軟件工程教學(xué)中大數(shù)據(jù)的應(yīng)用范文

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摘要:

“互聯(lián)網(wǎng)+”應(yīng)用于教育領(lǐng)域所產(chǎn)生的表征教育管理者、參與者、以及教育環(huán)境的數(shù)據(jù)日漸增加，面向教育領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用對(duì)于提升教育教學(xué)質(zhì)量尤為重要。本文針對(duì)大數(shù)據(jù)的不同采集方式，對(duì)其特點(diǎn)及特性進(jìn)行分析。結(jié)合教育領(lǐng)域中參與者的實(shí)際需求，描述了教育大數(shù)據(jù)在其中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:

互聯(lián)網(wǎng)+；多源教育數(shù)據(jù)；軟件工程；教學(xué)模式

隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)正在廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，“互聯(lián)網(wǎng)+”與教育的結(jié)合所產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)將會(huì)對(duì)教育領(lǐng)域各個(gè)參與者產(chǎn)生深刻影響。通過對(duì)教育大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)及特性進(jìn)行分析，構(gòu)建多源教育數(shù)據(jù)的分析及處理方法已經(jīng)成為影響教育發(fā)展戰(zhàn)略的科學(xué)力量。鑒于教育領(lǐng)域本身的特點(diǎn)，教育大數(shù)據(jù)來源廣泛、采集形式各異，呈現(xiàn)出不同的特征及應(yīng)用模式。與傳統(tǒng)領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)相比，教育大數(shù)據(jù)本身呈現(xiàn)高度的復(fù)雜性[1]。與傳統(tǒng)領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)應(yīng)用相比，教育大數(shù)據(jù)的應(yīng)用需要高度的創(chuàng)造性。教育領(lǐng)域的數(shù)據(jù)應(yīng)用是以培養(yǎng)人才為其主要目的，所以，針對(duì)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用不僅要切實(shí)可行，還需要從根本上洞察教育問題產(chǎn)生的原因。

一、教育大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)及特性分析

1.1“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下的教育大數(shù)據(jù)分類

隨著感知、計(jì)算、通信、控制等技術(shù)的發(fā)展，“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下的教育數(shù)據(jù)包括由不同的感知設(shè)備采集到的教育環(huán)境數(shù)據(jù)、通過定期采集存儲(chǔ)的基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)、以及在線的教育資源數(shù)據(jù)等。

1.教育環(huán)境數(shù)據(jù)

智慧校園作為“互聯(lián)網(wǎng)+”的典型應(yīng)用之一[2]，通過智慧校園的信息化平臺(tái)，可以采集到各種類型的數(shù)據(jù)。GPS定位、情境感知、移動(dòng)通信等技術(shù)使得各種教與學(xué)行為的日志信息更加豐富，不僅僅可以記錄什么人在什么時(shí)間什么地點(diǎn)做了什么，還可以采集到行為發(fā)生時(shí)周邊的環(huán)境信息、個(gè)人體征信息、情緒狀態(tài)等。

2.靜態(tài)基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)

基本信息數(shù)據(jù)主要包括教師和學(xué)生的個(gè)人信息、課程信息、成績(jī)信息、習(xí)題信息、行為信息等。基礎(chǔ)信息主要通過定期的采集實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的定期更新和維護(hù)。此類信息是進(jìn)行以數(shù)據(jù)為中心的教育教學(xué)模式探索和發(fā)現(xiàn)的最基本的原料，涉及學(xué)籍、人事、資產(chǎn)等信息具有高度的隱私性和保密性，屬于國家重點(diǎn)保護(hù)的教育數(shù)據(jù)之一[1]。

3.在線的教育資源數(shù)據(jù)

隨著移動(dòng)與開放教育浪潮的興起，在線教學(xué)資源數(shù)據(jù)包括課件、微課、微視頻、精品課程、教學(xué)論壇、試題試卷等[3]。

1.2“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下的教育大數(shù)據(jù)特點(diǎn)隨著采集方式的變革，“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下的教育大數(shù)據(jù)具有如下特點(diǎn)：

1.海量性

與傳統(tǒng)的領(lǐng)域相似，隨著學(xué)生規(guī)模的增加，課程類型的多樣化，“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下的教育數(shù)據(jù)包括由不同的移動(dòng)設(shè)備所采集的教育管理控制數(shù)據(jù)、靜態(tài)的人才培養(yǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)、以及監(jiān)控學(xué)生實(shí)時(shí)狀態(tài)的數(shù)據(jù)等。

2.時(shí)空相關(guān)性

在時(shí)間上，根據(jù)產(chǎn)生的時(shí)間不同，教育數(shù)據(jù)具有時(shí)間相關(guān)的變化和分析。因此，在進(jìn)行教育數(shù)據(jù)的分析和應(yīng)用時(shí)，一方面需要考慮時(shí)間和空間兩個(gè)維度的數(shù)據(jù)演化特性；另一方面，還需要充分利用時(shí)間和空間不同維度之間的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系。

3.多尺度與多粒度

除了利用教育數(shù)據(jù)除了要考慮時(shí)間和空間等維度之外，還需要考慮數(shù)據(jù)尺度和數(shù)據(jù)粒度對(duì)于數(shù)據(jù)特性的影響。在規(guī)模的尺度上，可以分為專業(yè)、年級(jí)、學(xué)院、學(xué)校等；在時(shí)間尺度上，可以分為月、學(xué)期、學(xué)年、屆等。

4.異構(gòu)與相關(guān)

教育數(shù)據(jù)無論是從結(jié)構(gòu)上、組織方式上、維度尺度與粒度上都會(huì)存在巨大差異，即數(shù)據(jù)的異構(gòu)性。教育數(shù)據(jù)的來源各不相同，教育系統(tǒng)內(nèi)容各個(gè)對(duì)象之間緊密相關(guān)，表征教育系統(tǒng)狀態(tài)的數(shù)據(jù)源之間也緊密相聯(lián)。

二、教育大數(shù)據(jù)在軟件工程專業(yè)教育教學(xué)中的應(yīng)用

為充分發(fā)揮多源數(shù)據(jù)的作用，從數(shù)據(jù)和特征等多個(gè)層次對(duì)多源異構(gòu)信息進(jìn)行深度融合，挖掘大數(shù)據(jù)內(nèi)在的演化趨勢(shì)和潛在模式，將其用于課程教學(xué)、決策者服務(wù)、個(gè)性化學(xué)習(xí)等應(yīng)用中。如圖1所示，為了構(gòu)建面向軟件工程課程教學(xué)應(yīng)用，首先，需要對(duì)多源異構(gòu)的教育數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理；其次，結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)等相關(guān)理論基礎(chǔ)，構(gòu)建多源異構(gòu)教育數(shù)據(jù)的清洗及發(fā)現(xiàn)方法，探索適合于具體應(yīng)用的分析模型及方法；最后，結(jié)合領(lǐng)域知識(shí)，結(jié)合所構(gòu)建的分析模型，通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)，為教師、學(xué)生、決策者等提供滿足其個(gè)性化需求的服務(wù)。

2.1面向?qū)W生的應(yīng)用

根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，以及課程涉及到的知識(shí)等情況向?qū)W生推薦適合的課程。通過多源數(shù)據(jù)的協(xié)同分析及用戶建模，為學(xué)生提供滿足其個(gè)性化需求的服務(wù)。

2.2面向教師及決策者的應(yīng)用

通過對(duì)教育大數(shù)據(jù)的分析及處理，教師根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的反饋進(jìn)行有針對(duì)性的備課。通過對(duì)學(xué)生及教師信息的相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析、挖掘發(fā)現(xiàn)，為教育管理者及決策者提供依據(jù)[2]。

三、總結(jié)

“互聯(lián)網(wǎng)+”的應(yīng)用為面向信息物理融合的多源數(shù)據(jù)協(xié)同分析創(chuàng)造了條件。本文從“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下的教育大數(shù)據(jù)的分析及特點(diǎn)的角度進(jìn)行了分析，并簡(jiǎn)單介紹了教育大數(shù)據(jù)的分析及發(fā)現(xiàn)方法，分別從學(xué)生、教師、決策者的角度對(duì)教育大數(shù)據(jù)在軟件工程課程教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行了描述。

參考文獻(xiàn)：

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［2］鄔賀銓.大數(shù)據(jù)時(shí)代的機(jī)遇與挑戰(zhàn)［J］.求是,2013(4):47-49.

［3］陳池,王宇鵬,李超等.面向在線教育領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)研究及應(yīng)用［J］.計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展,2014,51(增刊),67-74.

［4］畢天睿,王昕.數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策支持系統(tǒng)在高校教育質(zhì)量管理中的應(yīng)用［J］.中國教育信息化,2016.03,60-62.

作者:桑春艷 王喜賓 單位:重慶郵電大學(xué)