從大數(shù)據(jù)到計算教育學(xué)：概念、動因和出路

王晶瑩 楊伊 鄭永和 夏惠賢

摘要：在大數(shù)據(jù)時代，計算社會科學(xué)是社會科學(xué)發(fā)展的必然走向，教育學(xué)作為社會科學(xué)的重要分支，同樣面臨著向計算教育學(xué)轉(zhuǎn)型的形勢。計算社會科學(xué)的興起催生出一系列亟待明確的核心概念，極大地超越了傳統(tǒng)社會科學(xué)研究范式。從新計算社會學(xué)出現(xiàn)的過程、從大數(shù)據(jù)時代的背景和特征、從傳統(tǒng)研究范式的局限，足以見出計算教育學(xué)出現(xiàn)的必然性。在這一過程中需著重處理好四個關(guān)鍵問題：積極適應(yīng)計算教育學(xué)的思維方式;技術(shù)繁榮與理論繁榮齊頭并進(jìn);增強(qiáng)數(shù)據(jù)挖掘能力以爭取話語權(quán);變被動為主動回應(yīng)時代和政策要求。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);計算教育學(xué);計算社會科學(xué)

中圖分類號：G434

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

近年來，大數(shù)據(jù)（Big Data）為社會科學(xué)的發(fā)展帶來了極大的機(jī)遇，計算社會科學(xué)是大數(shù)據(jù)時代社會科學(xué)發(fā)展的必然結(jié)果。所謂大數(shù)據(jù)時代，就是“以系統(tǒng)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)充分而深入挖掘數(shù)據(jù)內(nèi)在關(guān)系”[1]。過去人類獲取的社會數(shù)據(jù)是有限的、間段的、片面的，但隨著收集和處理海量的社會數(shù)據(jù)能力的空前提升，舊的范式無法解決太多的問題而出現(xiàn)了“科學(xué)危機(jī)”，新的社會科學(xué)研究范式呼之欲出。教育學(xué)作為社會科學(xué)的一個種類，必然無法回避范式轉(zhuǎn)型的浪潮，如今，計算教育學(xué)仍是一個處在萌芽期的新生事物，要正確、全面地認(rèn)識教育學(xué)的這一分支，就要把握住計算社會科學(xué)總的發(fā)展脈絡(luò)，明確大數(shù)據(jù)的范式特征。

一、大數(shù)據(jù)與計算社會科學(xué)

大數(shù)據(jù)催生了計算社會科學(xué)這門新興的學(xué)科，通過學(xué)科交叉幫助人們更好地認(rèn)識復(fù)雜社會現(xiàn)象背后的規(guī)律和作用機(jī)理，計算社會科學(xué)打破了自然科學(xué)與社會科學(xué)的長期隔離，是一種數(shù)據(jù)驅(qū)動的研究范式，背后是白下而上的思維方法，是對傳統(tǒng)研究范式的超越。

（一）核心概念辨析

大數(shù)據(jù)時代的到來帶來了很多新生的概念，“大數(shù)據(jù)”本身就是一個內(nèi)涵豐富且值得推敲的核心概念，除此之外還有“數(shù)據(jù)密集型計算（Data Intensive Computing）”“社會計算（SocialComputing）”“計算社會科學(xué)（Computational SocialScience）”等等，這些概念在實際研究中存在著不同程度的模糊和混用的情況，因此，急于將新范式投入具體學(xué)科是不明智的，正確定位核心概念、厘清概念間的關(guān)系是深入到社會學(xué)、教育學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、政治學(xué)等具體學(xué)科的前提。

首先，關(guān)于“大數(shù)據(jù)”與“數(shù)據(jù)密集型計算”是一組容易在研究中混用的概念，將二者等價亦或是都視為研究范式的觀點(diǎn)是不合理的。有研究者曾對此做過專門的辨析，并對“數(shù)據(jù)密集型計算”做了嚴(yán)格的界定，數(shù)據(jù)是其核心，系統(tǒng)負(fù)責(zé)獲取用以維護(hù)持續(xù)改變的數(shù)據(jù)集，實現(xiàn)大數(shù)量并行計算和處理[2]。從定義中我們不難發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)密集型計算是數(shù)據(jù)獲取到管理再到分析、理解的過程[3]，其本質(zhì)是一種方法。相比之下，大數(shù)據(jù)并無明確的定義，因為“大”本身就是一個相對的概念，研究者多是從大數(shù)據(jù)特征出發(fā)進(jìn)行描述。董春雨教授在綜述國外研究的基礎(chǔ)上提出“大數(shù)據(jù)是一種思維方式、一種世界觀理解世界的方式”[4]。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乜?，這種定義是準(zhǔn)確的。庫恩認(rèn)為，“范式”內(nèi)在地包含了信仰、價值、技術(shù)等方面，是某一共同體中的個體共同遵從的世界觀和行為方式，也是常規(guī)科學(xué)要緊密依賴的理論基礎(chǔ)和實踐規(guī)范[5]。依從庫恩的界定，技術(shù)是范式的重要組成部分，而方法是技術(shù)層面的核心，可以說，研究方法是范式的重要表現(xiàn)形式，方法的選擇與轉(zhuǎn)變的背后是價值觀念、思維模式的轉(zhuǎn)型，不同方法在研究中的“此消彼長”正是哲學(xué)思想的涌動。而哲學(xué)界產(chǎn)生的“計算主義思潮”成為了大數(shù)據(jù)范式的思想基礎(chǔ)，這一思潮包含著“宇宙是一部巨型計算裝置”“整個世界是由算法控制”的隱喻，自然規(guī)律作用于計算過程，進(jìn)而支配著一切自然事件，事物之所以呈現(xiàn)出多樣性均是源于算法復(fù)雜程度的不同[6]。美國計算機(jī)圖靈獎得主吉姆·格雷（Jim Gray）把科學(xué)研究走過的階段分為經(jīng)驗科學(xué)、理論科學(xué)、計算科學(xué)和數(shù)據(jù)密集型科學(xué)[7]，相對應(yīng)的，18世紀(jì)以前為經(jīng)驗范式，18-19世紀(jì)為理論范式，20世紀(jì)中期到21世紀(jì)初為模擬范式，本世紀(jì)初至今為第四范式。盡管各國由于技術(shù)水平、理論水平、研究傳統(tǒng)等多方面的差異，時間段的劃分不一而同，但是可以確定的是，如今我們正在經(jīng)歷著由計算科學(xué)向大數(shù)據(jù)科學(xué)的過渡，這一變化的發(fā)生沖擊著科學(xué)研究的各個領(lǐng)域。而從定義人手，數(shù)據(jù)密集型計算顯然是一種數(shù)據(jù)處理方法，它與大數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)就在于，這是大數(shù)據(jù)處理的核心方式非唯一方法，絕不是包含了世界觀的時代轉(zhuǎn)型，更不是科學(xué)革命意義上的“范式”。

“社會計算”與“計算社會科學(xué)”是兩個重要的概念，其中社會計算進(jìn)入人類社會總體上有兩方面的動因，一是社會系統(tǒng)中的復(fù)雜社會現(xiàn)象需要復(fù)雜性科學(xué)理論來描述，另一方面是計算機(jī)作為基本研究工具，用以解決復(fù)雜性問題成為可能。白1994年社會計算第一次被提出起，不斷有學(xué)者對其內(nèi)涵做出闡述，總體上圍繞兩個方面：計算設(shè)備發(fā)揮著交流媒介的作用，目的是理解社會過程?？傮w上講，社會計算有兩種發(fā)展趨勢，一是面向社會科學(xué)，二是面向技術(shù)應(yīng)用[8]。計算社會科學(xué)屬于前者，是面向社會科學(xué)的社會計算的一個具體研究領(lǐng)域，與之相并列的還有社會網(wǎng)絡(luò)分析等等。從本質(zhì)上講，社會計算既不屬于自然科學(xué)，也不屬于社會科學(xué)，曾有研究者將三者關(guān)系繪制如圖1所示，社會科學(xué)與自然科學(xué)的長期分離被形象喻為相對的兩岸，自然科學(xué)居于河的左岸，是以科學(xué)計算為核心研究范式;社會科學(xué)居于右岸，包括心理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、傳播學(xué)、社會學(xué)、政治學(xué)等[9]。社會計算正是自然科學(xué)與社會科學(xué)的溝通與聯(lián)手，以互聯(lián)網(wǎng)興起、在線實時數(shù)據(jù)的公開為前提，以數(shù)據(jù)挖掘為核心技術(shù)，計算社會科學(xué)作為其中的研究領(lǐng)域之一，近年在Science和Nature等頂級期刊上亦有成果不斷涌現(xiàn)。大衛(wèi)·拉澤（David Lazer）等15位美國學(xué)者在Science聯(lián)合發(fā)表了《計算社會科學(xué)》（Computat.ional Social Science）[10]，吉姆·賈爾斯（Jim Giles）在Nature發(fā)表最新進(jìn)展的研究綜述《計算社會科學(xué)：建立聯(lián)系》（Computational Social Ccience：Making the Links）[11]這些具有里程碑意義的研究標(biāo)志著計算社會科學(xué)時代的興起。

（二）計算社會科學(xué)對傳統(tǒng)研究的超越

從宏觀上的學(xué)科分野上看，計算社會科學(xué)對傳統(tǒng)研究的超越表現(xiàn)在它打破了自然科學(xué)與社會科學(xué)的長期隔離。由于思維方式的差異，圖1中“兩岸”長期處于對壘狀態(tài)，社會科學(xué)是“總體邏輯思維”，關(guān)注獨(dú)立個案的整體分布，將變異視為社會現(xiàn)實的本質(zhì)。不同的是，自然科學(xué)是“類型邏輯思維”，關(guān)注典型現(xiàn)象，并將其呈現(xiàn)出的規(guī)律加以概括，進(jìn)而推廣到個體和具體問題[13]。直到上世紀(jì)50年代之前，兩者仍是相對獨(dú)立的，直到信息革命開始，人類面臨的問題愈發(fā)復(fù)雜，社會科學(xué)與自然科學(xué)研究者開始意識到，僅僅立于岸的一邊是無法揭示問題的實質(zhì)的。以社會科學(xué)研究為例，復(fù)雜的社會問題需要結(jié)束嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)方法進(jìn)行求解，特別是隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和計算機(jī)性能的提升，大數(shù)據(jù)的獲取與處理成為可能，過去無法處理的問題在新范式下找到了解決的突破口，而這種全新的范式正是“大數(shù)據(jù)”，自然科學(xué)和社會科學(xué)開始走到一起聯(lián)手面對社會問題。具體到研究范式，大數(shù)據(jù)范式在我國仍是一個新生事物，但它對社會科學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生的影響已是不爭的事實。為進(jìn)一步提煉其特征，將傳統(tǒng)研究范式與計算社會科學(xué)的新范式進(jìn)行對照，如表1所示。

從傳統(tǒng)研究到計算社會學(xué)的研究，縱向比較來看，傳統(tǒng)的研究范式始于假設(shè)，是一種自上而下的研究：從現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問題，從理論中建立假設(shè)，從整體中抽取有限的、有代表性的樣本，最終對假設(shè)進(jìn)行驗證。目前用于社會科學(xué)的研究方法，不論思辨研究還是實證研究，亦不論是質(zhì)性研究還是量化研究，都有不能克服的局限：無法擺脫主觀認(rèn)識干擾，無法確保樣本的代表性，結(jié)論推廣面臨的諸多難題。肯尼斯·丘吉（Kenneth Church）是自然語言領(lǐng)域泰斗，他2012年的《鐘擺擺得太遠(yuǎn)》（A Pendulum Swung Too Far）深度反思了傳統(tǒng)研究范式到計算社會科學(xué)的變革，在近三十年經(jīng)驗主義的黃金時代，唾手可取的低枝果子已經(jīng)被當(dāng)代學(xué)者使用統(tǒng)計學(xué)的方法采擷，下一代面臨的必將是“難啃的硬骨頭”[5]。計算科學(xué)哲學(xué)資深學(xué)者拉斐爾·阿爾瓦拉多（Rafael Alvarado）和保羅·漢弗萊斯（PaulHumphreys）在“已知的已知、已知的未知、未知的未知”的知識分類中，加入第四類——未知的已知，即機(jī)器經(jīng)驗的知識（計算機(jī)已知而人類可能未知）[5]。知識存在的認(rèn)知論研究中，知識對人類的不透明來自多方面，傳統(tǒng)研究范式屬于算法偏見導(dǎo)致知識獲取的不公平。計算社會科學(xué)與傳統(tǒng)研究范式相比，最大的超越之處就在于它不再始于假設(shè)，而是從海量的數(shù)據(jù)中進(jìn)行歸納，是一種數(shù)據(jù)驅(qū)動的研究范式，背后是白下而上的思維方法?？梢哉f，計算社會科學(xué)掀起的范式轉(zhuǎn)型的風(fēng)波必將是顛覆性的，它具有四方面的顯著特征：

首先，整體代替抽樣，研究樣本幾乎覆蓋所有研究對象。計算社會科學(xué)始于數(shù)據(jù)，基于數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)量的需求遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)研究。它在擺脫樣本量或樣本代表性困擾的同時也對數(shù)據(jù)的挖掘與獲取提出了更高的需求，與此同時，隨著樣本量的無限擴(kuò)大，對數(shù)據(jù)混亂、易變的包容性也不斷增大，對數(shù)據(jù)的精確性要求則有所降低，在新的研究范式下，數(shù)據(jù)多樣性、即時性與宏觀層面的洞察力成為了新的追求。

其次，從因果到關(guān)聯(lián)，新的思維模式正在建立。傳統(tǒng)實證研究更關(guān)注現(xiàn)象的解釋，或通過控制變量揭示現(xiàn)象背后的成因，這一過程不可避免地受到研究者價值觀的影響。大數(shù)據(jù)時代的社會科學(xué)研究將對體量龐大、類型多樣的數(shù)據(jù)集合進(jìn)行對比分析、交叉檢驗和聚類統(tǒng)計，更加強(qiáng)調(diào)發(fā)現(xiàn)而非證實，相關(guān)關(guān)系的并聯(lián)思維也將逐漸取代因果關(guān)系的線性思維而占據(jù)主流[7]，計算社會科學(xué)更加關(guān)注的是從海量的數(shù)據(jù)的相關(guān)關(guān)系中發(fā)現(xiàn)問題并預(yù)測趨勢。

再次，從搜集到挖掘，以樣本整體為對象的研究成果更易于遷移。傳統(tǒng)社會科學(xué)研究中，問卷調(diào)查是最主流的數(shù)據(jù)獲取途徑，問卷的編制具有很強(qiáng)的針對性，研究目的先于研究過程。這一范式的隱患就在于主觀性高、可信度低的數(shù)據(jù)束縛了結(jié)論的遷移范圍。計算社會科學(xué)采用“自然數(shù)據(jù)”的特征與優(yōu)勢正在于此，數(shù)據(jù)不受研究者主觀認(rèn)識的影響，先于研究目的而存在，由此得來的結(jié)果不僅客觀且易于推廣和遷移。

最后，不論是傳統(tǒng)的研究范式還是計算教育學(xué)的新范式，都對理論水平提出了較高的要求。計算社會科學(xué)雖是以數(shù)據(jù)為根本，但就數(shù)據(jù)論數(shù)據(jù)必將忽視人性。對大數(shù)據(jù)分析要上升到社會科學(xué)層面，就是要用社會科學(xué)的理論指導(dǎo)社會計算，避免陷入“唯數(shù)據(jù)主義”的泥潭。因此，計算社會科學(xué)對理論功底的要求并不遜色于傳統(tǒng)的研究范式，因為沒有理論做詮釋的數(shù)據(jù)是混亂而缺乏意義的，沒有數(shù)據(jù)支撐的理論也是沒有根基與說服力的。

二、計算教育學(xué)出現(xiàn)的必然性

計算社會科學(xué)的發(fā)展已是必然趨勢，但目前仍處于初步發(fā)展期。當(dāng)代社會科學(xué)的研究正走在時代變革的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，成功收集和嚴(yán)格分析大數(shù)據(jù)開展計算社會科學(xué)研究需要新的技能、新的合作、新的研究方法和新的計算工具。計算教育學(xué)的出現(xiàn)是計算社會科學(xué)發(fā)展的必經(jīng)之路，基于大數(shù)據(jù)的研究范式不可避免地促使計算教育學(xué)的萌發(fā)。

（一）從大數(shù)據(jù)研究的群體看計算社會科學(xué)

世界第五大學(xué)術(shù)出版商塞奇出版公司（SAGE Publishing）于2016年對全球社會科學(xué)家進(jìn)行了一項計算社會科學(xué)研究群體狀況的調(diào)查，研究結(jié)果形成了白皮書《從大數(shù)據(jù)研究的趨勢看計算社會科學(xué)的參與群體》[18]。該調(diào)查由9412名受訪者完成，受訪人群中高校為主（84%），還有政府機(jī)構(gòu)、非營利性機(jī)構(gòu)、工商部門等。在受訪者中，有3160人（33%）報告說他們參與了使用大數(shù)據(jù)的研究，剩下的66%表示他們沒有參與。但未參與大數(shù)據(jù)的6238名研究者中，82.6%的受訪者不同程度上在未來有參與大數(shù)據(jù)研究的考慮，這意味著，絕大多數(shù)研究者對于大數(shù)據(jù)是持接受和認(rèn)同的態(tài)度的。

在使用大數(shù)據(jù)進(jìn)行研究的群體中，72.3%的受訪者只有一些或很少一部分研究與大數(shù)據(jù)有關(guān)，并且計算社會科學(xué)中大數(shù)據(jù)應(yīng)用最為廣泛的是社會統(tǒng)計和研究方法，經(jīng)濟(jì)學(xué)次之，教育學(xué)中只有30%左有的人員從事的研究與大數(shù)據(jù)相關(guān)，具體分布如圖2所示。上述調(diào)研結(jié)果給我們一定的啟示，一方面從數(shù)量上看，計算教育學(xué)具有明顯的萌芽期特征;另一方面計算社會學(xué)是計算社會科學(xué)中較為成熟的領(lǐng)域，計算教育學(xué)的發(fā)展可以從計算社會學(xué)的脈絡(luò)中受到啟發(fā)。此外，大數(shù)據(jù)研究者根據(jù)專業(yè)特征會使用不同類型的數(shù)據(jù)源。行政數(shù)據(jù)的使用最為廣泛，55%的受訪者（1690人）在最近的大數(shù)據(jù)研究中使用了此類數(shù)據(jù)。29%的受訪者（927人）使用某種社交媒體數(shù)據(jù)（Facebook、Twitter和其他社交媒體）進(jìn)行研究，中國研究人員更多地選擇微博、百度和微信。第三種最常用的數(shù)據(jù)類型是商業(yè)或?qū)Ｓ袛?shù)據(jù)，包括有23%的受訪者（697人）。研究者在進(jìn)行大數(shù)據(jù)研究時面臨的最大挑戰(zhàn)是數(shù)據(jù)集太大需要分布式計算基礎(chǔ)設(shè)施，常用的大數(shù)據(jù)軟件或編程語言包括Python，R、PostgreSQL、SAS、Netezza和Coogle BigQuery等。大數(shù)據(jù)研究者面臨著獨(dú)特的問題，原因在于該領(lǐng)域的跨學(xué)科性質(zhì)，以及其在社會科學(xué)中的相對新穎性。許多社會科學(xué)家已經(jīng)開始接受大數(shù)據(jù)帶來的挑戰(zhàn)，并且希望將來能夠在更大范圍和更深入地參與這種研究。

（二）從新計算社會學(xué)的出現(xiàn)看計算教育學(xué)

在以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)和支持的環(huán)境下，2009年，哈佛大學(xué)教授拉澤等15名頂級學(xué)者在ScienCe上的聯(lián)合發(fā)文標(biāo)志著“計算社會科學(xué)”的誕生。2014年，斯坦福大學(xué)計算社會科學(xué)中心（Center forComputational Social Science）召開了“新計算社會學(xué)”的學(xué)術(shù)研討會。從“計算社會學(xué)”到“新計算社會學(xué)”， “新”源于兩個方面：一方面是新計算社會學(xué)在理念、方法、思路、工具應(yīng)用等方面比此前的社會學(xué)研究中的“計算”都更為先進(jìn)和復(fù)雜;另一方面則是“計算社會學(xué)”（ComputationalSoc，iology）這個名詞已在喬治·瑞澤爾（CeorgeRitzer）2007年IL版的《布萊克威爾社會學(xué)百科全書》（Blackwell EnCyclopedia of Sociology）中出現(xiàn)，其內(nèi)涵有別于新計算社會學(xué)[19j。事實上，從拉澤提出計算社會學(xué)到新計算社會學(xué)討論會召開，其間的五年是社會學(xué)家探索“計算”背后的學(xué)科差異的歷程，這段深刻的探索讓社會學(xué)家逐漸意識到，盡管都是基于計算機(jī)科學(xué)、互聯(lián)網(wǎng)與人工智能的有效應(yīng)用，但計算社會科學(xué)的理路、方法與工具對于社會學(xué)的研究和具體問題的解釋力有限，社會學(xué)有其特定的研究對象、研究方法和理論解釋框架，新計算教育學(xué)在計算教育科學(xué)的籠蓋下義經(jīng)過了五年的醞釀應(yīng)運(yùn)而生。

不僅僅是社會學(xué)，社會科學(xué)所包含的社會學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、政治學(xué)、教育學(xué)等學(xué)科都有其自身的學(xué)科發(fā)展特征、特定研究群體、理論解釋框架和研究方法，社會學(xué)家在大數(shù)據(jù)的浪潮中已然看到扎根于本學(xué)科建立以“計算”為核心的新計算社會學(xué)的必要性。反觀教育學(xué)領(lǐng)域，盡管計算教育學(xué)還未脫離社會科學(xué)而白立門戶，很多研究者尚未明確意識到數(shù)據(jù)在教育研究中的巨大能量，但大量的基于大數(shù)據(jù)的教育學(xué)研究的問世已成為不爭的事實。如今世界各國教育研究者已將關(guān)注的重點(diǎn)聚焦在以計算教育學(xué)為代表的個性化學(xué)習(xí)，新研究范式的開啟已成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。由新計算社會學(xué)從計算社會科學(xué)中“分離”與“重建”的過程不難看到，計算教育學(xué)自立門戶將隨著數(shù)據(jù)的大規(guī)模使用成為必然。

（三）從大數(shù)據(jù)時代看基于數(shù)據(jù)的研究范式

每一代的研究者都面對著不同的社會發(fā)展水平，這應(yīng)當(dāng)成為社會科學(xué)研究者分析、思考問題的邏輯起點(diǎn)。在飛鴿傳書的時代、電話剛剛問世的時代、計算機(jī)普及的時代、人工智能時代等等，研究者的視野、視角、可利用的資源都有著天壤之別，思想觀念和思考問題的方式必然要與時俱進(jìn)。多數(shù)國家都已經(jīng)意識到，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，教育面對的是“數(shù)字時代原住民”，其學(xué)習(xí)和生活方式與前工業(yè)化時代、工業(yè)化時代和后工業(yè)化時代的學(xué)習(xí)者存在本質(zhì)差別。2015年聯(lián)合國教科文組織召開的國際互聯(lián)網(wǎng)教育合作伙伴會議，勾畫了“以學(xué)習(xí)者為中心”的數(shù)字化學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的愿景[20]，該系統(tǒng)具有動態(tài)、負(fù)責(zé)、公平和可持續(xù)的特征。如今人類已經(jīng)進(jìn)入了大數(shù)據(jù)時代，時代的變化意味著不僅是教育學(xué)的知識和教學(xué)的內(nèi)容需要更新，教育學(xué)研究范式同樣要緊緊跟隨各領(lǐng)域的趨勢，轉(zhuǎn)型迫在眉睫。

拉澤在文章中指出：“計算社會學(xué)”正在興起，數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)利用水平的提升必將極大地推動社會科學(xué)研究的深度和廣度。Nature在2012年8月刊發(fā)了一篇計算社會學(xué)領(lǐng)域最新進(jìn)展的綜述，綜述提到了康奈爾大學(xué)的社會科學(xué)家米歇爾·梅西（Michael Macy）的評論，她把大數(shù)據(jù)給社會學(xué)帶來的機(jī)遇，等同于粒子加速器給物理學(xué)帶來的機(jī)遇，以及功能磁共振成像給神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)帶來的機(jī)遇。美國社會學(xué)家紛紛表示，在20世紀(jì)70年代，不敢想象可以大規(guī)模地利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行研究。如今之所以成為現(xiàn)實，主要源于計算機(jī)技術(shù)的提升，這是計算社會科學(xué)發(fā)展的外部條件，更是教育學(xué)誕生的外部動力。

（四）從舊研究范式的局限看新范式的突破

與此同時，基于大數(shù)據(jù)的研究范式的誕生也是各個學(xué)科發(fā)展的需求。類比新計算社會學(xué)對社會學(xué)研究的貢獻(xiàn)，可知基于大數(shù)據(jù)的研究范式不僅解決了傳統(tǒng)范式不能解決的問題，而且糾正了根深蒂固的錯誤認(rèn)識。

社會學(xué)中有一個依靠大數(shù)據(jù)證實的經(jīng)久不衰的社會科學(xué)理念就是“弱連接”的重要性，即指相隔較遠(yuǎn)且很少碰面的熟人間的關(guān)系。該理念最初是由斯坦福大學(xué)的社會科學(xué)家馬克·格蘭諾維特（MarkCranovetter）在1973年提出的，直到2007年，才被哈佛大學(xué)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)家的尤卡·佩卡翁內(nèi)拉（JukkaPekka Onnela）的團(tuán)隊證實，證實的途徑正是利用了四百萬手機(jī)用戶的數(shù)據(jù)。但是在前數(shù)據(jù)時代是無法證明弱連接發(fā)揮社會橋梁作用的。大數(shù)據(jù)除了可以解決問題還可以推翻一些根深蒂固的錯誤認(rèn)識。在關(guān)于社會網(wǎng)絡(luò)中的傳染性研究中，人們理所應(yīng)當(dāng)?shù)卣J(rèn)為，一個人所接觸到的接受某一觀念的人數(shù)越多，他接受該觀念的幾率就越大。但是事實卻是：觀念的傳播取決于讓他們堅守該觀念的人的多樣化，所謂“多樣化”是接受該觀念的人群隸屬于不同的社會群體的數(shù)目。推翻這一謬誤的是約翰·烏甘德（Johan Ugander）正是利用了臉譜網(wǎng)的約9億用戶數(shù)據(jù)?？梢哉f，傳統(tǒng)的社會科學(xué)研究范式由于過分依賴個人經(jīng)驗和研究假設(shè)而存在著較大的局限性。類比之下，目前計算教育學(xué)遠(yuǎn)不及新計算社會學(xué)發(fā)展成熟，但可以肯定的是基于大數(shù)據(jù)的研究范式必然會為教育問題的破解提供新的思路，可以解決基于經(jīng)驗和假設(shè)的研究范式不能解決的問題，糾正長期存在的認(rèn)識上的謬誤。

三、我國計算教育學(xué)發(fā)展出路探索

黨的十九大作出了優(yōu)先發(fā)展教育事業(yè)、加快教育現(xiàn)代化、建設(shè)教育強(qiáng)國的戰(zhàn)略部署，以此為標(biāo)志，教育信息化從以“教育信息化”為重點(diǎn)的1.0時代進(jìn)人到以“信息化教育”為重點(diǎn)的2.0時代。今年2月，黨中央、國務(wù)院發(fā)布了《中國教育現(xiàn)代化2035》，從戰(zhàn)略背景、總體思路、戰(zhàn)略任務(wù)實施路徑和保障措施等五個方面全面系統(tǒng)地規(guī)劃了教育現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程。從2015年“互聯(lián)網(wǎng)+”首次被納入國家經(jīng)濟(jì)的頂層設(shè)計，到今天從政策層面提出了教育現(xiàn)代化的發(fā)展要求，教育研究范式應(yīng)時代發(fā)展需求迎來義一次關(guān)鍵性的跨越。為使得教育更好地服務(wù)中華民族偉大復(fù)興，為使教育研究的成果能更好地用于大數(shù)據(jù)背景下的教育實踐，教育研究范式在向計算教育學(xué)的飛躍與轉(zhuǎn)變過程中需著重處理好四個關(guān)鍵問題。

（一）積極適應(yīng)計算教育學(xué)的思維方式

新中國成立后的任何一個階段，思辨都是我國教育學(xué)研究最主流的方法，這有著深刻的文化根源。在各類研究范式中，思辨研究是基于“中學(xué)”的一種研究范式，它與我國研究者的思維方式高度統(tǒng)一。我國傳統(tǒng)文化孕育和培植了豐富的直覺思維觀念，宋明理學(xué)更是集儒道佛三家之精髓，提出了“窮理悟性”[21]。五四運(yùn)動之后，國外的研究方法被大量引入和借鑒，在20世紀(jì)20-40年代，“唯科學(xué)主義”的認(rèn)識雖然短暫席卷教育研究領(lǐng)域，最終也未能撼動思辨在我國的地位。而今，教育學(xué)研究范式面臨著向計算教育學(xué)范式轉(zhuǎn)型，在我國面臨的最大的挑戰(zhàn)就是我國研究者對新的思維模式的適應(yīng)性。理性思辨是由感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識的過程中凝練思想觀點(diǎn)的一種方法，主要依賴于研究主體的理性思維活動[22]，感性認(rèn)識向理性認(rèn)識飛躍的過程中，“靈感”扮演著重要的角色，好的思辨研究需要強(qiáng)大的直覺思維做支撐，需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿媽︻A(yù)設(shè)的結(jié)果做出解釋。而計算教育學(xué)是數(shù)據(jù)驅(qū)動的一種研究范式，與我國教育研究者最習(xí)慣也最擅長使用的研究范式有著質(zhì)的區(qū)別。我們無法評判兩種范式的優(yōu)劣，更無法武斷地說哪一種范式更能逼近教育活動的本質(zhì)，但可以肯定的是.計算教育學(xué)在我國要得到真正的應(yīng)用和發(fā)展，研究者必然要從單一的思辨研究中解放出來，將真實的教育問題置于時代背景下重新審視。這是一個漫長而艱辛的過程，處于萌芽階段的計算教育學(xué)既需要理論的建構(gòu)，義需要有操作化的解讀，更為重要的是，國人應(yīng)當(dāng)積極適應(yīng)計算就學(xué)需要的思維方式，如此才能使新的研究范式免于束之高閣或流于形式的厄運(yùn)，真正為研究者接受和適應(yīng)，為教育研究服務(wù)。

（二）技術(shù)繁榮與理論繁榮齊頭并進(jìn)

目前，教育技術(shù)大量轉(zhuǎn)化為琳瑯滿目的產(chǎn)品，其本質(zhì)是對教育內(nèi)容進(jìn)行包裝，輔助學(xué)習(xí)，這只關(guān)注了教育技術(shù)淺層的價值。教育技術(shù)的價值可從兩方面進(jìn)行探討，一方面是將技術(shù)轉(zhuǎn)化為教育產(chǎn)品服務(wù)于教學(xué)，另一方面則是技術(shù)發(fā)展對科學(xué)研究范式轉(zhuǎn)型的驅(qū)動。前者是技術(shù)層面的問題，由于它可以直接投入應(yīng)用，回報周期短，成果真實可見，人們往往更樂于捕捉技術(shù)層面的價值;后者基于將技術(shù)置于人文視角下觀照，通過哲學(xué)的思考轉(zhuǎn)化為對基本理論研究無形的貢獻(xiàn)。在很多人看來，基礎(chǔ)研究抽象的回報遜色于具體的產(chǎn)品，這導(dǎo)致教育技術(shù)出現(xiàn)了嚴(yán)重的價值傾斜，本該兩條腿走路的教育技術(shù)明顯向市場化的方向偏移，表面的繁榮遮蔽了基本理論的薄弱和缺失。大量研究者執(zhí)著于產(chǎn)品開發(fā)，在技術(shù)研究的道路上越走越深，而在研究層面的價值仍是待開墾的處女地，這對于目前面臨的研究范式轉(zhuǎn)型是極為不利的。

要處理好教育技術(shù)兩個層面價值的關(guān)系，使技術(shù)繁榮與理論繁榮齊頭并進(jìn)，首先要對兩種價值的關(guān)系有客觀理性的認(rèn)識。目前，技術(shù)的教學(xué)輔助功能正在蓬勃發(fā)展，各類在線學(xué)習(xí)工具性能日益完善，學(xué)習(xí)過程產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)將被強(qiáng)大的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)記錄下來，技術(shù)對教學(xué)的支持越是全面，對研究的支持就越是堅實。有學(xué)者將技術(shù)的支持作用總結(jié)為四個方面，包括追蹤作用、計劃作用、教學(xué)支持作用和評價作用[23]，各個環(huán)節(jié)無縫銜接，基本覆蓋了學(xué)習(xí)的全過程。學(xué)習(xí)過程中有價值的信息被全面地捕捉，教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用的關(guān)鍵在于挖掘數(shù)據(jù)背后的教育現(xiàn)象和教育規(guī)律[24]，這一過程主要通過學(xué)習(xí)分析和數(shù)據(jù)挖掘來完成，教育研究將以新的視角從數(shù)據(jù)層面理解學(xué)習(xí)行為，采用量化研究T具分析學(xué)習(xí)過程，用以將在線學(xué)習(xí)產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)優(yōu)化學(xué)習(xí)環(huán)境，并以此作為評估學(xué)習(xí)過程、進(jìn)行有針對性干預(yù)的依據(jù)[25]。更為關(guān)鍵的是，大量的數(shù)據(jù)還將徹底改變過去基于假設(shè)的研究范式。傳統(tǒng)的思辨研究和實證研究都沒有跨過研究者假設(shè)的藩籬，而教育是一個復(fù)雜的過程，人類有限的假設(shè)無法預(yù)知所有的教育問題。由于研究范式的限制，大量的有意義的發(fā)現(xiàn)和變量之間深層的關(guān)聯(lián)必然游離于研究者視線范圍之外，這對我們解開教育問題真實的面紗是不利的。技術(shù)的發(fā)展打破了傳統(tǒng)范式的禁錮，將學(xué)習(xí)過程轉(zhuǎn)化為海量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)不以研究者意志為轉(zhuǎn)移，以更客觀和全面的方式呈現(xiàn)出來。計算教育學(xué)就是擺脫了用已有的知識解釋主觀假設(shè)的傳統(tǒng)研究范式，尋找客觀數(shù)據(jù)間的相關(guān)關(guān)系，讓技術(shù)真正為研究服務(wù)。

綜上所述，教育技術(shù)的價值復(fù)雜而多元，教育技術(shù)兩方面的價值完全有可能齊頭并進(jìn)，各類學(xué)習(xí)輔助工具在飛速發(fā)展的同時要不忘為理論的繁榮帶去滋養(yǎng)。因為兩類價值本質(zhì)上是相互溝通相互制約的，技術(shù)的完善可以為研究范式轉(zhuǎn)型提供更豐富的數(shù)據(jù)支持，而理論的發(fā)展也會促進(jìn)技術(shù)突破瓶頸。

（三）增強(qiáng)數(shù)據(jù)挖掘能力以爭取話語權(quán)

計算教育學(xué)的來臨意味著數(shù)據(jù)挖掘能力將在很大程度上推動或制約研究水平，對比已經(jīng)相對成型的計算社會學(xué)，二戰(zhàn)之后的七十多年里，美國始終走在全球社會科學(xué)研究的前沿，美國意識形態(tài)主導(dǎo)下的社會學(xué)計量范式（QuanLitative Paradigmof Sociology）風(fēng)靡全球，西方學(xué)界長期主導(dǎo)了世界社會科學(xué)發(fā)展的話語權(quán)。在大數(shù)據(jù)時代來臨的今天，社會學(xué)的計算范式取代定量范式依然在美國率先發(fā)生，這一次社會學(xué)革命為美國繼續(xù)保持學(xué)術(shù)的主導(dǎo)地位奠定了極為有利的基礎(chǔ)[26]。反觀教育學(xué)領(lǐng)域，同樣遵循著這一邏輯，盡管計算教育學(xué)仍處在萌芽期，話語權(quán)的爭奪已悄然而至。西方國家把“大數(shù)據(jù)”稱為“未來的石油”[27]，這意味著誰具有更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，誰就在大數(shù)據(jù)時代有更強(qiáng)大的計算能力，在壟斷數(shù)據(jù)的同時壟斷教育研究的話語權(quán)。

我國人口眾多數(shù)據(jù)豐富，這是教育學(xué)在大數(shù)據(jù)時代蓬勃發(fā)展的有利條件，也是我國教學(xué)研究彎道超車的重要機(jī)遇。要把握好向計算教育學(xué)研究范式轉(zhuǎn)型的契機(jī)，不僅需要加強(qiáng)數(shù)據(jù)挖掘能力的開發(fā)，更要懂得創(chuàng)新數(shù)據(jù)的綜合應(yīng)用。教育學(xué)的研究不能禁錮于本學(xué)科的樊籠而僅關(guān)注教育相關(guān)數(shù)據(jù)的采集，應(yīng)當(dāng)“將教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫與國家人口基礎(chǔ)信息庫、宏觀經(jīng)濟(jì)信息庫、財政信息庫等不同行業(yè)的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行多方數(shù)據(jù)的融合、對接”，在更廣泛的來源中發(fā)現(xiàn)相關(guān)關(guān)系，推動研究向縱深發(fā)展。我們無意壟斷教育學(xué)研究的話語權(quán)，而是要借研究范式轉(zhuǎn)型的契機(jī)建構(gòu)其具有中國特色的教育學(xué)理論體系，打破70年來移植、借鑒的局面。目前，加強(qiáng)數(shù)據(jù)挖掘能力，鼓勵多領(lǐng)域合作，數(shù)據(jù)資源共享是我國教育學(xué)研究應(yīng)對挑戰(zhàn)的必然選擇。

（四）變被動為主動回應(yīng)時代和政策要求

有教育才有教育研究，有教育研究才有教育研究范式，教育問題多樣化與教育研究范式多樣化是同時存在的，而教育現(xiàn)代化與教育研究現(xiàn)代化也應(yīng)當(dāng)齊頭并進(jìn)。我國教育的歷史雖然悠久，但是教育研究范式卻長期落后。新中國成立至今的70年，我國教育研究范式的轉(zhuǎn)型或是政策驅(qū)動，或是明顯落后于時代發(fā)展需要而不得不轉(zhuǎn)型。計算教育學(xué)的m現(xiàn)與過去有所不同，它是介于政策推動與社會發(fā)展需要之間，十九大報告對教育做出了戰(zhàn)略部署，這意味著教育將迎來絕佳的轉(zhuǎn)型契機(jī)，教育研究的轉(zhuǎn)型也恰逢其時?！吨袊逃F(xiàn)代化2035》不僅立足于時代而且具有前瞻性，在政策指引下我國教育研究具備了“彎道超車”的可能和條件。在積極的政策環(huán)境下，研究者何以轉(zhuǎn)換延續(xù)幾十年的陳舊研究范式，何以驅(qū)使教育學(xué)這一傳統(tǒng)學(xué)科變被動為主動而擺脫范式轉(zhuǎn)型的惰性，何以讓適應(yīng)“信息化教育”的計算教育學(xué)盡快為教育研究服務(wù)，這是我國教育研究者不能回避的問題。要走好這關(guān)鍵的一步，研究者要站在一定的高度重新審視傳統(tǒng)的思辨與實證之爭，定量與定性之爭，為新的研究范式找到最佳“植入點(diǎn)”，推動不同研究范式之間的融合。如此，一是可以保留我國教育研究范式中的精華，特別是理性思辨中強(qiáng)大的邏輯性和思維的跳躍性，這一優(yōu)勢在計算教育學(xué)中同樣可以得到充分的發(fā)揮;二是可以有效地避免“一邊倒”或“矯枉過正”的結(jié)果。改革是一個擺動中螺旋上升的過程，但是客觀理性的改革思路仍可以避免彎路，以此推進(jìn)教育研究的現(xiàn)代化進(jìn)程，并堅持以學(xué)術(shù)自信傳承教育研究的“中國魂”，在國際舞臺講好中國的教育故事、彰顯中國教育研究的文化立場，如此，才能不負(fù)使命邁入教育強(qiáng)國的行列。

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作者簡介：

王晶瑩：教授，雙博士后，博士生導(dǎo)師，研究方向為科學(xué)教育、工程教育和教師教育的國際比較（wangjingying8018@126.com）.

楊伊：在讀博士，研究方向為課程與教學(xué)論（839011560@qq.com）。

鄭永和：教授，碩士，博士生導(dǎo)師，研究方向為教育信息科學(xué)與技術(shù)、科技與教育政策（zhengyonghe@bnu.educn）。

夏惠賢：教授，博士，博士生導(dǎo)師，上海師范大學(xué)教育學(xué)院院長，研究方向為課程與教學(xué)論（xiahuixian@shnuedu.cn）。