遠程教育大數(shù)據(jù)技術(shù)平臺可行性研究

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摘要：大數(shù)據(jù)時代的到來，對我國各行各業(yè)、國民衣食住行都產(chǎn)生了積極有益的影響。如何利用好海量的數(shù)據(jù)資源，運用前沿的大數(shù)據(jù)技術(shù)，提升遠程教育行業(yè)的教學效率、教學質(zhì)量，是作為遠程教育行業(yè)一員需要思考的重要課題。大數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)離不開互聯(lián)網(wǎng)與信息技術(shù)的發(fā)展。利用大數(shù)據(jù)平臺，如何優(yōu)化遠程教育教學質(zhì)量，提升教學服務(wù)，為學生創(chuàng)造更有效的學習環(huán)境值得探究。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；遠程教育；大數(shù)據(jù)技術(shù)；大數(shù)據(jù)平臺

遠程教育無論在高校教學還是企業(yè)辦學中都占有重要的位置，是信息化教學的基礎(chǔ)。作為成人教育高校，遠程教育是我們最基本的教學方法，現(xiàn)階段國家也在努力推進遠程教育教學的建設(shè)工作。近年來，大數(shù)據(jù)領(lǐng)域發(fā)展速度迅猛，相關(guān)技術(shù)也逐步成熟。在教育行業(yè)，每天都會產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)實時地在更新，如何利用這些數(shù)據(jù)，優(yōu)化學生學習體驗，完善學習評價過程，提高教學質(zhì)量，是現(xiàn)代遠程教育需要考慮的問題，也是未來遠程教育發(fā)展的方向。

一、大數(shù)據(jù)及大數(shù)據(jù)技術(shù)的概述

1、大數(shù)據(jù)的含義。大數(shù)據(jù)，bigdata，維基百科定義為：大數(shù)據(jù)是指利用常用軟件工具捕獲、管理和處理數(shù)據(jù)所耗時間超過可容忍時間的數(shù)據(jù)集。大數(shù)據(jù)具備的要素可總結(jié)成“4V”，體量巨大（Vol-ume）、類型繁多（Variety）、處理速度（Velocity）、價值密度低（Value）。IBM在“4V”的基礎(chǔ)上，又添加了真實準確（Veracity）一項。目前，大數(shù)據(jù)并沒有一個統(tǒng)一或者公認的定義，但是不同的定義也都是根據(jù)大數(shù)據(jù)的特征為出發(fā)點，對大數(shù)據(jù)的概念加以闡釋。2、大數(shù)據(jù)技術(shù)的概述。隨著信息化時代的到來，數(shù)據(jù)量的劇增，數(shù)據(jù)擴展性能需求和硬件性能之間存在的差異，促使大數(shù)據(jù)處理技術(shù)飛速發(fā)展。大數(shù)據(jù)技術(shù)主要包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計分析、數(shù)據(jù)挖掘、模型預測、結(jié)果呈現(xiàn)等方面。現(xiàn)階段，大數(shù)據(jù)平臺基本都是依托于Hadoop作為核心技術(shù)，Hadoop可以算是大數(shù)據(jù)存儲與計算的開山鼻祖，現(xiàn)在市場上大多數(shù)開源的大數(shù)據(jù)框架都依賴于Hadoop或者能與它很好地兼容。針對大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的幾個方面，列舉一些常用的開源大數(shù)據(jù)的框架。在文件存儲方面，基本采用HadoopHDFS作為硬盤存儲；離線計算方面，多采用HadoopMapReduce或者Spark技術(shù)；在數(shù)據(jù)的流式處理與實時計算方面，用的比較多的是Storm和SparkStreaming；NOSQL數(shù)據(jù)庫有HBase和Redis等；在數(shù)據(jù)資源管理方面，YARN是不錯的選擇；日志收集和系統(tǒng)消息處理有Flume和Kafka；在查詢分析方面，有Hvie、Pig、Flink等；分布式協(xié)調(diào)服務(wù)采用Zookeeper；還有數(shù)據(jù)挖掘、機器學習等多種相關(guān)技術(shù)框架供我們選擇和使用。

二、大數(shù)據(jù)技術(shù)對遠程教學的現(xiàn)實意義

現(xiàn)如今，大數(shù)據(jù)分析已經(jīng)被應(yīng)用到美國的公共教育中，成為教學改革的重要力量，我國也陸續(xù)開始利用教育行業(yè)的海量數(shù)據(jù)推進教育改革，完善教學體系。大數(shù)據(jù)不僅為基礎(chǔ)教育提供技術(shù)幫助，更多地將運用到高等教育教學中。成人遠程教育是以信息化技術(shù)為依托的高等教育，也是最適合運用大數(shù)據(jù)技術(shù)的教育領(lǐng)域。學生在遠程學習的過程中，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)對學生的學習行為，考試分數(shù)到職業(yè)規(guī)劃的等重要信息加以分析。大數(shù)據(jù)分析的最終用目的是為了增強學生的學習興趣，提高學生的學習成績，甚至可以為學生“量體裁衣”，提供個性化的教學服務(wù)。信息化高度發(fā)展的今天，教師可以通過大數(shù)據(jù)得到的不僅僅是學生的分數(shù)，而是通過監(jiān)控學生的數(shù)字化學習過程，比如學生在線學習的活躍程度，在線時長，某一科目的學習時長，課程點擊率等數(shù)據(jù)，對學生的學習行為加以分析，及時診斷出學生學習的問題所在，提出改進的建議，并可以預測出學生的考試成績。在考試評價方面，我們需要摒棄傳統(tǒng)的只追求正確答案的考試觀念，必須要超越傳統(tǒng)觀念，考慮學生是如何完成整個考試的行為過程也同樣重要。國家開放大學的課程已經(jīng)逐步采用網(wǎng)上考核的方式，大數(shù)據(jù)技術(shù)可以通過記錄分析學生的考試過程，比如學生在每道題上花費的時間，最長時間是多少，最短的是多少，每道題目的得分情況，由此判斷學生的哪個知識點掌握的不扎實，有助于完善教師的授課策略，提高教師的授課水平。也可以通過這些監(jiān)測出來的信息，形成學生的個性化教學方案，做到真正的“因材施教”。

三、遠程教學中的大數(shù)據(jù)平臺的可實施性

大數(shù)據(jù)技術(shù)平臺在遠程教育教學的應(yīng)用具有重大意義，如何實現(xiàn)在遠程教育中對大數(shù)據(jù)平臺的應(yīng)用，主要應(yīng)該考慮以下幾個方面。1、數(shù)據(jù)存儲。目前，大數(shù)據(jù)的存儲技術(shù)采用的分布式的存儲方式。以Hadoop的HDSF分布式文件系統(tǒng)為例，HDFS除了具備其他分布式文件系統(tǒng)的特性外，還具有高容錯性的特點，就是一個數(shù)據(jù)會保存多個副本，防止數(shù)據(jù)丟失，在存儲數(shù)據(jù)的節(jié)點出現(xiàn)故障時，需要采取冗余備份或者鏡像的方式來保證數(shù)據(jù)的恢復，在安全性上有保障。這就提高了在遠程教育教學中，學習數(shù)據(jù)的安全性和穩(wěn)定性。HDFS還具有高吞吐量的特點，而且支持TB到PB級別的數(shù)據(jù)存儲。因為遠程教育的學習方式不受時間和地點的限制，所以，參加學習的學生每天都會產(chǎn)生難以預計的學習行為數(shù)據(jù)，高吞吐量和支持大文件存儲的特點，為遠程教育的海量數(shù)據(jù)存儲提供了基礎(chǔ)。2、數(shù)據(jù)讀取。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量較大，一般都存儲在硬盤當中，雖然磁盤的容量在穩(wěn)步增加，但是磁盤的讀取速度并未大幅度提升。磁盤中可以存儲大量的數(shù)據(jù)，但讀取效率低也是磁盤存儲一直以來的弊端，這肯定會導致數(shù)據(jù)分析的效率低下。因此，在大數(shù)據(jù)技術(shù)中，利用前文提到的Hadoop中的HDFS以及YARN分布式文件系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行存儲后，可以大大加快數(shù)據(jù)的讀取速度，從而提高整個數(shù)據(jù)分析的效率，Storm技術(shù)和Spark技術(shù)也能夠滿足實時性的要求。3、數(shù)據(jù)分析。對于大數(shù)據(jù)的分析，經(jīng)常采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，就是從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機的實際應(yīng)用數(shù)據(jù)中，提取隱含在其中的、人們事先不知道的、但又是潛在有用的信息和知識的過程，是非常適合研究用戶興趣分析、網(wǎng)絡(luò)行為分析、情感語義分析等領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)分析。相對于傳統(tǒng)的面授課堂，遠程教育的學習方式，在很大程度上有它的靈活性與隨意性，所以學生在學習的過程中有著很大的差異性，比如在線學習時間點的差異，在線學習時長的差異，學習所在地點的差異等，隨后產(chǎn)生的學習過程與學習結(jié)果也存在這差異，分析這些數(shù)據(jù)中可能存在的規(guī)律，提取出依賴關(guān)系和模型，甚至可以將目標數(shù)據(jù)從抽象的轉(zhuǎn)換成可視化的進行分析，由此產(chǎn)生的結(jié)果，有助于在教學過程中，做到“求同存異”，在整體教學進度保證一致的前提下，在教學輔導、課后作業(yè)及階段測試中給出個體多樣化、個體差異化的幫助，爭取做到可以全面評價并及時反饋各階段的學習效果。也可以通過數(shù)據(jù)分析，將學生的學習行為進行歸類，根據(jù)學生的興趣點，在課程相關(guān)的地方，給學生自動篩選出與其有強依賴關(guān)系的學科或者課程，提供給學生更多的學習機會，拓寬學習廣度。在考試方面，大數(shù)據(jù)技術(shù)將針對學生答題試卷進行分析，找出短板，及時調(diào)整教學策略。通過大數(shù)據(jù)的分析技術(shù)，在對學生的學習行為數(shù)據(jù)做有效的數(shù)據(jù)處理之后，遠程教育可以逐步優(yōu)化教學安排，保證教學質(zhì)量，完善教學輔導，實現(xiàn)教與學效率的全面提升，同時也促進了成人高等教育的終身化發(fā)展。4、數(shù)據(jù)安全。互聯(lián)網(wǎng)時代，人們已經(jīng)依賴于各種社交軟件與平臺的使用，各種賬號數(shù)據(jù)信息都往往涉及到個人身份信息，銀行卡信息甚至地理位置的信息。這些在網(wǎng)上填報的信息，都有造成個人財產(chǎn)損失的隱患。遠程教學具有網(wǎng)絡(luò)化的特征，其對大數(shù)據(jù)的應(yīng)用需要注意安全性。通過網(wǎng)絡(luò)傳輸、存儲的數(shù)據(jù)都有一定的安全隱患，我們就需要用大數(shù)據(jù)技術(shù)在從數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)銷毀的整個數(shù)據(jù)的生命周期做到安全防護。在數(shù)據(jù)采集方面，可以在初期采集階段做透明數(shù)據(jù)加密處理，也可以進行數(shù)據(jù)的融合，提高安全性；在傳輸階段，可以使用虛擬專用網(wǎng)絡(luò)來建立一個安全的數(shù)據(jù)傳輸通道；在存儲方面，則可以運用分布式的云存儲技術(shù)、脫敏技術(shù)、還有容災(zāi)技術(shù)等，提高數(shù)據(jù)存儲的安全性；處理數(shù)據(jù)方面，主要最好數(shù)據(jù)隱私的保護，在此基礎(chǔ)上再完成數(shù)據(jù)挖掘的過程；在使用數(shù)據(jù)時，身份認證、數(shù)據(jù)真?zhèn)巫R別、分布式訪問權(quán)限控制、追溯數(shù)據(jù)源等技術(shù)，都是進一步避免數(shù)據(jù)泄露的可能性。安全問題是遠程教學中的重要問題，學生在使用遠程教學系統(tǒng)時，最先考慮自己的信息是否安全，運用大數(shù)據(jù)安全技術(shù)，可全面維護遠程教學的安全性。

四、大數(shù)據(jù)技術(shù)在未來遠程教學中的發(fā)展

在未來的遠程教育發(fā)展中，隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的進一步發(fā)展，不斷優(yōu)化，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)強化教學方法，提高教學質(zhì)量，必將是一個不可避免的趨勢。公共數(shù)據(jù)的不斷開放，教育數(shù)據(jù)的開放程度也將越來越高，遠程教育的過程中，可以提供一系列的教育增值服務(wù)，更有助于高校之間教育數(shù)據(jù)的互通。大數(shù)據(jù)定會促進遠程教育的創(chuàng)業(yè)與發(fā)展，實現(xiàn)高等教育的深層改革。

遠程教育的發(fā)展，是教育信息化的重要一步，將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用在遠程教育中，優(yōu)勢非常明顯。遠程教育產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)資源，大數(shù)據(jù)技術(shù)將這些資源進行存儲、篩選、優(yōu)化、處理之后，將一系列結(jié)果展現(xiàn)出來，為成人高校的教與學提出了有力可信的參考。深化遠程教育教學的意義，大數(shù)據(jù)技術(shù)推進了遠程教育的發(fā)展，表明大數(shù)據(jù)技術(shù)的實踐價值。

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作者:陳小樣 單位:吉林廣播電視大學