遠(yuǎn)程教育大數(shù)據(jù)技術(shù)平臺(tái)可行性研究

時(shí)間:2022-11-27 11:10:57

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遠(yuǎn)程教育大數(shù)據(jù)技術(shù)平臺(tái)可行性研究

摘要:大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái),對(duì)我國(guó)各行各業(yè)、國(guó)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(yùn)用前沿的大數(shù)據(jù)技術(shù),提升遠(yuǎn)程教育行業(yè)的教學(xué)效率、教學(xué)質(zhì)量,是作為遠(yuǎn)程教育行業(yè)一員需要思考的重要課題。大數(shù)據(jù)平臺(tái)的建設(shè)離不開(kāi)互聯(lián)網(wǎng)與信息技術(shù)的發(fā)展。利用大數(shù)據(jù)平臺(tái),如何優(yōu)化遠(yuǎn)程教育教學(xué)質(zhì)量,提升教學(xué)服務(wù),為學(xué)生創(chuàng)造更有效的學(xué)習(xí)環(huán)境值得探究。

關(guān)鍵詞:大數(shù)據(jù);遠(yuǎn)程教育;大數(shù)據(jù)技術(shù);大數(shù)據(jù)平臺(tái)

遠(yuǎn)程教育無(wú)論在高校教學(xué)還是企業(yè)辦學(xué)中都占有重要的位置,是信息化教學(xué)的基礎(chǔ)。作為成人教育高校,遠(yuǎn)程教育是我們最基本的教學(xué)方法,現(xiàn)階段國(guó)家也在努力推進(jìn)遠(yuǎn)程教育教學(xué)的建設(shè)工作。近年來(lái),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(huì)產(chǎn)生海量數(shù)據(jù),并且數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地在更新,如何利用這些數(shù)據(jù),優(yōu)化學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn),完善學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)過(guò)程,提高教學(xué)質(zhì)量,是現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育需要考慮的問(wèn)題,也是未來(lái)遠(yuǎn)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(shí)間超過(guò)可容忍時(shí)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(lèi)型繁多(Variety)、處理速度(Velocity)、價(jià)值密度低(Value)。IBM在“4V”的基礎(chǔ)上,又添加了真實(shí)準(zhǔn)確(Veracity)一項(xiàng)。目前,大數(shù)據(jù)并沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一或者公認(rèn)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(diǎn),對(duì)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(shí)代的到來(lái),數(shù)據(jù)量的劇增,數(shù)據(jù)擴(kuò)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(chǔ)、數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)據(jù)挖掘、模型預(yù)測(cè)、結(jié)果呈現(xiàn)等方面?,F(xiàn)階段,大數(shù)據(jù)平臺(tái)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(chǔ)與計(jì)算的開(kāi)山鼻祖,現(xiàn)在市場(chǎng)上大多數(shù)開(kāi)源的大數(shù)據(jù)框架都依賴(lài)于Hadoop或者能與它很好地兼容。針對(duì)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的幾個(gè)方面,列舉一些常用的開(kāi)源大數(shù)據(jù)的框架。在文件存儲(chǔ)方面,基本采用HadoopHDFS作為硬盤(pán)存儲(chǔ);離線計(jì)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(shí)時(shí)計(jì)算方面,用的比較多的是Storm和SparkStreaming;NOSQL數(shù)據(jù)庫(kù)有HBase和Redis等;在數(shù)據(jù)資源管理方面,YARN是不錯(cuò)的選擇;日志收集和系統(tǒng)消息處理有Flume和Kafka;在查詢(xún)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(jī)器學(xué)習(xí)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(duì)遠(yuǎn)程教學(xué)的現(xiàn)實(shí)意義

現(xiàn)如今,大數(shù)據(jù)分析已經(jīng)被應(yīng)用到美國(guó)的公共教育中,成為教學(xué)改革的重要力量,我國(guó)也陸續(xù)開(kāi)始利用教育行業(yè)的海量數(shù)據(jù)推進(jìn)教育改革,完善教學(xué)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(yùn)用到高等教育教學(xué)中。成人遠(yuǎn)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(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)的教育領(lǐng)域。學(xué)生在遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的過(guò)程中,通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為,考試分?jǐn)?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(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī),甚至可以為學(xué)生“量體裁衣”,提供個(gè)性化的教學(xué)服務(wù)。信息化高度發(fā)展的今天,教師可以通過(guò)大數(shù)據(jù)得到的不僅僅是學(xué)生的分?jǐn)?shù),而是通過(guò)監(jiān)控學(xué)生的數(shù)字化學(xué)習(xí)過(guò)程,比如學(xué)生在線學(xué)習(xí)的活躍程度,在線時(shí)長(zhǎng),某一科目的學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng),課程點(diǎn)擊率等數(shù)據(jù),對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為加以分析,及時(shí)診斷出學(xué)生學(xué)習(xí)的問(wèn)題所在,提出改進(jìn)的建議,并可以預(yù)測(cè)出學(xué)生的考試成績(jī)。在考試評(píng)價(jià)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(xué)生是如何完成整個(gè)考試的行為過(guò)程也同樣重要。國(guó)家開(kāi)放大學(xué)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(guò)記錄分析學(xué)生的考試過(guò)程,比如學(xué)生在每道題上花費(fèi)的時(shí)間,最長(zhǎng)時(shí)間是多少,最短的是多少,每道題目的得分情況,由此判斷學(xué)生的哪個(gè)知識(shí)點(diǎn)掌握的不扎實(shí),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(guò)這些監(jiān)測(cè)出來(lái)的信息,形成學(xué)生的個(gè)性化教學(xué)方案,做到真正的“因材施教”。

三、遠(yuǎn)程教學(xué)中的大數(shù)據(jù)平臺(tái)的可實(shí)施性

大數(shù)據(jù)技術(shù)平臺(tái)在遠(yuǎn)程教育教學(xué)的應(yīng)用具有重大意義,如何實(shí)現(xiàn)在遠(yuǎn)程教育中對(duì)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的應(yīng)用,主要應(yīng)該考慮以下幾個(gè)方面。1、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。目前,大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)技術(shù)采用的分布式的存儲(chǔ)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(cuò)性的特點(diǎn),就是一個(gè)數(shù)據(jù)會(huì)保存多個(gè)副本,防止數(shù)據(jù)丟失,在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí),需要采取冗余備份或者鏡像的方式來(lái)保證數(shù)據(jù)的恢復(fù),在安全性上有保障。這就提高了在遠(yuǎn)程教育教學(xué)中,學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的安全性和穩(wěn)定性。HDFS還具有高吞吐量的特點(diǎn),而且支持TB到PB級(jí)別的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。因?yàn)檫h(yuǎn)程教育的學(xué)習(xí)方式不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制,所以,參加學(xué)習(xí)的學(xué)生每天都會(huì)產(chǎn)生難以預(yù)計(jì)的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù),高吞吐量和支持大文件存儲(chǔ)的特點(diǎn),為遠(yuǎn)程教育的海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(chǔ)在硬盤(pán)當(dāng)中,雖然磁盤(pán)的容量在穩(wěn)步增加,但是磁盤(pán)的讀取速度并未大幅度提升。磁盤(pán)中可以存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù),但讀取效率低也是磁盤(pán)存儲(chǔ)一直以來(lái)的弊端,這肯定會(huì)導(dǎo)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)后,可以大大加快數(shù)據(jù)的讀取速度,從而提高整個(gè)數(shù)據(jù)分析的效率,Storm技術(shù)和Spark技術(shù)也能夠滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性的要求。3、數(shù)據(jù)分析。對(duì)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(jī)的實(shí)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(shí)的過(guò)程,是非常適合研究用戶(hù)興趣分析、網(wǎng)絡(luò)行為分析、情感語(yǔ)義分析等領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)分析。相對(duì)于傳統(tǒng)的面授課堂,遠(yuǎn)程教育的學(xué)習(xí)方式,在很大程度上有它的靈活性與隨意性,所以學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中有著很大的差異性,比如在線學(xué)習(xí)時(shí)間點(diǎn)的差異,在線學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)的差異,學(xué)習(xí)所在地點(diǎn)的差異等,隨后產(chǎn)生的學(xué)習(xí)過(guò)程與學(xué)習(xí)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(lài)關(guān)系和模型,甚至可以將目標(biāo)數(shù)據(jù)從抽象的轉(zhuǎn)換成可視化的進(jìn)行分析,由此產(chǎn)生的結(jié)果,有助于在教學(xué)過(guò)程中,做到“求同存異”,在整體教學(xué)進(jìn)度保證一致的前提下,在教學(xué)輔導(dǎo)、課后作業(yè)及階段測(cè)試中給出個(gè)體多樣化、個(gè)體差異化的幫助,爭(zhēng)取做到可以全面評(píng)價(jià)并及時(shí)反饋各階段的學(xué)習(xí)效果。也可以通過(guò)數(shù)據(jù)分析,將學(xué)生的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行歸類(lèi),根據(jù)學(xué)生的興趣點(diǎn),在課程相關(guān)的地方,給學(xué)生自動(dòng)篩選出與其有強(qiáng)依賴(lài)關(guān)系的學(xué)科或者課程,提供給學(xué)生更多的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì),拓寬學(xué)習(xí)廣度。在考試方面,大數(shù)據(jù)技術(shù)將針對(duì)學(xué)生答題試卷進(jìn)行分析,找出短板,及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略。通過(guò)大數(shù)據(jù)的分析技術(shù),在對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)做有效的數(shù)據(jù)處理之后,遠(yuǎn)程教育可以逐步優(yōu)化教學(xué)安排,保證教學(xué)質(zhì)量,完善教學(xué)輔導(dǎo),實(shí)現(xiàn)教與學(xué)效率的全面提升,同時(shí)也促進(jìn)了成人高等教育的終身化發(fā)展。4、數(shù)據(jù)安全?;ヂ?lián)網(wǎng)時(shí)代,人們已經(jīng)依賴(lài)于各種社交軟件與平臺(tái)的使用,各種賬號(hào)數(shù)據(jù)信息都往往涉及到個(gè)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(bào)的信息,都有造成個(gè)人財(cái)產(chǎn)損失的隱患。遠(yuǎn)程教學(xué)具有網(wǎng)絡(luò)化的特征,其對(duì)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用需要注意安全性。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸、存儲(chǔ)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(xiāo)毀的整個(gè)數(shù)據(jù)的生命周期做到安全防護(hù)。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(jìn)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(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)來(lái)建立一個(gè)安全的數(shù)據(jù)傳輸通道;在存儲(chǔ)方面,則可以運(yùn)用分布式的云存儲(chǔ)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(chǔ)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(hù),在此基礎(chǔ)上再完成數(shù)據(jù)挖掘的過(guò)程;在使用數(shù)據(jù)時(shí),身份認(rèn)證、數(shù)據(jù)真?zhèn)巫R(shí)別、分布式訪問(wèn)權(quán)限控制、追溯數(shù)據(jù)源等技術(shù),都是進(jìn)一步避免數(shù)據(jù)泄露的可能性。安全問(wèn)題是遠(yuǎn)程教學(xué)中的重要問(wèn)題,學(xué)生在使用遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)時(shí),最先考慮自己的信息是否安全,運(yùn)用大數(shù)據(jù)安全技術(shù),可全面維護(hù)遠(yuǎn)程教學(xué)的安全性。

四、大數(shù)據(jù)技術(shù)在未來(lái)遠(yuǎn)程教學(xué)中的發(fā)展

在未來(lái)的遠(yuǎn)程教育發(fā)展中,隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,不斷優(yōu)化,利用大數(shù)據(jù)技術(shù)強(qiáng)化教學(xué)方法,提高教學(xué)質(zhì)量,必將是一個(gè)不可避免的趨勢(shì)。公共數(shù)據(jù)的不斷開(kāi)放,教育數(shù)據(jù)的開(kāi)放程度也將越來(lái)越高,遠(yuǎn)程教育的過(guò)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(huì)促進(jìn)遠(yuǎn)程教育的創(chuàng)業(yè)與發(fā)展,實(shí)現(xiàn)高等教育的深層改革。

遠(yuǎn)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(yuǎn)程教育中,優(yōu)勢(shì)非常明顯。遠(yuǎn)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(jìn)行存儲(chǔ)、篩選、優(yōu)化、處理之后,將一系列結(jié)果展現(xiàn)出來(lái),為成人高校的教與學(xué)提出了有力可信的參考。深化遠(yuǎn)程教育教學(xué)的意義,大數(shù)據(jù)技術(shù)推進(jìn)了遠(yuǎn)程教育的發(fā)展,表明大數(shù)據(jù)技術(shù)的實(shí)踐價(jià)值。

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作者:陳小樣 單位:吉林廣播電視大學(xué)