大數(shù)據(jù)背景下智慧教育的發(fā)展研究

黃悅悅

信息技術(shù)的高速發(fā)展，為教育帶來(lái)了新的發(fā)展契機(jī)，“智慧教育”這一概念逐漸為人所接受。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)不斷發(fā)展， 而以其為基礎(chǔ)的大數(shù)據(jù)技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生，越來(lái)越廣泛地融入到于智慧教育領(lǐng)域之中。在大數(shù)據(jù)背景下，數(shù)據(jù)挖掘、基于機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)為智慧教育提供支持，大大提升了教學(xué)效益和教育的精準(zhǔn)性。本文首先介紹了大數(shù)據(jù)時(shí)代的教育以及智慧教育的概念特征， 接著對(duì)大數(shù)據(jù)與智慧教育的聯(lián)系以及智慧教育的發(fā)展趨勢(shì)及其所面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行了闡述， 以期為相關(guān)的研究提供參考， 從而推動(dòng)我國(guó)新時(shí)代教育事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

一、大數(shù)據(jù)時(shí)代的教育

（一）大數(shù)據(jù)的概念與特征

大數(shù)據(jù)指的是對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行的動(dòng)態(tài)分析與預(yù)測(cè)，它與“海量數(shù)據(jù)”的意義不同，“海量數(shù)據(jù)”只強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)的量，而大數(shù)據(jù)不僅強(qiáng)調(diào)數(shù)量眾多，更強(qiáng)調(diào)的是處理快速、數(shù)據(jù)復(fù)雜、類型多樣、價(jià)值性強(qiáng)。

（二）大數(shù)據(jù)背景下的教育

目前，我國(guó)教育大數(shù)據(jù)的研究和應(yīng)用已獲得較快發(fā)展，大數(shù)據(jù)與教育的深度融合已經(jīng)成為一個(gè)必然的走向。將大數(shù)據(jù)環(huán)境與教育生態(tài)系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，可以得到下圖：

從上述圖式可以看出，原有的固于學(xué)校的教育向更大范圍擴(kuò)展。大數(shù)據(jù)時(shí)代的教育，所有的教育要素是圍繞著學(xué)習(xí)者這一教育本體而組織安排的，教育過(guò)程、教育質(zhì)量也是從學(xué)習(xí)者身上體現(xiàn)出來(lái)的。學(xué)習(xí)者是大數(shù)據(jù)時(shí)代教育實(shí)踐的出發(fā)點(diǎn)和歸宿。學(xué)習(xí)者的自身發(fā)展是由直接經(jīng)驗(yàn)與教育生境的綜合作用的結(jié)果，同時(shí)學(xué)習(xí)者由于自身知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)積累水平的變化，學(xué)習(xí)態(tài)度學(xué)習(xí)風(fēng)格的變化等又動(dòng)態(tài)地、持續(xù)地反作用于教育云。所以大數(shù)據(jù)時(shí)代教育生態(tài)系統(tǒng)之間的各部分要素不是完全割裂開(kāi)來(lái)，而是相輔相成，隨時(shí)隨地相互影響與制約的。

（三）大數(shù)據(jù)背景下的學(xué)習(xí)

1.學(xué)習(xí)者主體地位更加凸顯

在大數(shù)據(jù)背景下，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過(guò)程能夠充分體現(xiàn)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，與傳統(tǒng)學(xué)習(xí)相比具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主體地位更加凸顯，更容易培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的懷疑批判能力和獨(dú)立思考能力。學(xué)習(xí)者也可以根據(jù)自身特點(diǎn)的不同制定出個(gè)性化、特色化的學(xué)習(xí)計(jì)劃與學(xué)習(xí)安排。

2.學(xué)習(xí)過(guò)程更加自由

在大數(shù)據(jù)背景下，學(xué)習(xí)過(guò)程對(duì)學(xué)習(xí)者來(lái)說(shuō)得到了時(shí)空的解放。學(xué)習(xí)過(guò)程不受學(xué)習(xí)者年齡、學(xué)習(xí)者文化程度以及時(shí)間和空間的限制，學(xué)習(xí)者可以對(duì)信息的選擇有著充分自由的選擇空間，并且可以進(jìn)行實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)。所以，大數(shù)據(jù)環(huán)境對(duì)學(xué)習(xí)者來(lái)說(shuō)是時(shí)空的解放，學(xué)習(xí)者還可以在獲取不同的信息資源時(shí)進(jìn)行比較，開(kāi)展對(duì)新知識(shí)的意義建構(gòu)，進(jìn)行最優(yōu)化的學(xué)習(xí)。

二、智慧教育的特征

（一）智慧教育的環(huán)境資源特征

相比于傳統(tǒng)教育，智慧教育更加著重強(qiáng)調(diào)的是教育信息化。智慧教育的主要特點(diǎn)就是數(shù)字化、智能化、多媒體化等，智慧教育的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)教育模式的共享、協(xié)作以及交互等，也就是通過(guò)合理的教育信息化來(lái)進(jìn)一步促進(jìn)教學(xué)現(xiàn)代化，改變以往傳統(tǒng)的教育模式，為學(xué)習(xí)者的全面發(fā)展和教學(xué)行業(yè)的進(jìn)步奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。智慧教育在微觀層面主要表現(xiàn)為對(duì)學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)行感知和智能調(diào)節(jié)，對(duì)校園環(huán)境進(jìn)行智能化管理，對(duì)教與學(xué)的過(guò)程進(jìn)行跟蹤與記錄，對(duì)家?；ネㄌ峁┝Ⅲw化的網(wǎng)絡(luò)支持。智慧教育在學(xué)習(xí)資源方面已經(jīng)將單純的存儲(chǔ)功能拓展為多種功能的集合，包括設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、利用、管理、評(píng)價(jià)等多種功能。在大數(shù)據(jù)背景下，應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘、學(xué)習(xí)分析等新興智能技術(shù)還可以為學(xué)習(xí)者精準(zhǔn)智能地推送相應(yīng)的學(xué)習(xí)資源。使得學(xué)習(xí)資源具有人性化、智能化的特點(diǎn)。

（二）智慧教育的教學(xué)特征

1.教學(xué)目標(biāo)方面

相比于傳統(tǒng)教育，智慧教育更加注重對(duì)學(xué)生高階思維能力的培養(yǎng)，如21世紀(jì)技能中的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的技能，它包括批判思維能力、交流能力、合作能力、創(chuàng)造能力，即發(fā)展學(xué)習(xí)者的智慧。發(fā)展智慧是智慧教育的出發(fā)點(diǎn)和歸宿。

2.教學(xué)流程方面

智慧教育深入地應(yīng)用了新一代信息技術(shù)，打破了時(shí)空的限制，無(wú)論學(xué)習(xí)者身處何處，學(xué)習(xí)者都可以利用網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度進(jìn)行安排，隨時(shí)隨地與同學(xué)、老師展開(kāi)互動(dòng)交流，開(kāi)展自主學(xué)習(xí)。

3.教學(xué)評(píng)價(jià)方面

智慧教育能夠智能地記錄學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)全程，將學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)記錄下來(lái)，精準(zhǔn)地進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，將過(guò)程性評(píng)價(jià)與總結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合，全面反映學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況，從而實(shí)現(xiàn)多元智能評(píng)價(jià)。

三、大數(shù)據(jù)在智慧教育中的應(yīng)用

（一）分類智能

借助在線作業(yè)平臺(tái)依據(jù)學(xué)習(xí)者不同的知識(shí)掌握程度給學(xué)習(xí)者布置分層作業(yè)，通過(guò)電子設(shè)備和數(shù)據(jù)記錄在智慧教室里將學(xué)習(xí)者異質(zhì)分組，因材施教，達(dá)到分層教學(xué)的效果。

（二）復(fù)習(xí)智能

學(xué)習(xí)是一個(gè)需要不斷鞏固、反復(fù)加強(qiáng)記憶的過(guò)程，大數(shù)據(jù)分析學(xué)習(xí)者知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，利用可視化的圖表加以呈現(xiàn)，監(jiān)測(cè)學(xué)習(xí)者的記憶狀態(tài)，捕捉學(xué)習(xí)者的記憶規(guī)律，及時(shí)提醒學(xué)習(xí)者進(jìn)行鞏固和復(fù)習(xí)，達(dá)到智能記憶效果。

（三）推送智能

智慧教育的關(guān)鍵技術(shù)是通過(guò)大數(shù)據(jù)分析掌握學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)規(guī)律，篩選出具有科學(xué)性、價(jià)值性和趣味性的教學(xué)資源，以題包或鏈接的形式借助在線平臺(tái)為學(xué)習(xí)者精準(zhǔn)推送學(xué)習(xí)資源。大數(shù)據(jù)分析學(xué)習(xí)記錄，篩選高頻錯(cuò)題，使學(xué)習(xí)者可以有針對(duì)性地進(jìn)行訓(xùn)練，告別盲目題海戰(zhàn)術(shù)，幫助學(xué)習(xí)者在有限的時(shí)間內(nèi)掌握更多的知識(shí)。

四、智慧教育的發(fā)展趨勢(shì)及挑戰(zhàn)

（一）智慧教育的發(fā)展趨勢(shì)

1.教育云平臺(tái)

云計(jì)算把信息資源（服務(wù)器、存儲(chǔ)器、寬帶）、數(shù)據(jù)、應(yīng)用作為服務(wù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)提供給用戶，把大量的計(jì)算資源組成資源池，為用戶動(dòng)態(tài)創(chuàng)建高度虛擬化的資源。一些學(xué)校的信息化建設(shè)過(guò)程中，正籌劃建設(shè)獨(dú)立的信息中心、建設(shè)教育信息資源和開(kāi)發(fā)各類應(yīng)用等，以中等規(guī)模城市為例，一個(gè)城市中小學(xué)近100所，按照每個(gè)學(xué)校投資20萬(wàn)元（按照最低限度）建設(shè)信息中心計(jì)算，累計(jì)投資將超過(guò)2000萬(wàn)元。然而，中小學(xué)信息化基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)資源以及應(yīng)用軟件具有高度的相似性，雖有個(gè)別差異，但利用共享平臺(tái)可以方便進(jìn)行應(yīng)用的個(gè)性化定義，以滿足各校需要。可見(jiàn)，建立教育云平臺(tái)具有積極的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)需求。

2.智能課堂平臺(tái)

智能課堂平臺(tái)包括兩方面的內(nèi)容：傳統(tǒng)教學(xué)課堂的智能化和網(wǎng)上虛擬課堂（或稱網(wǎng)上學(xué)習(xí)社區(qū)）。對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)課堂和以電子白板為工具的教學(xué)課堂進(jìn)行全面改造，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有課堂與信息化技術(shù)的緊密融合，充分利用網(wǎng)絡(luò)信息資源，在教學(xué)內(nèi)容、展示方式、互動(dòng)方式進(jìn)行全面改革，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主體、個(gè)性化教學(xué)的新的教學(xué)模式。

3.電子書包

電子書包，以電子課本為核心，集成自助式學(xué)習(xí)管理、自助考試管理、師生互動(dòng)管理、學(xué)生定位管理、緊急求助管理、學(xué)生家長(zhǎng)互動(dòng)管理等多項(xiàng)功能，是改變學(xué)生目前帶課本上學(xué)、盲目購(gòu)買參考書、抄寫課堂作業(yè)、完成家庭作業(yè)等方式的重要設(shè)備。該平臺(tái)以教育云為基礎(chǔ)，以智能終端（計(jì)算機(jī)、移動(dòng)終端等）為學(xué)習(xí)手段，讓學(xué)生充分利用網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)和教育資源進(jìn)行課后學(xué)習(xí)、作業(yè)等工作。

4.教師智能工作平臺(tái)

整合白板系統(tǒng)、學(xué)校管理系統(tǒng)、電子書包、虛擬課堂等，為教師提供一個(gè)集成教學(xué)、管理、自我提高的平臺(tái)。該平臺(tái)是一個(gè)智能備課、學(xué)習(xí)、工作平臺(tái)，構(gòu)成中小學(xué)教師的智能環(huán)境，能同學(xué)校數(shù)字校園系統(tǒng)、白板系統(tǒng)、教學(xué)資源庫(kù)進(jìn)行無(wú)縫連接，制作課件，調(diào)用全市、區(qū)、學(xué)校的課件、案例等相關(guān)資料，也可以調(diào)用學(xué)校對(duì)教學(xué)情況的評(píng)價(jià)，調(diào)用所在班級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)情況，為教師有針對(duì)性的備課提供支撐。也可進(jìn)行試卷評(píng)閱、與學(xué)生、領(lǐng)導(dǎo)、家長(zhǎng)互動(dòng)。

（二）智慧教育面臨的挑戰(zhàn)

1.數(shù)據(jù)量過(guò)載的情況

大數(shù)據(jù)所面臨的重要挑戰(zhàn)就是數(shù)據(jù)量過(guò)載產(chǎn)生的危機(jī)。對(duì)于很多信息過(guò)載的城市來(lái)說(shuō)，巨大的信息量使得信息搜索、閱讀、辨別成為巨大難題。教育大數(shù)據(jù)處于高速發(fā)展階段，很多技術(shù)還會(huì)層出不窮地從各個(gè)方面支持教育大數(shù)據(jù)發(fā)展，使得教育大數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出各種特色應(yīng)用和成果，然而，數(shù)據(jù)量過(guò)載使得教育大數(shù)據(jù)面臨著難以辨別選擇進(jìn)而擇優(yōu)的挑戰(zhàn)。

2.數(shù)據(jù)規(guī)范的統(tǒng)一

由于目前沒(méi)有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)規(guī)范，教育大數(shù)據(jù)在整體發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中存在著很多技術(shù)挑戰(zhàn)。如：如何平衡教育大數(shù)據(jù)決策的指向性和學(xué)生發(fā)展的不確定性;如何平衡對(duì)學(xué)生個(gè)人數(shù)據(jù)的保護(hù)和對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的研究;如何平衡把握好數(shù)據(jù)源的真正內(nèi)涵和數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)挖掘及學(xué)習(xí)分析等多個(gè)重要環(huán)節(jié);如何平衡好不同系統(tǒng)之間的兼容問(wèn)題和對(duì)海量教育數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析和處理的過(guò)程;因此，從全局考慮，建議我國(guó)的教育大數(shù)據(jù)系統(tǒng)應(yīng)遵循頂層設(shè)計(jì)原則，由國(guó)家對(duì)數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等問(wèn)題制定統(tǒng)一規(guī)范，下級(jí)企業(yè)、學(xué)校按照統(tǒng)一規(guī)范去設(shè)計(jì)自己的系統(tǒng)，這樣可以從全局高度最大化地節(jié)省國(guó)家資源，這也帶來(lái)了更多的新的技術(shù)挑戰(zhàn)。

3.數(shù)據(jù)權(quán)屬的保障

教育大數(shù)據(jù)是一種無(wú)形資產(chǎn)，國(guó)家和教育部門不僅應(yīng)當(dāng)保障教育大數(shù)據(jù)不外泄、不被惡意使用，而且還要兼顧部分?jǐn)?shù)據(jù)向公眾開(kāi)放，發(fā)揮數(shù)據(jù)應(yīng)用的社會(huì)價(jià)值，因此數(shù)據(jù)權(quán)屬問(wèn)題是個(gè)較大的挑戰(zhàn)。教育大數(shù)據(jù)關(guān)系著學(xué)習(xí)者和教育工作者的隱私權(quán)，其潛在的安全隱患無(wú)法用常用辦法評(píng)估，甚至無(wú)法通過(guò)獨(dú)立的方法進(jìn)行評(píng)估。如果教育大數(shù)據(jù)處理不當(dāng)，將導(dǎo)致嚴(yán)重的安全漏洞，甚至?xí)绊憛^(qū)域教育政策的制定。

五、結(jié)語(yǔ)

智慧教育的誕生是教育信息化發(fā)展到又一全新階段的標(biāo)志。作為一項(xiàng)將科技、人文與教育進(jìn)行了高度融合的綜合產(chǎn)物，智慧教育將會(huì)是教育事業(yè)在大數(shù)據(jù)時(shí)代中的發(fā)展方向與目標(biāo)形態(tài)。基于大數(shù)據(jù)背景下的智慧教育面臨著眾多的挑戰(zhàn)與機(jī)遇，智慧教育一定會(huì)走向大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)。但大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的絕不僅是課堂或?qū)W習(xí)過(guò)程， 因?yàn)樗庆`魂驅(qū)動(dòng)的。讓大數(shù)據(jù)服務(wù)于智慧教育系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與改進(jìn)， 讓教師更加高效地服務(wù)于學(xué)生的優(yōu)質(zhì)成長(zhǎng)， 這才是大數(shù)據(jù)背景下智慧教育的根本方向。智慧教育是一朵墻外之花，它突破了傳統(tǒng)教育的圍墻，它的莖葉受到教育大數(shù)據(jù)的滋養(yǎng)，它的根部，卻深深扎根于提高教學(xué)效率、促進(jìn)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的根本目標(biāo)。（作者單位：遼寧師范大學(xué)）