羅清紅 /四川省成都市教育科學研究院院長

大數(shù)據(jù)，離基礎(chǔ)教育還有多遠？

羅清紅 /四川省成都市教育科學研究院院長

教育發(fā)展與經(jīng)濟發(fā)展總是互相伴隨的。在小農(nóng)經(jīng)濟時代，中國的孔子、孟子大力推行仁政私學；在工業(yè)化時代，人們創(chuàng)生出標準的課堂、統(tǒng)一的教材、標準的考試、統(tǒng)一的答案。這種流水線式的教育，滿足了社會對工具性人才的需求，忽略的是創(chuàng)造性和個性化。在信息化時代，以“互聯(lián)網(wǎng)+”為特征的教育，使教育的“個性化”再次成為可能。借助“互聯(lián)網(wǎng)+教育”，人類將第一次徹底解決教育不公、創(chuàng)新不足以及終身教育難以實現(xiàn)的難題。在這個過程中，對于數(shù)據(jù)的重視將起到重要作用?；蛟S正像美國管理學家、統(tǒng)計學家愛德華·戴明宣稱的那樣：“除了上帝，任何人都必須用數(shù)據(jù)說話?！?/p>

教育大數(shù)據(jù)

隨著移動學習的興起，學校可以記錄學生的基礎(chǔ)信息、刷卡信息、活動軌跡、考試成績和選課記錄，尤其可以全程記錄學生在課堂的學習行為數(shù)據(jù)、教師在課堂的教學數(shù)據(jù)以及教學課程視頻和教案等?；赪EB2.0的社交網(wǎng)絡平臺，學?？梢源罅渴占瘜W生、教師和家長三方互動的交流數(shù)據(jù)。把這些數(shù)據(jù)聚合起來就形成了教育大數(shù)據(jù)。教育大數(shù)據(jù)不僅僅意味著數(shù)據(jù)的“量”巨大，更強調(diào)數(shù)據(jù)的全樣本、全過程。要做到這些，主要是要做好過程性與及時性的行為與現(xiàn)象記錄，以此來分析微觀、個體的學生，發(fā)現(xiàn)個性背后的共性。

當前教育界仍然還在使用外部標準化測試——通過捕捉學生某一瞬間的學習狀態(tài)，來形成學生的一種不連續(xù)、凍結(jié)的圖像，并以此為據(jù)對學生進行排序。這就好比要判斷一個人心臟功能的好壞，只用老聽診器間或地測幾次，就作出診斷結(jié)果一樣，是非常不準確的。正如現(xiàn)代醫(yī)療必須對長時間記錄的大數(shù)據(jù)進行分析后才能得出結(jié)論一樣，教育的偵測也應該走進學習的過程，而不能是簡單的瞬間圖像的捕捉。

傳統(tǒng)教育中的數(shù)據(jù)采集旨在體現(xiàn)學生的群體水平，如學生整體的身體素質(zhì)、學業(yè)狀況、社會性情緒及適應性發(fā)展等。實際上，這樣的數(shù)據(jù)可以直接通過階段性測評獲得，無需實時采集。教育大數(shù)據(jù)則重在全程記錄個體學生的微觀表現(xiàn)，譬如：他在什么時候開始學習、習慣于先學哪門課程、每門課程解題的順序是什么、在答對和答錯的題目中哪一種會花更久的時間、習慣于被動接受提問還是會主動向老師和同學提問、哪一個時間段的學習效率最高……這些數(shù)據(jù)對學生整體而言也許是沒有意義的，但對被觀察的個體而言卻有很高的價值。

教育大數(shù)據(jù)是一種無形的資產(chǎn)。傳統(tǒng)方式的教育數(shù)據(jù)收集，數(shù)據(jù)量都比較小，數(shù)據(jù)形態(tài)局限于個人成績和基本情況記錄。研究表明，一個學生完成九年義務教育后，其產(chǎn)生可供分析的數(shù)據(jù)不會超過100KB。而在基于移動終端的課堂上，一切與學習相關(guān)的行為都會被記錄。一節(jié)40分鐘的交互式課堂，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量約為5～6GB，其中可供標識、歸類分析的數(shù)據(jù)約為50～60MB。這個數(shù)據(jù)量是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)收集方式五萬年的數(shù)據(jù)量總和。教育大數(shù)據(jù)時代的到來，也正是基于移動終端進入課堂成為教學常態(tài)的情況而做出的判斷。

2013年9月1日至2016年4月8日，成都七中東方聞道網(wǎng)校僅課堂上產(chǎn)生的數(shù)據(jù)就達10130363條，合計約60T左右。其中既包括授課教師創(chuàng)建的資料，也包括對學生的數(shù)據(jù)記錄。

電子科技大學教育大數(shù)據(jù)研究所還建立起對1635萬名學生從幼兒園時期到大學畢業(yè)的整個過程的超大規(guī)模的數(shù)據(jù)整合平臺——“校園一生”。該平臺的數(shù)據(jù)包括學生的學習記錄、行為記錄、學業(yè)成績記錄及消費記錄，以此實現(xiàn)完整的學生“畫像”。

教育數(shù)據(jù)的激增，意味著人們對教育行為的測量、記錄與分析的范圍在不斷擴大。顯微鏡把人類對自然的測量和觀察水平推進到“細胞”的級別，而大數(shù)據(jù)就是我們觀察人類社會行為的“顯微鏡”、預測未來的“水晶球”。

教育走向?qū)嵶C

雖然科學無法解釋一切，但通過大量資料的收集，更多的未知將被證實，這就是科學的力量。

基礎(chǔ)教育系統(tǒng)是多維度的、復雜的，但只要我們堅持對教與學的過程進行大量數(shù)據(jù)的累計，對數(shù)據(jù)進行科學的分析，就一定能破解教育難題。比如，我們通過對學生主觀作業(yè)的巨量數(shù)據(jù)分析后發(fā)現(xiàn)，一段時間以來平均得分在2分以下（滿分5分）的孩子中，70%是由于學習環(huán)境的不適應、厭惡某學科教師、家庭出現(xiàn)變故、同學關(guān)系緊張、有戀愛傾向等原因?qū)е碌?。有了這樣的原因分析，教師今后對2分以下的孩子更需慎重選擇輔導策略；某中學一位高二學生，在收假前的最后一天晚上的11:37分開始做作業(yè)，其正確率為全班最低。進一步查詢作業(yè)時間，發(fā)現(xiàn)他僅用時三分鐘，而全班平均用時15分鐘。根據(jù)檢測記錄所呈現(xiàn)的事實，教師的指導重點由此轉(zhuǎn)變?yōu)楦淖兤渥鲎鳂I(yè)的習慣，而不是進一步講解知識。

教育應主動揭開神秘面紗，敢于對各個環(huán)節(jié)加以偵測。只有使用科學方法將海量的教育數(shù)據(jù)加以分析，教育才可能走上了實證的科學之路。

心有靈犀，同頻共振

為什么一個學生在課堂上“打哈欠”會引起連鎖效應？舞池中的舞伴為何可以配合默契？工作中的搭檔怎樣才能做到“心有靈犀”？ 20世紀90年代初期，意大利帕爾馬大學的神經(jīng)科學家賈科莫·里佐拉蒂利用磁共振成像技術(shù)發(fā)現(xiàn)“鏡像神經(jīng)元”。人們在觀察他人做某些動作，或從表情、動作表現(xiàn)出某種情感和意向時，大腦中不同區(qū)域的鏡像神經(jīng)元會被激活。人們了解他人，不是通過概念的推理過程，而是靠模仿；不是靠思維，而是靠感覺。這種現(xiàn)象可以用“心有靈犀一點通”來形容。鏡像神經(jīng)元使我們的溝通從動作手勢擴展到言談或書信。在人際交往中，由于鏡映作用，人們彼此心照不宣地默契配合，如舞廳里的雙人舞、樂池的二重奏、課堂上師生的順暢互動……人腦頂葉中前部的扣帶回和腦島屬于處理疼痛信息的系統(tǒng)。此系統(tǒng)中的鏡像神經(jīng)元對他人的疼痛（表情或語言表達）產(chǎn)生反應，導致移情與同情，也就是所謂的“感同身受”。鏡像神經(jīng)元的發(fā)現(xiàn)，不僅有助于人們了解如何預測他人的行為、了解他人情緒、領(lǐng)悟他人的內(nèi)心世界，還使得教育工作者認識到：對人的一生來說，早期教育是極其重要的。大數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)收集和處理已不是障礙。隨著各種教育實證結(jié)論的得出，也許我們會對教育產(chǎn)生更深入、更全面的認識。

男女有別，應區(qū)別對待

教育的本質(zhì)是一個靈魂喚醒另一個靈魂，教育也即生長。教育需要形而上的思想。然而，扎根一線的教師，每天面對不可預測的實際狀況，往往不得其解。譬如，在課堂上，男孩為什么總是難以安靜下來？其實，大腦是人的一切行為和情緒的指揮中心。學生與教師之間的矛盾，是因為這兩個大腦的神經(jīng)回路沒有交點，哪怕是信息的交匯和融通。這樣自然會誤會不斷。如果我們能打開“腦洞”，對大腦有一些哪怕是基礎(chǔ)性的認識，也許教師會少些糾結(jié)，對孩子們也會多些寬容和理解。

研究表明，男女的小腦在青少年時期差別最為顯著。男性的小腦體積比女性的小腦體積大14%。在人類的原始時期，男性要外出追捕獵物，女性在家照看火堆。因此男性的小腦得到了更多的鍛煉，發(fā)育得比女性的小腦更大。所以，男生們的手舞足蹈和瘋狂追逐，只不過是男性的本色表現(xiàn)。老師們又何須對此大加斥責呢？

人是情感與理智的混合物，伏羲、女媧下身纏繞代表人類原初的感性，上身手握尺規(guī)表示理性的思考。大腦的邊緣（情緒）系統(tǒng)與額葉（理智）系統(tǒng)，為了得到主人的偏愛而永無休止的爭斗著——這可是一場徹頭徹尾的不公平角斗。情緒系統(tǒng)的發(fā)展早在孩子出生后的兩個月就已經(jīng)開啟，到孩子12歲左右就已經(jīng)達到成熟水平。而理智系統(tǒng)則總是在情緒系統(tǒng)的壓制下緩慢地發(fā)展，直到24歲左右發(fā)育才漸趨完善。在青少年時期，兩個系統(tǒng)的纏斗，十之八九是情緒系統(tǒng)大獲全勝。所以面對與伙伴的矛盾，青少年喜歡大打出手，理智在情緒面前簡直不堪一擊。此外，要求青少年在面對誘惑時，用理智壓制情緒，同樣是件困難的事，往往徒勞無功。這就要求社會要對青少年的成長環(huán)境加以凈化。我國《未成年人保護法》第三十六條規(guī)定，中小學校園周邊不得設置營業(yè)性歌舞娛樂場所、互聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)服務營業(yè)場所等不適宜未成年人活動的場所，正是基于青少年時期情緒系統(tǒng)過于強勢的特點的考量下做出的對策。我國影視的分級工作確實也早該被提上議事日程。治理文化和精神的霧霾遠比治理空氣霧霾更加迫切。教育是一項緩慢的藝術(shù)，需要靜待花開，或許我們等待的正是額葉理智系統(tǒng)的成熟之花怒放。

男女有別，須善待差異。一項最新研究證明女性確實比男性更健談。一名女性平均每天要說2萬個詞語，比男性多出1.3萬。此外，女性說話的速度比男性快，她們用于說話的腦力也比男性多，而且女性還會陶醉在自己的聲音里。上述研究結(jié)果發(fā)表在盧安·布里斯贊丁博士最新出版的著作《女性思維》中。書中指出，無論男孩還是成年男性，盡管他們一直希望能夠像女性那樣流利自如地表達自己的情感，但是事實上他們?nèi)匀徊蝗缗阅敲础澳苷f會道”。美國舊金山心理醫(yī)生布里斯贊丁表示，女性運用于說話的腦細胞比男性多。此外，女性在說話的時候會刺激大腦分泌出一種化學物質(zhì)，這種化學物質(zhì)能夠給人帶來愉悅感。布里斯贊丁認為，男女大腦結(jié)構(gòu)的這種差異可以追溯到胎兒在母體子宮內(nèi)完成大腦發(fā)育的時期，差異由性激素造成。男性大腦的發(fā)育過程受到睪丸激素的影響，負責談話的區(qū)域面積被縮小。此外，男女的負責溝通、感情和記憶的大腦區(qū)域也存在差異?？偟膩碚f，與女性相比，男性說話較少，表達情感的能力也較弱。

進一步研究表明，女性大腦的結(jié)構(gòu)是多軌式的，這決定了她可以一心多用。她能夠同時玩四五顆球；在打電話時能做電腦程式、聽別人在她背后聊天、喝咖啡；聊天時她能同時聊許多不同的話題，還能用五種不同的語調(diào)來轉(zhuǎn)變話題或強調(diào)重點。而五種語調(diào)中，男性只能分辨出三種。所以男性在聽女性說話時，常常會聽不懂。男性大腦的結(jié)構(gòu)則是單軌式的。他們一次只能專注于一件事。當男性翻開地圖時，他會關(guān)掉收音機；當男性行駛在環(huán)形交叉路上時，要是女性和他說話，他就會走錯路；電話鈴響時他會要求所有人安靜，讓他接電話。

在教育管理領(lǐng)域，我們應該主動學習、了解性別差異，讓男女各安其位、協(xié)同共進。下面以成都基礎(chǔ)教育系統(tǒng)為例，觀察男女教師的多緯度差異以及教師結(jié)構(gòu)的調(diào)整。

全區(qū)域教師人數(shù)共計114188名，其中男教師占比31.56%，女教師占比68.43%。女性教師的數(shù)量占絕對優(yōu)勢。從圈層來看，一圈層男女比例差距最大，三圈層最小。同一圈層的低學段，男女教師比例差距更大。從年齡結(jié)構(gòu)看來，男性峰值在30～50歲，女性峰值在20～40歲。三圈層平均年齡最大，一圈層平均年齡最小。針對以上成都區(qū)域男女教師比例現(xiàn)狀,在教育管理工作中可做如下調(diào)整:整體調(diào)整教師性別比例,逐漸縮小教師群體男女性別的比例差異；增加展示活動，發(fā)揮女性教師的語言特長。這樣通過協(xié)調(diào)男女的數(shù)量差異與能力上的分別，將會是一個改善教育質(zhì)量的行之有效的辦法。

作者與大數(shù)據(jù)之父舍恩伯格合影

讓大數(shù)據(jù)走進基礎(chǔ)教育

世界的復雜程度遠超出了我們的想象。正是基于對萬事萬物的復雜性的敬畏，我們才將大數(shù)據(jù)作為工作中必不可少的參考。沒有實證的教育好似盲人摸象。只有進行大數(shù)據(jù)的收集與分析，才能尋找到各種教育因素的相關(guān)性，呈現(xiàn)客觀事實?；谀X科學的教育研究即神經(jīng)教育學的興起，將徹底打開教育“黑箱”，幫助教育工作者越過教育的最后一道屏障。神經(jīng)教育學無疑將成為教育的“基因工程”，對基礎(chǔ)教育產(chǎn)生巨大而深遠的影響。

當前，作為一線教育工作者，我們可能很難對各方面的科學知識有一個全面而準確的了解。但我們不能因為困難就停滯不前，只要對其規(guī)律進行不斷研究、不輕言放棄、逐漸試錯、逐步逼近，總有一天可以有所收獲，讓教育少些折騰、多些溫情。