【摘 要】教育面臨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型的機遇與挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)驅(qū)動下的教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型是指以數(shù)據(jù)為核心，通過人工智能、5G、區(qū)塊鏈等技術(shù)，實現(xiàn)教學模式、教學評價、教師教研等方面的全方位變革。本文從城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型的視角引入，指出數(shù)據(jù)是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)，闡釋了數(shù)據(jù)智能和數(shù)據(jù)智能驅(qū)動的教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的內(nèi)在機制與邏輯。同時，根據(jù)數(shù)據(jù)治理面臨的挑戰(zhàn)，提出了區(qū)校兩級教育數(shù)據(jù)治理的實施方案。最后對教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的未來發(fā)展提出了幾點建議。

【關(guān)鍵詞】教育信息化;數(shù)據(jù)智能;數(shù)據(jù)驅(qū)動;數(shù)據(jù)治理;教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型

【中圖分類號】G434? 【文獻標識碼】A

【論文編號】1671-7384（2022）04-005-05

2020年元月，上海市公布全面推進城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型的意見?！皵?shù)字化轉(zhuǎn)型”這個概念，最早出現(xiàn)在經(jīng)濟領(lǐng)域。2018年11月，習近平主席在二十國集團領(lǐng)導人峰會上指出，“世界經(jīng)濟數(shù)字化轉(zhuǎn)型是大勢所趨，新的工業(yè)革命將深刻重塑人類社會”。由經(jīng)濟帶動，上海率先推動經(jīng)濟、生活、治理的全面數(shù)字化轉(zhuǎn)型。在上海的總體數(shù)字化轉(zhuǎn)型舉措中，教育當然也是重要的組成部分。由于教育的重要性、轉(zhuǎn)型的復雜性，以及將帶來的示范作用，2021年7月，教育部復函上海市政府，同意將上海作為全國教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的試點區(qū)，這標志著教育信息化步入了數(shù)字化轉(zhuǎn)型時代。

教育，作為數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要組成部分，其核心目標是以數(shù)據(jù)驅(qū)動教育的“整體性轉(zhuǎn)變、全方位賦能、革命性重塑”。數(shù)據(jù)驅(qū)動的教育變革步入了數(shù)字化轉(zhuǎn)型時代，以智能技術(shù)為基礎(chǔ)，充分發(fā)揮數(shù)據(jù)驅(qū)動效能，促進數(shù)字技術(shù)與教育的深度融合，實現(xiàn)教育形態(tài)、教育服務、教育治理等方面的全方位賦能、綜合性變革，成為未來教育的發(fā)展方向。

以數(shù)據(jù)驅(qū)動的教育變革引起了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注與重視。2020年9月，聯(lián)合國教科文組織、國際電信聯(lián)盟和聯(lián)合國兒童基金會聯(lián)合發(fā)布了《教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型：學校聯(lián)通，學生賦能》，明確提出要關(guān)注教育的數(shù)字化連通。同年，歐盟發(fā)布了《數(shù)字教育行動計劃（2021-2027年）》，將“促進高性能的數(shù)字教育生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展”和“提高數(shù)字技能和能力以實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型”兩大戰(zhàn)略事項作為未來推進的重點工作。近期，我國教育部發(fā)布的《教育部2022年工作要點》中明確提出：“要實施教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動，加快推進教育數(shù)字轉(zhuǎn)型和智能升級?！备鲗用娴膽?zhàn)略規(guī)劃都指向新一輪技術(shù)革命與教育生態(tài)系統(tǒng)的重塑，大力實施教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動，成為當前教育信息化的熱點。

相比已經(jīng)讓普通市民感受到便利的城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型，教育的數(shù)字化轉(zhuǎn)型關(guān)鍵在于利用數(shù)字化轉(zhuǎn)型助力解決教育中的核心問題和難點痛點，創(chuàng)建教育發(fā)展新環(huán)境、更新數(shù)字教育資源、提供全面的數(shù)字公共服務，真正提升人民群眾的獲得感和滿意度。但是，在轉(zhuǎn)型的過程中，難點就是如何打通應用之間的數(shù)據(jù)壁壘，激活數(shù)據(jù)價值，構(gòu)建起數(shù)字化轉(zhuǎn)型的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，更好地賦能民生服務，實現(xiàn)學、教、管、評等多場景的建設(shè)與應用。

數(shù)據(jù)作為數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)

大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持者認為，世界萬物皆可量化，世界的本質(zhì)理應是數(shù)據(jù)[1]。數(shù)據(jù)改變了人們看待、理解事物的發(fā)展方式，泛在海量的數(shù)據(jù)被采集應用到教育領(lǐng)域，數(shù)據(jù)正成為一種推動教育變革的核心要素和寶貴資源，同時也是驅(qū)動教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)。

1.數(shù)據(jù)智能

當前，基于人工智能技術(shù)的數(shù)據(jù)智能化、多元化和個性化應用正在推動教育的數(shù)字化轉(zhuǎn)型[2]。數(shù)據(jù)智能作為數(shù)據(jù)驅(qū)動的高級發(fā)展階段，進入了自動化、智能化驅(qū)動狀態(tài)，業(yè)內(nèi)將之隱喻為“人工智能教育大腦”。其主要內(nèi)涵是大數(shù)據(jù)與人工智能、機器學習算法等進行緊密結(jié)合，賦予了數(shù)據(jù)感知、理解、推理、決策等能力，從而實現(xiàn)對大規(guī)模非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的處理加工，最終“提煉”出所需的、有價值的信息。數(shù)據(jù)智能的實現(xiàn)基礎(chǔ)是對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集進行深度追蹤、結(jié)構(gòu)化組織與動態(tài)監(jiān)測[3]。要實現(xiàn)數(shù)據(jù)智能，促進數(shù)據(jù)融合、關(guān)系挖掘、問題診斷等方面的智能應用，其中最關(guān)鍵的核心技術(shù)是教育數(shù)據(jù)中臺和智能分析引擎。

（1）教育數(shù)據(jù)中臺

教育數(shù)據(jù)中臺簡單地說就是教育數(shù)據(jù)的匯集倉庫，致力于將教育數(shù)據(jù)進行融合、處理，使之成為可理解、可使用、可管理的數(shù)據(jù)資產(chǎn)，并將教育數(shù)據(jù)服務于教育體系之中[4]。具體的架構(gòu)主要包括底層的數(shù)據(jù)環(huán)境、數(shù)據(jù)中臺建設(shè)、數(shù)據(jù)治理機制等。其中，底層的數(shù)據(jù)環(huán)境是整個架構(gòu)的基礎(chǔ)，主要通過互聯(lián)網(wǎng)、5G、數(shù)據(jù)平臺等工具對多場域、多空間、多維度的數(shù)據(jù)進行采集;數(shù)據(jù)中臺則是通過數(shù)據(jù)技術(shù)對采集到的大規(guī)模數(shù)據(jù)進行存儲、加工、計算、分析、流通等，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的精準服務;數(shù)據(jù)治理機制等主要通過加強數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)安全的管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)流通的科學性與合理性。

（2）智能分析引擎

智能分析引擎是通過測試評估、分析挖掘、調(diào)整適應等系統(tǒng)化流程操作，為個性化學習樣態(tài)提供有力支持[5]。一方面，智能分析引擎以用戶行為數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用深度學習等機器學習算法，構(gòu)建教育數(shù)據(jù)智能分析系統(tǒng)，實現(xiàn)對用戶“千人千面”的個性化推薦，滿足多場域教與學活動的開展。另一方面，智能分析引擎能夠聚集大量的學習資源，并且通過算法和規(guī)則構(gòu)建優(yōu)質(zhì)的資源庫。

2.數(shù)據(jù)智能驅(qū)動的教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型

目前教育系統(tǒng)正處于信息化驅(qū)動變革的關(guān)鍵窗口期。數(shù)字化轉(zhuǎn)型是教育系統(tǒng)變革的關(guān)鍵特征，也是科技創(chuàng)新全方位賦能教育綜合改革、支撐高質(zhì)量教育體系建設(shè)的重要途徑[6]。以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，要實現(xiàn)數(shù)據(jù)智能驅(qū)動的教育變革與重塑，不僅需要考慮學生學的業(yè)務數(shù)據(jù)，還要深入到教、管、評等多個方面。圖1從價值、目標和實踐三個層面探討數(shù)據(jù)智能驅(qū)動教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的內(nèi)在機制與基本邏輯。

（1）價值邏輯：推動教育的高質(zhì)量發(fā)展

數(shù)據(jù)的智能化、科學化，實現(xiàn)了教育與學生學習、教師發(fā)展、學校管理等方面的融合，促進了學生的個性化學習，提升了教師的專業(yè)能力和學校精細化、科學化管理水平，從而有效地推動了教育的高質(zhì)量發(fā)展。在學生學習方面，通過實時捕獲和識別學習者的課堂行為（動作、語言等）、心理（情緒、人格）、生理（血壓、腦電波等）等多模態(tài)數(shù)據(jù)，以更加全面、準確地反映學生的認知水平、高階思維發(fā)展等情況[7]。在教師教研方面，以數(shù)據(jù)賦能，實現(xiàn)對教研“外顯”的管理與評價[8]，促進精準教研的發(fā)生。在學校管理方面，人工智能技術(shù)將數(shù)據(jù)和算法相融合，助力教育管理的科學決策，實現(xiàn)了人與機器的高水平協(xié)作。人機協(xié)同成為未來學校發(fā)展的新形態(tài)。在教育治理方面，數(shù)據(jù)的精準化、智能化，推動多方主體協(xié)同參與，實現(xiàn)管理決策的科學化、透明化。同時，在政府、企業(yè)、學校所構(gòu)建的新型社會關(guān)系中，創(chuàng)生出以數(shù)據(jù)服務為核心，從智能硬件、軟件開發(fā)到定制化服務為一體的新教育產(chǎn)業(yè)鏈，推動教育的高質(zhì)量發(fā)展。

（2）目標邏輯：提升教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型能力

從宏觀層面來說，基于數(shù)據(jù)智能的教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型，一方面是推進國家教育現(xiàn)代化和教育高質(zhì)量發(fā)展的重要引擎，同時也是全方位賦能教育綜合改革、促進教育公平的關(guān)鍵特征;另一方面，數(shù)據(jù)智能驅(qū)動的教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型，是促進信息技術(shù)與教育教學的深度融合，支撐構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+教育”新生態(tài)，推進教育一體化進程的重要抓手。

從微觀層面來說，基于數(shù)據(jù)的教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型可以實現(xiàn)以下幾個目標：一是助力課堂教學模式的變革。通過對課堂中教師和學習者全方位、多維度的建模分析，形成基于數(shù)據(jù)的“采集—應用—分析—反饋”流程，將原本模糊的經(jīng)驗驅(qū)動的教育活動通過數(shù)據(jù)清晰地描述出來，幫助教師全面了解課堂教學情況，為課堂教學模式的改進和教學結(jié)果的優(yōu)化提供依據(jù)。二是提升教師的教研效能。依托數(shù)字技術(shù)、大數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了教研活動方式由形式單一、經(jīng)驗主導、小范圍協(xié)同，向大規(guī)模協(xié)同、數(shù)據(jù)深度挖掘的精準教研轉(zhuǎn)變，為教師教研能力的提升、促進其專業(yè)發(fā)展予以數(shù)據(jù)維度的有力支持。三是改變教育評價方式。通過將課前、課中、課后多場域多維度的數(shù)據(jù)進行采集，促進教育數(shù)據(jù)從傳統(tǒng)的考試成績到現(xiàn)在全過程的“質(zhì)變”，構(gòu)建個性化的學習者數(shù)字“畫像”，為科學決策、個性發(fā)展、智能監(jiān)管等提供智能化的支持。四是提升教育管理的科學性。大數(shù)據(jù)為學校的科學治理提供服務，利用大數(shù)據(jù)平臺開展教育大數(shù)據(jù)主題分析，如校園安全監(jiān)控、食堂管理、體質(zhì)健康監(jiān)測等，通過對校園管理數(shù)據(jù)、師生動態(tài)數(shù)據(jù)的分析，實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能化教育決策和管理。

（3）實踐邏輯：實現(xiàn)數(shù)據(jù)應用的完整閉環(huán)

為了打破數(shù)據(jù)孤島問題，實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的教育升級，在教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的實踐中將重點圍繞教育數(shù)據(jù)治理來推進和實現(xiàn)數(shù)據(jù)應用的閉環(huán)。關(guān)于數(shù)據(jù)閉環(huán)，就是從數(shù)據(jù)被感知、采集，然后通過各個層次的計算、推理、分析，最終利用人工智能技術(shù)產(chǎn)生新的模型和決策，并將這些決策應用到終端，形成業(yè)務場景與數(shù)據(jù)的一整套流程，實現(xiàn)教育數(shù)據(jù)最理想的價值狀態(tài)。數(shù)據(jù)閉環(huán)形成之前，非常關(guān)鍵的一步就是對數(shù)據(jù)進行融合。目前數(shù)據(jù)融合在實踐應用中剛剛起步，如上海市通過構(gòu)建市、區(qū)、校三級教育數(shù)據(jù)中臺，以互聯(lián)的方式，實現(xiàn)各級教育中臺數(shù)據(jù)的融通共享。

以教育數(shù)據(jù)治理應對挑戰(zhàn)

1.數(shù)據(jù)治理挑戰(zhàn)

不同于其他領(lǐng)域的數(shù)據(jù)治理，教育系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)來源廣泛、各類應用種類繁多，以致于出現(xiàn)多元數(shù)據(jù)難以做到“一網(wǎng)通辦”“一網(wǎng)統(tǒng)管”，這成為教育數(shù)據(jù)治理所面臨的重要問題。究其原因，主要表現(xiàn)為以下幾個方面：一是教育業(yè)務場景的抽象具有領(lǐng)域門檻，且常常呈現(xiàn)標準化程度低的特點;二是教育業(yè)務中需要模型化的教學知識、學生知識、教學法知識，尚處于不斷深化認識的過程中，標準化、模型化程度較低;三是教育信息化的應用普及相對滯后于其他領(lǐng)域，師生數(shù)字軌跡的形成尚有較大差距。

2.區(qū)校兩級數(shù)據(jù)治理實施方案

在參與上海的教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作中，我團隊針對數(shù)據(jù)治理的上述挑戰(zhàn)，基于教育場景中數(shù)據(jù)的特點，以教育數(shù)據(jù)開放共享規(guī)范體系、數(shù)據(jù)分析模型、數(shù)據(jù)管理工具等方面已開展的建設(shè)性探索為研究基礎(chǔ)，構(gòu)建了區(qū)校兩級數(shù)據(jù)治理系統(tǒng)，以便為數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

區(qū)校兩級教育數(shù)據(jù)治理系統(tǒng)的總體思路，可以概括為三句話：一是實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接入并賦予語義，以建立師生用戶的數(shù)字軌跡;二是在教育業(yè)務分析模型基礎(chǔ)上，結(jié)合成熟的數(shù)據(jù)治理服務，形成教學數(shù)據(jù)智能引擎;三是本著“應用為王”的理念，推進應用的開放和接入。系統(tǒng)的示意圖如圖2所示。

（1）數(shù)據(jù)工具集

數(shù)據(jù)應用工具集是為相關(guān)用戶提供封裝與集成的數(shù)據(jù)及應用管理的窗口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)API的建設(shè)與應用API的管理，為各類應用數(shù)據(jù)融通提供通道。主要包括開放應用管理工具、數(shù)據(jù)管理工具和模型管理工具。通過數(shù)據(jù)工具集，一方面能夠便捷高效地管理復雜數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)互操作;另一方面，支持數(shù)據(jù)模型個性化應用，充分挖掘數(shù)據(jù)價值。

（2）數(shù)據(jù)驅(qū)動智能引擎

數(shù)據(jù)驅(qū)動智能引擎即所謂的輕量級教育中臺，主要以教與學活動的個性化特征為切入點，通過對學生過程性行為數(shù)據(jù)、教師教學過程數(shù)據(jù)與核心素養(yǎng)內(nèi)在結(jié)構(gòu)進行關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)對教學活動數(shù)據(jù)、作業(yè)測評數(shù)據(jù)、素養(yǎng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)及教師教研數(shù)據(jù)等進行多維度的挖掘、處理與分析，為學生個性化自主學習、教師精準教學提供支持，以滿足多場景的個性化教與學需求。同時，以數(shù)據(jù)驅(qū)動智能引擎核心模型（教與學有效行為發(fā)現(xiàn)與分析模型、素養(yǎng)結(jié)構(gòu)深度刻畫與診斷模型、個性化素養(yǎng)提升與干預決策模型）為基礎(chǔ)，結(jié)合教育技術(shù)學理論，搭建服務于教育的各類模型。

（3）開放應用池

統(tǒng)一集成與管理APP是解決目前區(qū)域?qū)W校信息化應用軟件系統(tǒng)混亂，無標準、無監(jiān)管問題的重要手段;是教育資源公共服務平臺的延伸，滿足了學校、教師、學生、家長多方高效溝通與教育教學的需要。

未來教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的發(fā)展方向

1.價值導向：增強理論引領(lǐng)與典型示范作用

數(shù)智時代，教育的發(fā)展重心應落腳于教育，而非一味注重技術(shù)的介入。應該加強教育基本理論、原理的研究，以創(chuàng)新的教育理論詮釋教育系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)律。首先，數(shù)字時代改變了人們的學習、工作方式，為了幫助學生獲得最佳的學習效果，我們需要“可見的學習”。哈蒂主張“可見的學習”，認為教與學的過程及結(jié)果對教師和學生而言都是清晰可見的[9]，把學習看成是一種基于數(shù)據(jù)的結(jié)果分析過程。因此，在探究教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的相關(guān)教育理論中，需要充分利用數(shù)據(jù)去考慮教師和學習者等因素，對理解教師激活學習者的學習具有重要意義。其次，隨著多模態(tài)感知技術(shù)的發(fā)展，借助經(jīng)典教育理論和多媒體學習認知理論探究學習者對信息的感知、加工、理解，運用多模態(tài)數(shù)據(jù)的采集分析方法，剖析學習者學習發(fā)生的表征，實現(xiàn)對學習者學習全過程、全方位的建模，為多學科融合的教育理論體系的構(gòu)建提供支持。再次，示范引領(lǐng)方面，在市級統(tǒng)籌規(guī)劃的基礎(chǔ)上，區(qū)域、學校努力探索“先行先試”的創(chuàng)新體系，做好本區(qū)域、本學校優(yōu)秀案例或?qū)嵺`經(jīng)驗的總結(jié)工作，形成可推廣、可復制的經(jīng)驗。

2.數(shù)據(jù)智能：促進學、教、管、評多場景應用

教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型是一個長期系統(tǒng)工程，其實踐和發(fā)展的過程涉及各級各類教育行政部門的統(tǒng)籌規(guī)劃，國家、市區(qū)、學校缺一不可，僅憑一方的改變，難以實現(xiàn)成功轉(zhuǎn)型。在學校層面，要做好教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的試點工作，首先就是以日常教學為突破，通過對課堂中教師和學習者的建模分析，形成基于數(shù)據(jù)采集、分析、應用的閉環(huán)，為課堂教學模式的改進和教學結(jié)果的優(yōu)化提供支持。其次，重構(gòu)教育評價方式。以學生在學習過程中的動態(tài)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，形成學生核心素養(yǎng)發(fā)展階段評價報告，構(gòu)建“五育并舉”的學生綜合素質(zhì)評價體系，創(chuàng)新和完善學生品德發(fā)展、智育啟發(fā)、身心健康、審美能力和勞動實踐的評價新機制。此外，優(yōu)化管理機制，促進數(shù)字軌跡支撐的精準治理。

3.應用為王：開發(fā)與建設(shè)更多優(yōu)質(zhì)教育資源

數(shù)字化教育資源是提升教育教學質(zhì)量，推動教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要因素之一。懷進鵬部長在近日教育部舉行的黨組理論學習中心組集體學習暨教育信息化首場輔導報告會上強調(diào)：大力推進教育信息化、教育資源數(shù)字化建設(shè)，按照“應用為王、服務至上、示范引領(lǐng)、安全運行”的工作要求一體化推進建設(shè)與應用。為了提高教育資源的建設(shè)質(zhì)量，融合新興技術(shù)優(yōu)勢、創(chuàng)新教學模式，需要從以下幾個方面進行：第一，需要注重實踐經(jīng)驗的積累，挖掘真實的教學需求。第二，協(xié)同政府、地方高校和中小學校的力量，構(gòu)建多方參與的開發(fā)建設(shè)模式。第三，立足教學實際，積極探索學科核心素養(yǎng)在課堂教學落地的路徑與方法，鼓勵優(yōu)秀教師參與教育資源的設(shè)計與開發(fā)過程，以適應教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的需求。

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