著眼科技，教育信息化革命全面提速

文／本刊記者 張玉曼

進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代，“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策”已經(jīng)成為教育行業(yè)的流行語，發(fā)達(dá)國家將大數(shù)據(jù)提升到國家戰(zhàn)略層面，并在大數(shù)據(jù)相關(guān)領(lǐng)域投入巨資，在教育領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)相關(guān)研究和應(yīng)用上已經(jīng)取得了一定的成果。我國也在不斷加強(qiáng)對(duì)相關(guān)研究和應(yīng)用在技術(shù)層面、管理體制層面的支持，近幾年來，教育領(lǐng)域內(nèi)各大評(píng)選活動(dòng)的科技創(chuàng)新獎(jiǎng)始終圍繞著教育數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)而展開。

2017年中國教育行業(yè)發(fā)展技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)的評(píng)選又將關(guān)注點(diǎn)落在了教育信息化系統(tǒng)領(lǐng)域，獲獎(jiǎng)?wù)呶髂县?cái)經(jīng)大學(xué)天府學(xué)院信息技術(shù)教學(xué)中心研究員蒲石，創(chuàng)新性地將機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘分析技術(shù)，應(yīng)用于學(xué)生成績表現(xiàn)分析、預(yù)測的軟件系統(tǒng)中，研發(fā)而成的一系列教育信息化系統(tǒng)相輔相成，均為提高教育教學(xué)管理水平提供了重要輔助作用。近日，記者專訪獲獎(jiǎng)?wù)咂咽窒硭难邪l(fā)經(jīng)歷與規(guī)劃。

記者：最近幾年，您收獲了多個(gè)教育行業(yè)創(chuàng)新獎(jiǎng)，2015年被評(píng)為第三屆全國教育信息化杰出貢獻(xiàn)人物，2016年又在中國教育行業(yè)科技成果獎(jiǎng)評(píng)選活動(dòng)中榮獲科技成果二等獎(jiǎng)，前不久榮獲中國教育行業(yè)發(fā)展技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)，這是業(yè)界對(duì)您的研究成果的充分肯定。您推出的一系列教育信息化系統(tǒng)有著怎樣的研發(fā)歷程？

蒲石：首先能得到業(yè)界的認(rèn)可，我很榮幸。我認(rèn)為這不僅是國家、行業(yè)對(duì)推進(jìn)教育信息化進(jìn)程的重視，也是對(duì)教育數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在教育改革中發(fā)揮的重要作用的肯定。未來教育數(shù)據(jù)分析、自適應(yīng)系統(tǒng)還會(huì)是教育改革的大方向，我也會(huì)積極分享我的研究思路。

以我的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，要想讓創(chuàng)新研發(fā)出的教育教學(xué)輔助系統(tǒng)真正滿足實(shí)際需求，可以從四個(gè)方面入手深度挖掘教育大數(shù)據(jù)，第一，要通過整合學(xué)習(xí)者知識(shí)、動(dòng)機(jī)、認(rèn)知和態(tài)度等詳細(xì)信息進(jìn)行學(xué)習(xí)者模型的構(gòu)建，預(yù)測學(xué)習(xí)者未來學(xué)習(xí)發(fā)展趨勢；第二，要探索和改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)順序的領(lǐng)域模型；第三，要考量各種學(xué)習(xí)軟件所提供的教學(xué)支持的有效性；最后，要通過構(gòu)建包含學(xué)習(xí)者模型、領(lǐng)域模型和教育軟件教學(xué)策略的數(shù)據(jù)計(jì)算模型，促進(jìn)學(xué)習(xí)者有效學(xué)習(xí)的發(fā)生。

記者：在您看來，我國教育信息化發(fā)展到了哪個(gè)進(jìn)程，與國外相比有怎樣的差異？

蒲石：目前我國的教育信息化系統(tǒng)，包括自適應(yīng)學(xué)習(xí)軟件，大多以知識(shí)圖譜為主，這是對(duì)教育數(shù)據(jù)最基礎(chǔ)、最淺顯的分析與應(yīng)用。而在國外教育行業(yè)的研究中，耶魯大學(xué)、哈佛大學(xué)、斯坦福大學(xué)等世界知名高校都啟動(dòng)了教育大數(shù)據(jù)相關(guān)研究計(jì)劃，對(duì)情感與環(huán)境影響方面也進(jìn)行相關(guān)探索；美國學(xué)校管理者協(xié)會(huì)攜手學(xué)校網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合會(huì)，以及全球性的信息技術(shù)研究和咨詢公司Gartner共同實(shí)施了一個(gè)名為“Closing the Gap: Turning Datainto Action”的項(xiàng)目，旨在促進(jìn)學(xué)校對(duì)學(xué)生信息系統(tǒng)和學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)中大數(shù)據(jù)的使用。相比之下，未來我國教育信息化技術(shù)的研究與應(yīng)用還需要在深度與廣度上不斷拓展，整合現(xiàn)有的教育資源，從層級(jí)性、時(shí)序性和情境性的角度，挖掘教育數(shù)據(jù)間的隱性關(guān)系，從而更好地理解學(xué)生、優(yōu)化教學(xué)。

記者：您自身擁有多年留學(xué)經(jīng)歷，受國外教育理念影響率先運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘相關(guān)的方法，在這一領(lǐng)域開展了多項(xiàng)研究工作，目前取得了哪些進(jìn)展？

蒲石：與國內(nèi)大部分團(tuán)隊(duì)不同，我們是針對(duì)廣義的教育大數(shù)據(jù)展開了挖掘與探索，目前已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域初步取得了成績。比如基于機(jī)器學(xué)習(xí)的學(xué)生成績預(yù)測系統(tǒng)，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)測功能，我們建立了一個(gè)能夠從整合多個(gè)預(yù)測變量推斷單一被預(yù)測變量的模式，通過在線學(xué)習(xí)環(huán)境中學(xué)習(xí)者參與在線討論的情況、測試的情況等，預(yù)測學(xué)習(xí)者在該門課程的學(xué)習(xí)中是否有失敗的風(fēng)險(xiǎn)；學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)能夠根據(jù)對(duì)學(xué)習(xí)者在在線學(xué)習(xí)環(huán)境中學(xué)習(xí)困難、交互模式等數(shù)據(jù)，將學(xué)習(xí)者分成不同的群組，進(jìn)而為不同的群組提供合適的學(xué)習(xí)資源和組織合適的學(xué)習(xí)活動(dòng)，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率；學(xué)習(xí)質(zhì)量體檢的數(shù)據(jù)深度挖掘分析系統(tǒng)則完成了對(duì)數(shù)據(jù)各變量之間的相關(guān)關(guān)系集中探索，并將相關(guān)關(guān)系作為一條規(guī)則進(jìn)行編碼，利用關(guān)系挖掘，探索在線學(xué)習(xí)環(huán)境中學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)活動(dòng)和學(xué)習(xí)成績的相關(guān)關(guān)系，進(jìn)而用于改進(jìn)學(xué)習(xí)內(nèi)容呈現(xiàn)方式和序列，以及在線教學(xué)方法，為教育工作者提供有效的建議與參考數(shù)據(jù)。

記者：目前，您推出的一系列教育信息化系統(tǒng)已在各大高校得到廣泛應(yīng)用，并收到不錯(cuò)的反饋。您對(duì)未來的研發(fā)項(xiàng)目有怎樣的規(guī)劃？教育數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)將呈現(xiàn)出怎樣的發(fā)展趨勢？

蒲石：在大數(shù)據(jù)時(shí)代，整合現(xiàn)有的教育數(shù)據(jù)，構(gòu)建虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)是教育信息化建設(shè)的主要目標(biāo)。大數(shù)據(jù)時(shí)代的虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)將呈現(xiàn)出關(guān)聯(lián)性更強(qiáng)的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這就使得我們在虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)的構(gòu)建和運(yùn)維等方面面臨機(jī)遇和挑戰(zhàn)。如何通過大數(shù)據(jù)挖掘和分析，探索社會(huì)網(wǎng)絡(luò)位置、資源分配和知識(shí)建構(gòu)等變量的相關(guān)關(guān)系，建立相應(yīng)的分析和預(yù)測機(jī)制，為虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)的構(gòu)建和運(yùn)維提供科學(xué)有效的決策參考，值得我們未來展開研究。另外，隨著數(shù)字學(xué)習(xí)資源的不斷積累，大數(shù)據(jù)時(shí)代的虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)不可避免地要面臨數(shù)字資源的保護(hù)問題，相應(yīng)的保護(hù)機(jī)制、技術(shù)和方法也將是未來研究的主要方向。目前，國內(nèi)已有學(xué)者針對(duì)這一問題展開了相關(guān)研究，未來我們也會(huì)加入其中，為教育大數(shù)據(jù)平臺(tái)的建設(shè)貢獻(xiàn)力量。