教育大數據與智能分析： 從思維構建到AI場景應用

方海光，首都師範大學教育學院教授，博士/博士後，教育技術學專業負責人，人工智能教育研究中心副主任，遠程教育研究所所長，北京師範大學智慧學習研究院智慧學習白皮書首席研究員，全國信息技術標準化技術委員會教育技術分技術委員會委員，中國教育技術協會人工智能專業委員會常務理事, 中國人工智能學會智能教育技術專業委員會委員，美國密歇根州立大學訪問學者，挪威奧斯陸大學學院訪問學者，北京師範大學博士後，中國科學院博士。出版國內第一本《教育大數據》圖書，人教版/中圖版《人工智能初步》國家教材主編，主持《中國智慧學習環境白皮書》研究等。主要研究方向：教育大數據，智慧教育與移動學習，人工智能教育機器人，智慧校園與未來學校等。洪心，首都師範大學教育學院博士研究生，北京市教育大數據協同創新研究基地助理研究員。主要研究方向：人工智能教育、教育大數據、智能課堂診斷等。現發表期刊或國際會議論文20余篇，其中CSSCI、EI會議等10篇。參與《數學網絡畫板3D高級教程》《人工智能拔尖創新思維啟蒙叢書》等圖書出版5本。參與或主持申報“教育部中小學數學教師信息化教學能力顯著提升的研究與實踐項目”、“科技部社會治理與智慧社會科技支撐重點專項”國家級、省部級等項目多項。

001 第 1 章 教育大數據與數據科學
003 1.1 什麼是教育大數據
005 1.2 教育大數據的特征
006 1.3 教育大數據的來源和類型
008 1.4 第四範式：數據密集型科學
013 1.5 第五範式：人工智能驅動的科學研究
016 第 2 章 教育大數據的數理與智能分析基礎
018 2.1 高等數學基礎
020 2.2 線性代數
023 2.3 概率論
026 2.4 統計分析
030 2.5 機器學習
035 第 3 章 教育大數據的結構與計算基礎
037 3.1 數據模型
039 3.2 數據結構042 3.3 算法
044 3.4 算法的描述
048 3.5 數據結構與算法
049 3.6 算法舉例
052 第 4 章 數據的生命周期與智能處理
054 4.1 數據采集與智能感知
058 4.2 數據存儲與知識組織
062 4.3 數據治理與安全管理
064 4.4 數據分析與智能洞察
066 4.5 數據展示與可視化表達
070 第 5 章 思維、數據思維和系統思維
072 5.1 什麼是思維
074 5.2 什麼是數據思維
078 5.3 什麼是系統思維
081 5.4 思維表達工具
087 5.5 思維導圖工具
089 第 6 章 教育智能場景設計方法
091 6.1 什麼是教學場景
093 6.2 教育大數據環境下的教學場景構建
096 6.3 智能分析驅動的教學場景設計方法106 第 7 章 教育大數據采集與智能感知技術
108 7.1 教育大數據采集
108 7.2 教育大數據采集方法
113 7.3 教育大數據采集工具與智能感知技術
117 7.4 教育大數據采集案例
121 第 8 章 教育大數據存儲與知識組織技術
123 8.1 數據存儲與知識組織
124 8.2 教育大數據存儲方法
126 8.3 教育大數據存儲工具與語義組織設備
130 8.4 教育大數據存儲與知識組織案例
142 第 9 章 教育大數據標註與語義理解技術
144 9.1 教育大數據標註
145 9.2 教育大數據標註的方法
150 9.3 教育大數據標註工具與自然語言理解
154 9.4 教育大數據標註案例
159 第 10 章 教育大數據清洗與數據治理技術
161 10.1 教育大數據清洗
163 10.2 教育大數據清洗過程與方法
166 10.3 教育大數據清洗工具與異常檢測技術171 10.4 教育大數據清洗案例
177 第 11 章 教育大數據建模與學習分析技術
179 11.1 教育大數據建模
181 11.2 教育大數據建模方法與步驟
186 11.3 教育大數據建模工具與學習分析技術
193 11.4 教育大數據建模案例
195 第 12 章 教育大數據分析與決策支持技術
197 12.1 數據分析
197 12.2 教育大數據分析技術
199 12.3 教育大數據分析工具與決策支持技術
201 12.4 教育大數據分析案例
204 第 13 章 教育大數據可視化與智能交互技術
206 13.1 數據可視化概述
210 13.2 數據可視化方法
212 13.3 教育大數據可視化工具
218 13.4 教育大數據可視化案例222 第 14 章? 教育 AI 應用課堂場景案例：北京市智慧
課堂 AI 分析系統
224 14.1 智慧課堂 AI 分析系統建設背景
225 14.2 智慧課堂 AI 分析系統的總體設計
228 14.3 智慧課堂 AI 分析系統開發平臺
232 14.4 智慧課堂 AI 分析系統的具體應用
237 第 15 章? 教育 AI 應用課堂場景案例：內蒙古自治
區準格爾旗人機協同“雙師課堂”
239 15.1 人機協同“雙師課堂”教學的價值引領
239 15.2 人機協同“雙師課堂”教學應用場景
248 15.3 案例一：薛家灣第十一小學人機協同“雙師課堂”
251 15.4 案例二：羊市塔希望幼兒園人機協同“雙師課堂”
254 第 16 章? 教育 AI 應用課堂場景案例：北京市第
十一中學智慧教育建設
256 16.1 學校辦學基礎與核心概況
257 16.2 學校數字化轉型的探索歷程
258 16.3 學校信息化建設及智慧教育應用情況
263 16.4 學校智慧教育的體系建設
265 16.5 智慧教育建設成效與實踐價值267 第 17 章? 教育 AI 應用學校場景案例：東莞市松山
湖北區學校“一腦五平臺”
269 17.1 智慧校園建設概況
271 17.2 搭建學生數字化學習平臺，激發學生成長活力
279 17.3 搭建教師發展數字化平臺，激發教師工作活力
282 17.4 以面向人全面發展的督導評價，實現精準學校管理
285 第 18 章? 教育 AI 應用區域場景案例：北京市教育
大數據平臺建設
287 18.1 北京市教育大數據平臺建設歷程
288 18.2 北京市教育大數據推進的主要做法
289 18.3 北京市教育大數據建設成果
291 18.4 北京市教育大數據建設存在的問題
292 第 19 章? 教育 AI 應用區域場景案例：上海市寶山
區“基座 + 生態”建設
294 19.1 上海市寶山區教育數字化整體性轉型的背景
297 19.2 上海市寶山區教育數字化整體性轉型的總體設計
299 19.3 上海市寶山區“基座 + 生態”建設內容
301 19.4 教育大數據資源體系與核心應用生態
304 19.5 教育整體性轉型成效與實踐價值
306 參考文獻