周涛原创|教育大数据革命

周涛原创|教育大数据革命

DataCastle数据城堡 内地女星 2017-11-08 17:34:50 417
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本文已发表于周涛教授科学网博客,经作者本人授权转载。


在世界文明史上,被赋予神格的最重要的四个人,是乔答摩.悉达多、孔子、耶稣和穆罕默德。只有在中国,一个人会主要因为教育方面的贡献而“超凡入圣”——对孔子祭祀一度成为和国家的祖宗神同等级别的“大祀”。在全世界还在盛行世袭制度和种姓制度的时候,中国第一次通过科举制度把受教育转化为沿着社会等级向上攀爬的一种途径,从而教育开始被赋予了提高社会流动性的责任。



在中国有历史记载的绝大多数时间,教育受到极度的重视,教育家受到极大的尊重,《国语》说“民性于三,事之如一。父生之,师教之,君食之。非父不生,非食不长,非教不知生之族也,故一事之”,《荀子》讲“天地者,生之本也;先祖者,类之本也;君师者,治之本也。无天地恶生,无先祖恶出,无君师恶治,三者偏亡,则无安人。故礼,上事天,下事地,尊先祖而隆君师,是礼之三本也”,所以我们祭祀的时候同拜“天地君亲师”,这从其他古代文明国度来看,是独特的。


最近几十年,随着信息技术的发展,特别是教育信息化的发展,教育的资源变得非常丰富,教育的形式变得非常多样,这使得很多原来经济落后地区不可企望的教育资源变得触手可及。


罗清红先生


罗清红先生就是这个方向让人敬仰的先行者。2002年,清红先生首先开始在成都七中以网络直播的形式开讲物理课,那时候只覆盖了4所学校200个学生。2008年,这个数字上升到了10000人,2016年每天上课的学生总数超过了66000人。迄今为止,一共有52名学生通过直播教学考上了清华北大,其中也包括四川甘阿梁经济严重欠发达地区。听全国最顶尖中学里面高级教师的课,与最优秀的学生同做一套题、同考一份卷,对于甘阿梁的学生而言,如果没有信息技术和教育信息化的理念,是不可能想象的!可以说,清红先生的实践改变了很多孩子的一生。



更重要的是,信息技术的发展,为即将到来的数据驱动下的教育革命奠定了基础。清红先生在书中为我们描绘了未来课堂的美景,我想借此机会,谈谈未来的教育。我认为大数据给教育带来的变化包括四个主要的方面。


01

从定性化向定量化转变



传统教育很大程度上是基于经验的积累和传承,我们的很多判断主要来自于主观或者印象深刻的少数几个案例。对于很多问题,例如:高中早恋是否会影响学习?外语教学应该从什么时候开始?色情电影和武侠书会给大学生带来不良影响吗?个子矮的男生和肥胖的女生会出现心理和学习上的问题吗?拼命修更多学分,获得更多学位长期而言是否有价值?等等,我们都很少能给出一个基于数据的定量回答。清红先生在书中举了一个让我印象深刻的例子,就是通过对提问记录的分析,显示教师的提问对象倾向于讲台的右前方。虽然清红先生用来分析的数据量还不够大,但是这种理念就是定量化教育管理的精髓。


02

从普适化向个性化转变



尽管教育手段越来越丰富,特别是音视频等多媒体方法得到了广泛应用,但我国目前教育的主要手段还是工业时代的课堂教育。也就是把所有学生看成一样的——大家听一样的课,做一样的家庭作业。这一点在K12基础教育中尤其明显。四年前我给成都七中的高中生作了一次讲座,那时候清红先生还在七中担任副校长。当时他很感概地对我说:“很多优秀的中学生,把90%的时间都用来做他们会做的题目,而得不到提高”。这恰恰是因为我们没有办法提供个性化的教学。


现在通过在线课堂的点击记录,可以知道每个学生感兴趣的课程、在这个课程上所花的时间以及停顿和重看的位置、这门课程的成绩等等数据,从而能够知道学生的兴趣和学习过程中遇到的难点,进而进行个性化的课程推荐。清红先生曾经利用累积的学生答题数据,给每个学生建立了一颗属于自己的知识树,以此为基础,借助现代化的信息手段,给学生设计个性化的家庭作业甚至教育方案,也应该不是一件难事!


03

从静态化向动态化转变



在缺乏实时数据采集能力的情况下,我们所有的分析都只能基于一段时间后数据的汇集,所以即便能够获得“定量化的结果”,也会有相当的延时。在很多时候,动态实时的分析以及相应的及时反馈,会大幅度提高教学和教育管理的效果。


我曾经为电子科大及其他几所高校做过一个简单的产品,叫做“失联预警”,思想很简单,就是如果一个大学生平时刷校园一卡通的行为很频繁,但是正常上课的时间里连续三天都没有刷卡数据,就向辅导员报警,让辅导员关注一下这个学生是否出现了异常。这么简单的一个产品,却实实在在发现甚至拯救了一些沉迷于网络游戏,或者因为矛盾纷争突然离校离家的学生。


试想一下,如果这不是一个动态的分析过程,而是每个期末分析学生的刷卡行为,找出异常,那么所有的结果都只有研究的意义,而没有什么教育管理的价值了。清红先生设计的翻转课堂,也有类似的理念。因为老师在课堂上,例如信息化手段,就能知道一道题目有多少人选择正确(难不难)以及错误主要集中在哪几个选项上(典型错误是什么)。老师立刻就能有针对性地进行讲解,并且更多让出现典型错误的学生讲述自己解题的思路。如果等到考完试,分析试卷,过了几天以后再来讲,效果就大大逊色了。


04

从后置化向前置化转变



当学生在学习生活过程中出现异常之后,我们往往只能进行事后的补救。现在大数据的采集和分析能力,使得我们可以进行提前的预测预警,从而在问题发生之前就进行预防。举个例子,我们能够通过分析学生进出图书馆、进出寝室、教学楼打水、图书馆借阅、教学系统选课等等数据,从努力程度和学习生活习惯这两个主要维度对学生进行分析,发现学生学习生活中的异常行为,甚至对学生是否会出现考试不及格以及大学毕业后的去向(就业、读研、出国深造……)进行预测,从而提前干预和防止可能出现的负面问题。对于学生的心理和思想问题,也可以采用类似的方法进行预测性管理。



数据驱动下的教育革命正在静悄悄的开展。当然,这也并不是一个一帆风顺的过程,因为教育和每一个对象息息相关,也不得不谨慎考虑隐私和伦理的问题。尽管我们已经通过技术手段,使得数据分析人员无法获知学生的身份信息而只有辅导员能够了解出现特定异常行为的学生情况,但是这种信息披露的程度是否合理,在不同教育阶段分别应该保护隐私到什么程度,都还是值得探索和充满争议的问题。


这种“大数据化”的教育系统,在整体提高学生学习水平的同时,是否会降低学生思想行为的多样性,甚至压制创造性,也是需要我们谨慎考虑的?



路漫漫其修远兮,吾将上下而求索!清红先生为我们指出了一条前景远大的道路,还描摹了路途上几处驿站的美景。这条道路是否真的是一条康庄大道,路上是否真的有美景如画,这些恐怕不是一本书能够给出标准答案的,还希望读者跟着时间自己去体验。我最后想强调的是,清红先生不仅仅是一个理论前沿的探索者,还是一个成功的实践家!他曾经已经走过的那段路,是所有希望看到信息化和大数据真正改变教育理念和方法的同道中人没有办法也不应该绕开的。 


希望本书能够将各位读者拽入大数据教育革命的征程中。那些已经发生的、正在发生的和将要发生的,将会让你深刻!  

以为序。


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