孫澤浩
(武漢市第二高級中學(xué),湖北 武漢 430010)
大數(shù)據(jù)是指通過現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)技術(shù),對已發(fā)生事物的可觀測、可記錄痕跡的數(shù)據(jù)性編碼。隨著信息技術(shù)的發(fā)展,全球數(shù)據(jù)呈爆發(fā)增長、海量集聚的特點,大數(shù)據(jù)時代已經(jīng)到來[1]。黨的十八屆五中全會明確提出發(fā)展大數(shù)據(jù)國家戰(zhàn)略[2],習(xí)主席在2017年12月8日中央政治局集體學(xué)習(xí)時再次強(qiáng)調(diào),“大數(shù)據(jù)發(fā)展日新月異,應(yīng)加快推動實施國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略,更好地服務(wù)于我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和人民生活改善”。以前瞻的眼光系統(tǒng)地認(rèn)識和發(fā)掘大數(shù)據(jù)在中學(xué)教育中的應(yīng)用[3],對推進(jìn)中學(xué)教育模式創(chuàng)新、管理轉(zhuǎn)變和質(zhì)量提升,具有重要的現(xiàn)實意義。
大數(shù)據(jù)包括文本、視頻、音頻、圖片和地理位置等多種媒體形式,具有結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化等多種類別樣式。國際數(shù)據(jù)公司(IDC)認(rèn)為大數(shù)據(jù)具有“4V”的核心特征,即海量的數(shù)據(jù)規(guī)模(Volume)、快速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)與動態(tài)的數(shù)據(jù)體系(Velocity)、多樣的數(shù)據(jù)類型(Variety)和巨大的數(shù)據(jù)價值(Value)[4]?!按髷?shù)據(jù)”不僅僅強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)之“大”,更強(qiáng)調(diào)對數(shù)據(jù)的采集、處理、統(tǒng)計分析和挖掘應(yīng)用。
中學(xué)信息化教學(xué)設(shè)備與系統(tǒng)的建設(shè)與運(yùn)用,為“中學(xué)教育大數(shù)據(jù)”的產(chǎn)生創(chuàng)造了物質(zhì)基礎(chǔ)。在信息化教育管理平臺、資源管理平臺、在線學(xué)習(xí)平臺、校園一卡通等系統(tǒng)中,日常教學(xué)活動所產(chǎn)生的各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和過程數(shù)據(jù),如師生基本信息、教學(xué)活動信息、教育管理信息、教學(xué)評價信息、學(xué)籍學(xué)分信息、教學(xué)研究信息、儀器設(shè)備信息和各類通訊信息等,都可以成為教育大數(shù)據(jù)。就學(xué)生大數(shù)據(jù)而言,具體內(nèi)容可包括學(xué)生基本信息、上課表現(xiàn)、學(xué)習(xí)成績、實踐素養(yǎng)、文藝素養(yǎng)、考勤情況、健康狀況、成長記錄等,還可以是學(xué)生課外輔導(dǎo)、作業(yè)負(fù)擔(dān)、就餐費用、睡眠時間、家庭背景等相關(guān)數(shù)據(jù);就教學(xué)活動大數(shù)據(jù)而言,具體可包括教學(xué)計劃、教學(xué)組織、教學(xué)模式、教學(xué)方法、課堂實施、參觀見學(xué)、社會實踐等相關(guān)數(shù)據(jù)信息。
一是數(shù)據(jù)多樣化。既包括各種靜態(tài)的教學(xué)資料數(shù)據(jù),也包括各種動態(tài)的教育過程數(shù)據(jù),在數(shù)據(jù)格式、編碼方式、應(yīng)用特征等方面存在很大差異。二是數(shù)據(jù)精細(xì)化。全方位記錄中學(xué)教育教學(xué)實施、監(jiān)管、測評等情況,不再是傳統(tǒng)的“抽樣數(shù)據(jù)”。三是數(shù)據(jù)規(guī)?;?。具有日常連續(xù)性和歷史累積性,內(nèi)容豐富、類型多樣,很容易達(dá)到GB、TB,甚至PB級規(guī)模。四是數(shù)據(jù)增值化。對收集的教育大數(shù)據(jù)進(jìn)行“加工”可以實現(xiàn)“增值”,發(fā)現(xiàn)“數(shù)據(jù)走勢”,得出教育規(guī)律。
一是作為海量數(shù)據(jù),其“有效數(shù)據(jù)”有限。自然狀態(tài)下收集的教育大數(shù)據(jù),既“原汁原味”也往往“魚目混珠”,部分?jǐn)?shù)據(jù)可能因為難以甚至無法利用而顯得無效、多余,造成“數(shù)據(jù)迷霧”現(xiàn)象。二是作為全樣本數(shù)據(jù),其“代表性數(shù)據(jù)”有限。雖然大數(shù)據(jù)能全面、精細(xì)描述中學(xué)教育情況,但海量的“大數(shù)據(jù)”有可能淹沒部分有代表性的“小數(shù)據(jù)”,造成“數(shù)據(jù)霸權(quán)”現(xiàn)象。三是雖然是事實性數(shù)據(jù),但動態(tài)多變。雖然數(shù)據(jù)使得“事實勝于雄辯”,但數(shù)據(jù)相關(guān)的業(yè)務(wù)模型會動態(tài)變化,如果在數(shù)據(jù)驅(qū)動決策中不能常態(tài)更新、迭代優(yōu)化,極易造成“數(shù)據(jù)說謊”假象。四是雖然易于采集與傳遞,但存在隱私和安全隱患。部分教育大數(shù)據(jù)具有保密性,如果在數(shù)據(jù)采集和傳遞過程中不注重數(shù)據(jù)管控和過濾,很容易泄露或被竊取,誘發(fā)“數(shù)據(jù)安全”隱患。
信息化條件下,教育平臺更加開放、教育資源更加豐富、教育模式更加靈活,大數(shù)據(jù)信息更加豐富。教育信息從“數(shù)據(jù)”到“大數(shù)據(jù)”,本質(zhì)上是數(shù)據(jù)思維的運(yùn)用、數(shù)據(jù)質(zhì)量的優(yōu)化、數(shù)據(jù)能力的發(fā)掘,將對中學(xué)教育理念提煉、教學(xué)模式創(chuàng)新、教學(xué)行為規(guī)范、教育評價完善等帶來深刻影響。
一是大數(shù)據(jù)的多角度思維要求確立精細(xì)化教管理念。大數(shù)據(jù)從多種角度微觀、精準(zhǔn)記錄中學(xué)教育情況,可以更加細(xì)致、更加準(zhǔn)確地描述中學(xué)教學(xué)細(xì)節(jié),因此要樹立“用數(shù)據(jù)說話”的精細(xì)化管理理念,克服傳統(tǒng)宏觀分析帶來的局限。二是大數(shù)據(jù)的預(yù)見性思維要求增強(qiáng)超前預(yù)見的理念。大數(shù)據(jù)是“預(yù)測未來的先知”,消除不確定性是大數(shù)據(jù)起源與發(fā)展的重要動力,因此要善于利用大數(shù)據(jù)技術(shù)揭示中學(xué)教育的內(nèi)在邏輯和變化規(guī)律,進(jìn)而超前預(yù)見中學(xué)教育需求、趨勢和問題。三是大數(shù)據(jù)的全方位思維要求強(qiáng)化全面評價的理念。大數(shù)據(jù)能全方位獲取中學(xué)教育數(shù)據(jù),因而可以建立系列的評價指標(biāo)群,對中學(xué)教育情況做出客觀的全面評價。
一是豐富的大數(shù)據(jù)能拓展中學(xué)教育內(nèi)容。大數(shù)據(jù)時代的教育內(nèi)容來源渠道更寬、獲取手段更廣,特別是開放的網(wǎng)絡(luò)教育平臺很容易再生新的教育內(nèi)容。二是便捷的大數(shù)據(jù)能加快中學(xué)教育內(nèi)容更新。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)對有關(guān)數(shù)據(jù)的收集、分析和反饋,中學(xué)教育內(nèi)容可適時更新、調(diào)整、補(bǔ)充,內(nèi)容選取具有更快的便捷性。三是可視的大數(shù)據(jù)能促使教學(xué)形式多樣化[5]。大數(shù)據(jù)條件下的數(shù)字化教育不再局限于文本展現(xiàn)、動畫呈現(xiàn),而將由平面變成立體、由靜態(tài)變?yōu)閯討B(tài)、由實體變?yōu)樘摂M,使得教學(xué)內(nèi)容的吸引力得到大大增強(qiáng)。
一是網(wǎng)絡(luò)化大數(shù)據(jù)平臺技術(shù)提高中學(xué)教育的信息化水平[6]。大數(shù)據(jù)時代的中學(xué)教育,將從傳統(tǒng)的“書本教育”走向“數(shù)字教育、網(wǎng)絡(luò)教育”,信息化教學(xué)條件更加完備、使用更加便捷,老師與學(xué)生甚至可根據(jù)自己的時間、地點、方式需要而自主開展課下網(wǎng)上教學(xué)。二是智能化大數(shù)據(jù)分析技術(shù)滿足中學(xué)教育的個性化要求。通過智能化微觀分析教學(xué)情況、把握教學(xué)規(guī)律,動態(tài)反饋教學(xué)過程,及時調(diào)整教學(xué)計劃,有利于有針對性地“因材施教”,對每個學(xué)生實施獨立的教學(xué)輔導(dǎo),按各自的進(jìn)度把控學(xué)習(xí)節(jié)奏。三是虛擬化大數(shù)據(jù)展現(xiàn)技術(shù)增強(qiáng)抽象知識的形象理解。運(yùn)用虛擬仿真、增強(qiáng)現(xiàn)實等大數(shù)據(jù)有關(guān)技術(shù),能提升某些知識點直觀表現(xiàn)能力,使得學(xué)生更加容易理解知識要點。
一是突出評價的過程性。通過全程采集、全面記錄、自動分析中學(xué)教育過程數(shù)據(jù),可以對學(xué)生的學(xué)習(xí)和成長情況進(jìn)行形成性評價,從而完整反映教學(xué)情況、持續(xù)監(jiān)控教育質(zhì)量、及時預(yù)警薄弱項;二是增強(qiáng)評價的客觀性。“自然狀態(tài)下”采集的各類中學(xué)教育數(shù)據(jù),更能客觀描述中學(xué)教育的實際情況,更便于公正評判中學(xué)教育質(zhì)量,可避免傳統(tǒng)評價過于宏觀、依靠經(jīng)驗的不足;三是提升評價的互動性。全面采集有關(guān)數(shù)據(jù),可支持教育局、中學(xué)校以及學(xué)生與家長對中學(xué)教育內(nèi)容、進(jìn)度、質(zhì)量進(jìn)行交互評價,避免傳統(tǒng)評價的不全面、不精準(zhǔn)問題。
隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的寬帶化、數(shù)據(jù)處理的智能化,下大力研究大數(shù)據(jù)對中學(xué)教育中的深遠(yuǎn)影響與現(xiàn)實作用。
大數(shù)據(jù)反映了客觀現(xiàn)實,收集整理和推演分析相關(guān)教育教學(xué)大數(shù)據(jù),可以洞悉和預(yù)判師生的未來行為,準(zhǔn)確定位師生的內(nèi)在需求,從而籌劃更加有效的教育教學(xué)流程,促進(jìn)教育教學(xué)模式的轉(zhuǎn)型。例如,傳統(tǒng)教學(xué)主要獲取作業(yè)情況、課堂表現(xiàn)、考試測驗等數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)只反饋了學(xué)習(xí)結(jié)果但不反映教學(xué)過程,無法評價教師教學(xué)模式的優(yōu)劣。而通過深度學(xué)習(xí)歷史教育大數(shù)據(jù),發(fā)掘教育結(jié)果與教學(xué)活動之間的映射關(guān)系,就可以發(fā)現(xiàn)教學(xué)弱勢課程、學(xué)生缺漏項或進(jìn)步趨勢,自適應(yīng)推薦或協(xié)同創(chuàng)建最有效的教育模式方案,從而輔助制定教學(xué)或復(fù)習(xí)“作戰(zhàn)圖”,幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)成績,幫助學(xué)校提高升學(xué)率。
現(xiàn)代中學(xué)教育環(huán)境是多渠道、多方式、多手段的,為學(xué)校、家長、學(xué)生、監(jiān)管者各方深度參與教育過程提供了手段。利用學(xué)習(xí)分析技術(shù)[7]對中學(xué)教育數(shù)據(jù)進(jìn)行分析挖掘,可清晰呈現(xiàn)學(xué)生差異、發(fā)現(xiàn)師生個性特點、診斷教學(xué)薄弱環(huán)節(jié)。這有助于優(yōu)化教育過程,真正做到因材施教;有助于提高教學(xué)效率,為老師減負(fù)增效。例如,收集分析學(xué)生作業(yè)時長、考試成績、課堂活躍度、線上閱讀量、論壇發(fā)言數(shù)等大數(shù)據(jù),可以“定位”學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣和知識偏差,發(fā)現(xiàn)教學(xué)薄弱項,形成學(xué)生錯題本和考試分析報告,通過對教學(xué)問題“對癥下藥”,動態(tài)調(diào)整學(xué)習(xí)計劃、優(yōu)化教學(xué)過程,快速提高教學(xué)效率和教育質(zhì)量。
利用中學(xué)教育過程中產(chǎn)生的方案/教案數(shù)據(jù)、評估/成績數(shù)據(jù)、監(jiān)管/過程數(shù)據(jù)等“中學(xué)教育大數(shù)據(jù)”,可實現(xiàn)對中學(xué)教學(xué)活動的關(guān)聯(lián)分析或定量、定性分析,從而提高學(xué)校決策的科學(xué)化、師生管理的精細(xì)化,提高教學(xué)活動計劃的正確性、活動實施的及時性和活動評價的準(zhǔn)確性,為改進(jìn)中學(xué)教學(xué)活動提供依據(jù)或建議。例如,對各級組織的各種考試成績進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析,就可以形成知識點大數(shù)據(jù)“地圖”,清晰展現(xiàn)每個學(xué)生的成績與試卷知識點及其難度的關(guān)系,從而幫助老師了解每道題的得分率,把握每個學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況,有重點地開展試卷講評活動。
全面采集中學(xué)教育大數(shù)據(jù),多主體設(shè)置教育指標(biāo)得分及權(quán)值比重,通過統(tǒng)計分析、深度學(xué)習(xí)、智能挖掘,可以“全要素”、“全過程”、“全員性”、“全方位”綜合評估教育質(zhì)量,從而反饋教學(xué)計劃、教學(xué)實施、教學(xué)反思中的問題,發(fā)現(xiàn)與教育質(zhì)量相關(guān)的師資、學(xué)生、管理等方面的影響因素,避免傳統(tǒng)中學(xué)教育評估的數(shù)據(jù)來源單一、評估結(jié)論淺顯、評估效力淺層等弊端。例如,利用學(xué)校、老師、學(xué)生、家長的日常登記、專項調(diào)查以及其他信息化手段,搜集與學(xué)生學(xué)習(xí)和生活相關(guān)的各種數(shù)據(jù),使用統(tǒng)計分析工具以及分類、聚類、關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘、特征點提取、偏差分析、趨勢預(yù)測等數(shù)據(jù)挖掘軟件,就可以對學(xué)生的道德品質(zhì)與素養(yǎng)、學(xué)業(yè)能力與成績、實踐與創(chuàng)新、交流與合作、技能與生活、運(yùn)動與健康、審美與表現(xiàn)等進(jìn)行綜合測評分析。
大數(shù)據(jù)是顛覆傳統(tǒng)思維范式、挑戰(zhàn)現(xiàn)有處理技術(shù)、亟待培育和發(fā)掘的新型資源。中學(xué)教育大數(shù)據(jù)的建設(shè)與應(yīng)用是一項動態(tài)的、復(fù)雜的、持續(xù)發(fā)展的系統(tǒng)工程,應(yīng)著力于思維轉(zhuǎn)變、系統(tǒng)建設(shè)和機(jī)制構(gòu)建,逐步提高中學(xué)教育大數(shù)據(jù)的規(guī)模、活性及應(yīng)用水平。
大數(shù)據(jù)不只是數(shù)據(jù)量大,也不僅是一套新的技術(shù)體系,更是一種方法論和決策思維。一是倡導(dǎo)“用數(shù)據(jù)說話”的思維理念。信息時代必須高度認(rèn)識數(shù)據(jù)、活用數(shù)據(jù),善于將抽象的、非量化的、模糊的事物轉(zhuǎn)化為具體的、量化的、精確的數(shù)據(jù)描述,把具體的教育問題轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)問題,以數(shù)據(jù)管理推動科學(xué)決策[8],克服傳統(tǒng)“經(jīng)驗思維”和“理性思維”的不足。二是建立“辨析真實數(shù)據(jù)”的思維習(xí)慣。中學(xué)教育大數(shù)據(jù)來源廣泛,難免數(shù)據(jù)質(zhì)量良莠不齊,不全是有效數(shù)據(jù),因此必須注意辨別真實與虛假數(shù)據(jù),分清客觀與主觀數(shù)據(jù),辨析準(zhǔn)確與模糊數(shù)據(jù),從而提高數(shù)據(jù)及其效用的可信度。三是提升“數(shù)據(jù)可以增值”的思維層次。中學(xué)教育大數(shù)據(jù)本身忠實記錄了現(xiàn)實教育教學(xué)活動,能全面度量、精準(zhǔn)實證、客觀評估教育狀況,并且通過對數(shù)據(jù)歸納總結(jié)和分析挖掘,還能發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)背后的隱含關(guān)系和潛在價值,從而揭示教育規(guī)律、預(yù)測教育趨勢、分析影響因素。
加強(qiáng)數(shù)據(jù)資源及其共享平臺的建設(shè),優(yōu)化、整合現(xiàn)有各種教育教學(xué)信息管理系統(tǒng),是獲取、存儲、運(yùn)用中學(xué)教育大數(shù)據(jù)的前提和基礎(chǔ)。
一是完善數(shù)據(jù)系統(tǒng)建設(shè),把數(shù)據(jù)“留下來”。應(yīng)廣泛收集各種靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù),實現(xiàn)對各種教育數(shù)據(jù)的常態(tài)化記錄。
二是采用先進(jìn)技術(shù)把數(shù)據(jù)“管起來”。中學(xué)教育信息化的快速發(fā)展,使得現(xiàn)有的數(shù)據(jù)管理技術(shù)不斷面臨新的挑戰(zhàn)[9]。必需采用高效的數(shù)據(jù)搜索、組織、訪問技術(shù),支持中學(xué)教育有關(guān)系統(tǒng)的集成與數(shù)據(jù)交換。必需搭建合理的數(shù)據(jù)管理框架,有效匯總和管理多源數(shù)據(jù)、過濾和清洗無用數(shù)據(jù),提高數(shù)據(jù)的可靠性、一致性、完整性。
三是構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)平臺把數(shù)據(jù)“聯(lián)起來”。大數(shù)據(jù)只有不斷流動和充分共享,才能產(chǎn)生增值效用。應(yīng)構(gòu)建具有互聯(lián)互通能力的中學(xué)教育數(shù)據(jù)中心和云計算網(wǎng)絡(luò),推動數(shù)據(jù)資源的規(guī)范共享和集約保障。逐步解決“存儲分散、條塊分割、格式不一、共享不暢”等數(shù)據(jù)問題,破除“數(shù)據(jù)孤島”與“數(shù)據(jù)壁壘”,確保數(shù)據(jù)按需流動、高度整合。
四是創(chuàng)新智能功能把數(shù)據(jù)“用起來”。大數(shù)據(jù)的應(yīng)用價值不僅在于提供數(shù)據(jù)支持,更在于提供智能支持。要充分借鑒現(xiàn)代數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等技術(shù),面向信息融合、輔助決策等大數(shù)據(jù)應(yīng)用,創(chuàng)新中學(xué)教育大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、分析、預(yù)測方法,支撐中學(xué)教育計劃擬制、過程管控、質(zhì)量評估等教育教學(xué)活動。
一是統(tǒng)籌頂層設(shè)計。統(tǒng)一規(guī)劃中學(xué)教育領(lǐng)域大數(shù)據(jù)及其系統(tǒng)的建設(shè)方案,統(tǒng)一確定總體技術(shù)路線,對帶有全局性的技術(shù)和工程,進(jìn)行管控和引領(lǐng),確保數(shù)據(jù)建設(shè)一盤棋。二是搞好建設(shè)規(guī)范。完善中學(xué)教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系,對數(shù)據(jù)分類方法、格式標(biāo)準(zhǔn)、傳輸協(xié)議、編碼規(guī)則等進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,改變數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不全、執(zhí)行不嚴(yán)的現(xiàn)狀,確保有關(guān)教育信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、信息互通、資源共享。三是提升數(shù)據(jù)效益。健全規(guī)章制度,改善技術(shù)環(huán)境,在數(shù)據(jù)采集記錄、上報匯總、存儲管理、處理分析、服務(wù)應(yīng)用等工作中嚴(yán)明職責(zé)、嚴(yán)格要求,不斷發(fā)揮中學(xué)教育大數(shù)據(jù)的應(yīng)用價值。四是確保運(yùn)行安全。采取容災(zāi)備份、身份認(rèn)證、訪問控制、數(shù)據(jù)加密、數(shù)字水印等安全保密措施,著重建立健全中學(xué)教育大數(shù)據(jù)及其應(yīng)用系統(tǒng)的物理安全、訪問安全、傳輸安全和使用安全機(jī)制。
中學(xué)教育信息化,催生了中學(xué)教育大數(shù)據(jù),如何認(rèn)識、建設(shè)和利用中學(xué)教育大數(shù)據(jù)成為中學(xué)教育的新課題。本文系統(tǒng)闡釋了中學(xué)教育大數(shù)據(jù)的本質(zhì)內(nèi)涵、基本形態(tài)和辯證特征,全面論述了大數(shù)據(jù)對中學(xué)教育理念、教育內(nèi)容、教育過程和教育評價的具體影響,研究了大數(shù)據(jù)在教育模式創(chuàng)新、教學(xué)過程優(yōu)化、教學(xué)活動決策、教育質(zhì)量評估等方面的作用,并從思維革新、系統(tǒng)建設(shè)、機(jī)制構(gòu)建等方面提出了教育大數(shù)據(jù)建設(shè)與運(yùn)用對策,對于科學(xué)運(yùn)用大數(shù)據(jù),推進(jìn)中學(xué)教育模式革新、管理模式轉(zhuǎn)變、教學(xué)質(zhì)量提升具有重要的理論指導(dǎo)與實踐應(yīng)用價值。
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