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1、教育与学习的未来BIG DATA教育大数据应用技术国家工程实验室 数学与统计学学院 李 波与大数据同行大数据助力解答教育“三问”为华中师大教育大数据应用技术国家工程实验室点赞!http:/ 大数据助力教育的本质 建设教育强国是中华民族伟大复兴的基础工程 必须把教育事业放在优先位置 加快教育现代化 办好人民满意的教育 教育的意义 知识改变命运 基础工程 教育的对象 人民满意的教育 教育的内容 科学的思维方式 教 育 的 新 拷 问教育大数据 大数据时代给教育带来了前所未有的机遇与挑战 感受不一样的大数据 认知 数学与模型 教育大数据概况 思维 技术与机遇 国外案例 教育大数据能做什么 基于大数据
2、的教育创新 我们做了什么 教育大数据设想 我们还能做什么 报 告 提 纲感受不一样的认知平均数往往“不平均” 大学学费定价是社会关注的热点问题 农门学子苦读书 不读书 新读书无用论 社会学家研究表明 目前大学成本约等于 一个家庭的10年可支收入 10个家庭每家1万元 1个家庭100万元 平均 10万元 大学学费定价2万元根本不成问题? 是不是 “被平均”了?百分比准确吗? 10000件产品中有一件次品,计算机程序告诉你10000件都是正品,计算机程序的正确率是99.99%,错误率仅仅是0.01% 如果把这个次品换成恐怖分子呢? 查准率 查全率 换位思考 条件概率! 大数据中的百分率感受不一样的
3、认知大数据的复杂结构是一个关键 第一个表是整体的数据:A、B医院都是100人,B医院处理有较高的治愈率,因此认为B医院对整个病患有“正作用”。 第二个表引入了人群病症类型因素。奇怪的是,对轻症A治愈率高于B医院。对重症A治愈率也高于B医院。A医院理对两类病症有更好的效果,但是对整体病患却没有好的成绩? 悖论产生了! 数据没有错,只是更复杂了医院治愈失败总数治愈率A505010050%B 683210068%11882200类型医院治愈失败总数治愈率轻症A1822090%B 64168080%重症A32488040%B 4162020%感受不一样的认知大数据的更关注相关关系 因果关系与相关关系
4、决策往往希望来源于因果关系,如投入产出模型。但实际上,大数据告诉我们纷繁复杂的真实世界表现出来的更多的是相关关系。大数据时代比任何时代更专注 相关关系感受不一样的认知大数据认知中的数学大数据时代更需要科学思维和数学工具 当数据已经足够多并且还将继续增多的时候,很多观点和其反面观点一样都可以通过数据轻松得到论证。这时候,逻辑才能对两个截然相反的观点做出判别。数学建模是有效地搭建起逻辑与数据之间桥梁的工具。 大数据时代更需要数学 大数据需要更专业更合作的科学行为合作的科学教育大数据什么是教育大数据 教育大数据 概 念海量的数据当量复杂的数据结构多样的数据类型快速的数据需求什么是教育大数据 教育大数
5、据产生 国家层面的认识 概 念教育大数据什么是教育大数据 教育大数据产生 国家层面的认识 数据的作用 价值 概 念教育大数据什么是教育大数据 教育大数据产生 国家层面的认识 数据的作用 价值 基本技术 核心还是 模型 算法 概 念教育大数据什么是教育大数据 教育大数据产生 国家层面的认识 数据的作用 价值 基本技术 关键词 精准化 个性化 概 念教育大数据什么是教育大数据 教育大数据产生 国家层面的认识 数据的作用 价值 基本技术 关键词 教育大数据解读 概 念教育大数据 对现代教育产生的大数据进行分析,深入挖掘信息规律,反馈教学活动及其管理,科学高效地实现教学精准化、学习个性化、环境智能化、
6、管理智慧化的总体目标。教育大数据应用案例教育大数据国外案例 普渡大学课程信号项目 Knewton 平台自适应学习 IBM与亚拉巴马州的莫白儿县公共学区进行大数据合作 “希维塔斯学习”跨校学习数据库国外案例教育大数据应用案例教育大数据国外案例 普渡大学课程信号项目 Knewton平台自适应学习 IBM大数据合作 “希维塔斯学习” 基本思路 基本框架基 本 思 路基于大数据的教育创新教育大数据的尝试 依托智慧教室的“1+N”教学模式 强大的数据支持华师代晋军试验课堂基于大数据的教育创新教育大数据的尝试 依托智慧教室的“1+N”教学模式 强大的数据支持 全体的预习统计 详细的学情分析华师代晋军试验课
7、堂基于大数据的教育创新教育大数据的尝试 依托智慧教室的“1+N”教学模式 强大的数据支持 全体的预习统计 详细的学情分析 分层的辅导习题华师代晋军试验课堂基于大数据的教育创新教育大数据的尝试 数据收集与可视化 数据处理及关联分析 学生行为数据特征分析 课程预警干预实验华师代晋军试验课堂教育大数据的尝试 数据清洗 数据挖掘 指标提取 相关性分析 历史样本数据学习训练 根据当前数据评价 预警课程预警干预实验指标类别指标名称消费行为数据每日消费总额月分旬消费金额月消费次数每日正点消费情况每日早餐情况学习行为数据 图书馆学习时长图书馆入馆次数图书馆入馆频率早起频率专业课学分绩公共课学分绩总学分绩基于大
8、数据的教育创新教育大数据的尝试 数据清洗 数据挖掘 指标提取 相关性分析 历史样本数据学习训练 根据当前数据评价 预警课程预警干预实验基于大数据的教育创新教育大数据的尝试 数据清洗 数据挖掘 指标提取 相关性分析 历史样本数据学习训练 根据当前数据评价 预警课程预警干预实验基于大数据的教育创新教育大数据的尝试 整体成绩理想 预警效果显著 后续研究课程预警干预实验基于大数据的教育创新教育大数据的尝试教学方案亚组分析 (subgroup analysis)后 续 研 究基于大数据的教育创新教育大数据的尝试教学方案亚组分析 (subgroup analysis)个性化教学方案的有效评估和检测 (ev
9、aluation and testing of policy)后 续 研 究基于大数据的教育创新教育大数据的尝试教学方案亚组分析 (subgroup analysis)个性化教学方案的有效评估和检测 (evaluation and testing of policy)从数据中学习最优个性化教学方案 (optimal policy learning)后 续 研 究基于大数据的教育创新教育大数据的尝试教学方案亚组分析 (subgroup analysis)个性化教学方案的有效评估和检测 (evaluation and testing of policy)从数据中学习最优个性化教学方案 (optim
10、al policy learning)最优个性化教学方案的动态学习 (optimal dynamic policy learning)后 续 研 究基于大数据的教育创新教育大数据的尝试教学方案亚组分析 (subgroup analysis)个性化教学方案的有效评估和检测 (evaluation and testing of policy)从数据中学习最优个性化教学方案 (optimal policy learning)最优个性化教学方案的动态学习 (optimal dynamic policy learning)影响个性化教学方案的变量选择 (variable selection for op
11、timal policy making)后 续 研 究基于大数据的教育创新教学辅助系统 基本概况 班级情况章勇博士教辅系统基于大数据的教育创新教学辅助系统 基本概况 班级情况 知识点统计章勇博士教辅系统基于大数据的教育创新教学辅助系统 基本概况 班级情况 知识点统计同知识点班级共性错题章勇博士教辅系统基于大数据的教育创新教学辅助系统 基本概况 班级情况 知识点统计 个体样本章勇博士教辅系统基于大数据的教育创新教学辅助系统 基本概况 班级情况 知识点统计 个体样本 个人易错知识点推断章勇博士教辅系统基于大数据的教育创新教学辅助系统 基本概况 班级情况 知识点统计 个体样本 教师视角 章勇博士教辅系统基于大数据的教育创新学生学习过程的多维度指标数据记录基于知识图谱的精确教学计划学情分析个性画像教学辅助系统教师视角 详尽准确的学情分析 辅助精准教学 结合历史成绩 预测学生成绩走向 个人状态画像 个性化学习 社交画像 和睦师生关系预警 负面情绪 章勇博士教辅系统基于大数据的教育创新教育大数据大有可为与大数据同行 教育与学习的未来 如何利用教育数据 关键词 精准化教育 个性化学习 历史数据的学习 训练 当前评估 未来预测 可视化管理 最优决策结 束 语教育大数据大有可为谢 谢 聆 听