■以物聯(lián)網(wǎng)、云計算等綜合技術(shù)的成熟為基礎(chǔ)，在學生管理數(shù)據(jù)庫中挖掘出有價值的數(shù)據(jù)，經(jīng)過過程性和綜合性的考量，找到學生各種行為之間的內(nèi)在聯(lián)系，考量背后的邏輯關(guān)系，并作出恰當?shù)慕虒W決策，這才能被稱為大數(shù)據(jù)。

■隨著技術(shù)的發(fā)展，大數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域有了越來越廣泛的應(yīng)用，學校擁有可用的、高質(zhì)量的海量數(shù)據(jù)逐漸成為現(xiàn)實，但如何進行信息挖掘，給未來教育帶來更大的可能，則對教育研究者的想象力提出了挑戰(zhàn)。

■大數(shù)據(jù)需要每個人做基礎(chǔ)工作，給未來留下數(shù)據(jù)，就是每個人對大數(shù)據(jù)最好的貢獻。

“發(fā)現(xiàn)你上個月餐飲消費較少，不知是否有經(jīng)濟困難？”不久前，華東師范大學某女生收到了學校勤助中心發(fā)來的這樣一條短信。而實際上，該女生不過是因為減肥而減少了食堂就餐的開銷。

此事讓人們驚呼學校“有愛”的同時，更讓大家關(guān)注的，是學校實現(xiàn)“有愛”的方式，即華東師大利用預(yù)警系統(tǒng)跟蹤學生的餐飲消費數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)低于警戒值就發(fā)出短信慰問，以確定學生是否有經(jīng)濟困難、是否需要幫助。

有人將此稱作大數(shù)據(jù)，即通過分析行為數(shù)據(jù)，讓對象選擇更具有精準性。但更多的專家認為，這不過是大數(shù)據(jù)的起步階段，是一種簡單的數(shù)據(jù)挖掘，真正的大數(shù)據(jù)，將給教育帶來翻天覆地的變化，甚至帶來一場新的革命。

那么，究竟什么是真正的大數(shù)據(jù)？大數(shù)據(jù)是否已經(jīng)悄悄進入教育領(lǐng)域？大數(shù)據(jù)將會給教育帶來哪些不可思議的可能？擁抱大數(shù)據(jù)，我們又會面臨哪些困境和挑戰(zhàn)？

不要總喊“狼來了”，“狼”已經(jīng)來了

一直以來，人們普遍認為，只有在物理學、化學、生物學、天文學等自然科學領(lǐng)域，觀測、記錄、挖掘海量數(shù)據(jù)才是有價值的，而在教育學、社會學、心理學、管理學等社會科學領(lǐng)域，通過設(shè)計實驗及“正義的程序”調(diào)查出來的結(jié)果，常常難以得到普遍承認。

直到2012年，發(fā)生了一件重要的事情。

奧巴馬的數(shù)據(jù)團隊對數(shù)以千萬計的選民郵件進行了大數(shù)據(jù)挖掘，精確預(yù)測出了更可能擁護奧巴馬的選民類型，并進行了有針對性的宣傳，從而幫助奧巴馬成為了美國歷史上唯一一位在競選經(jīng)費處于劣勢下實現(xiàn)連任的總統(tǒng)。

“奧巴馬的例子告訴我們，只要數(shù)據(jù)量夠大，夠及時，挖掘夠深刻，我們完全可以洞悉每個選民的投票幾率。”上海思來氏信息咨詢有限公司教育測評中心首席研究員張韞說，“迅速普及的互聯(lián)網(wǎng)與移動互聯(lián)網(wǎng)，悄然為記錄人的行為數(shù)據(jù)提供了最為便利、持久的載體。最重要的是，在這些強大的數(shù)據(jù)收集終端面前，人們沒有掩飾的意圖，從而創(chuàng)造著過去無法收集與分析的海量數(shù)據(jù)，這讓所有社會科學領(lǐng)域能夠從宏觀群體走向微觀個體，讓跟蹤每一個人的數(shù)據(jù)成為了可能，從而讓研究人性成為了可能。”

而在教育領(lǐng)域，海量數(shù)據(jù)早在技術(shù)變革的浪潮中席卷而來。

2009年，孟加拉裔美國人薩爾曼·可汗創(chuàng)立了一家非營利教育組織——可汗學院，利用網(wǎng)絡(luò)視頻進行免費授課，涵蓋數(shù)學、歷史、金融、物理、化學、生物、天文學等科目的內(nèi)容，他的教學視頻像病毒一樣廣為傳播，如今全球已有成千上萬的學生通過互聯(lián)網(wǎng)學習其視頻課程。

隨后，類似的課程如雨后春筍般冒出，普林斯頓、伯克利、賓夕法尼亞大學等知名學府都宣布加盟在線教育，逐步向全世界開放自己的課程。

在賓夕法尼亞州，從小學到高中都建立了在線學校，有的地方免費為選擇參加在線學習的學生配發(fā)筆記本電腦、打印機和掃描儀，作為學習的工具。

……

“以在線教育為代表的各種綜合技術(shù)的集合，讓學生關(guān)于學習行為的各種數(shù)據(jù)被自動留存，例如做一道題花多長時間，是否經(jīng)過修改，做題的順序是否有跳躍，是否會回頭重新檢查……但要明確的是，僅僅是遠程教育和在線課程，不過是數(shù)字而已，并不能稱之為數(shù)據(jù)。”上海海事大學經(jīng)濟管理學院管理科學系副教授魏忠說，“以物聯(lián)網(wǎng)、云計算等綜合技術(shù)的成熟為基礎(chǔ)，在學生管理數(shù)據(jù)庫中挖掘出有價值的數(shù)據(jù)，經(jīng)過過程性和綜合性的考慮，找到學生各種行為之間的內(nèi)在聯(lián)系，考量背后的邏輯關(guān)系，并作出恰當?shù)慕虒W決策，這才能被稱為大數(shù)據(jù)。”

“舉個簡單的例子，一個學生考試得了78分，這只是一個數(shù)字，如果把這78分背后的因素考慮進去，例如學生的家庭背景、努力程度、學習態(tài)度、智力水平等，把它們和78分聯(lián)系在一起，這就成了數(shù)據(jù)。”魏忠說。

在研究者們看來，大數(shù)據(jù)有著明顯的特征。

“一般來說有四點。第一，數(shù)據(jù)體量巨大。從數(shù)量單位的TB（太）級別，躍升到PB（帕）級別，也就是大了至少100倍。第二，數(shù)據(jù)類型繁多。包括所有的結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化（如圖片、視頻等）數(shù)據(jù)。第三，價值密度低，商業(yè)價值高。以視頻為例，連續(xù)不間斷監(jiān)控過程中，可能有用的數(shù)據(jù)僅有一兩秒。第四，處理速度快。”魏忠說。

顯而易見，考試、課堂、師生互動、校園設(shè)備使用、家校關(guān)系……只要技術(shù)達到的地方，各個環(huán)節(jié)都將滲透大數(shù)據(jù)。

“無論是教育管理部門，還是校長、教師，以及學生和家長，都可以提供針對不同應(yīng)用的個性化分析報告。通過大數(shù)據(jù)的分析來優(yōu)化教育機制，做出更科學的決策，這將帶來潛在的教育革命。”首都師范大學遠程教育所所長方海光說，“誰能在其中把握好大數(shù)據(jù)，誰就能在將來的競爭中贏得主動權(quán)。”

于教育領(lǐng)域而言，大數(shù)據(jù)時代的到來，正如魏忠所說，不要總喊“狼來了”，“狼”真的已經(jīng)來了。

學校在玩大數(shù)據(jù)

近年來，我國已有不少學校開始了數(shù)據(jù)挖掘的探索，但真正被業(yè)內(nèi)人士承認的教育領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)應(yīng)用卻為數(shù)不多，其中被公認的當數(shù)東華大學的智能實驗室項目。

幾年前，東華大學的實驗室極為分散，十幾個學院，每個學院都有三四個實驗室，有的實驗室甚至還在系里，教學評估要通過表格填報的方式來解決，數(shù)據(jù)的科學性和真實性都得不到保障，東華大學教務(wù)處處長吳良深感人工管理太吃力、效率也太低。

“2009年，我們提出智能管理的思路，即用物聯(lián)網(wǎng)的方式把實驗室里所有的儀器設(shè)備都管理起來。我們和專門研究數(shù)據(jù)挖掘的公司合作，在材料學院做了試點。”吳良說，“只要學生進入實驗室，哪個學生使用了哪臺儀器設(shè)備，使用了多長時間，基本所有的使用情況都能記錄下來，所有儀器的電流、電壓都可以監(jiān)控。之后想要的數(shù)據(jù)由電信號直接產(chǎn)生，自動計算出來自動生成表格，實驗室利用率等情況在表格上一目了然。”

如今，東華大學所有學院的實驗室都納入了智能實驗室的管理。“從表格就可以看出，哪些實驗室申請的設(shè)備根本不必購買，哪些實驗室不再需要撥錢。實驗室的使用率和第二年的經(jīng)費完全掛鉤，最后實現(xiàn)教育經(jīng)費使用的集約高效。”吳良說。

另外，東華大學智能實驗室還實現(xiàn)了24小時開放無人管理、跨學院使用等人工無法實現(xiàn)的管理，數(shù)據(jù)顯示，智能實驗室的管理對學生學習自主性的提高有顯著影響，學生在實驗室的時間甚至超過了在教室的時間。

“總體來看，目前開始進行數(shù)據(jù)挖掘的高?；径际切畔⒒龅幂^好、規(guī)模較大的學校，其主要原因是他們有充足的數(shù)據(jù)量。”魏忠說。

據(jù)了解，浙江大學通過對資產(chǎn)的歸納、整理，最終形成權(quán)威、全面的資產(chǎn)數(shù)據(jù)，并提供數(shù)據(jù)查詢和分析服務(wù)。這些數(shù)據(jù)分析的成果已經(jīng)被真正地應(yīng)用起來，能夠幫助教務(wù)處更好地利用教室、實驗室等資源。

復(fù)旦大學則對特定的學生進行數(shù)據(jù)分析，并且得到一些非常有價值的數(shù)據(jù)。比如，從平均績點看，來自東部地區(qū)、中部地區(qū)、西部地區(qū)學生的成績呈遞減趨勢。在中部和西部地區(qū)，城鎮(zhèn)學生成績優(yōu)于農(nóng)村學生，東部地區(qū)則相反。分析認為，出現(xiàn)這種情況或與學生所受基礎(chǔ)教育相關(guān)：在中、西部地區(qū)，城鎮(zhèn)的基礎(chǔ)教育資源和水平明顯高于農(nóng)村；而在東部地區(qū)，不少農(nóng)村學生在基礎(chǔ)教育階段反而可能學得更深。

清華大學正在做一些學生成長類的數(shù)據(jù)分析。比如，針對進校時成績很優(yōu)秀的一批學生，追蹤其在大學四年的各種數(shù)據(jù)，觀察其成長路徑，或者對畢業(yè)時表現(xiàn)很優(yōu)秀的學生進行追溯。

“可以看出，目前高校對信息數(shù)據(jù)的挖掘主要集中在針對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運行所做的數(shù)據(jù)分析、針對教學教務(wù)管理所做的支持、針對特定學生的分析、針對科研所做的數(shù)據(jù)分析支持等方面。”魏忠說。

而在中小學，一些數(shù)據(jù)挖掘的項目也在起步。

“在基于電子書包的一對一課堂數(shù)字化課堂教學中，國內(nèi)也積累了大量大數(shù)據(jù)分析決策的典型案例。”方海光說，比如首都師范大學數(shù)字化學習實驗室開發(fā)的數(shù)字化課堂的大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用，已經(jīng)在揚州、常州等地中小學的200多個班級進行了多個學期的系統(tǒng)性試點應(yīng)用，帶來了教育效果的明顯改變。

“在數(shù)字化課堂教學過程中，可以對學習過程進行數(shù)據(jù)形式化采集和描述，并基于課堂單元和學期單元進行學習過程的大數(shù)據(jù)挖掘和分析。教師通過這些數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，可以即時進行教學控制和教學反思，從而提高課堂教學水平。學生和家長通過這些數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，也可以盡快發(fā)現(xiàn)自己學習中的不足，進而也可以提高自己的學習水平。”方海光說。

“在國內(nèi)尤其是北京、上海、廣東等城市，大數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域有了越來越多的應(yīng)用，像慕課、在線課程、翻轉(zhuǎn)課堂等，已經(jīng)有越來越多的學生加入到網(wǎng)上學習的行列中來。”北京師范大學教育技術(shù)學院教授、現(xiàn)代教育技術(shù)研究所所長何克抗說。

隨著技術(shù)的發(fā)展，大數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域有了越來越廣泛的應(yīng)用，學校擁有可用的、高質(zhì)量的海量數(shù)據(jù)逐漸成為現(xiàn)實，但如何進行信息挖掘，給未來教育帶來更大的可能，則對教育研究者的想象力提出了挑戰(zhàn)。

大數(shù)據(jù)時代，教育有哪些可能

“你現(xiàn)在上網(wǎng)的時候，有沒有發(fā)現(xiàn)，這些網(wǎng)站正在變得越來越了解你？”張韞說，“比如淘寶網(wǎng)會根據(jù)你買過什么、瀏覽過什么，來判斷你還有可能購買什么，而新浪微博會根據(jù)你關(guān)注了誰來判斷你還可能對哪些人感興趣。”

那么，如果技術(shù)能夠幫助我們了解每一個學生的需求，綿延了2000多年的“因材施教”的理想，是否離我們更近了呢？

在張韞看來，這完全可能。“比如A同學做對了第4題，系統(tǒng)馬上可以告訴他，他可以跳過第7題，因為做對第4題的同學幾乎不可能做錯第7題。如果B同學做錯了第5題，那么系統(tǒng)會提示他繼續(xù)練習第6題，因為這個知識點可能是該學生需要反復(fù)進行操練與鞏固的。”張韞說，“學習分析系統(tǒng)讓學生接受個性化的教育具有了可能。”

“基于在線學習和學習分析技術(shù)，大數(shù)據(jù)在老師的教學與學生的自主學習中，將會有更多應(yīng)用和更重要的意義。”何克抗說，“在自主學習方面，網(wǎng)絡(luò)將跟蹤學生的整個學習過程，從中了解學生的學習方法和學習習慣，了解學生的個性、興趣、愛好，從而獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，幫助學生了解自己的學習成果，更好地進行自主學習。而在教學方面，相關(guān)數(shù)據(jù)將便于老師了解學生的學習能力、認知能力，及時改進教學方法，使教學更加有針對性。另外，將來老師的在線課堂可能會擁有好幾萬學生，眾多學生的思想交流所碰撞出的思想火花，將遠遠超過只有幾十個人的傳統(tǒng)課堂，教學效果可能比傳統(tǒng)課堂更加明顯。”

魏忠認為，大數(shù)據(jù)將會給更多的教育行為、教育活動帶來新的可能。

“今后，高校的錄取方式、用人單位的招聘方式，都可能發(fā)生極大的變化。”魏忠說，“在學生的學習成長過程中，將會積累大量的結(jié)構(gòu)性、非結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)，例如每一次考試的成績、學習的速度、在哪方面有特長、曾經(jīng)獲得過哪些獎勵、參加過哪些社會活動等，在電子檔案中將一目了然，包括學生的微博、社交活動中也會留下大量的信息，成長軌跡非常清晰，整個過程如果想要造假，成本會相當高。高校招人只需要看這些過程化的數(shù)據(jù)，選擇適合自己學校的學生，整個高考錄取行為可能變成持續(xù)不斷的錄取方式。學生的過程數(shù)據(jù)還可以顯示，這個學生是更適合做醫(yī)生還是工程師，更應(yīng)該從哪個方向努力、從事什么工作，這對學生更為重要。”

同樣，高校及用人單位的真實情況也將被數(shù)據(jù)記錄下來。“我們都說清華大學好，但它好在哪里？哪些學科排名多少？有哪些名師？特色在哪里？大數(shù)據(jù)將為學生提供精確的信息，結(jié)果是，不再有那么多學生追求名校，而是會選擇適合自己的學校和學科。”魏忠說。

“未來，當數(shù)據(jù)量積累到了一定的程度，教育將從社會科學變成實證學科，大數(shù)據(jù)將成為研究人類教育行為的基石。”魏忠說。

方海光認為，對于不同層面的決策者，大數(shù)據(jù)都會帶來不同的驚喜。對于教育行政部門、學校而言，大數(shù)據(jù)將幫助他們在管理行為上做出更加科學而非經(jīng)驗判斷式的決策；對于教育研究者來說，他們能夠重新審視學生的需求，通過高新的技術(shù)以及細致的分析，找到怎樣的課程、課堂、教師能夠更加吸引學生；對于學生而言，新技術(shù)能夠解放他們本來就有的學習能力和天分，人力資本將成倍地增長。

“總之，大數(shù)據(jù)將讓學習變成一種服務(wù)。”方海光說。

什么在阻擋大數(shù)據(jù)的來襲

大數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域應(yīng)用的前景很光明，但在專家們看來，道路卻十分曲折。

“好的內(nèi)容比平臺重要。”張韞說。在他看來，國內(nèi)教育領(lǐng)域最大的問題在于沒有留存數(shù)據(jù)、收集數(shù)據(jù)的意識。

對此，魏忠深有同感。“照理說，我國教育領(lǐng)域的數(shù)據(jù)資源是非常豐富的，但是我們卻面臨著數(shù)據(jù)的嚴重匱乏。比如教計算機的老師，如果不愿意進實驗室，那么數(shù)據(jù)從何而來？如果老師有心把作業(yè)變成資源放在網(wǎng)絡(luò)上，把知識變成題庫實施任務(wù)教學，那將會給未來的教學帶來成千倍的回饋。”

采集工具的研發(fā)也是大數(shù)據(jù)發(fā)展的絆腳石之一。“這需要開放市場，鼓勵和發(fā)展一些中小企業(yè)、私營企業(yè)來開發(fā)平臺和系統(tǒng)，技術(shù)的研發(fā)才會生長出活力，否則，研發(fā)的速度太慢。”魏忠說。

有了數(shù)據(jù)、有了研發(fā)工具，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用仍面臨諸多難題。

在不久前中國高等教育學會信息化分會青委會舉行的一次技術(shù)論壇上，多個高校的相關(guān)研究人員提出了自己的困惑。

清華大學信息化技術(shù)中心袁芳認為，業(yè)務(wù)需求是所有數(shù)據(jù)分析的目的，擁有了需求，高校才能有針對性地對數(shù)據(jù)進行分析，但最讓她困惑的，是不知道數(shù)據(jù)挖掘有哪些“需求”。她認為，這對于高校研究人員而言，是一種很被動的情形。“我們只好先假設(shè)一些目標，做一些我們認為有意義的分析，然后把結(jié)果給業(yè)務(wù)部門看，期待著他們會發(fā)現(xiàn)，原來數(shù)據(jù)挖掘可以幫助他們實現(xiàn)這樣的功能。那么，也許可以啟發(fā)出他有別的需求。反正就是盡自己可能變被動為主動。”袁芳說。

當有了數(shù)據(jù)挖掘的需求，技術(shù)人才的缺乏又將成為挑戰(zhàn)。“數(shù)據(jù)分析對于技術(shù)人員的要求很高，要求他們不僅精通技術(shù)，也要熟悉校園網(wǎng)業(yè)務(wù)，而這樣的人才目前很缺乏。”張韞說。

此外，數(shù)據(jù)挖掘機制方面，學校也急需理順。華東師范大學信息化辦公室主任沈富可在論壇上提出，關(guān)于數(shù)據(jù)挖掘，國內(nèi)的院校研究也已起步，但尚停留在學術(shù)研究層面，高校內(nèi)鮮有帶有行政管理職能的院校研究機構(gòu)成立，其功能定位、研究范疇和研究方法與國外院校研究相比，尚有較大差距。其研究人員多是高等教育學專業(yè)背景的人員，雖從美國引進、傳播了院校研究的概念，并嘗試推動了院校研究的實踐，但數(shù)據(jù)分析作為現(xiàn)代院校研究的基礎(chǔ)和重要內(nèi)容，尚未引起我國大多數(shù)致力于院校研究的學者的重視。

沈富可認為，數(shù)據(jù)分析作為推動高校未來發(fā)展的一項很有戰(zhàn)略眼光的事業(yè)，應(yīng)當從整個管理體制中完善。以美國紐約大學為例，其數(shù)據(jù)管理體制中有兩個重要角色，即數(shù)據(jù)管理員和院校研究辦公室。他們的數(shù)據(jù)分析是由院校研究辦公室自上而下地開展工作，院校研究辦公室直接從學校數(shù)據(jù)倉庫獲取數(shù)據(jù)，信息化部門密切與之配合，雙方協(xié)同確保學校數(shù)據(jù)的準確性和完整性，我國高校在數(shù)據(jù)挖掘方面也可以參考這一機制。

在方海光看來，教育行政部門、學校等教育組織的決策者還將面臨打破常規(guī)、加大創(chuàng)新力度、增加主動性等方面的挑戰(zhàn)，而這，往往是最艱難的一步。

可以想見，走向大數(shù)據(jù)時代，教育領(lǐng)域還有重重困難需要跨越。

“但是，不管怎樣，我們至少需要跨出第一步。”魏忠說，“大數(shù)據(jù)需要每個人做基礎(chǔ)工作，給未來留下數(shù)據(jù)，就是每個人對大數(shù)據(jù)最好的貢獻。” （記者 易鑫）

《中國教育報》2014年3月24日第5版