大数据技术为教育教学迭变提供智慧分析

崔敬伟?何普

智慧校园通过集成和分析大量教育相关数据，为教学工作提供全面的视角，使得教育更加个性化、精准化。

《中国教育现代化2035》对教育信息化提出了明确要求：要加快信息化时代的教育变革。大数据技术一般包括采集与处理、存储与管理、分析与挖掘、展现和应用等方面。未来的智慧校园建设，基于大数据技术，以大量的数据作为师生成长的可视化路径，勾勒师生学习、文明、运动、健康、心理波动等年度动态肖像，为教育教学的迭变提供智慧分析，利用物联网、大数据、人工智能等技术，与学校教育、校园建设相结合，加快形成现代化的教育管理与监测体系，推进管理精准化和决策科学化，打造全新的集智慧环境、智慧学习、智慧教学、智慧管理于一体的智慧校园大数据生态系统。

智慧校园建设中大数据技术的表现特点

大数据技术在智慧校园建设中主要产生三种数据，且各具特点，这些数据的有效利用是实现智慧校园目标的核心。

校园基础数据。包含教职工及学生的个人信息、学籍档案以及校园固定资产，这是构成智慧校园的基础框架。这些数据为学校管理、教学安排及资源分配提供了基本参考。然而，由于参与者众多，这些数据的规模相当庞大，对存储和处理提出了较高要求。

视相数据。这类数据包括音频、图像和视频监控数据。视频数据从多维角度记录学生的校园动态。照片多是记录学校活动或学生成长的资料，比如获奖、优秀作业等。这类数据分析的挑战在于如何高效处理大量的实时视频流，并从中提取有用信息。

动态数据。教育活动的个体是活生生的人，每时每刻都在产生着变化，比如运动的数据可以是某一个时段的动态变化系统，也可以是某一个阶段的变化等。数据的动态变化更需要大数据技术的支撑和使用。

智慧校园中的数据具有显著特点：一是用户来源单一，主要由学生和教职工组成，为数据分析提供一定程度的便利；二是数据量庞大，从各种系统软件到社交媒体平台，数据广泛，包罗万象。现阶段数据的低利用率和高重复度成为智慧校园建设中的两大难题。大量数据只是被简单采集，并未发挥其潜在价值，同时，重复的数据存储也导致资源浪费。

大数据技术在智慧校园建设中的具体应用

一卡通的应用。一卡通系统是一种简单的身份验证和支付工具，它通过收集分析数据来提升校园管理服务水平。一卡通的应用远超过传统的消费和门禁功能，成为收集分析学生行为数据的重要手段。保定市竞秀学校的学生使用具有编号功能的特殊卡片，成为数据产生、收集、分析、建议的重要来源。借助校园监控系统从学生进入校园那一刻起，大数据就开始了动态形成。

班级前的屏幕记录学生晨读的时间、音量、时长等，班级内的屏幕可以进行多项数据预约：可以预约中午用餐的套餐类型，大大节省学生的排队时间，学校可以通过数据分析了解学生的饮食习惯和消费偏好，优化食堂菜单；可以预约场馆使用时间，精准测算场馆人数。

大数据可以分析一卡通在场馆管理中的应用数据，分析学生的借阅、运动、艺术等数据，学校不仅能了解学生的阅读偏好、运动喜好和艺术爱好，还能根据借阅趋势调整图书馆的藏书结构和采购计划，根据运动场馆的使用频率调整训练强度，根据艺术场馆的占用频率避免交叉影响等。这些数据为校园管理层提供师生行为的全面视角，成为了解学生需求的重要依据，通过数据分析和师生动态数据肖像，完成师生成长的数据建议，提供变革的方向。

教育管理应用。教育管理系统是连接学生、教师与管理层的桥梁。在大数据技术的推动下，教育管理不再局限于基础的信息记录和课程安排，而是逐渐转变为智能化、数据驱动的管理平台。

比如为了让教师的成长可视化，基于为教师成长画肖像的思考，从教师成长值、贡献值、学术值、健康值等多个维度开展教师成长量化测评，以大数据呈现教师的变化，实现教师增值评价的可视化；结合红绿灯思维，从行、禁、警三个维度制定学生信用体系，推出《红绿灯手册》，从违法、违纪、违规三条红线出发，从违反现象、法理依据、处罚尺度、具体措施、解除办法等方面进行可操作性规定，以大数据记录学生的文明礼仪、学习习惯、艺术表现等内容，并与学校的大数据场馆预约系统绑定，分值少于80%使用时间就会受到限制。

教学科研应用。科研管理的线上化提高教学效率，也为教学科研的深入发展提供强大的数据支持。科研系统中存储的数据为学校提供全面了解教师科研活动的窗口。大数据技术的应用使得这些信息的处理变得更加高效。通过对这些数据的深入分析，可以绘制出教师的科研画像，明确其研究领域和专长，进而为科研项目的分配提供依据。大数据技术还能对教师的科研成果进行全面统计，对教师研究成果的类型、分布和教师获奖情况进行搜集，帮助学校了解科研活动的整体情况，评估科研水平。这对于学校科研投入的合理化、科研方向的调整优化有重要意义。

大数据技术在智慧校园建设中的实施措施

建设校园数据共享平台，摆脱信息孤岛。建设校园数据共享平台是实现数据流畅共享的关键措施。大数据技术在建设校园数据共享平台过程中的应用，主要集中于深度挖掘处理各系统产生的数据，并建立统一的数据中心，以确保数据的一致性。建设校园数据共享平台需要将所有系统产生的数据统一存储于中心数据库。比如，新教师入职信息要先录入人力资源部，并赋予唯一的工号。着装、水杯、二维码都会形成自己的独立标识，通过数据整合，教师图书借阅、微量写作记录、运动打卡等都会形成自己独有的数据链条，年终可以形成教师个体成长力报告，确保数据的无缝对接。在共享平台上使用高级数据分析工具，使数据不仅被动共享，还能支持决策。同时加强数据安全措施，建立严格的数据访问权限管理、实施加密技术保护敏感数据，保护教师个人隐私。

针对采集教学相关信息，作出正确判断。观课议课始终是课堂教学提高质量的重要手段。平时多采用三五个教师随机记录，然后碎片化评价，往往效率不高。学校积极引进智慧AI课堂评价系统，有效采集课堂教学信息，帮助教师作出正确判断以便于修正课堂教学行为。一是现场采集录制，用两个4K高清智能摄像机对师生课堂进行现场无感采集录制，采集的数据可实时自动保存到云端。通过AI人工智能技术实时对教师课堂行为情况进行分析，实现一键录播、轻松回放。二是智能数据分析，课堂录制后，AI系统可以把一份详细的课堂教学行为分析报告呈现在教师面前。包括教师语速、高频词和惯用词、教师行为和学生行为的时间占比，提问分析、应答情况等80余项基础数据。三是远程评课议课，在团体研修环节，还有一个智慧观评课系统，通过电脑、手机、平板等终端，轻松开展现场或者远程观评课，解决教师传统执笔听课、听课结果不易统计汇总等问题。四是促进集备与改进，系统会将课堂分成八大教学行为进行切片，让循证教研成为现实。五是形成校本资源，研课系统可以把上课录像、说课总结、人工观评课结果、AI分析报告数據等结果汇总到一起，实现大数据行政研课，构成立体的研修资源。

智慧校园的构建不只是技术革新的产物，更是教育理念与管理模式转型的体现。智慧校园通过集成和分析大量教育相关数据，为教学工作提供全面的视角，使得教育更加个性化、精准化。这种数据驱动的方法，从校园基础设施的管理到教学质量的提升，显现出大数据技术的巨大潜力。随着技术的不断进步，智慧校园将持续推动教育行业的变革，为学校带来更高效的管理模式，为教师提供更多支持工具，为学生创造更加个性化的学习体验。

【本文系河北省教育装备“十四五”规划课题装备研究专题中的“教、学、管、评、测”智慧AI一体化校园建设研究（课题编号：JYZB2201002）的阶段性研究成果】