大数据与教育大数据的理论阐述

（一）大数据与教育大数据的概念

麦肯锡认为，大数据是指“那些规模大到传统的数据库软件工具无法进行采集、存储和分析的数据集”。德勤公司专家罗伯特指出：“规模并不是常规数据和大数据之间最主要的区别，大数据的重要属性应该是复杂性和多样性。”维克托在《大数据时代》中指出：“大数据时代最重要的是从大数据中挖掘价值。”

教育大数据是大数据研究的一个子集。从广义的角度看，“教育大数据”泛指一切日常教学活动过程中直接产生的各种行为数据；从狭义的角度看，“教育大数据”是指学生的各种点滴中的学习行为数据，主要来源于在线学习平台和教育管理系统。杨现民等学者认为，从数据采集的角度出发，教育大数据是根据教育需要进行采集，从整个教育活动中产生的具有巨大潜在价值的数据集合，教育大数据的汇聚具有高度的复杂性、连贯性和全面性。孙洪涛等学者从数据和技术两个层面，将“教育大数据”定义为：“服务于教育主体与过程，具有强周期性和高教育价值的复杂性数据集合。”

教育大数据之“大”并非只指数量之大，而是更加强调“价值”之大，即能从繁杂的教育数据中发现相关关系、诊断现存问题、预测发展趋势，发挥教育大数据在提升教育质量、促进教育公平、实现个性化学习、优化教育资源配置、辅助教育科学决策等方面的重要作用。也有研究指出，教育大数据是指整个教育活动过程中所产生的，以及根据教育需要采集到的，一切用于教育发展并可创造巨大潜在价值的数据集合。

综合来说，教育大数据是教师在教学过程中和学生在学习过程中所产生的各类数据的总和。这些数据既有静态的结果性数据，也有动态的过程性数据。这些千百万师生历经十年或者更多年的积累后，会形成非常有价值的数据库，通过对数据库中数据的根据限制条件的搜索、查找、分析，可以找到学生教学成绩和情感态度等发展规律，当有新的学生加入，并且符合某些数据模型后，就可以根据该学生展示出来的特殊特征，预测该生新的相关情况，或者对其进行有针对性的指导。

（二）教育大数据的构成与特征

构成教育大数据的要素主要包括教师和学生在课堂上的师生行为、教学评价、师生情感、课堂管理、考试数据等，主要分为过程性数据和结果性数据。对于过程性数据，通常我们通过视频录制、物联感知、图像识别等形式进行采集；对于结果性数据，我们通常是通过云平台的后台数据导出。教育大数据主要有以下三个特征。

1.数量巨大

尤其是课堂上的过程性数据，学生的表情、回答问题的方式等信息量是非常巨大的。山东青岛市在2017年做了一个社会课堂项目的大数据采集，数量达到了每年200TB（1TB=1024GB），如果扩展到更大范围的教育大数据，数量可能达到PB（1PB=1024TB）级别。

2.类型多样

从理论上讲，师生在课堂上的一切行为都可以被量化为教育大数据，而不单纯是指学生的考试结果数据，我们可以通过不同视角，得到各种结构化、半结构化及非结构化的数据。

3.价值密度低(www.xing528.com)

价值密度低是大数据的主要特征。实际上，教育大数据相比其他行业的大数据，其价值密度已经比较高了，但还是需要依赖于数据挖掘，才能实现数据的价值。

一般来说，影响教育信息系统数据质量的因素主要包括数据系统缺乏兼容性、缺乏标准化的数据定义、数据本身的可用性不强、数据提供者对同一数据项理解不一致、数据缺乏时间持续性、数据录入存在错误、数据更新不及时等。

（三）教育大数据的功能与作用

人类教育历史经历了农业时代、工业时代和信息时代三个时代，目前正在由信息时代向大数据时代发展。前三个时代出现了两大类教学模式，在农业时代和工业时代，主要教学模式是经验模仿教学模式，学生依靠教师的言传身教来学习是一种常态；到了信息时代，主要教学模式为计算机辅助教学模式，在这种模式下，计算机作为信息的载体和工具出现在了教学中，为教师的讲解和学生的学习提供了便利，提高了教学效率。而在已经开始的大数据时代，教学模式应该是数据驱动的教学模式，即目前教育正在发生变革，而教育大数据是这场变革的先导与核心。具体来说，在新的教学模式中，教育大数据的功能与作用主要包括以下三个。

1.支撑教师个性化教学

传统的教学模式主要关注教师的讲解和学生的接受，教师占主导地位，学生被动学习。而教育大数据使得教师获取每个学生的各类过程性数据信息成为可能，教师能够在平台数据支撑下了解每个学生的特点，洞察所有学生的需求，从而可以有效引导学生的学习，诊断并解决学生出现的问题，真正实现个性化学习。

2.精准分析学习者状况

在大数据技术的支撑下，通过数据分析和挖掘，教师能够对学生的各类结果性数据进行量化分析，然后根据平台提供的数据模型对学生的未来学习情况进行有效预测，发现潜在的问题，把教师从教学和评价的主要工作变为学生学习成长的陪伴者，这将是对学校教学形式的一大变化。

3.推动教育管理的变革

通常的教学管理，还是依靠领导的经验和教师的职业素养，存在巨大的不确定性，传统的管理者由于无法及时掌握学校的全部信息，所以一些管理决策难免有失偏颇，也难以服众。而随着大数据的到来，大数据平台能够依托领先的大数据采集挖掘能力、文本分析能力及算法和模型，帮助学校获取全网教育资讯、实时监测和管理高校舆情、校内外人物动态跟踪等，能够将数据分析的结果融入学校的日常管理与服务之中，已经成为学校信息化管理的重要工具。

总之，教育大数据可以促进教与学的过程，推进教育主管部门教育决策的科学化，实现真正的个别化教学，促使教育评价全面有效，完善教育质量监督体系，对整个教学改革、教学研究产生巨大的功能和作用。