一种基于教育大数据的动态可视化方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于教育大数据的动态可视化方法与系统，所述方法包括：从在线教学平台收集海量的教学过程数据；将收集到的教育数据发送至服务器存储，形成教育数据的数据库；对数据库中的高维数据进行降维处理；根据可视化展示终端的请求，查询出需要呈现的维度并从数据存储层挖掘出对应数据；可视化展示终端用于根据不同用户的需求，将教育大数据分成不同的维度对服务器反馈的结果进行可视化展示。本发明专利技术可以将海量复杂的教育大数据以简洁、高效、直观的方式展示出来，辅助解决诸如教学过程质量管理、学生学习成长监测、教育管理智能决策等难点问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及教育信息显示领域，尤其涉及一种基于教育大数据的动态可视化方法与系统。
技术介绍
大数据时代，教育数据的价值正在被广大教育者重新认识和评估。教育数据不再仅仅是一堆用作统计的简单“数字”，其正在成为一种变革教育的战略资产和科学力量。随着大数据理念在全球的发酵，以美国、英国、法国等为代表的发达国家率先将大数据作为新型战略资源，视其为“未来的石油”。随着全球教育信息化的快速发展，教育数据正在以几何级的规模递增。除了传统学校教育产生的数据外，互联网教育市场每天也在产生海量的教育数据。目前我国教育规模位居世界首位，如此大规模的教育，必将产生世界量级的教育大数据，而如何发挥这笔“资产”的价值则成为我国教育赶超欧美的关键。西方发达国家已经先行一步，我国也应该加速部署教育大数据战略，强化教育大数据战略意识，让每个人都成为教育数据的缔造者和受惠者，并顺应数据开放趋势，通过教育大数据的适度公开，汇聚广大民众、企业、政府等多方智慧，使教育资产实现源源不断的增值。大数据是一股创新的力量，是一股时代变革的力量，也是一股推动教育领域全面深化改革的科学力量。教育大数据将汇聚无数以前看不到、采集不到、不重视的数据，对这些混杂数据进行深度挖掘以及其他领域的大数据进行关联分析。教育决策将不再过度依靠经验、拍脑袋和简单的统计结果，而转向基于数据的科学决策。随着国家教育管理公共服务平台的建设和运营，我国教育数据的采集工作将越来越规范化、有序化和全面化。大数据技术的突出优势在于其拥有强大的“预判”能力，随着教育大数据应用的逐步深入，预测性分析在消除教育不确定性、提供提前干预方面潜力巨大。另外，大数据将使得教师和机器能够真正了解每个学生的真实情况，从而为其提供真正个性化的学习资源、学习活动、学习路径、学习工具与服务等。如果说互联网促进了教育的民主化，那么大数据将实现教育的个性化。信息时代每时每刻都在产生海量的、各种来源、多种类型的教育数据，如何让生成的大量数据变得更加易于理解并反馈于教学，已成为教育工作者面临的重大问题。针对该问题，将海量的、复杂的、实时的数据转换为动态的图像的可视化方法无疑是最有效的途径。传统的可视化展示工具包括报表、表格和条形图、饼状图等图标展示工具，对于教育大数据的挖掘，由于需要进行数据的分析，所采用的图标也更加复杂和专业，主要为力学图、分区图、力导向图、弦图、集群图、思维导图等。目前，教育大数据多从一维的角度通过传统图标进行表达，没有考虑从多个维度的特征融合来进行可视化表达。因此，在基于教育平台的已汇聚的海量数据基础上，如何实现客观反映教育现状及趋势的数据分析并以通俗易懂的形式进行可视化表达，成为需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于教育大数据的动态可视化方法与系统，本专利技术可以将海量复杂的教育大数据以简洁、高效、直观的方式展示出来，辅助解决诸如教学过程质量管理、学生学习成长监测、教育管理智能决策等难点问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于教育大数据的动态可视化系统，包括：教育大数据采集装置，用于从国家教育云服务平台、starC教学平台（师大云课堂）、学堂在线等在线教学平台，收集海量的、实时的教育数据，并将教育数据发送至教育大数据分析处理装置进行预处理；所述教育大数据采集系统包括：教学资源数据获取模块，用于获取资源的数量、容量及每种类型资源的数量及容量的信息；用户数据获取模块，用于获取教师所带课程、班级及班级成员的信息、学生所选课程、所在班级及学习时长、发帖回帖数、测验成绩、作业成绩及总成绩等信息；课程数据获取模块，用于获取课程、课堂的基本数据；教育大数据数据库，用于存储预处理后的教育数据；教育大数据分析处理装置，用于对教育数据进行预处理，将复杂的教育数据进行分析处理后，存储至教育大数据数据库；根据教育大数据可视化展示终端的请求反馈适当维度的教育数据；教育大数据可视化展示终端，用于根据不同维度的需求向教育大数据服务器发送请求，并对教育大数据服务器反馈的结果进行可视化展示。按上述方案，所述教育大数据分析处理系统对教育大数据进行预处理包括：对于资源数据，对其进行数据清洗；对于用户数据，对其将其统一成规定的格式，方便之后调用；对于课程数据，对其进行数据关联处理，准确客观的反映出数据之间的关系。按上述方案，所述教育大数据分析处理系统对资源数据进行数据清洗包括如下步骤：将收集来的数据填充入基本数据表中，抽取其中数据，并判断是否为缺失、冗余数据，即脏数据，若为脏数据，将脏数据插入到脏数据表中；将脏数据表中的记录通过web界面展示出来，由脏数据管理人员来进行处理，若为缺失数据则进行补充，若为冗余数据则进行删除。对已经处理的数据进行重新抽取直至没有脏数据的产生，将清洗后的数据重新插入到基本数据的表中。按上述方案，所述教育大数据数据库为采用分布式存储的本地集群数据库。按上述方案，所述教育大数据可视化展示终端的展示形式包括：资源的展示、用户及课堂的多维度展示、用户及课堂的多维度关联展示。一种基于教育大数据的动态可视化方法，包括以下步骤：1）从国家教育云服务平台、starC教学平台（师大云课堂）、学堂在线等在线教学平台收集海量的、实时的教育教学数据，并将教育数据发送至教育大数据分析处理装置进行预处理；所述教育数据包括：教学资源数据，包括资源的数量、容量及每种类型资源的数量及容量的信息；用户数据，包括教师所带课程、班级及班级成员的信息、学生所选课程、所在班级及学习时长、发帖回帖数、测验成绩、作业成绩及总成绩信息；课程数据，包括获取课程、课堂的基本数据；2）对教育数据进行预处理；预处理包括：对于资源数据，对其进行数据清洗；对于用户数据，对其将其统一成规定的格式，方便之后调用；对于课程数据，对其进行数据关联处理，准确客观的反映出数据之间的关系；3）将预处理后的教育数据存储在教育大数据数据库中；4）根据用户显示维度的需求，查询出需要呈现的维度，并从教育大数据数据库挖掘出对应数据作为反馈，并对反馈的结果进行可视化展示。按上述方案，所述步骤2）中对资源数据进行数据清洗包括如下步骤：将收集来的数据填充入基本数据表中，抽取其中数据，并判断是否为缺失、冗余数据，即脏数据，若为脏数据，将脏数据插入到脏数据表中；将脏数据表中的记录通过web界面展示出来，由脏数据管理人员来进行处理，若为缺失数据则进行补充，若为冗余数据则进行删除。对已经处理的数据进行重新抽取直至没有脏数据的产生，将清洗后的数据重新插入到基本数据的表中。按上述方案，所述教育大数据数据库为采用分布式存储的本地集群数据库。按上述方案，所述步骤4）中的展示形式包括：资源的展示、用户及课堂的多维度展示、用户及课堂的多维度关联展示。本专利技术产生的有益效果是：本专利技术克服现有技术中可视化表达单维度及展示形式单一的问题，基于教育大数据的分析模型进行可视化的展示，将海量复杂的教育大数据以简洁、高效、直观的方式展示出来。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术实施例的流程图；图2是本专利技术实施例的学院与教师关系的可视化示例图；图3是本专利技术实施例的学生所选课堂的可视化示例图。具体实施方式为了使本专利技术的目的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于教育大数据的动态可视化系统，其特征在于，包括：教育大数据采集装置，从在线教学平台收集海量的、实时的教育教学数据，并将教育数据发送至教育大数据分析处理装置进行预处理；所述教育大数据采集系统包括：教学资源数据获取模块，用于获取资源的数量、容量及每种类型资源的数量及容量的信息；用户数据获取模块，用于获取教师所带课程、班级及班级成员的信息、学生所选课程、所在班级及学习时长、发帖回帖数、测验成绩、作业成绩及总成绩信息；课程数据获取模块，用于获取课程、课堂的基本数据；教育大数据数据库，用于存储预处理后的教育数据；教育大数据分析处理装置，用于对教育数据进行预处理，将复杂的教育数据进行分析处理后，存储至教育大数据数据库；根据教育大数据可视化展示终端的请求反馈适当维度的教育数据；教育大数据可视化展示终端，用于根据不同维度的需求向教育大数据服务器发送请求，并对教育大数据服务器反馈的结果进行可视化展示。

【技术特征摘要】
1.一种基于教育大数据的动态可视化系统，其特征在于，包括：教育大数据采集装置，从在线教学平台收集海量的、实时的教育教学数据，并将教育数据发送至教育大数据分析处理装置进行预处理；所述教育大数据采集系统包括：教学资源数据获取模块，用于获取资源的数量、容量及每种类型资源的数量及容量的信息；用户数据获取模块，用于获取教师所带课程、班级及班级成员的信息、学生所选课程、所在班级及学习时长、发帖回帖数、测验成绩、作业成绩及总成绩信息；课程数据获取模块，用于获取课程、课堂的基本数据；教育大数据数据库，用于存储预处理后的教育数据；教育大数据分析处理装置，用于对教育数据进行预处理，将复杂的教育数据进行分析处理后，存储至教育大数据数据库；根据教育大数据可视化展示终端的请求反馈适当维度的教育数据；教育大数据可视化展示终端，用于根据不同维度的需求向教育大数据服务器发送请求，并对教育大数据服务器反馈的结果进行可视化展示。2.根据权利要求1所述的基于教育大数据的动态可视化系统，其特征在于，所述教育大数据分析处理系统对教育大数据进行预处理包括：对于资源数据，对其进行数据清洗；对于用户数据，对其将其统一成规定的格式，方便之后调用；对于课程数据，对其进行数据关联处理，准确客观的反映出数据之间的关系。3.根据权利要求2所述的基于教育大数据的动态可视化系统，其特征在于，所述教育大数据分析处理系统对资源数据进行数据清洗包括如下步骤：将收集来的数据填充入基本数据表中，抽取其中数据并判断是否为缺失、冗余数据，即脏数据，若为脏数据，将脏数据插入到脏数据表中；将脏数据表中的记录通过web界面展示出来，由脏数据管理人员来进行处理，若为缺失数据则进行补充，若为冗余数据则进行删除；对已经处理的数据进行重新抽取直至没有脏数据的产生，将清洗后的数据重新插入到基本数据的表中。4.根据权利要求1所述的基于教育大数据的动态可视化系统，其特征在于，所述教育大数据数据库为采用分布式存储的本地集群数据库。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海，杨宗凯，刘三女牙，张昭理，舒江波，张维，刘婷婷，李姣姣，
申请(专利权)人：华中师范大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42