從大數據概念提出到現在已有40年時間，當前，它與其它新技術高度融合，給很多行業產業和人們生活帶來改變。那么，大數據給教育帶來了什么?它在我國教育領域的應用情況如何呢?

北京郵電大學教育技術研究所教授李青對本刊記者說：“大數據開啟了一個時代的重大轉型，每個人都應該具有數據素養。大數據的應用將帶來教育生態的徹底改變。當前最重要的是盡快開展教育培訓，把教師數據素養提升作為一項系統工程來抓，使我國教育發展跟上時代的腳步，從而站在世界的前列。”

大數據時代需要大數據思維

記者：1980年，未來學家阿爾文?托夫勒在《第三次浪潮》中，將大數據贊頌為“第三次浪潮的華彩樂章”。近40年過去了，現在對大數據應該下一個怎樣的定義?

李青：世界知名咨詢公司加德納對“大數據”給出的定義是：大數據是需要新的處理模式才能具有更強的決策力、洞察發現力和流程優化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產。麥肯錫全球研究所給出的定義是：一種規模大到在獲取、存儲、管理、分析方面大大超出傳統數據庫軟件工具能力范圍的數據集合。所以，業界普遍認可大數據是巨量的數據，是無法用傳統手段管理的數據。

大數據在數量上是海量的，在數據類型上是多樣化的，在結構上大部分是劣構的。IBM提出大數據有5個V的特征，即Volume(大量)、Velocity(速度)、Variety(多樣)、Value(低價值密度)、Veracity(真實性)。大量是指大數據中數據的數量是海量的。多樣是指數據的類型和格式是多種多樣的。速度是說獲取和加工數據，并將數據結果應用于業務要在一定的時間限度內。低價值密度是單位數量的大數據比傳統數據價值要低，但由于大數據是海量的，所以其整體價值并不低。真實性是說大數據分析的結果也許不會百分之百準確。這5個“V”一般也作為我們判斷某種數據集是否是大數據的依據。

不過，在日常使用中，我們常說的“大數據”既有可能是作為數據集合的大數據，也有可能是利用大數據方法處理常規數據的實踐。

記者：大數據已滲透進各行各業并深刻影響著人們的生活。那么，在大數據時代，我們應該樹立怎樣的思維范式?

李青：大數據開啟了一個時代的重大轉型，我們應該有適應這個時代的思維方式。《大數據時代：生活、工作與思維的大變革》一書的作者認為，大數據時代人們應該盡快轉變思維方式。

首先是要全體，不要抽樣。傳統的科學研究由于無法獲得所有對象的數據，只能退而求其次地對對象進行抽樣，以局部代表整體。而在大數據時代，我們能夠比較容易地獲得全部用戶的數據，因此，完全可以將全體數據用于研究。

第二是強調效率優先，不要絕對精確。大數據計算的結果是用來直接指導實踐的，應具有較強的時效性，比如網上購物時我們獲得的推薦商品信息。當系統必須在時效和精確之間選擇，我們會犧牲少部分的精確性獲得較好的時效性。

三是研究相關關系，而非因果關系。讓計算機理解和推理因果關系非常困難，或是永遠不能實現。然而，在大部分場景下，相關關系可以幫助我們發現一定的規律，并進行預測。

大數據將使教育改革全面深化

記者：大數據在教育領域能夠發揮怎樣的作用?可給教育領域帶來什么樣的改變?

李青：相對于自然科學、社會科學，教育學在研究方法、各種工具的使用上是相對落后的。但現在教師已經從原來完全靠主觀經驗，靠對學生的認識，逐漸過渡到基于各種數據分析作為依據。

那么，大數據對教育又有怎樣的意義呢?從微觀上來看，在教育領域，我們可以利用大數據進行預測，探究事實中存在的可能性，可以揭示一些平時我們看不到的、隱藏在事實背后的問題，可以證實或者推翻我們關于學生和學校的假設，可以幫助我們找到問題的根本原因，查明我們最需要改變的領域，并指導資源的分配。大數據還可以幫助我們發現教育、教學中隱藏的模式，即通過大數據分析，識別可能的教學結構或學習活動模式，采取有針對性的措施。

從宏觀上看，大數據應用在教育領域可以推進教育改革的全面深化。在教學層面上，有助于實現個性化的教學和數據驅動的教學。比如，可以較好地幫助教師將學生分組，或是根據學生的實際情況，利用在線學習的方式在區域層面(區、縣一級)上配置教學資源，有望促進教育公平。在評價層面上，有利于全方面、多元化、立體化評價體系的構建：一方面對于學生個體來說，對他們的評價可以從多維度展開，有別于單純依靠考試的手段;另一方面，各地區基準數據的建立有助于我們更清楚地了解教育對象的發展水平，合理調整教學策略。在管理層面上，有利于教育管理的科學決策，從基于決策者的主觀經驗轉向基于數據、基于證據的決策。在研究層面上，大數據將推動教育研究的范式從重理論思辨轉向基于證據的研究，并提供先進的研究方法和研究工具。

一句話，大數據的應用可以促進整個教育生態的進化。

記者：就教育數據而言，都包括哪些類型?

李青：評估數據是最常見的教育數據之一，包括階段和學期末的考試成績、學生的能力基準數據、教學過程的診斷數據。還有一些課堂活動數據，如提問和反饋、隨堂練習、測驗、實驗、小組匯報的數據，以及教師對課程觀察記錄的數據，包括學生的注意力、參與度、多動、不當行為。關于學生個體的數據還有動機、態度、注意力、社交活動、考勤情況等。此外，還有一些是和特殊學生相關的，如殘疾程度、康復訓練狀況。

從數據來源看，有些是教學活動過程中直接產生的數據，比如課堂教學、考試、測評、網絡互動等。有些是教育管理活動中采集到的數據，比如學生的家庭信息、學生的健康體檢信息、教職工基礎信息、學校基本信息等。還有些是在校園生活中產生的數據，比如餐飲消費、上機上網等記錄信息。

傳統的教育數據是非電子化的，整理和加工很困難，效率很低，工作量大。隨著教育信息化的推進，教育數據也在發生變化，在線學習將成為常態，即使是面授也會混合部分在線學習。教育數據普遍電子化，學習數據的多樣性明顯，數據的實時性要求越來越重要，而且大多數是尚未結構化的數據(unstructured data)。這就使得更豐富的數據能給研究者創造出比過去更多的探究學生學習環境的新機會。

國內數據素養教育落后于國外

記者：大數據應用最重要的是教師。據您了解，國外是怎樣的狀況?我國教師的情況如何?

李青：教師應用大數據支持教學的能力和教師的數據素養相關。在發達國家，教師的數據素養已經成為教師職業能力的一個組成部分，歐美國家已經把數據素養作為教師職業資格認證的內容。數據素養要求教師具有“數據”意識，能夠收集、分析、解釋不同類型的數據，并轉化為改進教學行為的知識和實踐能力，以此輔助教師確定教學步驟，開展有效教學。

由于缺乏這方面的訓練，在國內，大部分教師面對稍微復雜的教育數據時，會感到很有壓力。比如，他們不能從多元化的數據來源中，準確識別出哪些數據是教學所需要的，對數據進行整理和分析的能力較弱，也不具備利用數據進行教學評估和決策的意識和能力。

此外，當前我們的教育信息化環境也不利于教師使用大數據。各級教育信息化平臺的建設尚未達到理想狀態，教師難以從各類平臺中獲取自己學生的大部分信息，也沒有簡單、易用的工具幫助他們加工數據。另一方面，一些關鍵的基準數據，如區縣市省一級的學生的基本情況是缺失或不公開的，也影響了教師使用數據進行判斷和決策。

記者：您曾就教師素養問題進行了多方面研究，并擔任北京市教育科學規劃課題《大數據時代教師數據素養能力構成和發展研究》負責人。請您談談，就大中小學來說，教師應該分別具備怎樣的數據素養?

李青：課題組分析了國外關于教師數據素養的研究成果，結合國內教育的現狀初步構建出教師數據素養的評價指標體系，將教師數據素養能力劃分為4個領域、10個基本的能力維度、26個指標項。第一類的素養是數據知識，包括數據基礎知識，數據工具使用知識;第二類素養是數據技能，從使用數據的整個過程分為數據獲取能力、數據管理能力、數據分析能力，以及數據評價能力;第三類是應用數據驅動教學的能力，包括利用數據探究和交流的能力，以及利用數據驅動的教學決策能力。最后是數據意識和態度，其中既涉及數據意識，也有使用數據的倫理和道德。此外，能夠有意識地培養學生的數據素養也是教師的任務和目標之一。

對于中小學教師而言，他們的任務是利用數據了解自己的學生，了解全班的學習過程，并進行教學決策。而且，可進一步基于教學數據診斷教學和進行教學研討。大學教師除了具備前面提到的各項基本能力外，還應具備使用數據進行科學研究的能力，這部分能力是和其科研業務密切相關的。

培訓需要國家、地方、學校三方聯手

記者：要提高數據素養，培訓是一個重要途徑。那么，在教師培訓上，您認為應該做出怎樣的安排，培訓應側重哪些方面?

李青：教師數據素養提升，是教師職業能力發展的一項系統工程。歐美等發達國家，特別是美國，早在10年前就已經啟動這方面的工作，并取得了比較豐富的經驗。教師數據素養的培訓從國家、地方、學校到個人都應重視和參與。

在國家層面上，需要將數據素養納入教師資格證的考核內容，制定相關的標準和指南，資助研究課題，設立綜合示范區，建立國家級的開放教育數據庫。

地方教育行政主管部門一方面要推進教育數據的應用，將數據素養和對教師的要求、指導結合起來，將數據素養納入教師職前培訓，推進、支持和激勵利用數據驅動教學的教師專業發展，將教師數據素養技能納入對教師的評價。另一方面，還要建立數據使用的平臺，為教師提供可用、可靠的數據，確保本地區和學校的信息化平臺能夠滿足數據使用需要，推動、支持和激勵本地區和學校為使用數據驅動教學提供資源和人力。

在學校層面上，學校的管理層要有足夠的關注，并推進這項工作常態化，需要將使用數據納入到對教師的評價，需要建立起使用數據的組織文化，為教師提供技術支持和專家指導，并組織教師成立實踐共同體，促進他們之間的合作。

虛擬現實、大數據技術、云計算、傳感技術、人工智能等與移動網絡、物聯網等網絡技術高度融合，使智慧教育理念成為今后教育發展的重大趨勢。教師素養教育將成為推動這一趨勢的重要力量，開展全面持續的教育培訓將成為教育改革的重要環節和行動起點。（在線學習  作者：劉增輝）