技術(shù)變革教育的時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨，以信息化帶動(dòng)教育現(xiàn)代化已上升為國(guó)家戰(zhàn)略。當(dāng)前，我國(guó)教育發(fā)展面臨諸多難題(減負(fù)、公平、質(zhì)量提升、均衡發(fā)展等)，而云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)分析、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信等信息技術(shù)的快速發(fā)展為解決教育難題、促進(jìn)教育領(lǐng)域綜合改革與發(fā)展，提供了重要機(jī)遇和巨大可能性。

　　其中，大數(shù)據(jù)技術(shù)無(wú)疑是推進(jìn)教育創(chuàng)新發(fā)展的科學(xué)力量。近年來(lái)，大數(shù)據(jù)不斷對(duì)社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生深刻影響，正在是新建人類(lèi)工作、生活與思維的變革。同樣，其“威力”也強(qiáng)烈地沖擊著整個(gè)教育系統(tǒng)，正在成為推動(dòng)教育系統(tǒng)創(chuàng)新與變革的顛覆性力量。

　　教育大數(shù)據(jù)的特征和結(jié)構(gòu)  教育大數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)的一個(gè)子集，特指教育領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)，是整個(gè)教育活動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生的以及根據(jù)教育需要采集到的，一切用于教育發(fā)展并可創(chuàng)造巨大潛在價(jià)值的數(shù)據(jù)集合。教育大數(shù)據(jù)之“大”并非只指數(shù)量之大，而是更加強(qiáng)調(diào)“價(jià)值”之大，即能從繁雜的教育數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)相關(guān)關(guān)系、診斷現(xiàn)存問(wèn)題、預(yù)測(cè)發(fā)展趨勢(shì)，發(fā)揮教育大數(shù)據(jù)在提升教育質(zhì)量、促進(jìn)教育公平、實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)、優(yōu)化教育資源配置、輔助教育科學(xué)決策等方面的重要作用。

　　與傳統(tǒng)教育數(shù)據(jù)相比，教育大數(shù)據(jù)的采集具有更強(qiáng)的實(shí)時(shí)性、連貫性、全面性和自然性，分析處理更加復(fù)雜和多樣，應(yīng)用更加多元、深入。傳統(tǒng)教育數(shù)據(jù)的采集往往是階段性的，多在用戶(hù)知情的情況下(非自然狀態(tài))進(jìn)行，分析的手段多采用簡(jiǎn)單的匯總統(tǒng)計(jì)和比較分析，關(guān)注的重點(diǎn)是受教育者的群體特征以及國(guó)家、區(qū)域、學(xué)校不同層面教育發(fā)展的整體狀況。

　　在大數(shù)據(jù)時(shí)代，移動(dòng)通信、云計(jì)算、傳感器、普適計(jì)算等新技術(shù)將逐步融入教育的全過(guò)程，可以在不影響師生教學(xué)活動(dòng)的情況下實(shí)時(shí)、持續(xù)地采集更多微觀(guān)的教與學(xué)的過(guò)程性數(shù)據(jù)，比如學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡、在每道作業(yè)題上逗留的時(shí)間、教師課堂提問(wèn)與微笑的次數(shù)等。教育大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)更加混雜，常規(guī)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)(如成績(jī)、學(xué)籍、就業(yè)率、出勤記錄等)依舊重要，但非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)(如圖片、視頻、教案、教學(xué)軟件、學(xué)習(xí)游戲等)將越來(lái)越占據(jù)主導(dǎo)地位。

　　教育數(shù)據(jù)每時(shí)每刻都在產(chǎn)生，然而教育領(lǐng)域究竟包含哪些數(shù)據(jù)?需要采集哪些數(shù)據(jù)?借鑒人力資源領(lǐng)域的人才素質(zhì)“冰山模型”，可以構(gòu)建教育大數(shù)據(jù)的“冰山模型”(如下圖所示)。

　　該模型將教育數(shù)據(jù)分為兩大部分，分別是顯露于冰面之上的數(shù)據(jù)和深藏于冰面之下的數(shù)據(jù)。多年來(lái)，國(guó)家采集的教育數(shù)據(jù)主要以管理類(lèi)、結(jié)構(gòu)化、結(jié)果性的數(shù)據(jù)為主，這些數(shù)據(jù)位于“冰面”以上，具有易測(cè)量、顯性化等特點(diǎn)，重點(diǎn)關(guān)注宏觀(guān)層面教育發(fā)展整體狀況，在一定歷史時(shí)期對(duì)我國(guó)制定教育政策、推動(dòng)教育發(fā)展起到了積極的作用。

　　然而，隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，國(guó)際社會(huì)對(duì)教育大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略資產(chǎn)的地位越來(lái)越認(rèn)可和重視，教育數(shù)據(jù)的全面化采集與深度挖掘分析就變得越來(lái)越重要。教育數(shù)據(jù)采集的重心將向非結(jié)構(gòu)化的、過(guò)程性的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變，此類(lèi)數(shù)據(jù)主要位于“冰面”以下，具有難測(cè)量、隱性化等特點(diǎn)。這些數(shù)據(jù)無(wú)論從數(shù)量上、增長(zhǎng)速度上、還是潛在的價(jià)值上，都將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越傳統(tǒng)的教育數(shù)據(jù)。

　　教育大數(shù)據(jù)的五層架構(gòu)

　　教育數(shù)據(jù)是客觀(guān)的，其價(jià)值的發(fā)揮取決于操控和應(yīng)用數(shù)據(jù)的人。因此，無(wú)論是冰面之上的數(shù)據(jù)還是冰面之下的數(shù)據(jù)都屬于教育大數(shù)據(jù)的重要組成部分。只是從當(dāng)前教育數(shù)據(jù)的采集與應(yīng)用上來(lái)看，應(yīng)當(dāng)著重加強(qiáng)冰面之下部分教育數(shù)據(jù)的采集與深度挖掘，同時(shí)加強(qiáng)教育大數(shù)據(jù)與其他領(lǐng)域大數(shù)據(jù)(醫(yī)療、交通、經(jīng)濟(jì)、社保等)的融通和關(guān)聯(lián)分析，進(jìn)一步增強(qiáng)教育決策的科學(xué)性。為了更加清晰地認(rèn)識(shí)教育大數(shù)據(jù)的概貌，這里根據(jù)教育數(shù)據(jù)的來(lái)源與范圍，將其分成五層架構(gòu)(如下圖所示)，從下向上匯聚各種教育數(shù)據(jù)。

　　個(gè)體層教育數(shù)據(jù)： 包括國(guó)家規(guī)定采集的教職工與學(xué)生的基礎(chǔ)信息、用戶(hù)各種行為數(shù)據(jù)(如學(xué)生隨時(shí)隨地的學(xué)習(xí)行為記錄、管理人員的各種操作行為記錄、教師的教學(xué)行為記錄等)以及用戶(hù)狀態(tài)描述數(shù)據(jù)(如學(xué)習(xí)興趣、動(dòng)機(jī)、健康狀況等)。

　　課程層教育數(shù)據(jù)： 是圍繞課程教學(xué)而產(chǎn)生的相關(guān)教育數(shù)據(jù)，包括課程基本信息、課程成員、課程資源、課程作業(yè)、師生交互行為、課程考核等數(shù)據(jù)，其中課程成員數(shù)據(jù)來(lái)自個(gè)體層，用于描述與學(xué)生課程學(xué)習(xí)相關(guān)的個(gè)人信息。

　　學(xué)校層教育數(shù)據(jù)： 主要包括國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各種學(xué)校管理數(shù)據(jù)(概況、學(xué)生管理、辦公管理、科研管理、財(cái)務(wù)管理等)、課堂教學(xué)數(shù)據(jù)、教務(wù)數(shù)據(jù)、校園安全數(shù)據(jù)、設(shè)備使用與維護(hù)數(shù)據(jù)、教室實(shí)驗(yàn)室等使用數(shù)據(jù)、學(xué)校能耗數(shù)據(jù)以及校園生活數(shù)據(jù)。

　　區(qū)域?qū)咏逃龜?shù)據(jù)： 主要來(lái)自各學(xué)校以及社會(huì)培訓(xùn)與在線(xiàn)教育機(jī)構(gòu)，主要包括國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的教育行政管理數(shù)據(jù)、區(qū)域教育云平臺(tái)產(chǎn)生的各種行為與結(jié)果數(shù)據(jù)、區(qū)域教研訓(xùn)學(xué)等所需的各種教育資源、各種區(qū)域?qū)用骈_(kāi)展的教學(xué)教研與學(xué)生競(jìng)賽活動(dòng)數(shù)據(jù)以及各種社會(huì)培訓(xùn)與在線(xiàn)教育活動(dòng)數(shù)據(jù)。

　　國(guó)家層教育數(shù)據(jù)： 主要匯聚來(lái)自各區(qū)域產(chǎn)生的各種教育數(shù)據(jù)。圖3展示了各層教育數(shù)據(jù)包含的細(xì)分?jǐn)?shù)據(jù)類(lèi)型。