０１２ 一大数据时代：教师的挑战与发展 指 南 ＠课堂教学 大数据时代：课堂教学将迎来真正的变革 随蓿信息技术的不断发展以及信息技术软硬件应用频度与深度的加大，将形成海量的 数据，我们也进入了大数据时代。文中对何为大数据时代以及大数据时代对数据应用鑫匀典型 案例进行了介绍，并从教师与学生两个角度分析大数据时代谍堂教学为什么会发生变革，最 终阐述了课堂教学变革需要为大数据时代做好的榈应准备。 一、什么是大数据时代 前完全无法做到的。大数据时代的数据分析以及 随着信息技术中软硬件设备的普及以及应用 基于数据分析的决策将成为这个时代的核心特 频度的提高，人们在利用这些硬件设备与软件的 征。也正是这种基于数据分析的决策将会使人类 基础上形成了海量的数据，这些数据超出了一般 的有限理性得到最大限度的提高。 电脑在处理数据时所能使用的内存量，因此工程 师们必须改进处理数据的工具。新的处理技术使 二、大数据应用的典型思维与典型案例 得人们可以处理的数据量大大增加，进而通过对 美国卡内基梅隆大学的赫伯特西蒙教授指 海量数据的分析来影响决策。这即标志着大数据 出：人类的理性是有限的，因此所有决策都是基于 时代的到来，我们姑且可以将大数据时代看做是 有限理性的结果。他指出，如果能够利用存贮在计 后信息化时代。在这个时代里，对于人们应用计算 算机里的数据来辅助决策，人类的有限理性范围 机、互联网产生的海量数据的处理与分析将成为 将会扩大，决策的质量也将得到提高。因此，在后 促进人们学习、生活与工作变革的重要基础。在大 工业时代，也就是信息时代，人类社会面临的中心 数据时代如何有效利用这些海量数据则成为一个 问题将从如何提高生产率转变为如何更好地利用 关键命题。美国麻省理工学院的布伦乔尔森教授 信息来辅助决策。赫伯特西蒙所提出的利用信息 比喻说，大数据的影响，就像是４个世纪前人类发 来辅助决策正是大数据时代基于数据驱动的决策 明的显微镜一样。显微镜把人类对自然界的观察 过程。以下将介绍大数据思维在生活以及教育领 和测量水平推进到了细胞级别，给人类社会带来 域的典型应用。 了历史性的进步和。大数据将成为我们新的、 （一）大数据思维带来的生活变化 观察人类自身社会行为的显微镜和仪表盘。像望 美国知名的计算机科学家奥伦・埃齐奥尼， 远镜能让人们感受宇宙，显微镜能够让人们观察 根据自己买飞机票的经历开发了一款可以帮助人 微生物一样，这种能够收集和分析海量数据的新 们预测飞机票价格的预测系统Ｆａｒｅｃａｓｔ。这个预 技术将帮助人们更好地理解世界。２０１１年｛Ｎａ－ 测系统是建立在对４１天内机票价格波动产生的 ｔｕｒｅ｝杂志上的一项研究显示，来自世界上不同文 １２ ０００个价格样本基础上的，而这些价格信息都 化的人们每天、每周的心情都遵循着相似的模式， 是从各大机票网站上搜集到的。截止到２０１２年， 这项研究是建立在两年多来对８４个国家２４０万 Ｆａｒｅｃａｓｔ系统用了将近十万亿条记录来帮助预测 人的５．０９亿条微博的数据分析基础上的，这是以 美国国内航班的票价。Ｆａｒｅｃａｓｔ预测的准确度高 ０１３ 指 南 达７５％，使用该系统的旅客平均每张票将节省５０ 美元。 ２００９年，甲型Ｈ１Ｎ１流感爆发时，谷歌公司 帮助班上的每位学生都能在短短的４０几分钟内 以适合自己的速度与方法进行学习。然而在大数 据时代，这一美好的愿望将迎来走向现实的那一 刻。以下将从教师以及学生的角度来分析大数据 时代给教学带来的变革。 （一）教师角度：教学决策将跨越人类的有限 出人意料地成为了预测到这场大范围流感爆发的 组织，这让很多公共医疗组织与既震惊又尴 尬。然而当人们发现谷歌公司在流感爆发前几周 在￣Ｎａｔｕｒｅ｝上发表的文章时，才发现通过对海量 数据的分析可以预测未来并辅助决策。谷歌公司 是怎么做到的？因为它保存了多年来用户所有 的搜索记录，通过观察人们在网上的搜索记录（通 过用户输入的关键词来判断其是否已经传染了流 感）来完成预测，预测的准确度与官方数据相关性 高达９７％。 （二）大数据思维下的因材施教 可汗学院设计的在线学习系统对于每个学生 花了多少时间观看影片，哪个单元花的时间比较 多，做错了哪些题目，哪些单元轻松地完成了１０ 个题目顺利晋级到下一个单元的学习等数据都做 了记录，并通过对这些数据的分析作为学生的补 充性教学的基础与依据。 Ｕｄａｃｉｔｙ、Ｃｏｕｒｓｅｒａ和ＥＤＸ等在线教育课程 通过跟踪学生的在线学习轨迹（如学生在观看教 学视频时哪段停留的时间以及重新播放的时间更 长、哪段内容被直接跳过）来寻找最佳的教学方 法。通过分析学生看过的每个论坛帖子以及他们 是否正确完成课外作业，来预测看过某个帖子之 后的学生正确作答的概率，并由此来确定哪些论 坛帖子最适合学生阅读。这些都是过去无法得知 大数据时代：教师的挑战与发展 的，对于这些海量数据的应用彻底地改变了当前 的教学方式。 三、大数据时代，课堂教学迎来真正的变革 课堂教学变革的关键是让每个学生都能以适 合自己的方式与节奏进行学习，让每个学生都能 够在自己原有的基础上发展前进。然而班级授课 制的存在使得每位教师不得不同时面对几十位学 生。同样的教学内容，不同学习起点与学习风格的 学生，或许只有教师掌握了某种神奇的魔法才能 理性．从依赖存在于教师头脑中的教学经验转向 依赖于对海量教学案例的数据分析 如前所述，大数据时代的典型思维是基于数 据分析的决策。有这样一则案例：加拿大安大略省 的麦格雷戈医生并不是医院里最好的医生，也不 是产前护理的世界权威，但是她却能给早产儿提 供极好的治疗。因为她采用的方法是电脑在处理 了近十年的病患记录数据之后推荐的。发生在麦 格雷戈医生身上的事情同样适用于教育领域。以 往教育领域一直坚持着由有经验的老教师传、帮、 带新教师的方式发展教师队伍，原因在于老教师 头脑中有着新教师所没有的过往十几年乃至几十 年的教学实践，老教师长时间对教学现象的观察 与分析形成了被我们称之为教学经验的东西，这 些经验的多少与优劣也决定了教师在其专业发展 上所处的层次和位置。正如前面所提到的，这一教 学经验的积累与教学经验的运用仍然是人类的有 限理性。进入到大数据时代，计算机将可以通过以 往教师记录在其中的教学问题以及对问题的解决 方案进行分析，而当这种记录与分析达到一定数 量时（如上百万条时），通过对相关数据的分析将 会为有需要的教师推荐在遇到类似的教学问题时 可以采取的解决方案是什么，即实现数据分析基 础上的教学问题解决。教学问题解决不再依赖于 停留在每位教师头脑中的模糊的经验，而是基于 对海量的教学问题的描述以及教学问题解决方案 的分析。可以预见：在大数据时代，教师专业发展 也将迎来全新的转变，这种转变无疑将助力于课 堂教学的变革。 （二）学生的角度：每位学生发展的依据从依 赖于教师的有限的理性判断转向对自身学习过程 的数据分析 ０１４ 指 一大数据时代：教师的挑战与发展 南 虽然因材施教是孔子在２５００多年前提出来 数据时代中每一个区域或者学校的核心任务，即 的，但是现有课堂教学依然只能依据教师的经验 通过大数据战略将信息化的相关工作（信息化管 进行判断。现有的班级授课制使得每位教师不得 理与信息化教学）与学校日常工作进行整合，整合 不同时面对几十个学生开展教学，在有限的教学 的最终目的是产出我们需要的数据，并对此进行 时间与教学空间内，对学生的“因材”无法细致到 分析从而得到更为客观有效的、可以突破人类有 每个人。教师很难照顾到每个学生的个体差异，提 一一一 一 限理性的决策，从而推动学校以及每位教师与学 供相应的教学与补救措施，让每个孩子都能够在 生的快速发展。其次，需要为教师与学生提供相应 现有的基础上向前发展。尤其是大班教学，只能配 的硬件设备、软件系统与资源辅助其教学与学习。 备一个教师的情况下，这种因材施教就越发的遥 随着个人计算机、平板电脑以及智能手机的不断 不可及。学校只能保障教学在一个大致中等的水 普及，我们已经慢慢步入人手一机的时代，已经有 平上徘徊前进。教学节奏的把握只能依据教师对 越来越多的学校为教师与学生配备计算机，在支 学生学习过程的有限理性判断。然而在大数据时 持教师教学与学习的同时也保障了教学数据与学 代，教师完全有可能实现对每个学生的学习数据 习数据的存贮。再次，要实现教学以及管理的数字 进行分析，进而实现真正的因材施教，即将学生的 整个学习过程数字化，包括教材（知识点）和学习 一 化，即将相应的教学活动与管理活动都通过相应 的软件系统进行数字化。学校的教学与管理活动 活动。举例而言，知识点可以被数字化并与测试题 存在着固定性与周期性，如教师对教学案例的描 建立联系，测试题中每道题的完成时间、错题数等 以数据的方式被记录在计算机里。计算机可以针 述与分析、对不同教师的选拔与评价等，计算机将 对这些数据进行分析，如通过对错题分析发现学 通过这些数据的分析并推荐合适的解决方案。最 生哪些知识点掌握有问题，在此基础上因人而异 后，要实现知识的数字化并建立彼此之间的联系， 地提供针对性的补救措施（如通过计算机分析后 包括教材、习题、测试等等都需要数字化，只有这 自动推送问题知识点的前序知识讲解与测试）。随 些内容被数字化并相互关联，学生的学习过程包 着笔记本电脑、平板电脑逐步进入课堂，教材、教 括在哪个知识点的学习上遇到了问题、哪些习题 学活动不断地被数字化，学生的学习过程也将逐 完成时花费时间较长等等，计算机可以对这些数 渐数字化，课堂教学的数字化将迎来大数据时代， 据进行分析，并为学生推荐更为合适的学习路径。 而对于这些数据的分析与利用将使得每位学生的 最后，学校需要储备数据统计与分析人才，大数据 发展都能够有据可依、有的放矢。 时代，学校的管理决策、课堂的教学决策都将依赖 于海量数据的分析结果，面对海量教学与学习数 四、大数据时代。如何实现基于数据分析的教 据，数据分析与挖掘将成为学校的常规工作。 学决策 ． （文／梁文鑫 北京教育学院信息与远程教育 首先，最重要的就是在区域或者学校层面形 学院） 成整体的大数据战略。制定大数据战略将成为大 察源：《北索毅寓学院学报（自然科学版）》，参弩文献昭
