、各系统的数据不能整合、共