【正文】 考 文 獻[1]武星,王旻超,張武,[J].科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力,2011,06:4955.[2][J].(12)[3][J].(24)[4] [J].科協(xié)論壇(下半月).2011(10)[5]狄明遠,[J].(13)社，2004年9月出版； [6] [J].(12)[7] 唐紅,[J].(03)[8] 李曉偉,[J].(15)第五篇：云計算和大數(shù)據(jù)下在線教育研究云計算和大數(shù)據(jù)環(huán)境下的在線教育研究當前云計算和大數(shù)據(jù)技術的出現(xiàn)，面對在線教育交互中產(chǎn)生的大量復雜數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)識別、分析、挖掘并組織隱含在學習者交互過程中的結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)信息，開發(fā)交互過程數(shù)據(jù)的價值，發(fā)現(xiàn)其隱性訴求并預測學習支持服務趨勢，并以其為導向改進和拓寬在線教育服務，達到在線教育服務與學習者需求的雙向平衡。本文就是立足于對在線教育的交互瓶頸和需求分析，構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)和云計算支持的在線教育交互平臺模型。重點研究交互平臺功能實現(xiàn)，使在線的學習者和教師可以實現(xiàn)完美的在線交互活動，并且對交互的數(shù)據(jù)進行深入挖掘分析，解決目前在線教育所面臨的弊端。在線教育交互分為個別化交互和社會性交互，前者是學習者和學習資料之問的交互，后者是學習者和教師或者學習者之問的交互，社會性交互是提高在線教育交互水平的關鍵因素。隨著在線教育的交互信息資源增加，在線學習者和在線教師的需求不斷發(fā)展和提高，在線教育出現(xiàn)了許多問題。針對服務應用。目前在線教育的交互平臺缺乏統(tǒng)一身份認證體系，需要進行身份重復驗證，給用戶造成不便同時給系統(tǒng)增加安全隱患；缺乏統(tǒng)一的應用展現(xiàn)，用戶信息分散在各個應用中，且服務功能重復，堆砌浪費；使用方法、界面和質(zhì)量不統(tǒng)一，給平臺使用和維護管理造成不便。在線學習時間的碎片化趨勢對學習者的終端設備要求很高，造成學習質(zhì)量下降；缺乏跨終端的資源共享系統(tǒng)，影響學習效率和滿意度，改變終端學習，增加數(shù)據(jù)丟失、病毒入侵等安全問題。針對信息資源的存儲和分析挖掘。隨著在線學習者和在線教師的服務需求日益?zhèn)€性化和專業(yè)化，對于服務質(zhì)量也越來越看重，在線教育交互平臺必須根據(jù)在線學習者和在線教師的需求作出相應的策略改變，以適應服務需求的不斷改變和提高。由于在線教育是基于互聯(lián)網(wǎng)的學習方式，學生和學習資源、教師與學生、學生與學生之間的交流是通過網(wǎng)絡全方位進行，所以需要通過對學習交流的分析挖掘出在線學習者和教師的需求。在線教育的信息資源總量日益增大，主要的數(shù)據(jù)資源包括結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化信息，以及在線教育平臺內(nèi)部以異構(gòu)化數(shù)據(jù)為主的相關信息，且每天以大量的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和異構(gòu)性數(shù)據(jù)資源為主。但是目前對于這些異構(gòu)性數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的記錄、存儲和統(tǒng)計技術，完全不能滿足在線教育交互平臺的數(shù)據(jù)需求。因此對平臺產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化、異構(gòu)性大量數(shù)據(jù)進行分析和深度挖掘潛在價值成為必然，為在線學習者和教師反饋快速、及時、高效、安全的信息分析結(jié)果。 云計算和大數(shù)據(jù)與在線教育交互平臺云計算是通過互聯(lián)網(wǎng)絡龐大的計算處理能力，將待處理程序自動分拆成無數(shù)個較小的子程序，再交由多部服務器所組成的龐大系統(tǒng)經(jīng)搜尋、計算和分析，最后將處理結(jié)果回傳給用戶。大數(shù)據(jù)技術是數(shù)據(jù)分析的前沿技術，需要從各種各樣類型的數(shù)據(jù)中，快速獲得有價值信息的能力，是需要新處理模式才能實現(xiàn)更強的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)。云計算強調(diào)的是動態(tài)計算能力，大數(shù)據(jù)注重的是靜態(tài)的計算對象。云計算彌補了目前大數(shù)據(jù)的存儲和運行的最大問題，就是提供了運算平臺，而大數(shù)據(jù)則運用分布式處理手段應用于這個平臺之上，兩者是相輔相成的關系。云計算與大數(shù)據(jù)結(jié)合應用，前者強調(diào)計算能力，后者看重存儲能力。大數(shù)據(jù)需要處理大量復雜數(shù)據(jù)的能力，包括數(shù)據(jù)獲取、整理、轉(zhuǎn)換、統(tǒng)計，即強大的計算能力，而云計算需要大量數(shù)據(jù)作為運算的基礎，所以兩者的結(jié)合是必然趨勢。實際應用中，云計算的出現(xiàn)和興起促進了大數(shù)據(jù)的廣泛應用，而大數(shù)據(jù)和云計算的結(jié)合應用更是出現(xiàn)在許多領域，現(xiàn)已擴展到公共問題領域。但是目前還沒有進入在線教育行業(yè)。借助云計算的優(yōu)勢，在線教育交互平臺上的用戶無需考慮在線學習時終端設備的運算、存儲和負載能力的問題，可以更好的實現(xiàn)教育資源共享和教育網(wǎng)絡協(xié)同工作，大幅度提高教育資源的利用率和運行效率。云存儲屏蔽了數(shù)據(jù)丟失、病毒入侵等問題，保障了數(shù)據(jù)安全和用戶信息私密，是在線教育交互平臺最安全可靠的數(shù)據(jù)存儲中心。用戶使用終端設備訪問教育資源進行在線學習和交流，都會產(chǎn)生并積累大量結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，不僅體量大而且增長速度很快。其中非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)已占數(shù)據(jù)總量的八成以上，但目前的數(shù)據(jù)分析處理算法和軟件不能達到對非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的處理要求。大數(shù)據(jù)技術的應用卻可以高速實時處理在線教育平臺產(chǎn)生的復雜海量數(shù)據(jù)，為在線教育平臺實時洞察學習者的變化、把握學習者的需求、提高教育質(zhì)量提供支持。對在線教育平臺上大量的不相關信息，進行深度復雜分析，為未來教育需求趨勢提供預測分析，這是應用大數(shù)據(jù)的在線教育與傳統(tǒng)在線教育本質(zhì)的不同。 基于云計算和大數(shù)據(jù)的在線教育交互平臺應用模型分析根據(jù)上述分析，隨著在線教育日益同質(zhì)化，在線教育機構(gòu)需要在保障教育資源豐富和高質(zhì)量的同時，更好的分析在線學習者和教師的偏好，為平臺的每個用戶提供有針對性的個性化服務。下面將利用云計算和大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢構(gòu)建符合學習者和教師需求的高質(zhì)量在線教育交互平臺模型，如圖1所示。應用云計算和大數(shù)據(jù)技術的在線教育交互平臺主要分為用戶應用服務層、數(shù)據(jù)資源處理層、基礎設施硬件層三部分，依次分析三部分功能實現(xiàn)。在線教育交互平臺的用戶主要為兩類，即在線教師和在線學習者。針對不同的用戶，訪問的授權(quán)和界面不同，盡可能為用戶提供個性化的精準服務，主要表現(xiàn)為屬于用戶自己的展現(xiàn)網(wǎng)頁。服務應用內(nèi)容主要分為四類，包括在線教學內(nèi)容、教學管理、交流互動和學習管理，如圖2所示。服務應用層是資源對外交互的窗口，是用戶使用資源的橋梁，與用戶體驗的便捷性有很大關系。因此應用服務層是根據(jù)用戶需求，對信息資源請求重構(gòu)和提供，實現(xiàn)信息資源的服務分類，用戶享受個性化的服務資源。平臺對每個用戶展現(xiàn)的內(nèi)容是不相同的。針對教師，平臺實時反饋在線學習者的情況和分析結(jié)果，尤其是對學習者的學習風格和偏好的分析，實時跟蹤學生在課前、課中和課后的情況，完成課程反饋，對學生在平臺上的行為、學習記錄智能跟蹤記錄分析。針對學習者，構(gòu)成學習、答疑、測評、互動四位一體的學習模式，運用豐富的學習資源，根據(jù)后臺的數(shù)據(jù)挖掘。提供學習進度安排和個性化的學習方案。實現(xiàn)以學生為中心的在線教育方式。實現(xiàn)自主個性化學習、個性化即時筆記、針對性課程復習和測評，多方式在線交互的方式。在線教育交互平臺的用戶看到的是良好的服務交互界面，無需知道后臺數(shù)據(jù)資源整合過程，完全由平臺的數(shù)據(jù)資源處理層完成，所以擁有更好的用戶體驗。平臺是所有教學資源的集散地，整合資源方便統(tǒng)一管理和使用，同一份資源，只需保存一份，通過資源關聯(lián)，可以在任意系統(tǒng)中快速調(diào)用。同時避免數(shù)據(jù)庫急劇增長，極大地減輕網(wǎng)絡負荷，減少用戶和平臺的工作時間，維持資源唯一性，資源發(fā)生更改時所有使用該資源的應用均自動更新。中問層是數(shù)據(jù)資源處理層，主要為三部分。第一部分是對數(shù)據(jù)進行標準化處理，第二部分是進行數(shù)據(jù)挖掘分析整合。第三部分是數(shù)據(jù)庫。中問層的核心是第二部分，也是在線教育交互平臺的核心。如圖3所示。面對迅速增加的復雜數(shù)據(jù)，在線教育交互平臺利用云計算和大數(shù)據(jù)進行現(xiàn)代數(shù)據(jù)管理，支持所有數(shù)據(jù)類型，如文件、圖片、視頻、博客、點擊流和地理空問數(shù)據(jù)等，并以“云存儲”持久存儲于數(shù)據(jù)中心，保持數(shù)據(jù)實時更新，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、分析、發(fā)現(xiàn)、整合和優(yōu)化數(shù)據(jù)，提升數(shù)據(jù)價值。利用負載平衡優(yōu)勢，有效透明地擴展網(wǎng)絡設備和服務器的帶寬、增加在線教育交互平臺的吞葉量、加強平臺網(wǎng)絡數(shù)據(jù)處理能力、提高服務的靈活性和可用性。面對用戶大量的并發(fā)訪問或數(shù)據(jù)流量，可以分擔到多臺設備上處理，減少教師和學習者的等待響應的時間；同時做并行處理，處理結(jié)果匯總返回到在線交互平臺，平臺系統(tǒng)處理能力得到大幅度提高。離線數(shù)據(jù)是用戶訪問的各種數(shù)據(jù)庫中的信息資源，是從服務器端、客戶端、代理服務器端中采集的用戶訪問信息和行為信息。利用大數(shù)據(jù)技術進行數(shù)據(jù)處理，清除不需要的數(shù)據(jù)，用聚類、分類等算法對處理之后的數(shù)據(jù)進行模式分析，成立樣本數(shù)據(jù)資源為數(shù)據(jù)流挖掘分析作準備。在線數(shù)據(jù)是由于數(shù)據(jù)流的動態(tài)性和流量大的特點，在實現(xiàn)數(shù)據(jù)流挖掘時，對流入的數(shù)據(jù)流，利用云計算做到占用內(nèi)存少，處理速度快，實現(xiàn)關聯(lián)規(guī)則、分類和聚類的挖掘。整合數(shù)據(jù)是將離線數(shù)據(jù)作為樣本庫的參考，對在線數(shù)據(jù)進行分析，及時有效的反饋結(jié)果，并且隨著時間的推移和用戶對信息資源的需求改變，及時更新資源分析結(jié)果。通過數(shù)據(jù)挖掘過程，對數(shù)據(jù)過濾、分析和整合，建立多資源分類結(jié)果，按照用戶的不同需求進行決策，形成索引為用戶訪問和使用服務提供便利。整合數(shù)據(jù)主要是為整合用戶做準備，將用戶的信息資源進行相似度分析，對于類似的用戶歸類，進行同類信息資源的分配。根據(jù)在線學習者的基本信息、學習風格、學習滿意度和學習感知四維度的服務需求，可實現(xiàn)用戶的定制服務、個性化服務、精準服務，便于用戶方便提取自己需要的資源。最后將用戶需要的資源根據(jù)授權(quán)不同。做統(tǒng)一標準化處理。上傳至服務應用層，展現(xiàn)于用戶的界面。云計算和大數(shù)據(jù)結(jié)合對在線教育的發(fā)展具有巨大的促進作用，不僅是針對提供的服務，更是對教育發(fā)展的促進，增強在線教育的核心競爭力，保持在線教育的健康發(fā)展。在從以資源為核心的在線教育平臺建設到以用戶為核心的個性化在線教育平臺建設過程中，最主要的變化的就是針對不同用戶提供不同的個性化服務。而云計算和大數(shù)據(jù)的應用就在于加強對在線教育的平臺用戶研究與交互數(shù)據(jù)的分析利用。并基于分析結(jié)果。改善服務內(nèi)容，提升個性化服務的質(zhì)量，完成平臺對用戶的跟蹤服務、精準服務、知識關聯(lián)服務和宣傳推廣服務。面對平臺快速增長的數(shù)據(jù)，從中提取有價值的信息，實時分析反饋，建立不同類別的用戶模型，達到針對不同用戶提供針對性服務、增強用戶體驗、提高服務質(zhì)量的目標。即使分析的數(shù)據(jù)源相同，但是由于提供對象不同，分析結(jié)果會不同，提供的服務也不同，做到精準服務。即使是同類用戶，針對不同的個體，分析數(shù)據(jù)源不同，結(jié)果不同，提供的服務也不盡相同，做到個性化服務。通過大數(shù)據(jù)和云計算技術，改變了被動更新教學資源的情況，變成根據(jù)在線學習者的需求主動更新資源，提升了在線教育平臺的作用。不僅為在線學習者提供了需要的學習資源，也為在線教師提供更有質(zhì)量的教學資源和研究依據(jù)。在線教育交互平臺通過對用戶數(shù)據(jù)的收集、整理、分析、深度挖掘和匯總，在宏觀上分析相關教育領域的發(fā)展動向和熱點變化，更快地洞察最新的學習者興趣走向，以及相關領域的內(nèi)容進展，更新在線平臺的學習資源，并且保證學習內(nèi)容的實時性和前沿性。同時通過匯總結(jié)果有效評估在線學習者對各種教學資源的使用情況，并且根據(jù)熱點分析和目前已有教學資源交叉對比，可以有效評估教學資源的質(zhì)量，利于在線教育交互平臺持久發(fā)展。隨著在線教育交互的發(fā)展，信息數(shù)據(jù)量迅猛增長，產(chǎn)生出大量的半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化信息數(shù)據(jù)，對存儲的要求愈加嚴格。云計算的出現(xiàn)使得海量數(shù)據(jù)的存儲與運算得到了解決，分布式存儲的方式可以持續(xù)收集大量數(shù)據(jù)，不會造成存儲空問的不足。在線教育交互平臺應用“云存儲”方式，保證存儲數(shù)據(jù)的可靠性，并能夠?qū)崟r更新，有效解決海量數(shù)據(jù)資源的查詢、管理等問題。云計算使用數(shù)據(jù)多副本容錯、設備同構(gòu)可互換等手段來保障平臺的數(shù)據(jù)存儲安全。數(shù)據(jù)存儲到“云”中，不會受到計算機病毒或硬盤損壞造成的數(shù)據(jù)丟失。同時解放了用戶對終端設備能力的要求。應用云計算和大數(shù)據(jù)的在線教育交互平臺，能夠面向具體應用的數(shù)據(jù)需求，做到快速、及時和有效地響應。根據(jù)需求的變化和增長，平臺具有很好的性能擴展空問和擴容時穩(wěn)定和可靠的支持，高效處理多種類型數(shù)據(jù)。在線教育機構(gòu)以此平臺為基礎利用云計算技術和大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，充分挖掘自身數(shù)據(jù)價值，實現(xiàn)數(shù)據(jù)資產(chǎn)從成本中心到利潤中心的轉(zhuǎn)變。通過整合數(shù)據(jù)資產(chǎn)，對數(shù)據(jù)資產(chǎn)進行標準化，形成靈活可擴展、易于更新、可管控的、可隔離、綠色環(huán)保的高效分析型數(shù)據(jù)管理交互平臺，實現(xiàn)支持標準開發(fā)、用戶自服務、多元化開發(fā)多種應用支持模式，形成松禍合、可異構(gòu)的基礎數(shù)據(jù)和應用數(shù)據(jù)兩級數(shù)據(jù)管理層次。同時，在線教育機構(gòu)可以駕馭自身數(shù)據(jù)資產(chǎn)，全面提升平臺的數(shù)據(jù)信息管理能力，盡力獲取對在線學習者和在線教師的洞察，以數(shù)據(jù)驅(qū)動在線教育的發(fā)展。對于在線教育交互這個重要研究領域而言，云計算和大數(shù)據(jù)技術的出現(xiàn)不僅影響著在線教育交互的形態(tài)，也為交互信息分析提供了新的思路和手段。一方面，新的技術使交互行為不斷向著實時化和碎片化的方向發(fā)展，使交互過程日益復雜；另一方面，新的技術又使獲得大量交互數(shù)據(jù)、特別是行為數(shù)據(jù)成為了可能，從而有更多了解在線學習過程和進行教學決策的依據(jù)。在線教育交互作為信息服務，盡管在線教育交互平臺有資源的優(yōu)勢，但在技術等方面的劣勢也限制了其本身的發(fā)展。本文構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)和云計算支持的在線教育交互平臺模型，分析平臺的功能實現(xiàn)，使在線的學習者和教師可以實現(xiàn)完美的在線交互活動，總結(jié)出利用云計算和大數(shù)據(jù)的在線教育交互平臺的特點優(yōu)勢。因此，在線教育交互平臺的快速發(fā)展需要利用云計算和大數(shù)據(jù)創(chuàng)新提升在線教育交互的核心競爭力。