大數據時代區域教育均衡發展新思路

[摘 要] 大數據時代已經到來， 大數據正在成為推動教育系統顛覆性創新與變革的科學力量。隨著教育信息化的不斷推進，各種教育管理與服務平臺的建設完善，教育大數據將源源不斷地產生。海量教育數據的匯聚為區域教育均衡發展提供了新的思路。在大數據時代背景下，區域教育均衡發展應該以數據為基礎，準確把握區域教育發展動態，利用大數據技術，從教育環境均衡、教育資源均衡、教育機會均等和教育質量均衡等四個方面提供科學依據，進而促進區域教育均衡發展。

[關鍵詞] 大數據； 區域教育均衡； 新思路

[中圖分類號] G40-057 [文獻標志碼] A

[作者簡介] 劉雍潛（1952—），男，北京人。研究員，主要從事區域教育均衡發展、信息技術環境下的教與學研究。E-mail：liuyongqian0729@126.com。

一、時代背景：大數據時代到來

隨著移動通信、云計算、物聯網等新一代信息技術的快速發展和應用，大規模數據正在急速產生和流通[1]。2012年，聯合國發布《大數據促發展：挑戰與機遇》的白皮書，指出“大數據時代已經到來，大數據的出現將會對社會各個領域產生深刻影響”。大數據方面的國際知名專家Viktor Mayer-Schonberger在其新作《大數據時代》中指出，大數據正在實現人類工作、生活與思維的大變革。大數據并非等同于大量的數據，與傳統數據相比，大數據具有非結構化、分布式、數量大、高速流轉等特性，突出強調跨領域數據交叉融合和數據的流動生長。

大數據的“威力”強烈地沖擊著教育系統，正在成為推動教育系統創新與變革的顛覆性力量。區域教育均衡發展不僅是發展中國家面臨的難題，發達國家同樣也存在教育均衡發展問題。我國作為世界最大的發展中國家，教育環境異常復雜，城鄉之間、區域之間、校際之間存在嚴重的結構性失衡問題。隨著國家“三通兩平臺”工程的大力實施和推進，區域教育信息化正在快速發展升級，為區域教育均衡發展提供了新的機遇。各級各類學校在數字校園建設過程中，部署了眾多的信息化教學與管理系統（如學習管理系統、教務管理系統、設備資產管理系統等），不斷產生著海量的教學、學習與管理信息。如何創新應用這些教育大數據，助推我國區域教育均衡發展是深化教育領域綜合改革亟待解決的重大問題。

二、技術分析：大數據技術特征與應用

在信息爆炸時代，對數據的核心價值再挖掘是“大數據”技術的本質。很多IT專業人士認為，大數據技術是繼云計算、物聯網之后的又一次顛覆性技術[2]。“大數據”是基于云計算的數據處理與應用模式，匯聚的數量巨大、結構復雜、類型眾多的數據集。數據量大（Volume）、輸入和處理速度快（Velocity）、數據多樣（Variety）和真實性（Veracity）是大數據的核心特征[3]。除4V特征外，大數據與傳統數據最本質的區別體現在采集來源以及應用方向上。在數據來源方面，不同于傳統的隨機抽樣，大數據采集的是全樣本的、即時的數據，能夠跟蹤記錄個體成長的所有過程數據，提高微觀層面分析的準確性。大數據的核心應用價值是分析和預測，谷歌工程師成功預測2009年的甲型H1N1流感爆發便是利用大數據技術預測未來的最典型案例之一。大數據技術的優勢主要體現在：通過對海量數據進行模型構建，挖掘事物的變化規律，準確預測事物發展趨勢，并進行及時有效的干預。

大數據技術幾乎在所有領域都擁有非常廣闊的應用前景，目前已在零售、電子商務、社交網站、醫療等領域取得較好的應用效果。隨著我國教育信息化的發展，教育的主流業務（教學、管理、科研、社會服務等）變得越來越數字化、網絡化，期間無時無刻不在產生海量的數據。大數據技術將對我國綜合教育改革產生深刻影響。

當前，國際知名的大數據教育應用典型案例當屬美國普渡大學的“課程信號”項目[4]。普渡大學通過研發“課程信號”平臺，實現學生課程學習數據的全程采集和匯聚。同時，提出有一種成功預測算法來分析學生課程學習的成功概率。教師可以根據預測結果采取有針對性的干預措施（交流反饋、推薦學習資源等），最終提高學生的學習成功率和新生保有率（入學的大一新生在結束大一課程后仍在這所大學繼續就讀的比例）。

近年來，國內一些高校也已經開始應用大數據技術輔助教育教學管理。華東師范大學開發了餐飲預警系統，通過持續跟蹤學生的餐飲消費數據，發現有潛在經濟困難的學生，進行短信慰問，提供必要的幫助。浙江大學對學校資產數據進行持續跟蹤、整理和分析，形成權威、可靠的資產數據報告，同時提供資產數據查詢和分析服務[5]。清華大學重點關注學生成長數據的采集整理與分析應用，比如針對進校時成績很優秀的一批學生，追蹤其在大學四年的各種數據，觀察其成長路徑，或者對畢業時表現很優秀的學生進行追溯[6]。

在利用大數據促進區域教育均衡發展方面，國內部分城市也進行了實踐探索。上海市在2011年建立了“上海市中小學生學業質量綠色指標”體系。該體系不僅收集了學生的學業水平數據，還收集了學生的學習動機、學業負擔、家庭信息、師生關系、教學方式、校長課程領導力等信息。上述教育信息數據的采集有利于實現區域教育管理、教學指導、教學行為的科學化。上海市通過這一舉措對學生開展發展性評價，總結區域內優質學校辦學特色，引導區縣、學校、家長和社會樹立全面的教育質量觀。經過兩年試點，上海市已取得顯著成效并將繼續擴大推進“綠色指標”體系，擬研究建立上海市義務教育質量基礎數據庫[7]，通過大數據技術來提升區域教育均衡發展質量和水平。

三、思路轉變：數據驅動下的

區域教育科學均衡發展

區域教育均衡發展的傳統思路是均衡配置教育經費、實體資源以及優質教師資源。而這些教育資源的統籌配置往往需要政策的引導，特別是在教師資源的配置均衡方面。因此，傳統環境下區域教育政策的制定對于區域教育均衡發展起著至關重要的作用。然而，由于客觀條件限制，導致決策者對區域內動態變化的信息資料把握不準確，對變化缺乏預測，對政策制定的預期效果判斷不準確[8]，在政策制定過程中難免加入主觀經驗，造成一定偏差，制約了區域教育均衡發展的進程。信息技術在教育中的應用在一定程度上加快了區域教育均衡發展的步伐，通過虛擬學校、遠程教學等方式擴大優質課程資源以及教師資源的輻射范圍。資源的均衡配置是區域教育均衡發展的基礎，但均衡不等于平均，均衡是實現供需平衡，滿足不同學校個體、學生個體的個性化發展需要，實現個性化教育。在傳統發展模式和初期的信息化發展模式中，由于缺乏有效的信息獲取途徑和有效的數據分析手段，容易忽視個性差異，出現供需偏差，難以實現真正的因材施教，而大數據時代的到來，將大力推進區域教育的均衡發展。

科學的發展需要有科學的路徑指引，制定區域教育均衡發展科學路徑需要有全面客觀的數據做支撐。而傳統教育數據是在周期性、階段性的評估中獲得的，是在師生知情的情況下獲得的，帶有很強的刻意性和壓迫性，一定程度上不能完全客觀真實地反映教育狀況。隨著教育信息化的推進，教育資源公共服務平臺和教育管理公共服務平臺的建設完善，以及各級各類教育教學平臺的建成，將匯聚大量教育資源和教育管理信息，形成有效支持教學和管理的教育大數據。此外，利用大數據技術能夠獲取學習過程中的動態數據，記錄真實教學過程，相比傳統教育數據更加全面、真實。相關教育機構能夠通過數據及時準確地了解教育教學情況，有助于教育政策更加科學合理地制定。教育大數據反映的不僅僅是教育現象，還蘊藏著大量有價值的教育教學信息，對這些數據的挖掘、分析和建模，能夠更準確地把握區域教育發展現狀、預測未來發展趨勢，使區域教育均衡發展由主觀經驗總結走向客觀數據分析，由推斷走向科學。

學校教育發展的均衡是區域教育均衡發展的主要目的和高級階段，最終要以人的發展為目標，促使學生全面、個性化發展[9]。大數據技術將實現區域教育均衡發展由群體到個體的轉變，促進教育均衡發展由初級走向高級。教育均衡的目標絕不是“千篇一律、千人一面”，而是在尊重個性、承認差別的基礎上，實現多樣性、特色化的個性均衡。利用大數據技術持續跟蹤、采集學生成長過程中的各種數據，進行全面、系統的統計分析和數據挖掘，為每個學生提供相應的學習和成才機會，同時提供更加科學、全面的發展評價報告。個體不僅僅指學生個體，也包括教師以及學校個體。對教師成長記錄進行分析，總結教師的教學優勢與不足，促進教師專業發展，同時有助于教師資源的科學分配。對學校歷史數據進行挖掘，分析地方特色、生源特征、資源優勢等，制定符合學校自身發展的特色方案。大數據能夠使區域教育更加聚焦學生、教師以及學校個體，實現個性化與科學的均衡發展。

四、路徑選擇：

大數據支持區域教育均衡發展的路徑

大數據時代海量教育數據的產生為區域教育均衡發展提供了新的思路，合理有效地利用大數據技術將為區域教育均衡發展開辟新的路徑。

中國教育技術協會承擔了全國教育科學“十二五”規劃國家課題“信息技術促進區域教育均衡發展的實證研究”。課題組在認真分析國內外多項“義務教育均衡發展指標體系”的基礎上，提出義務教育區域均衡發展主要體現在教育環境均衡、教育資源均衡、教育機會均等、教育質量均衡等四個方面，并依此確定了11項二級指標及其對應的47項三級指標（詳細內容另文闡述），形成“義務教育區域均衡發展評價指標體系”，基本框架如圖1所示。

對教育大數據的深入分析和挖掘，將會從教育環境均衡、教育資源均衡、教育機會均等和教育質量均衡等四個方面促進區域教育的均衡發展。

1. 及時調整教育政策，改善區域教育環境

由于傳統教育數據在數量以及獲取途徑上是有限的，僅能反映當前某些方面的教育狀況，無法對未來的發展趨勢以及政策制定提供有效支持。而大數據技術能夠獲取海量、多元化的數據，并通過挖掘、分析等技術手段，對各種數據間關系進行歸納總結，通過構建發展模型，進一步分析區域教育發展中各組成要素的關系，準確挖掘教育均衡發展的影響因素，為教育政策的及時調整提供科學依據。基于數據的教育決策更具說服力和公信力，有助于提高民眾對于教育政策的滿意度。此外，教育大數據還可用于區域教育環境的合理改善。當前，我國教育環境，尤其是信息化環境方面存在嚴重的盲目建設和不均衡問題。通過對區域教育信息化基礎數據的持續采集和綜合分析，依據“應用導向”的基本原則，合理開展區域信息化環境建設與優化，實現教育信息化環境的節約型建設與應用。通過對學校信息化基礎設施與資源的建設與應用情況監控，促進區域信息化環境的均衡布局。

2. 統籌布局教育機構，科學分配教育資源

實現區域教育均衡發展首先要在教育資源供給與分配上達到均衡，應根據不同地區、不同學校以及不同學生個體的發展需求予以個性化的資源保障和支持。傳統教育數據反映的是宏觀的、整體的教育現狀，因此傳統的教育機構布局與教育經費的調整難以避免地會出現一些“平均”現象，而大數據技術將有效改變這一狀況。大數據技術獲取的是全樣本的數據，記錄的是即時性、過程性的行為與現象，誤差較小。大數據技術能夠全面采集全國或區域范圍內教育機構的分布數據、學生入學退學轉學數據、教育經費投入數據等，同時結合區域經濟發展、人口流動、居民收入等數據，建立科學的評估模型，統籌管理，調整下一階段的教育機構布局、教育經費投入及分配等政策，使教育資源能得到更加科學合理的分配。

3. 全面獲取教育相關信息，實現教育機會均等

傳統入學率的統計，存在統計結果不全面、不準確以及延時性等缺陷，難以真正反映某個區域教育機會均等的發展水平。隨著全國統一學籍信息管理制度的建立，每個學生的受教育狀況，包括入學、退學、休學、轉學等，可以實現實時采集與監控。通過與戶籍、居民收入、健康醫療等數據的關聯分析，可以提前發現可能存在入學難的家庭，及早開展幫助和干預，保障兒童受教育的基本權利。全區適齡兒童入學信息的采集和深度挖掘，有助于科學預測區域教育在機會均等方面的均衡發展趨勢，并制定針對性的教育政策，包括資源調配、環境改善、經費投入等。對于特殊兒童，可以通過信息技術手段，打造盡可能滿足其學習需求的無障礙學習環境，提高特殊兒童的教育機會均等化水平。

4. 深入挖掘數據價值，不斷提升教育質量

義務教育均衡發展要以提高教育質量、促進內涵發展為重點[10]。教育管理與服務平臺不僅匯聚學生的各種數據，還匯聚大量教師以及課程相關信息。利用數據技術對教師進行全面考核，確保在崗教師的質量，并合理分配教師資源。跟蹤教師成長過程，運用回歸分析、關聯規則挖掘等方法幫助教師分析教學方法和手段的有效性，幫助教師及時調整教學方案，優化教學方法，提高教學質量。對學校歷屆學生的課程成績進行關聯分析和時間序列分析，從海量數據中分析出有價值的規則和信息，找出影響課程成績的原因，為學校課程調整提供依據[11]。利用大數據技術還可以分析課程資源的受關注度以及對學習效果的影響度，為大量優質教學資源的建設提供指導。學習大數據的持續生成與深度分析，將為學生提供更加適合的學習資源和學習方式，實現真正的個性化學習，促進每一位學生的個性化發展。

五、總 結

以教育信息化促進區域教育均衡發展是信息時代教育發展的必然選擇。在大數據時代背景下，區域教育均衡發展應該以數據為基礎，準確把握區域教育發展動態，利用大數據技術，從教育環境均衡、教育資源均衡、教育機會均等和教育質量均衡等四個方面提供科學依據，進而促進區域教育均衡發展。大數據技術為區域教育均衡發展提供了新的思路，也引發了新的思考。如何全面、動態地獲取區域內的教育數據，獲取哪些方面的數據，如何利用海量數據構建預測模型，制定教育發展方案，如何對學生學習的過程性數據進行深入挖掘和結果預測，這些問題需要更多的專家學者在理論與實踐方面進行深入探索。