来源:中国教育信息化
从大数据概念提出到现在已有40年时间,当前,它与其它新技术高度融合,给很多行业产业和人们生活带来改变。那么,大数据给教育带来了什么?它在我国教育领域的应用情况如何呢?
北京邮电大学教育技术研究所教授李青对记者说:“大数据开启了一个时代的重大转型,每个人都应该具有数据素养。大数据的应用将带来教育生态的彻底改变。当前最重要的是尽快开展教育培训,把教师数据素养提升作为一项系统工程来抓,使我国教育发展跟上时代的脚步,从而站在世界的前列。”
记者:大数据在教育领域能够发挥怎样的作用?可给教育领域带来什么样的改变?
李青:相对于自然科学、社会科学,教育学在研究方法、各种工具的使用上是相对落后的。但现在教师已经从原来完全靠主观经验,靠对学生的认识,逐渐过渡到基于各种数据分析作为依据。
那么,大数据对教育又有怎样的意义呢?从微观上来看,在教育领域,我们可以利用大数据进行预测,探究事实中存在的可能性,可以揭示一些平时我们看不到的、隐藏在事实背后的问题,可以证实或者推翻我们关于学生和学校的假设,可以帮助我们找到问题的根本原因,查明我们最需要改变的领域,并指导资源的分配。大数据还可以帮助我们发现教育、教学中隐藏的模式,即通过大数据分析,识别可能的教学结构或学习活动模式,采取有针对性的措施。
从宏观上看,大数据应用在教育领域可以推进教育改革的全面深化。在教学层面上,有助于实现个性化的教学和数据驱动的教学。比如,可以较好地帮助教师将学生分组,或是根据学生的实际情况,利用在线学习的方式在区域层面(区、县一级)上配置教学资源,有望促进教育公平。在评价层面上,有利于全方面、多元化、立体化评价体系的构建:一方面对于学生个体来说,对他们的评价可以从多维度展开,有别于单纯依靠考试的手段;另一方面,各地区基准数据的建立有助于我们更清楚地了解教育对象的发展水平,合理调整教学策略。在管理层面上,有利于教育管理的科学决策,从基于决策者的主观经验转向基于数据、基于证据的决策。在研究层面上,大数据将推动教育研究的范式从重理论思辨转向基于证据的研究,并提供先进的研究方法和研究工具。
一句话,大数据的应用可以促进整个教育生态的进化。
记者:就教育数据而言,都包括哪些类型?
李青:评估数据是最常见的教育数据之一,包括阶段和学期末的考试成绩、学生的能力基准数据、教学过程的诊断数据。还有一些课堂活动数据,如提问和反馈、随堂练习、测验、实验、小组汇报的数据,以及教师对课程观察记录的数据,包括学生的注意力、参与度、多动、不当行为。关于学生个体的数据还有动机、态度、注意力、社交活动、考勤情况等。此外,还有一些是和特殊学生相关的,如残疾程度、康复训练状况。
从数据来源看,有些是教学活动过程中直接产生的数据,比如课堂教学、考试、测评、网络互动等。有些是教育管理活动中采集到的数据,比如学生的家庭信息、学生的健康体检信息、教职工基础信息、学校基本信息等。还有些是在校园生活中产生的数据,比如餐饮消费、上机上网等记录信息。
传统的教育数据是非电子化的,整理和加工很困难,效率很低,工作量大。随着教育信息化的推进,教育数据也在发生变化,在线学习将成为常态,即使是面授也会混合部分在线学习。教育数据普遍电子化,学习数据的多样性明显,数据的实时性要求越来越重要,而且大多数是尚未结构化的数据(unstructured data)。这就使得更丰富的数据能给研究者创造出比过去更多的探究学生学习环境的新机会。
记者:大数据应用最重要的是教师。据您了解,国外是怎样的状况?我国教师的情况如何?
李青:教师应用大数据支持教学的能力和教师的数据素养相关。在发达国家,教师的数据素养已经成为教师职业能力的一个组成部分,欧美国家已经把数据素养作为教师职业资格认证的内容。数据素养要求教师具有“数据”意识,能够收集、分析、解释不同类型的数据,并转化为改进教学行为的知识和实践能力,以此辅助教师确定教学步骤,开展有效教学。
由于缺乏这方面的训练,在国内,大部分教师面对稍微复杂的教育数据时,会感到很有压力。比如,他们不能从多元化的数据来源中,准确识别出哪些数据是教学所需要的,对数据进行整理和分析的能力较弱,也不具备利用数据进行教学评估和决策的意识和能力。
此外,当前我们的教育信息化环境也不利于教师使用大数据。各级教育信息化平台的建设尚未达到理想状态,教师难以从各类平台中获取自己学生的大部分信息,也没有简单、易用的工具帮助他们加工数据。另一方面,一些关键的基准数据,如区县市省一级的学生的基本情况是缺失或不公开的,也影响了教师使用数据进行判断和决策。
记者:您曾就教师素养问题进行了多方面研究,并担任北京市教育科学规划课题《大数据时代教师数据素养能力构成和发展研究》负责人。请您谈谈,就大中小学来说,教师应该分别具备怎样的数据素养?
李青:课题组分析了国外关于教师数据素养的研究成果,结合国内教育的现状初步构建出教师数据素养的评价指标体系,将教师数据素养能力划分为4个领域、10个基本的能力维度、26个指标项。第一类的素养是数据知识,包括数据基础知识,数据工具使用知识;第二类素养是数据技能,从使用数据的整个过程分为数据获取能力、数据管理能力、数据分析能力,以及数据评价能力;第三类是应用数据驱动教学的能力,包括利用数据探究和交流的能力,以及利用数据驱动的教学决策能力。最后是数据意识和态度,其中既涉及数据意识,也有使用数据的伦理和道德。此外,能够有意识地培养学生的数据素养也是教师的任务和目标之一。
对于中小学教师而言,他们的任务是利用数据了解自己的学生,了解全班的学习过程,并进行教学决策。而且,可进一步基于教学数据诊断教学和进行教学研讨。大学教师除了具备前面提到的各项基本能力外,还应具备使用数据进行科学研究的能力,这部分能力是和其科研业务密切相关的。
记者:要提高数据素养,培训是一个重要途径。那么,在教师培训上,您认为应该做出怎样的安排,培训应侧重哪些方面?
李青:教师数据素养提升,是教师职业能力发展的一项系统工程。欧美等发达国家,特别是美国,早在10年前就已经启动这方面的工作,并取得了比较丰富的经验。教师数据素养的培训从国家、地方、学校到个人都应重视和参与。
在国家层面上,需要将数据素养纳入教师资格证的考核内容,制定相关的标准和指南,资助研究课题,设立综合示范区,建立国家级的开放教育数据库。
地方教育行政主管部门一方面要推进教育数据的应用,将数据素养和对教师的要求、指导结合起来,将数据素养纳入教师职前培训,推进、支持和激励利用数据驱动教学的教师专业发展,将教师数据素养技能纳入对教师的评价。另一方面,还要建立数据使用的平台,为教师提供可用、可靠的数据,确保本地区和学校的信息化平台能够满足数据使用需要,推动、支持和激励本地区和学校为使用数据驱动教学提供资源和人力。
在学校层面上,学校的管理层要有足够的关注,并推进这项工作常态化,需要将使用数据纳入到对教师的评价,需要建立起使用数据的组织文化,为教师提供技术支持和专家指导,并组织教师成立实践共同体,促进他们之间的合作。
虚拟现实、大数据技术、云计算、传感技术、人工智能等与移动网络、物联网等网络技术高度融合,使智慧教育理念成为今后教育发展的重大趋势。教师素养教育将成为推动这一趋势的重要力量,开展全面持续的教育培训将成为教育改革的重要环节和行动起点。