教育大数据

    随着新一代信息技术的发展，人类正在进入大数据时代，数据已经成为世界基础性的战略资源，大数据越来越受到各国家和各领域的重视。2012年，联合国在发布的《大数据促进发展： 挑战与机遇》白皮书中指出：“大数据时代已经到来，大数据的出现将会对社会各个领域产生深刻影响。”2015年，国务院印发了《促进大数据发展行动纲要》，其中明确指出将全面推进我国大数据的发展和应用，加快数据强国建设。毫无疑问，大数据正在逐步深入人心，快速融入各行各业，正在对人类的工作、生活与思维方式产生巨大的变革。大数据的“威力”也强烈地冲击着教育系统，正在给教育带来全新景观，成为推动教育系统创新与变革的颠覆力量，展现出未来教育的无限魅力。
    本书正是在这样的背景下编写，力求把握教育大数据应用的前沿，以教育大数据的应用为特色，阐述大数据在教育各个应用领域的发展和应用现状。本书共12章： 第1章介绍教育大数据的基本概念、内涵、研究现状以及政策支持等;第2、3章介绍教育大数据的技术以及相关技术标准;第4、5章介绍教育大数据的治理与开放、风险管理与法律政策。第6~11章阐述了教育大数据在教育领域的典型应用，包括教育大数据在课堂教育、校园管理、在线教育、开放远程教育、教育培训行业以及学生综合素质评价等方面的应用;第12章提出教育大数据的发展趋势和机遇挑战。
    本书由肖君主编，由肖君、王腊梅研究确定主要内容结构，并组织上海开放大学、上海图书馆上海科学技术情报研究所、上海市电化教育馆、华东师范大学、北京邮电大学、上海师范大学、北京奥鹏远程教育中心有限公司、华东师范大学—上海开放大学博士后科研工作站、上海大学、腾讯云计算（北京）有限责任公司、上海远大学习广场教育科技有限公司、上海教育软件发展有限公司、智园教育研究院等单位专家合作组织编写。其中，第1章1.1节、1.2节、1.3节、1.6节，第7章7.1节、7.2节，第9章9.1节、9.2节由杜华、孙艳超编写；第1章1.4节、1.5节，第6章6.3节由王腊梅编写；第2章、第9章9.4节由龚亚勋编写；第3章由吴永和、朱丽娟编写；第4章由李青、韩俊红、王海兰编写；第5章由曹磊编写；第6章6.1节、6.2节由孙林宏证、郑旭成编写，6.4节由张治、徐冰冰编写；第7章7.3节由朱文浩编写，7.4节由潘鸿雁、丁游、卢冬梅编写；第8章8.1节、8.2节、8.3节由李绚兮编写，8.4节由冯伟、顾方妤编写；第9章9.3节由朱晓晓编写；第10章由钱辉、郁凌虚、袁家宏编写；第11章11.1节、11.2节、11.3节由张治、徐冰冰编写，第11.4节由吴蓉瑾编写，11.5节由张志敏编写；第12章由黄子杰、江丰光编写。全书由肖君、王腊梅统稿，潘志敏、李梦圆等硕士研究生协助。此外，本书的研究工作得到了上海市科学技术委员会科研计划项目课题“上海开放远程教育工程技术研究中心”（课题编号： 13DZ2252200）和全国教育科学规划课题“大数据下在线学习用户画像的构建其应用研究”（课题编号： BCA160053）资助。
    本书受限于作者的学识和水平，尽管已做了努力多次修改成稿，但仍难免存在疏漏与不足之处，欢迎广大读者批评指正。在成书过程中参考了大量文献，已在书中尽可能标注，如有疏忽未标注，也敬请谅解。

作者
2019年5月

    本书主要作为教育领域从事教育大数据研究工作者的参考用书。本书从教育大数据的重要意义、国内外教育大数据的研究现状以及政策支持出发，对教育大数据的相关概念和内涵做阐述说明，介绍了教育大数据的技术、技术标准、治理与开放、风险管理与法律政策，重点阐述了教育大数据在教育领域的典型应用，包括教育大数据在课堂教育、校园管理、在线教育、开放远程教育、教育培训行业以及学生综合素质评价等方面的应用，*后提出教育大数据的发展趋势和机遇挑战。

 本书主要作为教育领域从事教育大数据研究工作者的参考用书。本书从教育大数据的重要意义、国内外教育大数据的研究现状以及政策支持出发，对教育大数据的相关概念和内涵做阐述说明，介绍了教育大数据的技术、技术标准、治理与开放、风险管理与法律政策，重点阐述了教育大数据在教育领域的典型应用，包括教育大数据在课堂教育、校园管理、在线教育、开放远程教育、教育培训行业以及学生综合素质评价等方面的应用，*后提出教育大数据的发展趋势和机遇挑战。

    肖君，博士， 研究员，上海开放大学信息办、信息与网络管理中心主任，上海开放远程教育工程技术研究中心副主任，全国信息技术标准化技术委员会教育技术分技术委员会专家委员,上海市“曙光学者”。他专注开放和远程教育技术专业领域的研究,拥有较强的远程教育系统、终身学习公共平台、在线学习和数字开放学习环境的理论和实践能力。他的一系列研究成果有效支持了面向市民的终身学习公共服务平台，并产生了可观的社会效益。以个人主持和主要研究人员身份获得包括、省市级多项课题，获得包括国家教学成果奖、上海市科技进步奖在内的各类奖励10多项，出版40多篇检索论文和学术著作7本。

第1章教育大数据概述1

●1.1大数据的定义与特征2
1.1.1大数据的定义3
1.1.2大数据的特征5

●1.2教育大数据的定义与特征5
1.2.1教育大数据的定义5
1.2.2教育大数据的特征8

●1.3教育大数据的类型9
1.3.1根据数据结构化的程度划分10
1.3.2根据数据产生的环节划分11
1.3.3根据主体划分12

●1.4教育大数据的研究现状和国内外相关政策15
1.4.1教育大数据的研究现状15
1.4.2国内外教育大数据政策17

●1.5教育大数据的意义21
1.5.1教育大数据驱动教育决策创新21
1.5.2教育大数据助力教育教学变革22
1.5.3教育大数据促进学习方式转变22

●1.6教育大数据的关键领域23
1.6.1学习分析23
1.6.2教育数据挖掘26
参考文献28

第2章教育大数据的技术31

●2.1教育大数据的处理流程与技术架构32
2.1.1教育大数据的处理流程32
2.1.2教育大数据的技术架构33
2.1.3教育大数据的技术架构案例34

●2.2教育大数据的采集36
●2.3教育大数据的预处理40
2.3.1数据清洗41
2.3.2数据转换41
2.3.3具体示例41

●2.4教育大数据的存储42
2.4.1单机文件存储42
2.4.2关系型数据库存储43
2.4.3分布式存储43
2.4.4云存储44

●2.5教育大数据的处理45
2.5.1常用的数据处理方法45
2.5.2处理架构46

●2.6教育大数据的分析与挖掘48
2.6.1数据分析48
2.6.2数据挖掘49

●2.7教育大数据的可视化50
参考文献55

第3章教育大数据技术标准57

●3.1教育大数据技术标准国际情况58
3.1.1ISO/IEC JTC1（SC32、SC36： WG8、SG2： WG9）59
3.1.2IEEE BDGMM61
3.1.3IMS GLC62
3.1.4ADL（xAPI）63
3.1.5ITUT（SG13、SG16、SG17、SG20）64
3.1.6NIST NBDPWD（NBDPWG）65
3.1.7NCES（CEDS）65
3.1.8国外具体标准66

●3.2教育大数据技术标准国内情况69
3.2.1全国信标委大数据标准工作组69
3.2.2CELTSC70
3.2.3中国教育大数据标准体系框架构建72
3.2.4中国具体标准75
参考文献81

第4章教育大数据的治理与开放83

●4.1教育大数据的治理84
4.1.1数据治理概述84
4.1.2教育大数据治理现状88
4.1.3教育大数据治理案例89
4.1.4教育大数据治理方法93

●4.2教育大数据的开放95
4.2.1开放教育数据的概念和分类95
4.2.2教育大数据的开放和使用96
4.2.3全球教育大数据开放概况97
4.2.4教育大数据开放案例98
4.2.5教育大数据开放的问题和启示102
参考文献104

第5章教育大数据风险管理与法律政策109

●5.1教育大数据风险管理110
5.1.1大数据安全风险概述110
5.1.2教育大数据风险问题112
5.1.3教育大数据风险机理113
5.1.4教育大数据风险特点114
5.1.5教育大数据重点风险领域117

●5.2教育大数据法律政策120
5.2.1国内外教育大数据法律政策与风险防控实践120
5.2.2教育大数据法律政策体系建设与风险防控对策126
参考文献129

第6章教育大数据与课堂教学应用131

●6.1教育大数据背景下的课堂教学132
●6.2基于教育大数据的教学应用模式133
6.2.1个性化分组学习133
6.2.2交错式自主开放学习133
6.2.3游戏化翻转课堂教学134
6.2.4自适应测试应用135
6.2.5个性化学习诊断135

●6.3案例1： 上海开放大学智慧学习分析与评估系统137
6.3.1简要介绍137
6.3.2功能层面137
6.3.3应用层面138

●6.4案例2： 上海电教馆的高中研究性学习智能支持系统142
6.4.1简要介绍142
6.4.2技术层面143
6.4.3功能层面148
6.4.4应用层面152
参考文献154

第7章教育大数据与校园管理应用157

●7.1教育大数据背景下的校园管理158
7.1.1校园管理面临的挑战158
7.1.2教育大数据给校园管理带来的变革160

●7.2基于教育大数据背景下的校园管理应用模式164
●7.3案例1：　上海大学基于大数据的决策支持系统172
7.3.1项目背景172
7.3.2技术架构173
7.3.3数据模型管理175
7.3.4功能模块177

●7.4案例2：　天津市和平区智慧教育数据中心建设180
7.4.1项目背景180
7.4.2设计思路180
7.4.3整体架构183
7.4.4大数据与智慧教育数据中心应用184
参考文献190

第8章教育大数据与在线教学应用191

●8.1教育大数据背景下的在线教学192
8.1.1国内外在线教学的发展192
8.1.2在线教学面临的挑战193

●8.2基于教育大数据在线教学应用模式195
8.2.1学习分析模式195
8.2.2教学分析模式202
8.2.3管理分析模式205

●8.3案例1：　可视化学习分析大数据应用209
8.3.1Open　edX学习分析209
8.3.2iForum学习分析213

●8.4案例2：　上海学习网在线学习大数据应用220
8.4.1平台简介220
8.4.2学习功能220
8.4.3架构设计221
8.4.4平台应用223
参考文献228

第9章教育大数据与开放远程教育应用233

●9.1教育大数据背景下的开放远程教育234
9.1.1开放远程教育发展面临的挑战234
9.1.2大数据带给开放远程教育领域的机遇237

●9.2基于教育大数据的开放远程教育应用模式241
9.2.1构建全过程学习分析的开放学习平台242
9.2.2建立学习者体验支持下的开放学习资源243
9.2.3提供数据分析支持下的学习支持服务243
9.2.4支持数据驱动的精准管理与决策245

●9.3案例1：　上海开放大学个性化学习支持系统大数据应用246
9.3.1个性化学习支持系统设计目标246
9.3.2系统框架设计247
9.3.3系统可视化应用场景248
9.3.4系统应用效果251

●9.4案例2：　奥鹏远程教育公共服务体系大数据应用252
9.4.1奥鹏大数据典型应用1——高校管理者仪表盘254
9.4.2奥鹏大数据典型应用2——智慧学情报告255
9.4.3奥鹏大数据典型应用3——学习能力值模型257
9.4.4奥鹏大数据典型应用4——停滞生预测与干预260
参考文献262

第10章教育大数据与教育培训行业应用263

●10.1传统教育及互联网背景下的教育培训行业264
10.1.1传统教育培训行业现状264
10.1.2互联网教育培训行业现状265

●10.2大数据背景下的教育培训业268
10.2.1大数据与教育培训业268
10.2.2大数据在教育培训业的应用模式268

●10.3大数据 人工智能背景下的教育培训业271
10.3.1人工智能与大数据的协同271
10.3.2人工智能教育应用的现状与发展趋势271
10.3.3人工智能在教育培训业的应用模式272

●10.4案例1：　电力教育培训大数据平台273
10.4.1简要介绍273
10.4.2技术层面274
10.4.3功能层面275
10.4.4应用层面276
10.4.5未来展望277

●10.5案例2：　中国英语学习者语音大数据分析277
10.5.1简要介绍277
10.5.2数据来源277
10.5.3相关技术278
10.5.4应用成果279

●10.6案例3：　大数据赋能智能教学系统281
10.6.1简要介绍281
10.6.2应用层面281
参考文献283

第11章教育大数据与学生综合素质评价应用285

●11.1教育大数据背景下的学生综合素质评价应用286
11.1.1综合素质评价内涵解读287
11.1.2综合素质评价的成效与问题288
11.1.3教育大数据与综合素质评价291

●11.2基于教育大数据的学生综合素质评价应用模式295
11.2.1数据采集系统：　大数据采集的“上帝之眼”297
11.2.2数据的清洗297
11.2.3数据的挖掘分析模型297
11.2.4数据的利用和挖掘298
11.2.5学习结果性数据模型——以SOLO评价法为例301
11.2.6评价结果分类使用——学生、教师、高校、学校、政府302

●11.3案例1：　上海市普通高中学生综合素质评价信息管理系统304
11.3.1简要介绍304
11.3.2技术与功能305
11.3.3系统应用309

●11.4案例2：　上海市黄浦区卢湾中心小学基于数据的学生学习评价313
11.4.1简要介绍313
11.4.2功能层面314
11.4.3基于数据的学生学习评价315
11.4.4应用成效315

●11.5案例3：　上海市格致中学学生综合素质评价数字化成长档案建设316
11.5.1简要介绍316
11.5.2功能层面317
11.5.3应用成效318
参考文献319

第12章教育大数据的发展321

●12.1教育大数据的发展趋势322
12.1.1多元且内聚的教育数据采集322
12.1.2多样且精细的教育数据挖掘323
12.1.3丰富且开放的教育教学应用场景324
12.1.4完善且蓬勃的教育大数据产业生态325
12.1.5前沿技术助力2035教育大数据326

●12.2教育大数据的机遇挑战327
12.2.1教育大数据发展的机遇328
12.2.2教育大数据发展的挑战330

●12.3关于教育大数据的建议333
参考文献335

    本书主要作为教育领域从事教育大数据研究工作者的参考用书。本书从教育大数据的重要意义、国内外教育大数据的研究现状以及政策支持出发，对教育大数据的相关概念和内涵做阐述说明，介绍了教育大数据的技术、技术标准、治理与开放、风险管理与法律政策，重点阐述了教育大数据在教育领域的典型应用，包括教育大数据在课堂教育、校园管理、在线教育、开放远程教育、教育培训行业以及学生综合素质评价等方面的应用，*后提出教育大数据的发展趋势和机遇挑战。

    肖君，博士， 研究员，上海开放大学信息办、信息与网络管理中心主任，上海开放远程教育工程技术研究中心副主任，全国信息技术标准化技术委员会教育技术分技术委员会专家委员,上海市“曙光学者”。他专注开放和远程教育技术专业领域的研究,拥有较强的远程教育系统、终身学习公共平台、在线学习和数字开放学习环境的理论和实践能力。他的一系列研究成果有效支持了面向市民的终身学习公共服务平台，并产生了可观的社会效益。以个人主持和主要研究人员身份获得包括、省市级多项课题，获得包括国家教学成果奖、上海市科技进步奖在内的各类奖励10多项，出版40多篇检索论文和学术著作7本。