大數據與信息化教學

尤春蘭 張雪超 安靖 張雷

2012年2月11日，《紐約時報》刊登的一篇新聞分析文章The Age of Big Data，把世界帶入了激情燃燒的大數據時代。哈佛大學量化社會科學院院長Gary King稱：“我們正在進行一場革命，龐大的新數據來源所帶來的量化轉變將在學術界、企業(yè)界和政界迅速蔓延開來，沒有哪個領域不會受到影響。”

在第八屆全球Hadoop技術峰會上，Facebook、Google、微軟、迪士尼、Airbnb等各行各業(yè)的領軍企業(yè)，展示了他們用數據產品為公司創(chuàng)造價值的真實案例。39個國家，4000多人的峰會，大量的跨國集團相信數據的價值，并且真真切切地將數據作為企業(yè)的重要資產來維護和使用，也難怪微軟分管數據平臺副總裁Ranga不無感慨地說：“世界沉醉在數據里（The world is drunk on data）。”

如果說大數據把全球卷入了一個以數據、數據分析與預測為特征的時代，那么翻轉課堂、MOOC、微課程則是大數據時代在教育領域引發(fā)變革的前奏。它使信息化教學面臨新的機遇和挑戰(zhàn)，將在教育資源重組、教學模式改革、教師職能轉型等方面發(fā)生新的變化。

● 數字海嘯：大數據沖擊信息化教學的新浪潮

2013年1月，牛津大學教授Victor的Big Data一書面世，他在引言中說：“這是一場生活、工作與思維的大變革。大數據開啟了一次重大的時代轉型，就像望遠鏡讓我們能夠感受宇宙，顯微鏡讓我們能夠觀測微生物一樣，大數據正在改變我們的生活以及理解世界的方式，成為新發(fā)明和新服務的源泉，而更多的改變正蓄勢待發(fā)……”

1.翻轉課堂——觸摸教育的未來

翻轉課堂是指重新調整課堂內外的時間，將學習的決定權由教師轉移給學生。在這種模式下，學生在課外主要通過教學視頻進行學習、測試、復習和交流，課堂則成為作業(yè)、研討和實驗的場所，教師主要通過學習管理平臺對學生進行個性化指導。

翻轉課堂將傳統(tǒng)的教學過程優(yōu)化為技術支持的“先學后教”，是對基于印刷術的傳統(tǒng)課堂教學結構與教學流程的徹底顛覆，凸顯了人性化教學的價值，因而比爾·蓋茨稱其“預見了教育的未來”。

備受全球關注的翻轉課堂是美國的可汗學院，其創(chuàng)始人薩爾曼·可汗，38歲，學院總部在上世紀60年代建成的一幢大樓里，辦公室不過是幾間大的公寓，員工僅37名，但在很短時間內它便成為了世界上最大的學校，目前擁有1000萬名學員。

可汗學院成功的兩個主要因素是：顛覆性的教學流程和基于大數據的學習分析技術。學習分析就是通過對學生生成的海量數據進行解釋和分析，評估學生學業(yè)進展、預測未來表現，并發(fā)現潛在問題。可汗學院平臺提供了強大的學習分析功能，因為學生每次進入學習頁面都會看到“建議的下一個學習活動”的提示。而且，系統(tǒng)能隨時監(jiān)測各學習者的行為，如教師發(fā)現某個環(huán)節(jié)的教學視頻被學生反復瀏覽和點擊時，就會意識到這可能是一個難點，或者自己的講解有問題，需要據此調整教學。可汗學院的翻轉課堂為大數據促進信息化教學提供了一個典型的成功案例。

2.MOOC風暴——放大翻轉課堂效應

受翻轉課堂“用視頻再造教育”的啟發(fā)，2012年，MOOC開始井噴，領軍的三駕馬車是斯坦福的Coursera、Udacity，以及由麻省理工學院與哈佛大學聯(lián)合創(chuàng)辦的edX。斯坦福大學校長約翰·軒尼斯將MOOC的發(fā)展稱為“一場數字海嘯”。而美國新媒體聯(lián)盟執(zhí)行總裁萊瑞·約翰遜博士提供了一種更加深入的觀點：“慕課”還遠遠不能被稱為學術界的變革創(chuàng)新，這份榮譽屬于更具顛覆性和深遠性的改革——大數據及其應用。

Coursera團隊中國區(qū)負責人伊萊·布林德博士說，他們給教授提供的數據分析平臺，能使教授看到有多少學生看了他的視頻，學生看了幾遍，了解到哪些內容學生已經掌握，哪些需要進一步練習，從而為學生量身定制學習任務和學習模塊，并精準地送達給學生。

2014年，Coursera平臺已有80多個教育機構提供了400多門課程，并有400萬名注冊用戶；Udacity和edX分別有28門和62門課程，有75萬和80萬名注冊用戶。

面對全球性的MOOC浪潮，中國的大學也開始行動。2013年，上海市推出“上海高校課程資源共享平臺”，30所高校的學生可以在平臺上選課。同年5月，清華大學、北京大學加盟edX，將自己的優(yōu)質課程面向全球開放。目前，每8個新加入MOOC的學生中，就有一名中國學生。

3.微課興起——回應翻轉課堂和MOOC浪潮

國際數據咨詢公司預測，截至2017年，智能手機的發(fā)貨量將上升到每年170萬臺，平板電腦4億零680萬臺。人們在地鐵或公交車上，不拿出手機或平板電腦看東西，就感覺自己OUT了。

移動設備的普及促進了移動學習的發(fā)展，但這種學習有新的需求：能滿足碎片化的時間格局，能實現可視化的認知要求，技術上能滿足多終端、跨平臺的需要。在這種情況下，一種以視頻為主要載體、以5～15分鐘時長為單位、具備大數據時代特色的微型課程迅速突起。

與MOOC一樣，微課靈感來源于翻轉課堂實驗。不過，微課靈感還與視覺駐留規(guī)律有關。一般人的注意力集中的有效時間在10分鐘左右。因此，MOOC的制作者把視頻長度限定為8～12分鐘，并且中間會暫停幾次，增加測試與互動，避免因視覺、聽覺疲勞而降低學習效果。

為適應微課的發(fā)展，中國知名大學68所網絡學院和新近成立的開放大學都在積極開發(fā)移動學習，其中，國家開放大學于2012年底啟動了5分鐘課程網建設，其目標是開放辦學，打破大學“圍墻”，以現代信息技術為支撐，面向全體社會成員開展學歷與非學歷教育。未來，在坐地鐵、公交車時，在超市排隊時，人們都可以拿出手機、平板電腦，看上一個幾分鐘的微課程。學習不再只是教室里的事情，也不再需要專門的整段時間去完成。

如今，翻轉課堂、MOOC、微課等的出現，如同海嘯一般，讓我們體驗到大數據時代信息化教學排山倒海般的新浪潮。

● 機遇挑戰(zhàn)：大數據促進信息化教學的新變革

翻轉課堂、MOOC和微課的興起，不僅為信息化教學打開了新的視野，而且昭示我們，大數據可以真正實現教學資源的高度共享，能夠提供科學的教學管理平臺，推動學生個性化的學習與發(fā)展，并為促進信息化教學提供新的歷史機遇。同時，大數據在教學領域的發(fā)展與應用，對院校及教師也提出了新的挑戰(zhàn)。

1.大數據實現教學資源的融合與共享，助力信息化教學突破時空限制

我們是否有種遺憾：今生沒讀成清華、北大，沒去過哈佛、牛津。我們?yōu)榱撕⒆幽軌蜻M入人大附中、十一學校等名校又會花費多少心血？而今，大數據將為我們圓夢，全球優(yōu)質的教育資源都可以任你選擇，即使坐在家里，你也可以一會兒到清華上堂課，一會兒去哈佛做個實驗，向全球的大師請教，與全球的同學交流。

國務院參事、著名經濟學家湯敏曾經做過一個實驗，把人大附中等學校的優(yōu)質教育資源帶到18個省、130所學校，并在廣西百色地區(qū)田東縣等地的學校試驗后，這些班級的平均分提高了20～40分。

國家開放大學5分鐘課程網自2013年7月13日開通以來，已上線5000個微課程，截至2016年，不僅要建設約3萬個覆蓋數百個學科領域的微課程教學資源，建成集課程管理、互動體驗、統(tǒng)計分析為一體的學習評價系統(tǒng)，而且還要建立5分鐘課程網的微學分和微認證，打通學歷教育和非學歷教育、正式學習和非正式學習的界限。

隨著大數據技術的發(fā)展和應用，相信這種海量資源共享、自主開放學習將成為未來信息化教學的一種常態(tài)。傳統(tǒng)的大學校墻、國家界限將不復存在，而未來所需的高素質創(chuàng)新型人才將源源不斷地涌現出來。

2.大數據推動教學模式的創(chuàng)新與發(fā)展，助力信息化教學實現學生個性化學習

教師現在上課，2個小時甚至4個小時對所有學生講的都是同樣的內容，有的認真聽，有的不太認真聽，即使認真聽講的學生也很少做到幾個小時都不走神。但不認真的未必就不是好學生。在遍地都是數據的時代，教師講的內容他可能學過，或者他已經懂了，甚至教師講的還不如他知道的多。

為什么這么說呢？

“不得不承認，對于學生，我們知道得太少”，這是卡耐基·梅隆大學教育學院研究介紹中的一句自白，也是美國十大教育類年會中出鏡率最高的核心議題。

我國古代就強調因材施教，教師一直希望在教學中根據不同學生的認知水平、學習能力以及自身素質，選擇適合每位學生特點的方法，有針對性地進行教學。但千百年來，由于教師對受教育學生群體認識的匱乏，一直無法實現這個愿望，如今，大數據讓這個愿望成為了可能。

以課堂教學為例，教師提出某一節(jié)課的學習目標、學習方式等要求后，學生可以通過網絡，選擇任何一種方式、任何一種資源進行學習。如果個人數據累積到一定程度，系統(tǒng)會自動為他提供最合適、最有價值的學習資料。學生完成學習后，系統(tǒng)根據其基礎，自動生成題目，并為其打出相應的分數。課堂教學中的各種數據，包括學生的動作、情感、速度及在每個過程的時間分配、遇到的困難等細節(jié)，都會由教室、師生的感知系統(tǒng)自動捕捉并記錄下來。這樣借助基于大數據的學習分析技術，教師就可以對學生的知識建構與學習能力進行分析評估，從而為學生提供更加精準的個性化幫助。

3.大數據挑戰(zhàn)未來教師的知識與技能，促進信息化教學主體由教師向學生轉變

兩千多年前，孔子杏壇講學，口口相傳，完全倚賴于教師。一千多年前，活字印刷術迅速發(fā)展，文字典籍大量復制，師生得以初步分離。如今，海量的資源就在網上，無論是哈佛大學的課程，還是一線科研的成果；無論是視頻教學，還是線上答疑；無論是學習者身處著名大學城，還是在偏遠的小山溝，都能獲取同樣的學習資源。大數據時代，教學從課堂內走向了課堂外，從以教師為中心走向了以學生為中心，學習由定制的“套餐”變成了靈活的“自助餐”。一段《江南Style》的小視頻，竟然有17億人次觀看，如果未來學生都去選別人的課了，那我們教師該怎么辦？也許你會說：“怎么可能？”

但現實是殘酷的，將來的教師，必將是線下工作的大忙人。如果我們現在不抓緊學習與實踐，將來我們就真的OUT了。那么，未來教師在大數據浪潮中如何努力，才能不被拍在沙灘上呢？未來教師不僅是傳道、授業(yè)、解惑者，更是學習活動的組織者、資源的開發(fā)者，還是終身學習者。因此，除了傳統(tǒng)的教學功底之外，教師還要掌握信息技術、認知心理學、藝術修養(yǎng)和批判性思維等方面的知識與技能。只有這樣，才能擴展教師關于信息化教學的視野，增強教師實施信息化教學的能力，促進教師專業(yè)素養(yǎng)全面提升，從而使其穩(wěn)立于大數據的浪潮中。

● 結束語

大數據并不是一個充斥著算法和機器的冰冷世界，人類的作用依然無法被完全替代。大數據為我們提供的不是最終答案，只是參考答案，而更好的方法和答案還在不久的未來。其實，未來已來，讓我們一起努力，去探尋信息化教學的最好方法。