楊現民 米橋偉 張 瑤 鄭旭東
數據智能時代因材施教的新發展:主要特征、現實挑戰與未來趨勢*
楊現民 米橋偉 張 瑤 鄭旭東[通訊作者]
(江蘇師范大學 江蘇省教育信息化工程技術研究中心,江蘇徐州 221116)
當前,人類社會正加速邁向以高度數據化和高度智能化為核心特征的數據智能時代。在此背景下,因材施教的思想內涵變得更加豐富、人本化和科學化,呈現出對象趨于規模化、目標趨于全面化、過程趨于精準化、模式趨于創新化等四大特征。與此同時,當前國內規模化因材施教在人才評價、教師素養、生涯教育、資源供給、學生學習等方面也面臨諸多現實挑戰。基于此,文章預測了未來區域內開展規模化因材施教將呈現的發展趨勢,并對教育利益相關者實施因材施教分別提出建議,以期為國內各地協調多方力量整體推進規模化因材施教提供方向指引和借鑒。
因材施教;個性化教育;數據智能;大數據;人工智能;創新型人才

在數據智能時代,如何通過新一代信息技術賦能學習方式和教學模式的轉變,培養一大批全面發展的創新型人才,已成為國內外教育領域關注的重要議題。而在人類正加速邁進的數據智能時代,數據正成為教育綜合改革和數字化轉型的核心要素,以數據智能賦能教學模式、學習方式、評價手段和管理途徑的變革,是推進規模化因材施教、培養國家所需創新型人才的必經之路。基于此,本研究重點探討了數據智能時代因材施教的主要特征、發展面臨的現實挑戰,并預測了其未來發展趨勢,以期為國內各地推進規模化因材施教提供參考。
近年來,在大數據、區塊鏈、超級計算、5G、人工智能等技術的驅動下,人類社會正加速從信息化時代的初級階段邁向高級階段,即以高度數據化和高度智能化為核心特征的數據智能時代。在這個時代,社會各行業的管理決策和復雜問題解決都可通過智能算法對現實場景的多源異構數據進行智能化處理和分析,提取其中有價值的信息和知識,使數據具有“智能”特性,以提高社會生產實踐活動的治理水平[1]。信息與數據資源正成為數據智能時代重要的生產要素,不斷推動人類社會及其生產實踐實現萬物互聯、虛實融合、人機協同、群智開放、智能操控。
進入數據智能時代,世界主要國際組織與國家紛紛開始思考如何應對時代變化對社會發展和人才培養的影響,并逐漸意識到依托新一代信息技術重構學校課程、構建智能學習環境、創新人才培養模式、轉變學校組織形態、打造智能化教育新生態對于構建二十一世紀教育新體系的緊迫性和必要性,故開始高度重視以人性化、智能化、多元化及公平包容的形式,培養大批滿足智能社會發展需求的多元創新人才。為此,中國教育亟需轉變傳統的人才培養理念與模式,充分發揮新一代信息技術優勢,深入探索推進數據智能驅動的規模化因材施教,以助力科教興國、人才強國等國家重大戰略的落地。
因材施教教育思想已在我國經過了兩千多年的發展,其主要發展脈絡如圖1所示。

圖1 我國因材施教教育思想的主要發展脈絡
孔子是因材施教教育思想的先行者與實踐者。據《論語》記載,“公西華曰:由也問‘聞斯行諸’,子曰:有父兄在。求也問‘聞斯行諸’,子曰:聞斯行之。赤也惑,敢問。子曰:求也退,故進之,由也兼人,故退之”[2]。由此可見,孔子認為每個學生的性格、處事方式等都存在差異,了解每個學生的特點是有效開展因材施教的前提。孟子繼承了孔子因材施教的教育思想,在此基礎上提出了“教亦多術”“因人而異”等教育觀點。此外,孟子還認為,因材施教并不是對學生“放之任之”,而是“大匠不為拙工改廢繩墨,羿不為拙射變其彀率”[3]。也就是說,因材施教也需要制定并遵循一定的要求和標準。
唐代的韓愈從人才選拔角度闡述了因材施教的重要性。他以木材和藥材為例,來說明如何培育人才:木材與藥材的特點不同,因而其各自的用途也有差異,人才亦是如此,應該按照人才自身的特點成就他們[4]。此外,韓愈還認為,教師在開展教育活動時要有伯樂精神,要“懂得”如何識別人才,發現學生的特長,并將他們放在合適的位置上,以免埋沒人才。
到了宋代,理學家朱熹正式提出“因材施教”。據記載,朱熹對《論語·先進篇》做了如下注釋:“弟子因孔子之言,記此十人,而并目其所長,分為四科。孔子教人,各因其材,于此可見。”[5]此外,朱熹在極力推崇孔子因材施教教育思想的同時,還將學校教育按照學生的年齡大小劃分為小學、大學兩個階段:小學階段以“事教”為主要教育活動,即教學生“學其事”;而大學階段的教育活動以“理教”為主,即教學生“明其理”。
明清時期,王夫之指出教學本身就不應該是齊一、等同的,他提出了“君子之教因人而進之,有不齊之訓焉”的教育理念[6],認為熟悉和了解學生是實現“因人而進”的關鍵。此外,他還提出了“以人言之,始則視其質,繼則問其志,又進而觀其所勉與其所至,而分量殊焉”的教育思想[7]。他認為,要深入了解學生應進一步從四個方面入手:一是學生的先天素質,二是志向大小,三是勤奮程度,四是發展潛能。如果不顧學生的個體差異,對所有學生采取同樣的教學方法,將會造成“等之失”的問題,開展的教學活動也就難以達成目標。
到了近代,北京大學校長蔡元培將教育比喻為種植物,提出“干則灌溉之,弱則支持之,畏寒則置之溫室,齋食則資以肥料”[8]。他認為,教育者要清楚地知道學生的“身心發達之程序”,而后選擇各種各樣的方法幫助學生學習和成長。此外,他還主張對“鬼才”“怪才”“天才”等特別的人才施以不同的、特殊的“教練”[9]。教育家陶行知指出,課程設計者必須明確社會的種種需求,將社會需求作為課程分析的一部分來確定教學目標,進而根據學生的心理特征、能力水平、年齡大小等設計更靈活實用的課程,以更加精準、有效地培養人才,并滿足社會發展的需求[10]。
新中國成立后,因材施教的教育思想得到了進一步發展。顧明遠先生強調“因材施教也需要注重發現和培養學生的特殊才能,全面發展并不等同于平均發展,要綜合考慮學生的興趣、愛好等不同特點,靈活多樣地選擇教學計劃、課程、教材等,這才能把每一個學生的真才實學發揮出來”[11],并認為將全面發展與因材施教相結合才是辦好教育、培養人才的客觀規律[12]。此外,南國農先生也指出:“要積極主動地將傳統教學手段與現代化教學手段相結合,利用信息技術有效地推進教學改革,改變傳統單調的教學方式(模式),以實現學生知識水平提高、學習能力發展、思想品德培養、體力狀態提升。”[13]
綜上可見,隨著各朝各代的教育文化發展和教育思想者、實踐者的不斷探索,因材施教的內涵及其教育思想有了更為豐富、人本化和科學化的發展。但不容忽視的是,受限于我國班級容量大、優質教育資源供給不充分、教育評價改革推進難等現實問題,因材施教思想仍然難以有效地應用于學校教學實踐中。
智能技術賦能的因材施教,正逐步呈現出規模化、全面化、精準化、創新化等四個特征,如圖2所示。

圖2 智能技術賦能因材施教的主要特征
(1)因材施教對象趨于規模化
當前,智能技術正推動規模化教育與個性化培養有機結合,規模化因材施教已成為新時代教育發展的新使命。數據智能時代的因材施教要關注每一個學生的個性化發展需求,通過大數據和人工智能技術提供面向全體學生的個性化教育支持服務:一方面,通過人機協同教學、高質量作業、精準評價反饋,讓師生從過去重復和繁重的講授、練習、評價等工作中解放出來[14];另一方面,通過智能技術對所有學生進行數字畫像,以精準診斷他們的人格特質、興趣愛好、發展目標,并個性化定制每一個學生的個性成長方案。
(2)因材施教目標趨于全面化
因材施教的人才培養理念是尊重學生差異,讓他們朝著全面、個性、自由、健康的方向發展,培養德、智、體、美、勞“五育”融合發展的社會主義建設者和接班人。為此,數據智能時代開展的因材施教應緊緊與“五育”有機融合,充分釋放數據智能靈活、精準、科學開展因材施教活動的創新效能:一方面,要運用數據智能產品促進學生在“五育”方面協同、全面、有效地發展;另一方面,要發揮數據智能的精準化評價優勢,打破面向應試教育的單一評價機制,以促進學生“五育”融合發展和實現人生價值為目標,構建多維度、過程性、差異化的新教育評價模式,助力所有學生成長為全面發展的人才。
(3)因材施教過程趨于精準化
因材施教的過程可劃分為識別不同學生的差異、開展個性化教學、學生規劃發展與動態評價等三個關鍵環節[15]。在以往的因材施教過程中,教育工作者難以客觀且精準地開展識材、育才和評才等工作,這成為了妨礙因材施教常態化和規模化的主要障礙。為此,未來的因材施教活動需借助智能技術手段,在學情分析與學業診斷、教學管理與服務、精準評價與反饋指導等關鍵環節提升精準性和有效性。例如,教育工作者可利用數據挖掘、機器學習、知識圖譜、智能推薦等技術,對學情進行精準分析,識別與診斷師生的潛在需求,差異化推送優質資源與服務;同時,通過基于實時數據分析的伴隨式評價,幫助教師有針對性、精準化地調整教學策略,并以人機協同方式進行精準輔導答疑[16]。
(4)因材施教模式趨于創新化
當今時代,大數據、人工智能、區塊鏈等智能技術正全面推動教育流程再造、教育模式重構、教育供給方式重組、教育與人才培養體系重建。值得關注的是,智能技術和因材施教的融合創新,正不斷催生出差異化、智能化、創新化的因材施教模式,更加靈活、多樣地促進規模化創新人才培養。智能技術賦能的智慧教學、自適應學習、伴隨式評價、智能化管理等因材施教新模式,已引起了越來越多教育工作者的關注,并已在江浙滬等地得到了探索性應用。
作為世界人口大國,我國在實施創新型國家建設戰略的進程中迫切需要發揮大數據、人工智能等新一代信息技術的優勢,構建“面向人人、適合人人”的現代化教育體系,開展智能技術支持和賦能的規模化因材施教,以大批培養“五育”融合發展的社會主義建設者和接班人。然而,規模化因材施教在落地的過程中還面臨諸多現實挑戰,主要表現為:
如何科學地認識人才,是因材施教的基本問題。科學的人才評價標準需要突出多元化和個性化,使“人人皆可成才,人人盡展其才”,既“不能用一把尺子衡量所有人”,也不能用一種模式教育所有人。當前,各地各校都在推進“破五唯”,糾正不合理、不科學的教育評價機制,建立更加符合新時代要求的科學人才觀。但破除舊觀念、舊機制是一個長期且艱難的過程,當前不少學校、家庭和社會對人才的評價仍然停留在以考試、升學為主導的“應試”層面,嚴重阻礙了規模化因材施教的有效推進。因此,基礎教育領域亟需有效破除“唯分數”和“唯升學”難題,以推動基礎教育領域的系統性評價改革。
有一支兼具良好數據素養和專業素養的教師隊伍,是高質量開展規模化因材施教的前提。2021年,教育部發布《中小學教師信息化教育教學能力發展框架》[17],對教師應該具備的數據處理、分析與應用能力提出了明確要求,包括“評價數據的伴隨式采集”“數據可視化呈現與解讀”“基于數據的個別化指導”“應用數據分析模型”“創建數據分析微模型”等。此外,我國多地也通過開展教師數據素養專題培訓工作,一定程度上提高了教師的數據意識。但需注意的是,我國教師的數據處理、分析、解讀與應用能力仍然不足[18],仍未能充分激活教學數據的價值,影響了精準教學的推進速度和實施成效。此外,我國教育管理者在數據驅動的教育決策、數據驅動的教育治理等方面還存在短板,亟需提升他們的數據素養,以支持規模化因材施教實施與管理的科學化、精準化、高效化。
2019年,國務院發布《關于新時代推進普通高中育人方式改革的指導意見》[19],明確指出要切實提高學生的學業規劃能力和生涯規劃能力。隨后,上海、浙江、青島等地也印發了中小學生生涯教育的指導性文件。盡管這些文件對引導和指導各類中小學開展生涯規劃教育有重要意義,但從一線學校的整體實踐成效來看,多數學校并未將其作為重點工作加以落實、推進,主要表現為:一方面,學校缺少專業教師,難以對學生生涯規劃進行科學指導;另一方面,學校對生涯規劃教育的認識還不全面,多局限于高考選科和院校報考方面,而缺少對職業認知、人生志向等長遠人生規劃和個人發展方面生涯規劃的指導。
我國基礎教育規模龐大,若要滿足每位學生的個性學習和發展需求、全面推進和實現規模化因材施教,就必須構建優質、多元的數字教育資源供給體系。隨著國家數字教育資源公共服務體系的建立與運行,基礎教育領域的數字資源匯聚和共享水平有了明顯提升。與此同時,面向規模化因材施教的優質教育資源供給也面臨著一些問題,如多元、優質的個性化教育資源供給體系尚未形成,個性化教育資源供給的數量和質量仍然無法滿足實際需求;區域教育部門及中小學的優質教育資源供給能力不足,學校開展的選科走班和“雙減”工作(如課后延時服務、高質量作業布置等)等面臨較大挑戰。
規模化因材施教除了對學校、教師、教育行政部門等提出了新要求,也對學生的自主和自律學習能力提出了較高要求。特別是在信息大爆炸的智能時代,其為學生的個性化、自主性學習提供了大量開放共享的優質資源,同時為學生開展精準化、適應性學習提供了智能技術工具。但對于中小學生而言,在智能時代開展自主學習面臨諸多挑戰,如需具備更強的自律、自控和自我調節能力,需提高學業計劃、評價和反思的學習力,需提升合理規劃在線學習路徑、時間并克服沉迷網絡的能力等。
當前,江浙滬等地已開始探索智能時代的規模化因材施教,并在新型基礎設施建設、優質資源供給、教育教學改革等方面取得了重要進展。結合上述規模化因材施教的新特征、面臨的現實挑戰,本研究從信息化視角預測未來區域內開展的規模化因材施教將呈現五大發展趨勢:
《教育部等六部門關于推進教育新型基礎設施建設構建高質量教育支撐體系的指導意見》明確提出,要構建新型數據中心、促進教育數據應用[20]。教育大數據平臺作為“平臺體系新型基礎設施”,在支撐區域教育高質量發展、推進規模化因材施教的過程中扮演著“數據智腦”的重要角色。近年來,江浙滬等地陸續啟動教育大數據建設項目,研發、部署區域性的教育大數據分析服務平臺[21],在全國發揮了較好的示范作用,這將帶動更多地區加快教育大數據平臺建設,并探索更加成熟的教育數據匯聚共享、多元深度分析技術方案。
因材施教的本質是個性化教育,而面向人人的個性化教育需要海量、豐富的優質資源作保障。新冠肺炎疫情期間的超大規模線上教育實踐充分證明,唯有采用基于互聯網的大規模社會化協同模式[22],才能充分供給人人所需的優質教育資源與個性化教學服務。在未來較長一段時間內,教育資源與服務的供給側結構性改革應堅持“廣匯聚,共創享,多模態”的教育大資源觀[23],充分發揮大數據、5G、人工智能等智能技術的優勢,探索完善優質教育資源與服務的社會化協同、精準供給模式,以更好地支持和推進各地開展規模化因材施教。
《深化新時代教育評價改革總體方案》明確提出,要“突出實施學生綜合素質評價”“完善綜合素質評價體系”[24]。近年來,學生綜合素質評價已引起教育部門和各類學校的高度重視,各地開始積極部署學生綜合素質評價系統,期望通過信息化手段開展更全面、更客觀的學生成長評價。另外,基于大數據的用戶畫像技術在記錄學生成長軌跡、精準刻畫學生成長“肖像”等方面具有天然優勢,非常適用于學生綜合素質評價[25]。可以預見,將有越來越多的學生綜合素質評價系統、精準教學系統等信息化平臺嵌入學生畫像功能模塊,推動實現多維度、多模態數據的動態獲取,并以可視化方式描述、診斷和預測學生的綜合發展情況。
數據驅動的精準教學可以有效發揮教學數據價值,以支持教師開展課前的精準備課、課中的精細授導和課后的精益輔導,最終實現教師的“精準化教”和學生的“個性化學”[26]。精準教學代表了信息化教學發展的新方向,不失為一種落實國家“雙減”政策的有效教學方式。值得一提的是,多地多校在“十三五”期間積極開展數據驅動的精準教學改革,并已在教學模式、數據應用、資源建設等方面積累了寶貴經驗。在“十四五”及未來一段時間內,數據驅動的精準教學將從“單校推進模式”轉向“區域推進模式”,以實現其在更大范圍內的探索、推廣和普及。此外,有關信息技術教學應用的倫理失范問題及其治理[27],也將成為教育研究者和實踐者關注的重點。
近年來,國內中小學智慧校園建設取得了重要進展,各地也在積極開展省級、市級智慧校園的合格校和示范校評選認定,極大地促進了中小學的信息化建設與應用。特別是大數據、5G、人工智能等信息技術與學校教學、管理、服務等業務的持續深度融合,加速推進了校園安全、圖書借閱、餐飲消費、考勤管理、心理輔導等服務向智能化、個性化、精準化服務轉型。值得關注的是,智能教育服務秉承“服務育人”的教育理念,重在促進師生的成長與發展,這代表了智能技術與教育深度融合的未來發展方向。
在數據智能時代,因材施教的高質量實施是一項龐大的系統工程,需要教育行政部門、中小學校、學校師生、教育行業從業者等所有教育利益相關者積極參與。基于此,本研究從信息化視角出發,對教育利益相關者實施因材施教分別提出如下建議:
教育行政部門要持續加強頂層設計,重點從以下方面推進智能時代的因材施教工作:①加強教育新型基礎設施建設,升級區域教育云平臺,促進教育數據匯聚共享與分析應用,著力提升各種應用系統的智能性和體驗感,為推進規模化因材施教夯實“數字基座”。②探索建立教師智力資源線上流轉的支持體系,提高優質資源的覆蓋面和供給率,促進區域教育優質、均衡發展。③加強教育管理人員的數據素養培養,著力提升其基于數據的教育科學決策能力,打造一支“數據素養高”“專業水平高”的“雙高型”教育管理者隊伍。④建立學校生涯規劃教育的監督和評價體系,開展線上線下相結合的專項督查和指導工作,同時設立一批試點區和試點校進行示范引領,有序推進生涯規劃教育的落實、落細。
2 對中小學校的建議
中小學校是因材施教的實踐主體,建議重點做好以下工作:①持續推進智慧校園建設,完善學校信息化基礎支撐環境,加強校本資源的開發與應用,多渠道整合國家、社會、企業、社區等提供的優質教育資源,服務于學校“五育”融合發展,解決課后延時服務面臨的師資和課程資源嚴重短缺的問題。②建立課內課外、校內校外、線上線下相融合的大教學體系,探索推廣信息化條件下的新型教與學模式,開展基于數據、證據導向的教學效果評估,高度重視信息化教學對學生學業發展與身心健康的影響。③建立滲透式教師數據素養培養機制,突出校本培訓的場景化、案例化、微型化,通過專題實訓、活動帶動、文化浸潤等多種方式,持續提升教師的數據素養水平。④堅決落實各級教育行政部門對加強中小學生生涯教育的指導意見,加強生涯教育指導師資力量與課程資源的建設;同時,加強對學生選科升學、職業認知、人生志向等的全方位指導,增強學生對自我發展路向的設計與把控能力。⑤開展學生綜合素質評價,為每位學生建立成長檔案袋,生成動態全息的學生畫像,客觀記錄、精準診斷學生的“五育”發展情況,為精準識材、多元育才和個性成才提供數據支撐。
對學校教師而言,開展因材施教活動時要注意:①熱愛每位學生,堅持科學的人才觀和育人觀,相信每位學生都能成才。②熱愛信息技術,善用各種智能技術與工具,改進學科教學的方式、方法,設計高質量的作業,開展更加高效、精準的學業輔導。③善用教學數據,能夠借助信息化平臺實現教學、管理數據的伴隨式采集與及時分析,提高教學數據分析報告的解讀能力,讓數據更好地服務于教學工作和自身專業成長。
對中小學生而言,參與因材施教活動時要注意:①客觀地認識自己,能從學生畫像中精準感知自身的優勢和不足,明確改進重點與發展方向。②加強自主學習能力的培養,健康、合理地使用平板電腦、智能手機等開展學習活動,學會利用技術工具做好學習計劃、執行、調節、評價與反思,提升適應智能時代的學習與生存能力。③實現全面而有個性的發展,摒棄“主副科”觀念,著眼德、智、體、美、勞全面發展,在此基礎上發展個性、發揮所長,增強競爭力。
規模化因材施教離不開教育信息化行業力量的強力支撐,建議教育信息化從業者做好以下工作:①深刻領會國家教育政策特別是教育信息化相關文件傳達的精神,加強對教育管理部門與一線學校的需求調研,精準把好信息化產品的需求關。②加大教育大數據產品的研發投入,高度重視數據分析模型構建與產品體驗感設計。③加強行業標準意識,在產品開發與運營的過程中要切實遵守教育信息化領域的相關標準與規范,支持業務系統之間的數據互聯互通,同時保證數據安全。④做好技術支持服務,要從思想上認識到教育信息化產品絕不是“一錘子買賣”,因此要在約定時間內對用戶購買的信息化產品提供不斷線、及時、優質的運維服務。
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The New Development of Teaching in Accordance with Aptitude in the Era of Data Intelligence: Key Characteristics, Practical Challenges and Future Trends
YANG Xian-min MI Qiao-wei ZHANG Yao ZHENG Xu-dong[Corresponding Author]
At present, human society is accelerating towards the data intelligence era which is characterized by high data and high intelligence. Under this background, the ideological connotation of teaching students in accordance with their aptitude has become richer, more humanistic and scientific, which showed the four new characteristics of the object tending to be large-scale, the goal tending to be comprehensive, the process tending to be accurate, and the model tending to be innovative. At the same time, the large-scale teaching in accordance with aptitude faced many practical challenges in terms of talent evaluation, teachers’ literacy, career education, resource supply, and students’ learning. Based on this, the development trends of the implementation of large-scale teaching in accordance with aptitude in the region in the future were predicted. In addition, relevant suggestions for different educational stakeholders to implement teaching students in accordance with aptitude were proposed, expecting to provide direction guidance and reference for all localities in China to coordinate multi-party forces to promote large-scale teaching in accordance with aptitude as a whole.
teaching in accordance with aptitude; individualized education; data intelligence; big data; artificial intelligence; innovative talents
G40-057
A
1009—8097(2022)05—0005—09
10.3969/j.issn.1009-8097.2022.05.001
基金項目:本文為國家自然科學基金面上項目“網絡學習資源群體進化的規律識別與預警技術研究”(項目編號:62077030)、江蘇省教育科學“十三五”規劃重點資助課題“中小學教師數據素養培訓體系設計與區域規模化實踐研究”(項目編號:B-a/2020/01/12)的階段性研究成果,并受江蘇省高校“青藍工程”資助。
楊現民,教授,博士,研究方向為智慧教育、教育大數據、網絡學習資源、技術增強學習等,郵箱為yangxianmin8888@163.com。
2022年2月14日
編輯:小米