大數(shù)據(jù)，離基礎(chǔ)教育還有多遠(yuǎn)？

羅清紅 /四川省成都市教育科學(xué)研究院院長

大數(shù)據(jù)，離基礎(chǔ)教育還有多遠(yuǎn)？

羅清紅 /四川省成都市教育科學(xué)研究院院長

教育發(fā)展與經(jīng)濟(jì)發(fā)展總是互相伴隨的。在小農(nóng)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，中國的孔子、孟子大力推行仁政私學(xué)；在工業(yè)化時(shí)代，人們創(chuàng)生出標(biāo)準(zhǔn)的課堂、統(tǒng)一的教材、標(biāo)準(zhǔn)的考試、統(tǒng)一的答案。這種流水線式的教育，滿足了社會(huì)對(duì)工具性人才的需求，忽略的是創(chuàng)造性和個(gè)性化。在信息化時(shí)代，以“互聯(lián)網(wǎng)+”為特征的教育，使教育的“個(gè)性化”再次成為可能。借助“互聯(lián)網(wǎng)+教育”，人類將第一次徹底解決教育不公、創(chuàng)新不足以及終身教育難以實(shí)現(xiàn)的難題。在這個(gè)過程中，對(duì)于數(shù)據(jù)的重視將起到重要作用。或許正像美國管理學(xué)家、統(tǒng)計(jì)學(xué)家愛德華·戴明宣稱的那樣：“除了上帝，任何人都必須用數(shù)據(jù)說話?！?/p>

教育大數(shù)據(jù)

隨著移動(dòng)學(xué)習(xí)的興起，學(xué)?？梢杂涗泴W(xué)生的基礎(chǔ)信息、刷卡信息、活動(dòng)軌跡、考試成績和選課記錄，尤其可以全程記錄學(xué)生在課堂的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)、教師在課堂的教學(xué)數(shù)據(jù)以及教學(xué)課程視頻和教案等?；赪EB2.0的社交網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，學(xué)?？梢源罅渴占瘜W(xué)生、教師和家長三方互動(dòng)的交流數(shù)據(jù)。把這些數(shù)據(jù)聚合起來就形成了教育大數(shù)據(jù)。教育大數(shù)據(jù)不僅僅意味著數(shù)據(jù)的“量”巨大，更強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)的全樣本、全過程。要做到這些，主要是要做好過程性與及時(shí)性的行為與現(xiàn)象記錄，以此來分析微觀、個(gè)體的學(xué)生，發(fā)現(xiàn)個(gè)性背后的共性。

當(dāng)前教育界仍然還在使用外部標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試——通過捕捉學(xué)生某一瞬間的學(xué)習(xí)狀態(tài)，來形成學(xué)生的一種不連續(xù)、凍結(jié)的圖像，并以此為據(jù)對(duì)學(xué)生進(jìn)行排序。這就好比要判斷一個(gè)人心臟功能的好壞，只用老聽診器間或地測(cè)幾次，就作出診斷結(jié)果一樣，是非常不準(zhǔn)確的。正如現(xiàn)代醫(yī)療必須對(duì)長時(shí)間記錄的大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后才能得出結(jié)論一樣，教育的偵測(cè)也應(yīng)該走進(jìn)學(xué)習(xí)的過程，而不能是簡單的瞬間圖像的捕捉。

傳統(tǒng)教育中的數(shù)據(jù)采集旨在體現(xiàn)學(xué)生的群體水平，如學(xué)生整體的身體素質(zhì)、學(xué)業(yè)狀況、社會(huì)性情緒及適應(yīng)性發(fā)展等。實(shí)際上，這樣的數(shù)據(jù)可以直接通過階段性測(cè)評(píng)獲得，無需實(shí)時(shí)采集。教育大數(shù)據(jù)則重在全程記錄個(gè)體學(xué)生的微觀表現(xiàn)，譬如：他在什么時(shí)候開始學(xué)習(xí)、習(xí)慣于先學(xué)哪門課程、每門課程解題的順序是什么、在答對(duì)和答錯(cuò)的題目中哪一種會(huì)花更久的時(shí)間、習(xí)慣于被動(dòng)接受提問還是會(huì)主動(dòng)向老師和同學(xué)提問、哪一個(gè)時(shí)間段的學(xué)習(xí)效率最高……這些數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)生整體而言也許是沒有意義的，但對(duì)被觀察的個(gè)體而言卻有很高的價(jià)值。

教育大數(shù)據(jù)是一種無形的資產(chǎn)。傳統(tǒng)方式的教育數(shù)據(jù)收集，數(shù)據(jù)量都比較小，數(shù)據(jù)形態(tài)局限于個(gè)人成績和基本情況記錄。研究表明，一個(gè)學(xué)生完成九年義務(wù)教育后，其產(chǎn)生可供分析的數(shù)據(jù)不會(huì)超過100KB。而在基于移動(dòng)終端的課堂上，一切與學(xué)習(xí)相關(guān)的行為都會(huì)被記錄。一節(jié)40分鐘的交互式課堂，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量約為5～6GB，其中可供標(biāo)識(shí)、歸類分析的數(shù)據(jù)約為50～60MB。這個(gè)數(shù)據(jù)量是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)收集方式五萬年的數(shù)據(jù)量總和。教育大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，也正是基于移動(dòng)終端進(jìn)入課堂成為教學(xué)常態(tài)的情況而做出的判斷。

2013年9月1日至2016年4月8日，成都七中東方聞道網(wǎng)校僅課堂上產(chǎn)生的數(shù)據(jù)就達(dá)10130363條，合計(jì)約60T左右。其中既包括授課教師創(chuàng)建的資料，也包括對(duì)學(xué)生的數(shù)據(jù)記錄。

電子科技大學(xué)教育大數(shù)據(jù)研究所還建立起對(duì)1635萬名學(xué)生從幼兒園時(shí)期到大學(xué)畢業(yè)的整個(gè)過程的超大規(guī)模的數(shù)據(jù)整合平臺(tái)——“校園一生”。該平臺(tái)的數(shù)據(jù)包括學(xué)生的學(xué)習(xí)記錄、行為記錄、學(xué)業(yè)成績記錄及消費(fèi)記錄，以此實(shí)現(xiàn)完整的學(xué)生“畫像”。

教育數(shù)據(jù)的激增，意味著人們對(duì)教育行為的測(cè)量、記錄與分析的范圍在不斷擴(kuò)大。顯微鏡把人類對(duì)自然的測(cè)量和觀察水平推進(jìn)到“細(xì)胞”的級(jí)別，而大數(shù)據(jù)就是我們觀察人類社會(huì)行為的“顯微鏡”、預(yù)測(cè)未來的“水晶球”。

教育走向?qū)嵶C

雖然科學(xué)無法解釋一切，但通過大量資料的收集，更多的未知將被證實(shí)，這就是科學(xué)的力量。

基礎(chǔ)教育系統(tǒng)是多維度的、復(fù)雜的，但只要我們堅(jiān)持對(duì)教與學(xué)的過程進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的累計(jì)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的分析，就一定能破解教育難題。比如，我們通過對(duì)學(xué)生主觀作業(yè)的巨量數(shù)據(jù)分析后發(fā)現(xiàn)，一段時(shí)間以來平均得分在2分以下（滿分5分）的孩子中，70%是由于學(xué)習(xí)環(huán)境的不適應(yīng)、厭惡某學(xué)科教師、家庭出現(xiàn)變故、同學(xué)關(guān)系緊張、有戀愛傾向等原因?qū)е碌?。有了這樣的原因分析，教師今后對(duì)2分以下的孩子更需慎重選擇輔導(dǎo)策略；某中學(xué)一位高二學(xué)生，在收假前的最后一天晚上的11:37分開始做作業(yè)，其正確率為全班最低。進(jìn)一步查詢作業(yè)時(shí)間，發(fā)現(xiàn)他僅用時(shí)三分鐘，而全班平均用時(shí)15分鐘。根據(jù)檢測(cè)記錄所呈現(xiàn)的事實(shí)，教師的指導(dǎo)重點(diǎn)由此轉(zhuǎn)變?yōu)楦淖兤渥鲎鳂I(yè)的習(xí)慣，而不是進(jìn)一步講解知識(shí)。

教育應(yīng)主動(dòng)揭開神秘面紗，敢于對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)加以偵測(cè)。只有使用科學(xué)方法將海量的教育數(shù)據(jù)加以分析，教育才可能走上了實(shí)證的科學(xué)之路。

心有靈犀，同頻共振

為什么一個(gè)學(xué)生在課堂上“打哈欠”會(huì)引起連鎖效應(yīng)？舞池中的舞伴為何可以配合默契？工作中的搭檔怎樣才能做到“心有靈犀”？ 20世紀(jì)90年代初期，意大利帕爾馬大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家賈科莫·里佐拉蒂利用磁共振成像技術(shù)發(fā)現(xiàn)“鏡像神經(jīng)元”。人們?cè)谟^察他人做某些動(dòng)作，或從表情、動(dòng)作表現(xiàn)出某種情感和意向時(shí)，大腦中不同區(qū)域的鏡像神經(jīng)元會(huì)被激活。人們了解他人，不是通過概念的推理過程，而是靠模仿；不是靠思維，而是靠感覺。這種現(xiàn)象可以用“心有靈犀一點(diǎn)通”來形容。鏡像神經(jīng)元使我們的溝通從動(dòng)作手勢(shì)擴(kuò)展到言談或書信。在人際交往中，由于鏡映作用，人們彼此心照不宣地默契配合，如舞廳里的雙人舞、樂池的二重奏、課堂上師生的順暢互動(dòng)……人腦頂葉中前部的扣帶回和腦島屬于處理疼痛信息的系統(tǒng)。此系統(tǒng)中的鏡像神經(jīng)元對(duì)他人的疼痛（表情或語言表達(dá)）產(chǎn)生反應(yīng)，導(dǎo)致移情與同情，也就是所謂的“感同身受”。鏡像神經(jīng)元的發(fā)現(xiàn)，不僅有助于人們了解如何預(yù)測(cè)他人的行為、了解他人情緒、領(lǐng)悟他人的內(nèi)心世界，還使得教育工作者認(rèn)識(shí)到：對(duì)人的一生來說，早期教育是極其重要的。大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)收集和處理已不是障礙。隨著各種教育實(shí)證結(jié)論的得出，也許我們會(huì)對(duì)教育產(chǎn)生更深入、更全面的認(rèn)識(shí)。

男女有別，應(yīng)區(qū)別對(duì)待

教育的本質(zhì)是一個(gè)靈魂喚醒另一個(gè)靈魂，教育也即生長。教育需要形而上的思想。然而，扎根一線的教師，每天面對(duì)不可預(yù)測(cè)的實(shí)際狀況，往往不得其解。譬如，在課堂上，男孩為什么總是難以安靜下來？其實(shí)，大腦是人的一切行為和情緒的指揮中心。學(xué)生與教師之間的矛盾，是因?yàn)檫@兩個(gè)大腦的神經(jīng)回路沒有交點(diǎn)，哪怕是信息的交匯和融通。這樣自然會(huì)誤會(huì)不斷。如果我們能打開“腦洞”，對(duì)大腦有一些哪怕是基礎(chǔ)性的認(rèn)識(shí)，也許教師會(huì)少些糾結(jié)，對(duì)孩子們也會(huì)多些寬容和理解。

研究表明，男女的小腦在青少年時(shí)期差別最為顯著。男性的小腦體積比女性的小腦體積大14%。在人類的原始時(shí)期，男性要外出追捕獵物，女性在家照看火堆。因此男性的小腦得到了更多的鍛煉，發(fā)育得比女性的小腦更大。所以，男生們的手舞足蹈和瘋狂追逐，只不過是男性的本色表現(xiàn)。老師們又何須對(duì)此大加斥責(zé)呢？

人是情感與理智的混合物，伏羲、女媧下身纏繞代表人類原初的感性，上身手握尺規(guī)表示理性的思考。大腦的邊緣（情緒）系統(tǒng)與額葉（理智）系統(tǒng)，為了得到主人的偏愛而永無休止的爭斗著——這可是一場(chǎng)徹頭徹尾的不公平角斗。情緒系統(tǒng)的發(fā)展早在孩子出生后的兩個(gè)月就已經(jīng)開啟，到孩子12歲左右就已經(jīng)達(dá)到成熟水平。而理智系統(tǒng)則總是在情緒系統(tǒng)的壓制下緩慢地發(fā)展，直到24歲左右發(fā)育才漸趨完善。在青少年時(shí)期，兩個(gè)系統(tǒng)的纏斗，十之八九是情緒系統(tǒng)大獲全勝。所以面對(duì)與伙伴的矛盾，青少年喜歡大打出手，理智在情緒面前簡直不堪一擊。此外，要求青少年在面對(duì)誘惑時(shí)，用理智壓制情緒，同樣是件困難的事，往往徒勞無功。這就要求社會(huì)要對(duì)青少年的成長環(huán)境加以凈化。我國《未成年人保護(hù)法》第三十六條規(guī)定，中小學(xué)校園周邊不得設(shè)置營業(yè)性歌舞娛樂場(chǎng)所、互聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)服務(wù)營業(yè)場(chǎng)所等不適宜未成年人活動(dòng)的場(chǎng)所，正是基于青少年時(shí)期情緒系統(tǒng)過于強(qiáng)勢(shì)的特點(diǎn)的考量下做出的對(duì)策。我國影視的分級(jí)工作確實(shí)也早該被提上議事日程。治理文化和精神的霧霾遠(yuǎn)比治理空氣霧霾更加迫切。教育是一項(xiàng)緩慢的藝術(shù)，需要靜待花開，或許我們等待的正是額葉理智系統(tǒng)的成熟之花怒放。

男女有別，須善待差異。一項(xiàng)最新研究證明女性確實(shí)比男性更健談。一名女性平均每天要說2萬個(gè)詞語，比男性多出1.3萬。此外，女性說話的速度比男性快，她們用于說話的腦力也比男性多，而且女性還會(huì)陶醉在自己的聲音里。上述研究結(jié)果發(fā)表在盧安·布里斯贊丁博士最新出版的著作《女性思維》中。書中指出，無論男孩還是成年男性，盡管他們一直希望能夠像女性那樣流利自如地表達(dá)自己的情感，但是事實(shí)上他們?nèi)匀徊蝗缗阅敲础澳苷f會(huì)道”。美國舊金山心理醫(yī)生布里斯贊丁表示，女性運(yùn)用于說話的腦細(xì)胞比男性多。此外，女性在說話的時(shí)候會(huì)刺激大腦分泌出一種化學(xué)物質(zhì)，這種化學(xué)物質(zhì)能夠給人帶來愉悅感。布里斯贊丁認(rèn)為，男女大腦結(jié)構(gòu)的這種差異可以追溯到胎兒在母體子宮內(nèi)完成大腦發(fā)育的時(shí)期，差異由性激素造成。男性大腦的發(fā)育過程受到睪丸激素的影響，負(fù)責(zé)談話的區(qū)域面積被縮小。此外，男女的負(fù)責(zé)溝通、感情和記憶的大腦區(qū)域也存在差異?？偟膩碚f，與女性相比，男性說話較少，表達(dá)情感的能力也較弱。

進(jìn)一步研究表明，女性大腦的結(jié)構(gòu)是多軌式的，這決定了她可以一心多用。她能夠同時(shí)玩四五顆球；在打電話時(shí)能做電腦程式、聽別人在她背后聊天、喝咖啡；聊天時(shí)她能同時(shí)聊許多不同的話題，還能用五種不同的語調(diào)來轉(zhuǎn)變?cè)掝}或強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)。而五種語調(diào)中，男性只能分辨出三種。所以男性在聽女性說話時(shí)，常常會(huì)聽不懂。男性大腦的結(jié)構(gòu)則是單軌式的。他們一次只能專注于一件事。當(dāng)男性翻開地圖時(shí)，他會(huì)關(guān)掉收音機(jī)；當(dāng)男性行駛在環(huán)形交叉路上時(shí)，要是女性和他說話，他就會(huì)走錯(cuò)路；電話鈴響時(shí)他會(huì)要求所有人安靜，讓他接電話。

在教育管理領(lǐng)域，我們應(yīng)該主動(dòng)學(xué)習(xí)、了解性別差異，讓男女各安其位、協(xié)同共進(jìn)。下面以成都基礎(chǔ)教育系統(tǒng)為例，觀察男女教師的多緯度差異以及教師結(jié)構(gòu)的調(diào)整。

全區(qū)域教師人數(shù)共計(jì)114188名，其中男教師占比31.56%，女教師占比68.43%。女性教師的數(shù)量占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。從圈層來看，一圈層男女比例差距最大，三圈層最小。同一圈層的低學(xué)段，男女教師比例差距更大。從年齡結(jié)構(gòu)看來，男性峰值在30～50歲，女性峰值在20～40歲。三圈層平均年齡最大，一圈層平均年齡最小。針對(duì)以上成都區(qū)域男女教師比例現(xiàn)狀,在教育管理工作中可做如下調(diào)整:整體調(diào)整教師性別比例,逐漸縮小教師群體男女性別的比例差異；增加展示活動(dòng)，發(fā)揮女性教師的語言特長。這樣通過協(xié)調(diào)男女的數(shù)量差異與能力上的分別，將會(huì)是一個(gè)改善教育質(zhì)量的行之有效的辦法。

作者與大數(shù)據(jù)之父舍恩伯格合影

讓大數(shù)據(jù)走進(jìn)基礎(chǔ)教育

世界的復(fù)雜程度遠(yuǎn)超出了我們的想象。正是基于對(duì)萬事萬物的復(fù)雜性的敬畏，我們才將大數(shù)據(jù)作為工作中必不可少的參考。沒有實(shí)證的教育好似盲人摸象。只有進(jìn)行大數(shù)據(jù)的收集與分析，才能尋找到各種教育因素的相關(guān)性，呈現(xiàn)客觀事實(shí)?；谀X科學(xué)的教育研究即神經(jīng)教育學(xué)的興起，將徹底打開教育“黑箱”，幫助教育工作者越過教育的最后一道屏障。神經(jīng)教育學(xué)無疑將成為教育的“基因工程”，對(duì)基礎(chǔ)教育產(chǎn)生巨大而深遠(yuǎn)的影響。

當(dāng)前，作為一線教育工作者，我們可能很難對(duì)各方面的科學(xué)知識(shí)有一個(gè)全面而準(zhǔn)確的了解。但我們不能因?yàn)槔щy就停滯不前，只要對(duì)其規(guī)律進(jìn)行不斷研究、不輕言放棄、逐漸試錯(cuò)、逐步逼近，總有一天可以有所收獲，讓教育少些折騰、多些溫情。