大數(shù)據(jù)與信息化教學(xué)

尤春蘭 張雪超 安靖 張雷

2012年2月11日，《紐約時報(bào)》刊登的一篇新聞分析文章The Age of Big Data，把世界帶入了激情燃燒的大數(shù)據(jù)時代。哈佛大學(xué)量化社會科學(xué)院院長Gary King稱：“我們正在進(jìn)行一場革命，龐大的新數(shù)據(jù)來源所帶來的量化轉(zhuǎn)變將在學(xué)術(shù)界、企業(yè)界和政界迅速蔓延開來，沒有哪個領(lǐng)域不會受到影響?！?/p>

在第八屆全球Hadoop技術(shù)峰會上，F(xiàn)acebook、Google、微軟、迪士尼、Airbnb等各行各業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，展示了他們用數(shù)據(jù)產(chǎn)品為公司創(chuàng)造價值的真實(shí)案例。39個國家，4000多人的峰會，大量的跨國集團(tuán)相信數(shù)據(jù)的價值，并且真真切切地將數(shù)據(jù)作為企業(yè)的重要資產(chǎn)來維護(hù)和使用，也難怪微軟分管數(shù)據(jù)平臺副總裁Ranga不無感慨地說：“世界沉醉在數(shù)據(jù)里（The world is drunk on data）?！?/p>

如果說大數(shù)據(jù)把全球卷入了一個以數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)分析與預(yù)測為特征的時代，那么翻轉(zhuǎn)課堂、MOOC、微課程則是大數(shù)據(jù)時代在教育領(lǐng)域引發(fā)變革的前奏。它使信息化教學(xué)面臨新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，將在教育資源重組、教學(xué)模式改革、教師職能轉(zhuǎn)型等方面發(fā)生新的變化。

● 數(shù)字海嘯：大數(shù)據(jù)沖擊信息化教學(xué)的新浪潮

2013年1月，牛津大學(xué)教授Victor的Big Data一書面世，他在引言中說：“這是一場生活、工作與思維的大變革。大數(shù)據(jù)開啟了一次重大的時代轉(zhuǎn)型，就像望遠(yuǎn)鏡讓我們能夠感受宇宙，顯微鏡讓我們能夠觀測微生物一樣，大數(shù)據(jù)正在改變我們的生活以及理解世界的方式，成為新發(fā)明和新服務(wù)的源泉，而更多的改變正蓄勢待發(fā)……”

1.翻轉(zhuǎn)課堂——觸摸教育的未來

翻轉(zhuǎn)課堂是指重新調(diào)整課堂內(nèi)外的時間，將學(xué)習(xí)的決定權(quán)由教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生。在這種模式下，學(xué)生在課外主要通過教學(xué)視頻進(jìn)行學(xué)習(xí)、測試、復(fù)習(xí)和交流，課堂則成為作業(yè)、研討和實(shí)驗(yàn)的場所，教師主要通過學(xué)習(xí)管理平臺對學(xué)生進(jìn)行個性化指導(dǎo)。

翻轉(zhuǎn)課堂將傳統(tǒng)的教學(xué)過程優(yōu)化為技術(shù)支持的“先學(xué)后教”，是對基于印刷術(shù)的傳統(tǒng)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)與教學(xué)流程的徹底顛覆，凸顯了人性化教學(xué)的價值，因而比爾·蓋茨稱其“預(yù)見了教育的未來”。

備受全球關(guān)注的翻轉(zhuǎn)課堂是美國的可汗學(xué)院，其創(chuàng)始人薩爾曼·可汗，38歲，學(xué)院總部在上世紀(jì)60年代建成的一幢大樓里，辦公室不過是幾間大的公寓，員工僅37名，但在很短時間內(nèi)它便成為了世界上最大的學(xué)校，目前擁有1000萬名學(xué)員。

可汗學(xué)院成功的兩個主要因素是：顛覆性的教學(xué)流程和基于大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)分析技術(shù)。學(xué)習(xí)分析就是通過對學(xué)生生成的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋和分析，評估學(xué)生學(xué)業(yè)進(jìn)展、預(yù)測未來表現(xiàn)，并發(fā)現(xiàn)潛在問題?？珊箤W(xué)院平臺提供了強(qiáng)大的學(xué)習(xí)分析功能，因?yàn)閷W(xué)生每次進(jìn)入學(xué)習(xí)頁面都會看到“建議的下一個學(xué)習(xí)活動”的提示。而且，系統(tǒng)能隨時監(jiān)測各學(xué)習(xí)者的行為，如教師發(fā)現(xiàn)某個環(huán)節(jié)的教學(xué)視頻被學(xué)生反復(fù)瀏覽和點(diǎn)擊時，就會意識到這可能是一個難點(diǎn)，或者自己的講解有問題，需要據(jù)此調(diào)整教學(xué)。可汗學(xué)院的翻轉(zhuǎn)課堂為大數(shù)據(jù)促進(jìn)信息化教學(xué)提供了一個典型的成功案例。

2.MOOC風(fēng)暴——放大翻轉(zhuǎn)課堂效應(yīng)

受翻轉(zhuǎn)課堂“用視頻再造教育”的啟發(fā)，2012年，MOOC開始井噴，領(lǐng)軍的三駕馬車是斯坦福的Coursera、Udacity，以及由麻省理工學(xué)院與哈佛大學(xué)聯(lián)合創(chuàng)辦的edX。斯坦福大學(xué)校長約翰·軒尼斯將MOOC的發(fā)展稱為“一場數(shù)字海嘯”。而美國新媒體聯(lián)盟執(zhí)行總裁萊瑞·約翰遜博士提供了一種更加深入的觀點(diǎn)：“慕課”還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能被稱為學(xué)術(shù)界的變革創(chuàng)新，這份榮譽(yù)屬于更具顛覆性和深遠(yuǎn)性的改革——大數(shù)據(jù)及其應(yīng)用。

Coursera團(tuán)隊(duì)中國區(qū)負(fù)責(zé)人伊萊·布林德博士說，他們給教授提供的數(shù)據(jù)分析平臺，能使教授看到有多少學(xué)生看了他的視頻，學(xué)生看了幾遍，了解到哪些內(nèi)容學(xué)生已經(jīng)掌握，哪些需要進(jìn)一步練習(xí)，從而為學(xué)生量身定制學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)模塊，并精準(zhǔn)地送達(dá)給學(xué)生。

2014年，Coursera平臺已有80多個教育機(jī)構(gòu)提供了400多門課程，并有400萬名注冊用戶；Udacity和edX分別有28門和62門課程，有75萬和80萬名注冊用戶。

面對全球性的MOOC浪潮，中國的大學(xué)也開始行動。2013年，上海市推出“上海高校課程資源共享平臺”，30所高校的學(xué)生可以在平臺上選課。同年5月，清華大學(xué)、北京大學(xué)加盟edX，將自己的優(yōu)質(zhì)課程面向全球開放。目前，每8個新加入MOOC的學(xué)生中，就有一名中國學(xué)生。

3.微課興起——回應(yīng)翻轉(zhuǎn)課堂和MOOC浪潮

國際數(shù)據(jù)咨詢公司預(yù)測，截至2017年，智能手機(jī)的發(fā)貨量將上升到每年170萬臺，平板電腦4億零680萬臺。人們在地鐵或公交車上，不拿出手機(jī)或平板電腦看東西，就感覺自己OUT了。

移動設(shè)備的普及促進(jìn)了移動學(xué)習(xí)的發(fā)展，但這種學(xué)習(xí)有新的需求：能滿足碎片化的時間格局，能實(shí)現(xiàn)可視化的認(rèn)知要求，技術(shù)上能滿足多終端、跨平臺的需要。在這種情況下，一種以視頻為主要載體、以5～15分鐘時長為單位、具備大數(shù)據(jù)時代特色的微型課程迅速突起。

與MOOC一樣，微課靈感來源于翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)驗(yàn)。不過，微課靈感還與視覺駐留規(guī)律有關(guān)。一般人的注意力集中的有效時間在10分鐘左右。因此，MOOC的制作者把視頻長度限定為8～12分鐘，并且中間會暫停幾次，增加測試與互動，避免因視覺、聽覺疲勞而降低學(xué)習(xí)效果。

為適應(yīng)微課的發(fā)展，中國知名大學(xué)68所網(wǎng)絡(luò)學(xué)院和新近成立的開放大學(xué)都在積極開發(fā)移動學(xué)習(xí)，其中，國家開放大學(xué)于2012年底啟動了5分鐘課程網(wǎng)建設(shè)，其目標(biāo)是開放辦學(xué)，打破大學(xué)“圍墻”，以現(xiàn)代信息技術(shù)為支撐，面向全體社會成員開展學(xué)歷與非學(xué)歷教育。未來，在坐地鐵、公交車時，在超市排隊(duì)時，人們都可以拿出手機(jī)、平板電腦，看上一個幾分鐘的微課程。學(xué)習(xí)不再只是教室里的事情，也不再需要專門的整段時間去完成。

如今，翻轉(zhuǎn)課堂、MOOC、微課等的出現(xiàn)，如同海嘯一般，讓我們體驗(yàn)到大數(shù)據(jù)時代信息化教學(xué)排山倒海般的新浪潮。

● 機(jī)遇挑戰(zhàn)：大數(shù)據(jù)促進(jìn)信息化教學(xué)的新變革

翻轉(zhuǎn)課堂、MOOC和微課的興起，不僅為信息化教學(xué)打開了新的視野，而且昭示我們，大數(shù)據(jù)可以真正實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的高度共享，能夠提供科學(xué)的教學(xué)管理平臺，推動學(xué)生個性化的學(xué)習(xí)與發(fā)展，并為促進(jìn)信息化教學(xué)提供新的歷史機(jī)遇。同時，大數(shù)據(jù)在教學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展與應(yīng)用，對院校及教師也提出了新的挑戰(zhàn)。

1.大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的融合與共享，助力信息化教學(xué)突破時空限制

我們是否有種遺憾：今生沒讀成清華、北大，沒去過哈佛、牛津。我們?yōu)榱撕⒆幽軌蜻M(jìn)入人大附中、十一學(xué)校等名校又會花費(fèi)多少心血？而今，大數(shù)據(jù)將為我們圓夢，全球優(yōu)質(zhì)的教育資源都可以任你選擇，即使坐在家里，你也可以一會兒到清華上堂課，一會兒去哈佛做個實(shí)驗(yàn)，向全球的大師請教，與全球的同學(xué)交流。

國務(wù)院參事、著名經(jīng)濟(jì)學(xué)家湯敏曾經(jīng)做過一個實(shí)驗(yàn)，把人大附中等學(xué)校的優(yōu)質(zhì)教育資源帶到18個省、130所學(xué)校，并在廣西百色地區(qū)田東縣等地的學(xué)校試驗(yàn)后，這些班級的平均分提高了20～40分。

國家開放大學(xué)5分鐘課程網(wǎng)自2013年7月13日開通以來，已上線5000個微課程，截至2016年，不僅要建設(shè)約3萬個覆蓋數(shù)百個學(xué)科領(lǐng)域的微課程教學(xué)資源，建成集課程管理、互動體驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)分析為一體的學(xué)習(xí)評價系統(tǒng)，而且還要建立5分鐘課程網(wǎng)的微學(xué)分和微認(rèn)證，打通學(xué)歷教育和非學(xué)歷教育、正式學(xué)習(xí)和非正式學(xué)習(xí)的界限。

隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，相信這種海量資源共享、自主開放學(xué)習(xí)將成為未來信息化教學(xué)的一種常態(tài)。傳統(tǒng)的大學(xué)校墻、國家界限將不復(fù)存在，而未來所需的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才將源源不斷地涌現(xiàn)出來。

2.大數(shù)據(jù)推動教學(xué)模式的創(chuàng)新與發(fā)展，助力信息化教學(xué)實(shí)現(xiàn)學(xué)生個性化學(xué)習(xí)

教師現(xiàn)在上課，2個小時甚至4個小時對所有學(xué)生講的都是同樣的內(nèi)容，有的認(rèn)真聽，有的不太認(rèn)真聽，即使認(rèn)真聽講的學(xué)生也很少做到幾個小時都不走神。但不認(rèn)真的未必就不是好學(xué)生。在遍地都是數(shù)據(jù)的時代，教師講的內(nèi)容他可能學(xué)過，或者他已經(jīng)懂了，甚至教師講的還不如他知道的多。

為什么這么說呢？

“不得不承認(rèn)，對于學(xué)生，我們知道得太少”，這是卡耐基·梅隆大學(xué)教育學(xué)院研究介紹中的一句自白，也是美國十大教育類年會中出鏡率最高的核心議題。

我國古代就強(qiáng)調(diào)因材施教，教師一直希望在教學(xué)中根據(jù)不同學(xué)生的認(rèn)知水平、學(xué)習(xí)能力以及自身素質(zhì)，選擇適合每位學(xué)生特點(diǎn)的方法，有針對性地進(jìn)行教學(xué)。但千百年來，由于教師對受教育學(xué)生群體認(rèn)識的匱乏，一直無法實(shí)現(xiàn)這個愿望，如今，大數(shù)據(jù)讓這個愿望成為了可能。

以課堂教學(xué)為例，教師提出某一節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)方式等要求后，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)，選擇任何一種方式、任何一種資源進(jìn)行學(xué)習(xí)。如果個人數(shù)據(jù)累積到一定程度，系統(tǒng)會自動為他提供最合適、最有價值的學(xué)習(xí)資料。學(xué)生完成學(xué)習(xí)后，系統(tǒng)根據(jù)其基礎(chǔ)，自動生成題目，并為其打出相應(yīng)的分?jǐn)?shù)。課堂教學(xué)中的各種數(shù)據(jù)，包括學(xué)生的動作、情感、速度及在每個過程的時間分配、遇到的困難等細(xì)節(jié)，都會由教室、師生的感知系統(tǒng)自動捕捉并記錄下來。這樣借助基于大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)分析技術(shù)，教師就可以對學(xué)生的知識建構(gòu)與學(xué)習(xí)能力進(jìn)行分析評估，從而為學(xué)生提供更加精準(zhǔn)的個性化幫助。

3.大數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)未來教師的知識與技能，促進(jìn)信息化教學(xué)主體由教師向?qū)W生轉(zhuǎn)變

兩千多年前，孔子杏壇講學(xué)，口口相傳，完全倚賴于教師。一千多年前，活字印刷術(shù)迅速發(fā)展，文字典籍大量復(fù)制，師生得以初步分離。如今，海量的資源就在網(wǎng)上，無論是哈佛大學(xué)的課程，還是一線科研的成果；無論是視頻教學(xué)，還是線上答疑；無論是學(xué)習(xí)者身處著名大學(xué)城，還是在偏遠(yuǎn)的小山溝，都能獲取同樣的學(xué)習(xí)資源。大數(shù)據(jù)時代，教學(xué)從課堂內(nèi)走向了課堂外，從以教師為中心走向了以學(xué)生為中心，學(xué)習(xí)由定制的“套餐”變成了靈活的“自助餐”。一段《江南Style》的小視頻，竟然有17億人次觀看，如果未來學(xué)生都去選別人的課了，那我們教師該怎么辦？也許你會說：“怎么可能？”

但現(xiàn)實(shí)是殘酷的，將來的教師，必將是線下工作的大忙人。如果我們現(xiàn)在不抓緊學(xué)習(xí)與實(shí)踐，將來我們就真的OUT了。那么，未來教師在大數(shù)據(jù)浪潮中如何努力，才能不被拍在沙灘上呢？未來教師不僅是傳道、授業(yè)、解惑者，更是學(xué)習(xí)活動的組織者、資源的開發(fā)者，還是終身學(xué)習(xí)者。因此，除了傳統(tǒng)的教學(xué)功底之外，教師還要掌握信息技術(shù)、認(rèn)知心理學(xué)、藝術(shù)修養(yǎng)和批判性思維等方面的知識與技能。只有這樣，才能擴(kuò)展教師關(guān)于信息化教學(xué)的視野，增強(qiáng)教師實(shí)施信息化教學(xué)的能力，促進(jìn)教師專業(yè)素養(yǎng)全面提升，從而使其穩(wěn)立于大數(shù)據(jù)的浪潮中。

● 結(jié)束語

大數(shù)據(jù)并不是一個充斥著算法和機(jī)器的冰冷世界，人類的作用依然無法被完全替代。大數(shù)據(jù)為我們提供的不是最終答案，只是參考答案，而更好的方法和答案還在不久的未來。其實(shí)，未來已來，讓我們一起努力，去探尋信息化教學(xué)的最好方法。