涂濤 胡柯銘
摘要:大數(shù)據(jù)賦能教育變革,在促進學(xué)情診斷、學(xué)習(xí)分析、教學(xué)評價反饋以及教育智能決策等技術(shù)實踐運用的同時,也觸發(fā)了教育數(shù)據(jù)挖掘和學(xué)習(xí)分析等教育技術(shù)研究熱點。如何深度分析、挖掘、利用教育大數(shù)據(jù),從而有效發(fā)掘教育規(guī)律、提升教學(xué)績效、促進學(xué)習(xí)者個性發(fā)展,厘清教育數(shù)據(jù)本質(zhì)內(nèi)涵、建構(gòu)客觀教育數(shù)據(jù)觀是關(guān)鍵。針對目前教育研究數(shù)據(jù)觀存在的維度偏向:重視量化的收集而忽略質(zhì)性的分析、側(cè)重將非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)化、強調(diào)相關(guān)關(guān)系而忽略因果關(guān)系,該文引入厚數(shù)據(jù)概念,分析了厚數(shù)據(jù)強調(diào)定性分析、善于揭示數(shù)據(jù)背景、側(cè)重發(fā)現(xiàn)事物因果關(guān)系的特征,闡明教育研究中大數(shù)據(jù)與厚數(shù)據(jù)一極兩儀、缺一不可的融合互補關(guān)系,進而強調(diào)理應(yīng)回歸大數(shù)據(jù)和厚數(shù)據(jù)原本一體、不可分割的“全數(shù)據(jù)認(rèn)知觀”,深入情景,挖掘厚數(shù)據(jù)的潛在價值,將大數(shù)據(jù)和厚數(shù)據(jù)結(jié)合運用在教育技術(shù)研究領(lǐng)域中。
關(guān)鍵詞:教育大數(shù)據(jù);厚數(shù)據(jù);學(xué)習(xí)分析;智慧教育
中圖分類號:G434 文獻標(biāo)識碼:A
“智慧教育創(chuàng)新發(fā)展行動”是《教育信息化2.0行動計劃》提出的“八大行動”之一,智慧教育作為新一代信息技術(shù)與教育創(chuàng)新融合的新形態(tài),充分體現(xiàn)了萬物互聯(lián)時代云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)賦能教育創(chuàng)新發(fā)展的作用。我國學(xué)者黃榮懷認(rèn)為建立智慧學(xué)習(xí)環(huán)境需要新技術(shù)、新手段,而不同的學(xué)生在新型教學(xué)模式中都需要不同的與其相適配的學(xué)習(xí)內(nèi)容,這些技術(shù)的基礎(chǔ)都是數(shù)據(jù)。智慧教育、智慧環(huán)境(核心是智慧計算)和智慧教學(xué)(包括Smart Teaching和Smart Learning)互相關(guān)聯(lián)而成。完成智慧教育“大廈”的構(gòu)建,大數(shù)據(jù)是關(guān)鍵技術(shù)。因此,實現(xiàn)智慧教育的前提是教育大數(shù)據(jù)的完善,經(jīng)過數(shù)據(jù)挖掘和學(xué)習(xí)分析(Learning Analytics)技術(shù)處理后的教育大數(shù)據(jù)為新型教學(xué)提供無限可能。教育領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)與教育創(chuàng)新發(fā)展隨之緊密相伴而行,如何有效發(fā)揮教育大數(shù)據(jù)效能成為關(guān)鍵。
(一)教育大數(shù)據(jù)的界定
我國學(xué)界認(rèn)為:大數(shù)據(jù)是指無法在一定時間內(nèi)用常規(guī)軟件工具對其內(nèi)容進行抓取、管理和處理的數(shù)據(jù)集合。而教育大數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)的一個子集,特指教育領(lǐng)域的大數(shù)據(jù),是整個教育活動過程中所產(chǎn)生的以及根據(jù)教育需要采集到的,一切用于教育發(fā)展并可創(chuàng)造巨大潛在價值的數(shù)據(jù)集合。教育大數(shù)據(jù)并非僅僅強調(diào)數(shù)據(jù)的數(shù)量“大”,更重要的是強調(diào)數(shù)據(jù)帶來的作用的大,通過對大量的教育數(shù)據(jù)進行分析,得出教育數(shù)據(jù)之間存在的關(guān)聯(lián)、分析產(chǎn)生數(shù)據(jù)的原因并且?guī)椭A(yù)測教育發(fā)展趨勢。
(二)教育大數(shù)據(jù)的研究熱點
自從2010年大數(shù)據(jù)一詞進入我國視野以來,如今我國對教育大數(shù)據(jù)的研究已經(jīng)進入穩(wěn)定發(fā)展階段?!吨袊A(chǔ)教育大數(shù)據(jù)發(fā)展藍(lán)皮書(2016-2017)》提出了教學(xué)范式3.0,研究集中在利用數(shù)據(jù)驅(qū)動教學(xué)范式,即人工智能各技術(shù)幫助分析教學(xué)過程中教師的教學(xué)數(shù)據(jù)和學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù),以期幫助教學(xué)者、學(xué)習(xí)者和教學(xué)管理者全面了解教學(xué)各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù),以促進教學(xué)的整體優(yōu)化與變革。楊現(xiàn)民、田雪松等詳細(xì)解釋了應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)建高效互動課堂的實施策略。方海光提出了整合現(xiàn)有的及未來的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù),將數(shù)據(jù)存儲在“云”中,最終實現(xiàn)教育資源的信息化共建共享。武法提對于基于教育大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)習(xí)慣動力、未來課堂、學(xué)習(xí)分析工具的功能都具有一定的研究。余鵬、李艷在教育大數(shù)據(jù)為背景的基礎(chǔ)上提出了生態(tài)體系模型,該模型能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)管理。孫志偉等人從教育大數(shù)據(jù)視角構(gòu)建了錐體網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)模型,從層次性的視角來梳理教育大數(shù)據(jù)中不同元素之間的關(guān)系。此外,國內(nèi)對于基于大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)分析、機器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、深度學(xué)習(xí)和教學(xué)模式、教學(xué)管理、教學(xué)資源方面也有相關(guān)研究。
國外對于教育大數(shù)據(jù)的研究重點聚焦于三個方向:教育大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)理論、大數(shù)據(jù)支持下的學(xué)習(xí)方式探索、教育大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的應(yīng)用與實踐。
大數(shù)據(jù)在推動教育深度改革的過程中發(fā)揮著很多重要的優(yōu)勢。在重塑教學(xué)模式、重構(gòu)評價體系、轉(zhuǎn)型研究范式、創(chuàng)新教育決策、變革教育管理等方面的技術(shù)賦能意義重大。我國現(xiàn)階段教育大數(shù)據(jù)在改善學(xué)習(xí)方面主要體現(xiàn)為三點:反饋、個性化和概率預(yù)測。而教育工作者和研究者在分析教育數(shù)據(jù)之間的關(guān)系,為教育主管部門提供決策支持、提升線上教學(xué)的智能性、技術(shù)支持學(xué)習(xí)者的個性化學(xué)習(xí)、校園安全的輿論監(jiān)督、對未來發(fā)展提供數(shù)據(jù)支持等方面已有不少研究。
(三)教育大數(shù)據(jù)研究的偏向
大數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域的研究逐漸增多已經(jīng)顯示了大數(shù)據(jù)對教育領(lǐng)域的影響。但由于教育領(lǐng)域的特殊性,對學(xué)習(xí)者、教學(xué)者、教學(xué)過程的記錄不能僅僅簡單的用“0”和“1”來表示,因為教育領(lǐng)域更多面對的不是行為而是思維。較多研究分析了受教育者的行為以及行為之間的關(guān)聯(lián),但是大多忽略了行為和行為關(guān)聯(lián)背后不可量化、個體化的思維和情緒要素?;诖?,在涉及到教育的研究中(環(huán)境、過程、對象、行為、效果),不可量化的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)將大量呈現(xiàn),并對研究結(jié)果產(chǎn)生顯著性影響。
現(xiàn)有的數(shù)據(jù)認(rèn)識觀更多的偏向于大數(shù)據(jù)的研究方法,在這個視域的研究中,祝智庭等提出了需要從方法論上探索,將大數(shù)據(jù)與教學(xué)實踐和教學(xué)管理結(jié)合,并且提出了教育大數(shù)據(jù)文化的教育策略。劉清堂等提出了在大數(shù)據(jù)視角下在線學(xué)習(xí)過程性評價系統(tǒng)的設(shè)計,而在系統(tǒng)的設(shè)計中提到,數(shù)據(jù)采集是很重要的一個環(huán)節(jié)。但是大多在大數(shù)據(jù)視域的研究,對人類活動數(shù)字化記錄的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)研究略顯不足,造成了在整體教育數(shù)據(jù)研究上的數(shù)據(jù)認(rèn)識觀偏向:
1.重視量化的收集而忽略質(zhì)性的分析
教育大數(shù)據(jù)是通過對學(xué)習(xí)者、教學(xué)者、教育管理者的活動和行為進行追蹤而獲得的,包含了教育過程中所有的數(shù)據(jù),雖然呈現(xiàn)為0和1數(shù)字的量化數(shù)據(jù)很重要,但通過這些海量數(shù)據(jù)并不能獲得對學(xué)習(xí)者完整的理解,只能得到淺層次的、對學(xué)習(xí)者簡化的解釋。例如,隨著大數(shù)據(jù)、人工智能、可穿戴技術(shù)和情感計算的在教育領(lǐng)域的發(fā)展,教育領(lǐng)域的研究者將學(xué)習(xí)者的心理行為、體態(tài)行為、情感表現(xiàn)等數(shù)據(jù)整合之后建立了學(xué)習(xí)者的肖像特征,但是在建立的過程中忽略了產(chǎn)生這樣肖像特征的原因和過程卻強調(diào)了產(chǎn)生的結(jié)果。教育大數(shù)據(jù)通過對全體數(shù)據(jù)進行量化分析,得到學(xué)習(xí)者的行為和活動,卻忽略了形成這些行為和活動的原因。這也正顯示了教育大數(shù)據(jù)忽略了質(zhì)性的研究卻偏重于量化的結(jié)果這一現(xiàn)象。
教育大數(shù)據(jù)和厚數(shù)據(jù)構(gòu)成了教育數(shù)據(jù)的整體,呈現(xiàn)為一極兩儀的有機關(guān)系,通過對教育大數(shù)據(jù)和厚數(shù)據(jù)的分析能夠幫助我們更好地把握教育數(shù)據(jù)隱含的潛在意義。對于教育數(shù)據(jù)來說,大數(shù)據(jù)和厚數(shù)據(jù)缺一不可,相互依存,大數(shù)據(jù)研究事物產(chǎn)生結(jié)果和過程,厚數(shù)據(jù)研究事物產(chǎn)生原因;大數(shù)據(jù)研究范圍廣,厚數(shù)據(jù)研究程度深;大數(shù)據(jù)研究是什么、怎么做,厚數(shù)據(jù)研究為什么;大數(shù)據(jù)研究所有數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系,厚數(shù)據(jù)研究數(shù)據(jù)背景。教育大數(shù)據(jù)與厚數(shù)據(jù)之間存在著互不可缺的關(guān)系。
(一)教育大數(shù)據(jù)與厚數(shù)據(jù)的不可替代性
教育大數(shù)據(jù)包含學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的所有行為表現(xiàn)、檔案數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)者情感態(tài)度等數(shù)據(jù),厚數(shù)據(jù)能夠通過分析,得到學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)行為的形成原因或者分析對學(xué)習(xí)者個性化學(xué)習(xí)產(chǎn)生影響的因素,厚數(shù)據(jù)得到數(shù)據(jù)產(chǎn)生“原因”,大數(shù)據(jù)得到數(shù)據(jù)生產(chǎn)“結(jié)果”,因此教育大數(shù)據(jù)與厚數(shù)據(jù)是不能互相替代的。教育數(shù)據(jù)包括結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),因此在處理教育數(shù)據(jù)過程中需要厚數(shù)據(jù)作為指導(dǎo),判斷各變量的邏輯關(guān)系,為得出更好的分析結(jié)果,需要運用厚數(shù)據(jù)中的一系列的研究方法,為數(shù)據(jù)的處理提供依據(jù)。
(二)教育大數(shù)據(jù)與厚數(shù)據(jù)的互補性
教育大數(shù)據(jù)與厚數(shù)據(jù)之間具有互補性,即利用厚數(shù)據(jù)技術(shù)分析小樣本找出特定人群(教學(xué)管理者、教師、學(xué)習(xí)者)的需要,然后利用大數(shù)據(jù)技術(shù)充分收集足夠的量,最終得到我們需要的教育數(shù)據(jù)集合以供參考,得出特定人群需要的數(shù)據(jù),只有通過對大數(shù)據(jù)和厚數(shù)據(jù)的綜合考量,才能得出具有說服力的數(shù)據(jù)。通過大數(shù)據(jù)和厚數(shù)據(jù)的互補,能夠幫助我們在研究過程中避免走進誤區(qū)。
(三)教育大數(shù)據(jù)與厚數(shù)據(jù)的驗證性
教育大數(shù)據(jù)與厚數(shù)據(jù)具有驗證性。在分析過程中,判斷不同變量之間的因果關(guān)系是為了得出“靈感”,更好地提供決策依據(jù),在一定程度上也能起到預(yù)測未來的作用,分析教育數(shù)據(jù)的過程中還要不斷將厚數(shù)據(jù)中定性的分析和大數(shù)據(jù)中定量的分析相結(jié)合。通過厚數(shù)據(jù)的分析,得出數(shù)據(jù)產(chǎn)生的原因,能夠幫助驗證大數(shù)據(jù)的可靠性;而大數(shù)據(jù)的“大”,能夠幫助驗證厚數(shù)據(jù)的有效性。
教育大數(shù)據(jù)與厚數(shù)據(jù)一極兩儀,缺一不可,大數(shù)據(jù)和厚數(shù)據(jù)構(gòu)成了全數(shù)據(jù)。因此,要實現(xiàn)智慧教育,除了大數(shù)據(jù),厚數(shù)據(jù)也很重要。教育者在利用數(shù)據(jù)時需要從全數(shù)據(jù)思維將大數(shù)據(jù)和厚數(shù)據(jù)兩部分相結(jié)合,幫助學(xué)習(xí)者提升對自身的認(rèn)知,幫助教育管理者和教學(xué)者進行教育決策,促進教育的進化和數(shù)據(jù)認(rèn)知觀的培養(yǎng)。
在教育領(lǐng)域中,大數(shù)據(jù)的發(fā)展對促進我國教育公平、改革教育制度、創(chuàng)新教育理論提供了有利的依據(jù),若只單純地從學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)和判斷,過度信任教育數(shù)據(jù)分析呈現(xiàn)的結(jié)果,將很有可能造成偏誤。因此,在對教育數(shù)據(jù)的理論研究和應(yīng)用實踐中,理應(yīng)回歸大數(shù)據(jù)和厚數(shù)據(jù)原本統(tǒng)一的全數(shù)據(jù)思維,建構(gòu)新的數(shù)據(jù)認(rèn)識觀,挖掘厚數(shù)據(jù)存在的潛在價值,在教育領(lǐng)域的研究過程中,將大數(shù)據(jù)和厚數(shù)據(jù)相互結(jié)合運用,辯證、客觀對待大數(shù)據(jù)和厚數(shù)據(jù),將大數(shù)據(jù)和厚數(shù)據(jù)看成是教育數(shù)據(jù)的整體,一脈相承,缺一不可。未來的大趨勢應(yīng)該是,不僅需警醒單純從現(xiàn)有的教育大數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)和判斷,避免過度信任數(shù)字呈現(xiàn)結(jié)果可能造成的誤判;更是要主動透過深入使用情境,探知源于學(xué)習(xí)者真實個性需求影響而成的智慧教育發(fā)展趨勢,方能發(fā)掘厚數(shù)據(jù)在教育信息化征程中的重要價值。