浅谈大数据在高校教学中的应用

张超，盛绍顶，汪晓华（.安徽理工大学材料科学与工程学院，安徽淮南300；.安徽理工大学发展规划处，安徽淮南300）

浅谈大数据在高校教学中的应用

张超1，盛绍顶1，汪晓华2
（1.安徽理工大学材料科学与工程学院，安徽淮南232001；2.安徽理工大学发展规划处，安徽淮南232001）

摘要：随着网络信息技术的高速发展，大数据已经对社会的各个领域产生重要影响。从大数据的基本概念和主要特征出发，介绍了大数据对高校教学的影响，并由此提出高校教师和学生如何高效合理利用大数据为教学服务，提高教学质量，同时阐述了大数据在高校应用中的困难并提出了相应对策。

关键词：大数据；高校；教学；应用

当前，大数据已经对社会的各个领域产生重要的影响，诸如教育、医疗和经济等。与上世纪90年代的互联网技术类似，大数据正在改变人类生活的方方面面，同时它将为社会中的各个行业带来新的机遇和挑战。

国外部分高校现正依靠大数据技术来处理实际生活中遇到的难题，例如位于美国南部的德克萨斯大学就依靠大数据数理技术来提取和分析学校教师和学生网络利用过程中产生的信息数据，判断学校师生的异常行为，进而采取相应的安全保护方案。当今高校管理者的办学理念与教师和学生的思想、行为习惯已经在不知不觉中受到大数据的影响[1]。如何将大数据信息资源和技术服务于高校的教学工作，提高学生的学习兴趣，是高校教师亟需深入思考的重要课题。

1　大数据的基本概念

1.1大数据的基本概念和主要特征

大数据主要指在高速发展的网络信息技术下，所呈现出的巨量数据信息以及伴随而产生的相关处理技术。大数据的内涵主要包含以下三个方面：第一，数据信息的处理和解读，难以利用人工劳动来衡量；其次，要从纷繁复杂的数据信息中迅速选取出有重要价值的数据；第三，大数据技术的飞速发展，广泛应用于社会的各个领域，同时推动新技术的发展[2]。

大数据的基本特征主要体现在：①庞大的数据量；②种类繁多的数据类型，涉及到个人的基本信息、社会交往记录以及地理等信息，这就要求对数据处理的能力较高；③数据价值密度比较低，因此，大数据技术亟需解决从巨量数据信息中抽取出有价值的信息；④要求较高的时效性，对分析数据的实时性与有效性要求较高。

1.2高校中的大数据信息

高校中每时每刻将会有大量的信息呈现在我们的周围，既包括学生的饮食消费、图书借阅、学习成绩、社团组织的参与情况以及学生的住宿等数据信息，也包括教师的教学内容、教学计划、课件制作、视频公开课和论文论著等各个方面的信息。同时，随着网络的不断发展，依靠某些设备自动收集高校教师和学生产生的数据信息也日益增多，如电子邮件、个人博客、微信等各种交流信息，以及在许多网站的点击记录等数据。这些信息表现为庞大的数据量和复杂的结构，最终使得常规的软件处理这些数据需要大量的时间，远远超过了人们的预期，因此必须寻找合适的大数据处理技术。

对于处理步骤，大数据与一般数据的处理过程一样：首先是利用相关工具对产生的大量数据信息进行一定的提取和集成，根据规范化的方式存储数据；然后，需要依靠相关的分析技术来分析已经存储的信息数据，并抽取出有价值的数据；最后以可视化的方式将提取出来的结果呈现给用户[3]。

2　大数据在高校教学中的应用

2.1大数据在教师教学中的应用

（1）教师能够更好地掌握学科前沿动态信息。当前，学科发展日趋复杂，特别是交叉学科的发展，这对专业教师而言，难度越来越大，教师不仅要掌握本专业的课程知识，而且要不断学习其它学科的发展动态以及学科之间的相互关系。在大数据时代中，各种技术手段的飞速发展使各种信息数据增长呈现爆发性增长。高校教师将要时刻面对纷繁复杂的巨量数据信息。与此同时，在大数据时代中，信息数据将具有共享性、自由性和开放性等特点。作为高校教师，尤其是青年教师要充分利用大数据时代的巨量资源，不断挖掘和有效发挥大数据的功能，快速了解学科前沿信息，并预测学科发展动态，为教学服务，提升教师的教学水平。

（2）教师要充分利用大数据时代的巨量资源为教学服务。对于大数据背景下的巨量资源，教师可通过浏览和甄别等手段选取适合本学科课堂教学的资料，尤其与课程设置相符合的动画视频资源，如果能够将其应用于电化教学中，将会使教学更加形象、生动。第一，许多视频动画都有操作的详细步骤和注意事项，并且具有三维显示效果逼真、能够回放等多种功能，比现场操作更直观，更真切，能够让学生更好地掌握现代化工业技术，促进其学习积极性。第二，对许多高温高压等危险实验，合理利用这些动画视频资料让学生在掌握知识的同时也避免了危险。第三，有助于节约资源，节省财政负担，这一点尤其适用于实验条件较弱且经费不足的高校。充分利用大数据时代的巨量资料，将会激发学生的学习兴趣，提高教学质量。

学生们在日常学习过程中都会被摄像系统记录，如此大的数据信息，通过整合和分离，提取出学生学习情况的宏观特征和微观表现，不仅能让教师了解整个班级的学习情况，而且能够让教师做到因材施教，对某些学生进行具体问题具体分析，有利于提高教学质量。

目前许多尖端技术无法通过实验来让学生了解，比如国际上一些高精度高难度实验，即便是实验条件较好的高校，也很难具有这些高端的实验设备，对此，充分利用大数据时代的资源和技术，就能够开阔学生的视野。

（3）教师们可以更好地了解学生的心理特征。在大数据时代，高校教师要通过应用大数据技术，分析和预测学生的心理特征，并对解决学生心理健康过程中遇到的实际问题进行归纳与总结，从而让教师更好地了解学生，改善师生关系，促进学生学习兴趣，提升教学效果。

在传统教学过程中，教师主要通过以下两种方式获取学生心理状况的信息：一种是通过与学生面谈、电话交流、问卷调查、家访以及其他同学的侧面反映等渠道了解学生的心理健康；另一种，根据教师尤其是教学多年的老教师的教学经验在平时教学过程中对学生的观察来了解学生的心理健康问题（经验感知性）。如果依靠大数据技术，可以将每位学生在课堂每时每刻的各种表现都记录下来，进行处理，归纳出学生学习的状态。教师根据获得的结果制定相应的教学方法，激发学生的学习积极性，提高教学质量，提升教学效果。

2.2大数据在学生学习中的应用

利用短视频与交互式练习的大型开放式网络课程（MOOCs）学习不仅能让学生有效地学习网络上的课程，而且能够让学生根据自己的生活方式和学习习惯来安排学习的时间和地点，这将提高学生的学习积极性，有助于学生的自主学习。来自北京航空航天大学的吴文峻教授认为MOOCs能够让学生由传统的“逃课”成为现在的网络“淘课”，从而提高学生的学习主动性和积极性。

对于现在许多毕业生就业难的问题也可以依靠大数据来化解。高校教师一方面可以搜集近年来市场需求的就业信息，存储、管理并采用相应的数据分析技术，预测未来几年专业人才的需求，进而在教学过程中灵活添加相应的教学内容，服务于市场需求。同时，学生可以搜集、挖掘和管理整个市场的专业需求和人才的需求数量，并利用数据处理技术和建模技术来获取就业信息，提升就业率。

3　高校大数据的处理步骤及其应用难点与对策

在高校的教学过程中，大数据的处理主要包括三大步骤，分别是提取和集成数据、分析数据以及展示数据。对于提取和集成数据，主要是把学生在校的各种情况提取并统一汇成规范化的信息数据。分析数据是对处理数据的效率和准确率进行平衡，并建立分析数据的模型，传统分析数据主要有统计分析、机器学习以及数据挖掘三种方法。对展示数据而言，主要是利用变化曲线、多维叠加或者三维空间坐标等方式把分析和处理数据的可视化结果向用户呈现。

随着大数据的不断更新和发展，当前，大数据技术也存在三个方面的困难：一是数据集成；二是分析数据的方法不足；三是在保护个人隐私方面有待提高。因此，未来高校应深入探索大数据技术的质量，通过高校之间的互相协作挖掘数据分析处理的新方法和高效合理的个人隐私保护制度。由于大数据在高校教学工作中的应用具有一定的挑战性，高校教师要想将大数据应用到教学中以更好地掌握和理解，首先，应该树立大数据重要性的强烈意识，推动大数据在高校教学工作中的广泛应用；其次，要对大数据的基本概念及其特征进行系统性梳理，并对大数据的动态变化趋势进行深入分析，深刻认识到大数据在高校教学过程中应用的重要性和紧迫性；最后，在日常教学过程中，时刻对有关数据信息进行搜集、归类和整理，进而挖掘重要信息，为以后的教学工作服务，提高教学质量。

参考文献

[1]李艺全.大数据视域下高校人才工作的适应与创新[J].河北工业大学学报（社会科学版），2014（2）：70- 74.

[2]相海泉.迎接大数据时代[J].中国信息界，2013（5）：38- 42.

[3]孙其伟，陆春.大数据在高校中的应用研究[J].中国教育网络，2014（1）：63- 65.□

doi：10.3969/j.issn.1008- 553X.2015.02.035

中图分类号：G434

文献标识码：A

文章编号：1008- 553X（2015）02- 0097- 03

收稿日期：2014- 12- 16

基金项目：国家自然科学基金（项目编号：21471004）；安徽理工大学教学研究基金资助

作者简介：张超（1984-），男，北京师范大学博士研究生，讲师，研究方向：极端条件下材料特性研究，13955434191，jsxzzhangchao@126.com。

Application of the Big Data for the Teaching and Learning in Universities

ZHANG Chao1，SHENG Shao-ding1，WANG Xiao-hua2
（1. College of Mechanical Engineering，Anhui Universityof Science and Technology，Huainan 232001，China；2. Development and Planning Department，Anhui Universityof Science and Technology，Huainan 232001，China）

Abstract:With the rapid development of network technologies，big data has profound impact on every area of society. In this paper，based on the basic concepts and main characteristics of the big data，the impact of the big data on the teaching are introduced，and thus we proposes that howto use the big data efficiently and reasonably for the teachers and students in the the university to improve teaching quality. Furthermore，the difficulties of the application of the big data are expounds，and the correspondingcountermeasures are put forward.

Key words:bigdata；university；teachingand learning；application