孫陸

【摘要】對于課堂教學(xué)來說，大數(shù)據(jù)的挖掘和利用具有重要的作用。建模與預(yù)測導(dǎo)向的大數(shù)據(jù)在教育教學(xué)中被廣泛的應(yīng)用，并且其應(yīng)用走向適應(yīng)性，被越來越多的教育工作者廣泛關(guān)注。同時，大數(shù)據(jù)技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用，需要我們保持警惕和防止因果關(guān)系的誤用，使之真正成為支持教學(xué)變革、提升教學(xué)效能、促進(jìn)學(xué)生發(fā)展的手段。

【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù)技術(shù) 教育教學(xué) 融合應(yīng)用 學(xué)生發(fā)展

現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展為大數(shù)據(jù)的收集和分析提供了無限的可能，大數(shù)據(jù)時代的這一趨勢也對教育產(chǎn)生了巨大的影響：一方面，在科技理性的指導(dǎo)下，通過多維度收集學(xué)生行為的數(shù)據(jù)并進(jìn)行模型建構(gòu)，可以對學(xué)生的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行預(yù)測;另一方面，大數(shù)據(jù)時代的人文主義轉(zhuǎn)向使人們更關(guān)注教學(xué)活動的適應(yīng)性，教育大數(shù)據(jù)的挖掘和利用可以更好地實現(xiàn)適應(yīng)個人需求的定制化教學(xué)。筆者在此就大數(shù)據(jù)技術(shù)與教育教學(xué)融合應(yīng)用談一些粗淺的看法。

一、大數(shù)據(jù)的挖掘和利用對教育，特別是課堂教學(xué)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響

科學(xué)家索耶認(rèn)為，越來越多的學(xué)習(xí)將經(jīng)過計算機中介發(fā)生，并產(chǎn)生越來越多的數(shù)據(jù)，我們有必要運用這些數(shù)據(jù)分析什么時候有效的學(xué)習(xí)正在發(fā)生。所以數(shù)據(jù)挖掘可以用于探究行為與學(xué)習(xí)之間的關(guān)系，如學(xué)習(xí)者的個體差異與學(xué)習(xí)行為之間有何關(guān)系，不同行為又會導(dǎo)致何種不同的學(xué)習(xí)結(jié)果。2012年美國發(fā)布《通過教育數(shù)據(jù)挖掘和學(xué)習(xí)分析促進(jìn)教與學(xué)》提出大數(shù)據(jù)時代教育數(shù)據(jù)的特點：具有層級性、時序性和情境性，其中數(shù)據(jù)的層級性指，既收集教師層面的數(shù)據(jù)也收集學(xué)生層面的數(shù)據(jù)，既收集課堂數(shù)據(jù)也收集活動數(shù)據(jù)，為后期模型的建立提供了多維度的資源;數(shù)據(jù)的時序性是指，數(shù)據(jù)是實時的、連續(xù)的，為材料的前沿性提供了保障;而數(shù)據(jù)的情境性是指，數(shù)據(jù)是基于真實情境脈的，保證了模型的信度。

大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠促進(jìn)以學(xué)生為本的學(xué)習(xí)，數(shù)據(jù)不僅僅是科技理性指導(dǎo)下收集數(shù)據(jù)和擬合成模型，并針對學(xué)生的群體行為做出預(yù)測判斷，還可能在固有模型的基礎(chǔ)上，通過診斷學(xué)生在課堂中的行為表現(xiàn)，對固有模型進(jìn)行修改，使課程內(nèi)容更加適合學(xué)生的長尾需求，實現(xiàn)個性化教學(xué)。大數(shù)據(jù)的利用可以支持對教育活動行為的建模預(yù)測，還可能支持教育實踐中的適應(yīng)性教學(xué)。

二、建模與預(yù)測導(dǎo)向的大數(shù)據(jù)在教育教學(xué)中廣泛應(yīng)用

大數(shù)據(jù)時代數(shù)據(jù)促進(jìn)教育變革的方法之一是收集和分析處理數(shù)據(jù)，并進(jìn)行預(yù)測。現(xiàn)如今，由于數(shù)據(jù)記錄、存儲與運算的便捷性，海量的、多層次的數(shù)據(jù)可以便捷地加以收集，由隨機抽樣帶來的誤差因此減小，建模和預(yù)測可以基于全數(shù)據(jù)和真實數(shù)據(jù)，因而就更為精確。大數(shù)據(jù)時代通過探求海量數(shù)據(jù)的相關(guān)關(guān)系獲得盈利的最成功的案例是亞馬遜的市場營銷，亞馬遜收集讀者網(wǎng)上查閱行為和購買行為數(shù)據(jù)，建立讀者偏愛閱讀模型，預(yù)測讀者購買的群體行為，實現(xiàn)書籍的推薦。近幾年，教育研究的對象逐漸關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，其背后是一種學(xué)習(xí)觀的轉(zhuǎn)變，學(xué)習(xí)被視為一種識知的過程，識知是一個活動，而不是將知識作為一個物品加以傳遞。識知總是境脈化的，而不是抽象的和脫離于具體情境的。識知是在個體與環(huán)境的互動中交互建構(gòu)的，而不是客觀準(zhǔn)確的，也不是主觀創(chuàng)造的。所以，學(xué)生的行為活動數(shù)據(jù)被認(rèn)為是可以反映學(xué)生在學(xué)習(xí)過程這一情境化的動態(tài)變化進(jìn)程中的情況。海量、多層次、連續(xù)的行為數(shù)據(jù)在收集后被擬合成模型，實現(xiàn)預(yù)測，如學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)（LMS）的運用，等等。

三、大數(shù)據(jù)技術(shù)在教育教學(xué)中應(yīng)用走向適應(yīng)性

大數(shù)據(jù)時代，通過探求學(xué)生行為與學(xué)業(yè)水平之間的相關(guān)關(guān)系，建立模型，實現(xiàn)預(yù)測，能夠?qū)φn堂教學(xué)產(chǎn)生重要影響。然而，數(shù)據(jù)建模過程中，為了保證模型的效度與信度，極端個別數(shù)據(jù)被處理，使模型只能實現(xiàn)群體行為的預(yù)測，不能針對學(xué)習(xí)者個體實現(xiàn)定制化和個性化。

但是，在數(shù)據(jù)建模的基礎(chǔ)上實現(xiàn)教學(xué)的適應(yīng)性是大數(shù)據(jù)時代促進(jìn)教育變革的另一成果。數(shù)據(jù)建模及行為預(yù)測依舊屬于科技理性指導(dǎo)下的行為模式，可能會造成忽視學(xué)生個性需求的現(xiàn)象，而個性化需求正是知識社會的重要特征，個性化的教育也受到教育研究者、政策制定者和教育實踐者越來越多的關(guān)注。

學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)相關(guān)學(xué)科內(nèi)容時，學(xué)習(xí)行為被記錄跟蹤下來，學(xué)生的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)被傳送到后臺，記錄在學(xué)習(xí)者數(shù)據(jù)庫內(nèi)，作用于預(yù)測模塊。預(yù)測模塊通過改變內(nèi)容傳遞模塊，再次作用于學(xué)習(xí)者。在整個過程中，教師、教學(xué)管理者起干涉作用。

適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)是一個交互的動態(tài)系統(tǒng)，系統(tǒng)往往會提供給學(xué)生一些學(xué)習(xí)行為建議。奧地利針對學(xué)生的問題解決的過程設(shè)計了一個適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)。研究者先使用原始數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，第一步是原始數(shù)據(jù)的收集。除了記錄學(xué)生解答問題時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，原始數(shù)據(jù)還收集了學(xué)生的信息、問題的信息和解決問題的步驟;在對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類后，歸納出問題解決的類型，通過添加判斷學(xué)生學(xué)習(xí)行為的結(jié)果模型和一系列監(jiān)控和調(diào)節(jié)模塊，構(gòu)成了整個面向問題解決的適應(yīng)性系統(tǒng)。當(dāng)學(xué)生使用這個模型時，模型會根據(jù)學(xué)生的行為數(shù)據(jù)為學(xué)生提供他們所偏愛的解決問題的過程與方法。

除了適應(yīng)性教學(xué)系統(tǒng)，還有適應(yīng)性評測系統(tǒng)。是一個計算機輔助的個性化網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)測評平臺，平臺不提供課程設(shè)計和課程目標(biāo)，而是一個教學(xué)工具。CAPA通過后臺記錄學(xué)生的基本資料，學(xué)生參與的互動交流、學(xué)業(yè)情況，針對學(xué)業(yè)課程中的疑難點，提供個性化的考試資源。

四、大數(shù)據(jù)技術(shù)在教育教學(xué)中應(yīng)用給我們的啟示

大數(shù)據(jù)時代由于數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)收集與攜帶便捷，使海量學(xué)生行為數(shù)據(jù)被挖掘、收集，通過數(shù)據(jù)建模對學(xué)習(xí)者行為的分析變得比前大數(shù)據(jù)時代更為全面和可靠。數(shù)據(jù)時代在數(shù)據(jù)的挖掘和預(yù)測上固然潛力十足，但是大數(shù)據(jù)時代更多的價值是滿足學(xué)習(xí)者的適應(yīng)性需求，在預(yù)測行為的基礎(chǔ)上，修改教學(xué)模式，使之個性化與定制化。從數(shù)據(jù)建模走向支持適應(yīng)性教學(xué)，支持對象從群體轉(zhuǎn)向了個人，對教育活動的影響從對行為的認(rèn)識轉(zhuǎn)向了教育活動的實踐，從科技理性指導(dǎo)下的去境脈轉(zhuǎn)向了基于真實情境的教學(xué)活動。

走向適應(yīng)性，不僅改變?nèi)祟愋袨榉绞?，更重要的是改變了認(rèn)知方式。前大數(shù)據(jù)時代人們在科技理性的指導(dǎo)下完全被數(shù)據(jù)證據(jù)左右，教師和學(xué)生、教育決策者和學(xué)校形成傳統(tǒng)社會契約關(guān)系，當(dāng)事人把自己百分之百地交給專業(yè)工作人員，而專業(yè)工作人員遵守契約，對當(dāng)事人全心全意地負(fù)責(zé)，從而使專業(yè)工作人員享受至高無上的壟斷性地位。大數(shù)據(jù)時代，教師不再是知識的控制者，他通過參與學(xué)生的學(xué)習(xí)活動，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知特點、個性需求，不斷地調(diào)整教學(xué)步驟、教學(xué)進(jìn)度和難度。學(xué)生不用完全將自己有如病人交付給醫(yī)生一般完全托付給教師。在學(xué)習(xí)的過程中，通過與教師的互動交流，在教師的協(xié)助下，成為自己學(xué)習(xí)的主體，控制并對自己的學(xué)習(xí)負(fù)責(zé)。由于教師精力有限，大數(shù)據(jù)時代下的網(wǎng)絡(luò)計算機輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng)可以為教師和學(xué)生提供輔助指導(dǎo)的機會。

五、大數(shù)據(jù)技術(shù)在教育教學(xué)中應(yīng)用應(yīng)注意的幾個問題

大數(shù)據(jù)給我們帶來的便捷的生活和高質(zhì)量的教育的同時，需要我們保持警惕和防止因果關(guān)系和相關(guān)關(guān)系的誤用，并且維護(hù)數(shù)據(jù)安全。在信息安全方面，學(xué)生和教師的大量信息被收集和使用，在使用的過程中，必須制定相關(guān)私隱保護(hù)法，保證信息的安全，警惕數(shù)據(jù)濫用。學(xué)生的行為數(shù)據(jù)也不可以作為教師教學(xué)評優(yōu)的依據(jù)，讓大數(shù)據(jù)真正成為支持教學(xué)變革、提升教學(xué)效能、促進(jìn)學(xué)生發(fā)展的手段，而不是控制教師和學(xué)生的工具。

參考文獻(xiàn)：

[1]詹玲.面向應(yīng)用的對象存儲設(shè)備的數(shù)據(jù)組織研究[D].華中科技大學(xué)，2009.

[2]王治文.計算機多媒體輔助教學(xué)及其軟件設(shè)計[M].浙江科學(xué)技術(shù)出版社，2000.

[3]劉雍潛，楊現(xiàn)民.大數(shù)據(jù)時代區(qū)域教育均衡發(fā)展新思路[J].電化教育研究，2014.