技術變革教育的時代已經來臨，以信息化帶動教育現(xiàn)代化已上升為國家戰(zhàn)略。當前，我國教育發(fā)展面臨諸多難題(減負、公平、質量提升、均衡發(fā)展等)，而云計算、大數(shù)據(jù)、學習分析、物聯(lián)網、移動通信等信息技術的快速發(fā)展為解決教育難題、促進教育領域綜合改革與發(fā)展，提供了重要機遇和巨大可能性。

　　其中，大數(shù)據(jù)技術無疑是推進教育創(chuàng)新發(fā)展的科學力量。近年來，大數(shù)據(jù)不斷對社會各個領域產生深刻影響，正在是新建人類工作、生活與思維的變革。同樣，其“威力”也強烈地沖擊著整個教育系統(tǒng)，正在成為推動教育系統(tǒng)創(chuàng)新與變革的顛覆性力量。

　　教育大數(shù)據(jù)的特征和結構  教育大數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)的一個子集，特指教育領域的大數(shù)據(jù)，是整個教育活動過程中所產生的以及根據(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，而是更加強調“價值”之大，即能從繁雜的教育數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)相關關系、診斷現(xiàn)存問題、預測發(fā)展趨勢，發(fā)揮教育大數(shù)據(jù)在提升教育質量、促進教育公平、實現(xiàn)個性化學習、優(yōu)化教育資源配置、輔助教育科學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)的采集具有更強的實時性、連貫性、全面性和自然性，分析處理更加復雜和多樣，應用更加多元、深入。傳統(tǒng)教育數(shù)據(jù)的采集往往是階段性的，多在用戶知情的情況下(非自然狀態(tài))進行，分析的手段多采用簡單的匯總統(tǒng)計和比較分析，關注的重點是受教育者的群體特征以及國家、區(qū)域、學校不同層面教育發(fā)展的整體狀況。

　　在大數(shù)據(jù)時代，移動通信、云計算、傳感器、普適計算等新技術將逐步融入教育的全過程，可以在不影響師生教學活動的情況下實時、持續(xù)地采集更多微觀的教與學的過程性數(shù)據(jù)，比如學生的學習軌跡、在每道作業(yè)題上逗留的時間、教師課堂提問與微笑的次數(shù)等。教育大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結構更加混雜，常規(guī)的結構化數(shù)據(jù)(如成績、學籍、就業(yè)率、出勤記錄等)依舊重要，但非結構化數(shù)據(jù)(如圖片、視頻、教案、教學軟件、學習游戲等)將越來越占據(jù)主導地位。

　　教育數(shù)據(jù)每時每刻都在產生，然而教育領域究竟包含哪些數(shù)據(jù)?需要采集哪些數(shù)據(jù)?借鑒人力資源領域的人才素質“冰山模型”，可以構建教育大數(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，國家采集的教育數(shù)據(jù)主要以管理類、結構化、結果性的數(shù)據(jù)為主，這些數(shù)據(jù)位于“冰面”以上，具有易測量、顯性化等特點，重點關注宏觀層面教育發(fā)展整體狀況，在一定歷史時期對我國制定教育政策、推動教育發(fā)展起到了積極的作用。

　　然而，隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，國際社會對教育大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略資產的地位越來越認可和重視，教育數(shù)據(jù)的全面化采集與深度挖掘分析就變得越來越重要。教育數(shù)據(jù)采集的重心將向非結構化的、過程性的數(shù)據(jù)轉變，此類數(shù)據(jù)主要位于“冰面”以下，具有難測量、隱性化等特點。這些數(shù)據(jù)無論從數(shù)量上、增長速度上、還是潛在的價值上，都將遠遠超越傳統(tǒng)的教育數(shù)據(jù)。

　　教育大數(shù)據(jù)的五層架構

　　教育數(shù)據(jù)是客觀的，其價值的發(fā)揮取決于操控和應用數(shù)據(jù)的人。因此，無論是冰面之上的數(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。只是從當前教育數(shù)據(jù)的采集與應用上來看，應當著重加強冰面之下部分教育數(shù)據(jù)的采集與深度挖掘，同時加強教育大數(shù)據(jù)與其他領域大數(shù)據(jù)(醫(yī)療、交通、經濟、社保等)的融通和關聯(lián)分析，進一步增強教育決策的科學性。為了更加清晰地認識教育大數(shù)據(jù)的概貌，這里根據(jù)教育數(shù)據(jù)的來源與范圍，將其分成五層架構(如下圖所示)，從下向上匯聚各種教育數(shù)據(jù)。

　　個體層教育數(shù)據(jù)： 包括國家規(guī)定采集的教職工與學生的基礎信息、用戶各種行為數(shù)據(jù)(如學生隨時隨地的學習行為記錄、管理人員的各種操作行為記錄、教師的教學行為記錄等)以及用戶狀態(tài)描述數(shù)據(jù)(如學習興趣、動機、健康狀況等)。

　　課程層教育數(shù)據(jù)： 是圍繞課程教學而產生的相關教育數(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)來自個體層，用于描述與學生課程學習相關的個人信息。

　　學校層教育數(shù)據(jù)： 主要包括國家標準規(guī)定的各種學校管理數(shù)據(jù)(概況、學生管理、辦公管理、科研管理、財務管理等)、課堂教學數(shù)據(jù)、教務數(shù)據(jù)、校園安全數(shù)據(jù)、設備使用與維護數(shù)據(jù)、教室實驗室等使用數(shù)據(jù)、學校能耗數(shù)據(jù)以及校園生活數(shù)據(jù)。

　　區(qū)域層教育數(shù)據(jù)： 主要來自各學校以及社會培訓與在線教育機構，主要包括國家標準規(guī)定的教育行政管理數(shù)據(jù)、區(qū)域教育云平臺產生的各種行為與結果數(shù)據(jù)、區(qū)域教研訓學等所需的各種教育資源、各種區(qū)域層面開展的教學教研與學生競賽活動數(shù)據(jù)以及各種社會培訓與在線教育活動數(shù)據(jù)。

　　國家層教育數(shù)據(jù)： 主要匯聚來自各區(qū)域產生的各種教育數(shù)據(jù)。圖3展示了各層教育數(shù)據(jù)包含的細分數(shù)據(jù)類型。