話說裝備（十）

艾倫　興喬

教育界存在一個(gè)普遍的現(xiàn)象：當(dāng)社會(huì)上一個(gè)新技術(shù)或新事物出現(xiàn)時(shí)，人們會(huì)立刻將它們拿到教育教學(xué)之中應(yīng)用，或者作為教學(xué)內(nèi)容與研究對(duì)象，或者作為教學(xué)工具與研究手段。作為教學(xué)內(nèi)容與研究對(duì)象是無可厚非的，甚至應(yīng)該是積極提倡的；而作為教學(xué)工具與研究手段則必須慎重，應(yīng)該給予充分的分析論證后才行。因?yàn)榻逃c其他領(lǐng)域不同，形成教育裝備的那些工具與手段的作用對(duì)象是宇宙間最為復(fù)雜的人的頭腦，是人的“心”，不能總是試驗(yàn)錯(cuò)了、失敗了之后再重新來過。目前在教育領(lǐng)域，正像對(duì)待其他新技術(shù)或新事物一樣，當(dāng)“大數(shù)據(jù)時(shí)代”概念出現(xiàn)時(shí)，關(guān)心教育的人們將又會(huì)面臨這種抉擇。

1 大數(shù)據(jù)時(shí)代與大數(shù)據(jù)特征

被稱為大數(shù)據(jù)時(shí)代預(yù)言家的維克托·邁爾-舍恩伯格（英，Viktor Mayer-Sch?nberger）在他的《大數(shù)據(jù)時(shí)代》（Big Data： A Revolution That Will Transform How We Live， Work， and Think）一書中對(duì)大數(shù)據(jù)及其特點(diǎn)做了詳細(xì)的描述。作者從大數(shù)據(jù)變革公共衛(wèi)生開始，論述到大數(shù)據(jù)變革了商業(yè)行為，變革了管理模式，變革了社會(huì)服務(wù)，變革了人們的思維方式，并認(rèn)為大數(shù)據(jù)開啟了重大的時(shí)代轉(zhuǎn)型，成為預(yù)測(cè)未來的重要依據(jù)與工具。

作為預(yù)測(cè)的重要工具，大數(shù)據(jù)具有三個(gè)非常典型的特征[1]。

1）“全數(shù)據(jù)模式，樣本=總體”。在非大數(shù)據(jù)時(shí)代（以下稱為“小數(shù)據(jù)”時(shí)代），人們利用數(shù)據(jù)研究問題的方式是從對(duì)象的各個(gè)變量中進(jìn)行數(shù)據(jù)抽樣，建立樣本空間，然后對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析從而得出估算結(jié)論。而大數(shù)據(jù)時(shí)代不必這樣，全部變量的全部取值已經(jīng)放到了面前，人們不用再去抽樣得到樣本數(shù)據(jù)，直接使用總體數(shù)據(jù)就是了。

2）“不是精確性，而是混雜性”。大數(shù)據(jù)時(shí)代的數(shù)據(jù)混雜性代替了“小數(shù)據(jù)”時(shí)代追求數(shù)據(jù)的精確性，這是由于此時(shí)有了“樣本=總體”，不必再去遵循以前抽樣定理的規(guī)定而產(chǎn)生的必然結(jié)果。在“小數(shù)據(jù)”時(shí)代，為了使得樣本數(shù)據(jù)能夠攜帶不失真的原變量的全部信息，進(jìn)行抽樣時(shí)必須保證抽樣的點(diǎn)數(shù)（或時(shí)機(jī)）以及變量樣本數(shù)據(jù)盡量精確。大數(shù)據(jù)時(shí)代對(duì)待數(shù)據(jù)則采取一種“寬容”的態(tài)度：第一，允許變量取值的不精確性；第二，允許變量區(qū)分的混雜性。

3）“不是因果關(guān)系，而是相關(guān)關(guān)系”。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，正是由于允許變量區(qū)分的混雜性，才使得人們不必關(guān)心事物變量因果關(guān)系，只需關(guān)心變量的相關(guān)關(guān)系；而在這一點(diǎn)上毋寧說，由于不能精確地控制變量，此時(shí)人們已經(jīng)無法再得到變量之間的因果關(guān)系，而只能夠得到變量的相關(guān)關(guān)系。

2 教育教學(xué)研究與大數(shù)據(jù)分析無涉

根據(jù)《大數(shù)據(jù)時(shí)代》一書中對(duì)大數(shù)據(jù)的描述，顯然可以看出，教育的大數(shù)據(jù)時(shí)代尚未真正到來。退一步說，即使教育的大數(shù)據(jù)時(shí)代真的到來了，也必須對(duì)此做出理性和冷靜的科學(xué)分析才是。教育學(xué)屬于社會(huì)科學(xué)，對(duì)教育教學(xué)的研究人們常采用科學(xué)研究的方法，對(duì)此，人們認(rèn)為大數(shù)據(jù)是十分有意義的，它使客觀量化評(píng)價(jià)成為可能，讓憑借主觀評(píng)價(jià)而生的專家評(píng)價(jià)方式開始消亡，而使得數(shù)據(jù)科學(xué)家開始崛起。但是筆者要說，這可能是對(duì)大數(shù)據(jù)時(shí)代一種錯(cuò)誤的理解，一種不現(xiàn)實(shí)的預(yù)期。其實(shí)，教育教學(xué)研究與大數(shù)據(jù)分析無涉，這是因?yàn)閷?duì)教育教學(xué)的研究恰恰需要探索和發(fā)現(xiàn)那些影響它們的變量，或者說更加需要得到變量之間的因果關(guān)系，而不僅僅只是提供變量之間的相關(guān)性，但是大數(shù)據(jù)是無法提供的。

大數(shù)據(jù)分析在經(jīng)濟(jì)上是成功的，《大數(shù)據(jù)時(shí)代》一書中舉出了大量的實(shí)例，用于說明大數(shù)據(jù)分析的作用和意義，其中最為典型的是一個(gè)購買低價(jià)機(jī)票的例子和一個(gè)股市波動(dòng)分析的例子。通過大數(shù)據(jù)分析，人們能夠預(yù)測(cè)到在什么時(shí)刻購買機(jī)票可以得到最優(yōu)惠的價(jià)格，能夠預(yù)測(cè)到在什么時(shí)刻進(jìn)出股市可以得到最高的回報(bào)。在做這些分析時(shí)，人們并不關(guān)心影響機(jī)票價(jià)格的因素是什么，只要能夠買到低價(jià)機(jī)票就達(dá)到了目的；人們也不去關(guān)心影響股市波動(dòng)的原因是什么，而只要能夠得到高額回報(bào)就行了?；蛘哒f，在經(jīng)濟(jì)學(xué)方面，大數(shù)據(jù)分析只需要提供變量之間是否存在高度相關(guān)性，并據(jù)此來進(jìn)行預(yù)測(cè)，而不需要知道它們之間誰是因、誰是果。

但是，教育是絕對(duì)不行的，它的研究不能夠僅僅停留在這個(gè)預(yù)測(cè)的水平上。對(duì)教育教學(xué)的研究必須能夠找到那些影響教育教學(xué)效果的因素或變量，精確地知道它們，并能夠掌握、控制它們，從而優(yōu)化教育教學(xué)。從這一點(diǎn)上說，教育教學(xué)是與大數(shù)據(jù)分析無涉的，或者說大數(shù)據(jù)幫不上忙。

3 相關(guān)性分析與因果性分析

科學(xué)在于量化，并且科學(xué)結(jié)論是可以重復(fù)的，這乃是科學(xué)研究的特點(diǎn)。對(duì)于自然科學(xué)的研究，人們?cè)诒本┐髮W(xué)實(shí)驗(yàn)室里做出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在上海復(fù)旦大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室里同樣可以重復(fù)實(shí)現(xiàn)，保障這一點(diǎn)的就是研究者對(duì)研究對(duì)象變量的控制。教育學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究正是仿照自然科學(xué)實(shí)驗(yàn)室中的研究方法與過程，來研究教育教學(xué)這個(gè)社會(huì)問題，人們稱其為社會(huì)科學(xué)。它同樣需要尋找變量，通過測(cè)量和量化來采集變量數(shù)據(jù)，同樣需要對(duì)變量進(jìn)行有效的控制。

變量控制在教育教學(xué)實(shí)驗(yàn)研究中是極為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，沒有它人們將無法找到影響因變量的那些自變量，無法完成所期待的問題解決，無法得到確鑿無疑的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。在實(shí)驗(yàn)研究中，人們將系統(tǒng)中各種影響因素和所關(guān)注的現(xiàn)象進(jìn)行編碼，分別賦予它們自變量與因變量的意義與名稱，然后通過采集數(shù)據(jù)，再通過對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析得出它們的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而找到影響因變量的那些自變量，即做出歸因判斷。這個(gè)過程中，人們使用的方法為歸納法，即從特殊到一般的研究方法。用這樣的方法研究問題，使用統(tǒng)計(jì)學(xué)做多元回歸分析，做變量的相關(guān)性分析等，常?？梢缘玫礁鱾€(gè)變量之間的相關(guān)程度，會(huì)找出那些與因變量高度相關(guān)的變量，卻不能就由此斷定變量之間是因果關(guān)系。或者說，使用歸納法得出的分析結(jié)果，不能夠足以證明其中的一些變量必然是影響另一些變量的原因。

要想確定因果關(guān)系，還需要做歸因分析才行。而大數(shù)據(jù)分析得出的變量關(guān)系“不是因果關(guān)系，而是相關(guān)關(guān)系”。使用歸納法得出的變量之間的關(guān)系可能是高度相關(guān)的，但是沒有充足的理由認(rèn)定這些變量一定是因果關(guān)系。要想證明它們之間存在因果性，通常有兩種方法可以幫助實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)：1）使用演繹法對(duì)變量之間的關(guān)系進(jìn)行驗(yàn)證；2）控制變量數(shù)，使得參與其中的變量數(shù)最少，僅為兩個(gè)。endprint

方法1實(shí)際上是遵循了“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn)”這一原則，因?yàn)橛脷w納法得出的結(jié)論是不完備的，需要用演繹法去驗(yàn)證后才具有完備性。對(duì)此，英國哲學(xué)家羅素認(rèn)為：“歸納法不像演繹法那樣確切可信，它只提供了或然性而沒有確切性；但是另一方面它卻給了我們以演繹法所不能給我們的新知識(shí)。”[2]也就是說，歸納法可以發(fā)現(xiàn)新問題，而演繹法可以證明發(fā)現(xiàn)問題的正確性。

前不久筆者參加了一個(gè)“視頻多媒體設(shè)備對(duì)中小學(xué)生視力影響因素的研究”課題的論證會(huì)。研究者通過大規(guī)模的數(shù)據(jù)采集，使用多元線性回歸分析找出了與學(xué)生視力呈高度相關(guān)性的一些變量，但是在確定其因果關(guān)系時(shí)卻顯得有些草率，將這些具有高度相關(guān)性的變量簡(jiǎn)單地認(rèn)為其因果關(guān)系成立。為了說明這個(gè)道理，在這里舉一個(gè)較為極端的例子：通過采集到的數(shù)據(jù)分析，可以得到近年來學(xué)生視力呈現(xiàn)非常顯著的下降趨勢(shì)，并且它與教育信息化的程度呈現(xiàn)高度相關(guān)性，進(jìn)一步甚至還可以發(fā)現(xiàn)它與國民生產(chǎn)總值（GDP）的增長也呈高度相關(guān)性，但是不能就以此得出結(jié)論，說學(xué)生視力下降與GDP發(fā)展是因果關(guān)系。

北京師范大學(xué)楊開城教授撰文指出，教育教學(xué)研究的結(jié)果普遍存在“一試驗(yàn)就成功，一推廣就失敗”的現(xiàn)象[3]。這在很大程度是因?yàn)樵囼?yàn)（或?qū)嶒?yàn)）過程是一個(gè)歸納過程，而推廣（或?qū)嵺`）過程則是一個(gè)演繹過程。試驗(yàn)成功說明發(fā)現(xiàn)了變量之間的相關(guān)關(guān)系，但是并沒有做建立因果關(guān)系的證明；推廣失敗說明正是因?yàn)樽兞恐g并非因果性關(guān)系，從而也就不能真正解決教育教學(xué)中的實(shí)際問題。

方法2是自然科學(xué)研究經(jīng)常采用的辦法。人們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)正是通過各種途徑來控制變量，讓這些變量不要在同一個(gè)自然科學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中都發(fā)揮作用。相對(duì)于社會(huì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)、教育教學(xué)實(shí)驗(yàn)，這個(gè)在實(shí)驗(yàn)室中的自然科學(xué)實(shí)驗(yàn)是更加容易很好地控制變量數(shù)的，因?yàn)樵撓到y(tǒng)是一個(gè)“簡(jiǎn)單”系統(tǒng)。當(dāng)人們將一個(gè)被研究對(duì)象的自然現(xiàn)象中的變量有效地控制為僅剩下兩個(gè)時(shí)，就可以輕松地得出結(jié)論：一個(gè)變量是因變量（或稱函數(shù)），另一個(gè)變量就是自變量，它們之間的關(guān)系是因果關(guān)系。教育教學(xué)實(shí)驗(yàn)是在一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，人們無法有效地控制各個(gè)變量。如試驗(yàn)者能夠控制被試在教室中的學(xué)習(xí)行為，卻無法控制他們?cè)诨丶液蟮膶W(xué)習(xí)行為，因此也就不能將變量數(shù)目簡(jiǎn)單地控制在最少的范圍之內(nèi)。

4 教育裝備管理與大數(shù)據(jù)分析

對(duì)教育裝備管理的研究涉及到許多方面，其中有一些屬于需求論證的管理內(nèi)容，必然要考慮到教育教學(xué)的特點(diǎn)，運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析時(shí)應(yīng)該慎重；而一些純粹為教育裝備本身的管理內(nèi)容，是完全可以通過大數(shù)據(jù)分析來進(jìn)行預(yù)測(cè)的，例如：教育裝備經(jīng)費(fèi)投入的測(cè)算，教育裝備均衡發(fā)展趨勢(shì)等問題，因?yàn)樗鼈兌际且恍o需做歸因分析的問題。但是，對(duì)于教育裝備管理來說，大數(shù)據(jù)時(shí)代還遠(yuǎn)未到來，目前的數(shù)據(jù)量還小得可憐，甚至連“小數(shù)據(jù)”時(shí)代都稱不上，所以依據(jù)大數(shù)據(jù)分析的管理還沒有任何可能。或許，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)入教育裝備的管理體系，大數(shù)據(jù)概念將會(huì)逐漸建立起來。

參考文獻(xiàn)

[1]舍恩伯格，庫克耶.大數(shù)據(jù)時(shí)代[M].盛楊燕，周濤，譯.杭州：浙江人民出版社，2013.

[2]羅素.西方哲學(xué)史：上卷[M].何兆武，李約瑟，譯.北京：商務(wù)印書館：1963：256.

[3]楊開誠.從教學(xué)實(shí)證研究的合理性說開去[J].中國教育技術(shù)裝備，2010（12）：3-6.endprint