以大數(shù)據(jù)翻開教學(xué)變革的新篇章
——2013年?？萍?jí)培訓(xùn)札記
常州市翠竹中學(xué) 岳亞軍
在當(dāng)今社會(huì)面臨全球化和新技術(shù)革命，特別是信息技術(shù)革命的挑戰(zhàn)時(shí)，基于技術(shù)的教育變革的重要性和緊迫性也日益明顯。在這樣的背景下，常州市教育局繼2012年暑假舉辦了以“讓技術(shù)推動(dòng)學(xué)習(xí)，讓教育充滿智慧”為主題的?？萍?jí)研修活動(dòng)之后，2013年7月18-20日，再一次開展了以“大數(shù)據(jù)催生教育智慧，云課堂助推學(xué)習(xí)變革”為主題的?？萍?jí)培訓(xùn)活動(dòng)。今年的培訓(xùn)活動(dòng)，有中共常州市委書記閻立的高層視點(diǎn)：《加快建設(shè)教育現(xiàn)代化示范區(qū) 為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供強(qiáng)力支撐》，有深圳國(guó)泰安信息技術(shù)有限公司執(zhí)行總裁、首席金融工程師王春雷、上海思來氏信息咨詢公司CEO張韞博士的前沿動(dòng)態(tài)：《科技引領(lǐng)教育創(chuàng)新》、《大數(shù)據(jù)讓你走近每一個(gè)學(xué)生的真實(shí)》，有華中師范大學(xué)校長(zhǎng)楊宗凱的教育導(dǎo)航：《技術(shù)促進(jìn)教育變革——先進(jìn)教室 數(shù)字老師 未來教育》，有網(wǎng)易杭州研究院副教授孫志剛的教育視野：《教育云課堂》，有上海市教委基教處處長(zhǎng)倪閩景的名家引領(lǐng)：《云計(jì)算 低結(jié)構(gòu) 大數(shù)據(jù)——信息化推動(dòng)教育轉(zhuǎn)型》，有上海閔行中學(xué)校長(zhǎng)余安敏的先行者說：《信息技術(shù)引領(lǐng)學(xué)校變革
一、影響學(xué)生學(xué)業(yè)的要素研究
經(jīng)過元分析和數(shù)以千萬計(jì)有效教學(xué)及課堂指導(dǎo)成果的綜合分析研究，普遍認(rèn)為以下三個(gè)要素是影響學(xué)生學(xué)業(yè)成就的最重要的要素。
要素一：學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和對(duì)自己的挑戰(zhàn)性期望。學(xué)生能否進(jìn)入到學(xué)習(xí)的過程之中的前提是：一個(gè)學(xué)生有沒有學(xué)習(xí)的興趣，有沒有學(xué)習(xí)的愛好；學(xué)生能否高質(zhì)量的學(xué)習(xí)的關(guān)鍵是：在有了興趣和愛好之后是否對(duì)自己有一定的挑戰(zhàn)性期望。
不同的學(xué)生有不同的興趣和愛好，也有不同的挑戰(zhàn)水平。對(duì)有的學(xué)生來說，從沒興趣沒愛好到有興趣有愛好是挑戰(zhàn)；對(duì)有的學(xué)生來說，由不會(huì)到會(huì)是挑戰(zhàn)；對(duì)有的學(xué)生來說，會(huì)了之后要追求卓越是挑戰(zhàn)。一個(gè)人只有有了對(duì)自己的挑戰(zhàn)性期望，才能有不斷進(jìn)取獲得優(yōu)異學(xué)業(yè)的動(dòng)力。每一個(gè)學(xué)生也只有有了自己的挑戰(zhàn)性期待，才能有學(xué)習(xí)的自覺、自信和自學(xué)的要求。
教學(xué)實(shí)踐告訴我們，一個(gè)人如果沒有自覺，沒有自信，不會(huì)自己學(xué)習(xí)，他就始終不會(huì)擺脫灌輸式的被動(dòng)學(xué)習(xí)，而且學(xué)得非常艱苦。任何一種教學(xué)改革，如果能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和愛好，能夠讓學(xué)生產(chǎn)生對(duì)自身的挑戰(zhàn)性期待，它所帶來的學(xué)習(xí)效果一定是最好的。其實(shí)學(xué)生學(xué)習(xí)的不成功，最關(guān)鍵的是自己始終認(rèn)為是一個(gè)失敗者。
要素二：在合適的學(xué)習(xí)時(shí)間內(nèi)給予學(xué)生廣泛的有效的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。我們的學(xué)生不缺學(xué)習(xí)時(shí)間，和國(guó)外的學(xué)生相比，我們的學(xué)習(xí)時(shí)間夠長(zhǎng)的了。誰都明白這個(gè)道理，學(xué)習(xí)的成效并不決定于時(shí)間的長(zhǎng)度，而是單位時(shí)間內(nèi)的效度。所謂有效的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，包括為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供多元化的課程和創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)情境等多個(gè)方面。
現(xiàn)實(shí)的問題是國(guó)家課程是規(guī)定性，是不得不實(shí)施的，也是必須實(shí)施好的。教師要根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)對(duì)象的特征來設(shè)置學(xué)習(xí)情境，情境可以是具體的，也可以是抽象的；可以是邏輯性的，也可以是形象化的。但我們的校本課程是點(diǎn)綴性。我們的許多學(xué)校，真正的適性課程是比較少的。
要素三：教師教學(xué)的針對(duì)性。
有效學(xué)習(xí)總是具有個(gè)性化和針對(duì)性。所以教師的教學(xué)要關(guān)注兩個(gè)詞，一個(gè)是個(gè)性化，一個(gè)是針對(duì)性。我們的教學(xué)，如果能從學(xué)生不同的學(xué)習(xí)需求來設(shè)計(jì)，而且能針對(duì)每個(gè)人的突出問題和特殊需求來開展教學(xué)，效果一定會(huì)非常好。
二、關(guān)于教學(xué)針對(duì)性的思考
在影響學(xué)生學(xué)業(yè)的三個(gè)重要的因素中，有一個(gè)特別重要的因素，就是教師教學(xué)的針對(duì)性。所謂教學(xué)的針對(duì)性，至少應(yīng)該包含以下三層含義：
第一， 通過準(zhǔn)確的評(píng)估，在教學(xué)時(shí)精確地知道每一個(gè)學(xué)生的優(yōu)缺點(diǎn)。
第二， 在教學(xué)中知道什么是合適的指導(dǎo)，特別是在什么時(shí)候，使用什么，怎么使用教學(xué)策略和相應(yīng)的資源。
第三， 在日常工作中，使用課堂結(jié)構(gòu)、程序和工具來進(jìn)行有區(qū)別的指導(dǎo)和針對(duì)性教學(xué)。[①]
這一解釋首先是基于維果茨基最近發(fā)展區(qū)理論和幫助式發(fā)展理論。它認(rèn)為每一個(gè)學(xué)習(xí)者有一個(gè)被促進(jìn)的關(guān)鍵區(qū)域——最近發(fā)展區(qū)，任何一個(gè)人的最近發(fā)展區(qū)都不是單一的，它隨著知識(shí)領(lǐng)域的變化而不同。他還認(rèn)為，如果一個(gè)“有更多知識(shí)的他人”（譬如教師）建構(gòu)學(xué)習(xí)，使得所需完成學(xué)習(xí)任務(wù)難度與學(xué)習(xí)者個(gè)體的需求一致起來，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果將達(dá)到最大化；其次是布魯納的主張。布魯納認(rèn)為教師的角色，就是建構(gòu)并支持完成學(xué)習(xí)新任務(wù)，向?qū)W習(xí)者表明怎樣從當(dāng)前能獨(dú)立完成的任務(wù)層次向更高的層次能力邁進(jìn)。
針對(duì)性教學(xué)意味著保證學(xué)生在他們最近發(fā)展區(qū)域內(nèi)進(jìn)行學(xué)習(xí)活動(dòng)，使他們的能力和要接受的挑戰(zhàn)適應(yīng)。理想的課堂教學(xué)狀態(tài)是：教師能精確地知道每一個(gè)學(xué)生當(dāng)前的起點(diǎn)和學(xué)生需要什么樣的幫助才能進(jìn)入下一個(gè)能力層面進(jìn)行學(xué)習(xí)。現(xiàn)實(shí)的課堂，我們的教師根本做不到這一點(diǎn)。
個(gè)中原因，筆者愚見，大致有一下幾個(gè)方面：
教學(xué)的目標(biāo)指向有偏差。從狹義的角度去理解教學(xué)目標(biāo)，應(yīng)該是培養(yǎng)獨(dú)立的思考者和終身學(xué)習(xí)者。而我們目前的教學(xué)從不考慮學(xué)生的個(gè)性差異和發(fā)展差異，教學(xué)就是為了讓每一個(gè)學(xué)生都能得到好的分?jǐn)?shù)。
傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)診斷方式的局限。一如KHAN所言：“標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)驗(yàn)本身并不槽糕，但糟糕的是它沒法對(duì)學(xué)生的每一個(gè)方面作出評(píng)估?！彼Ｍ麑淼恼猩訇P(guān)心的不再僅僅是學(xué)生的高考分?jǐn)?shù)，而是他們?yōu)檫_(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)所付出的堅(jiān)持不懈地努力過程。他說，如果他是招生官，他會(huì)關(guān)心有哪些學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中展現(xiàn)了不俗的毅力。[②]我們現(xiàn)在有一個(gè)規(guī)定，每學(xué)期的考試次數(shù)不能超過2次，我不清楚減少考試次數(shù)到底能不能減負(fù)，我們考試的真正價(jià)值并不在診斷，看重的分?jǐn)?shù)。
我們的大班化教學(xué)，在一定程度上制約了教師對(duì)學(xué)生個(gè)性差異和發(fā)展差異的了解。
在某種意義上，盡管信息技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，但對(duì)學(xué)生全息分析的數(shù)據(jù)工具尚未開發(fā)成功。教師憑借教學(xué)經(jīng)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)不僅不全面，而且不客觀，總是帶有老師的主觀色彩。
三、大數(shù)據(jù)給教學(xué)改革帶來機(jī)遇
1.理解大數(shù)據(jù)
大數(shù)據(jù)”這個(gè)術(shù)語最早期的引用可追溯到apache org的開源項(xiàng)目Nutch。當(dāng)時(shí)，大數(shù)據(jù)用來描述為更新網(wǎng)絡(luò)搜索索引需要同時(shí)進(jìn)行批量處理或分析的大量數(shù)據(jù)集。隨著谷歌MapReduce和GoogleFile System （GFS）的發(fā)布，大數(shù)據(jù)不再僅用來描述大量的數(shù)據(jù)，還涵蓋了處理數(shù)據(jù)的速度。
從某種程度上說，大數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)分析的前沿技術(shù)。簡(jiǎn)言之，從各種各樣類型的數(shù)據(jù)中，快速獲得有價(jià)值信息的能力，就是大數(shù)據(jù)技術(shù)。明白這一點(diǎn)至關(guān)重要，也正是這一點(diǎn)促使該技術(shù)具備走向眾多企業(yè)的潛力。
大數(shù)據(jù)可分成大數(shù)據(jù)技術(shù)、大數(shù)據(jù)工程、大數(shù)據(jù)科學(xué)和大數(shù)據(jù)應(yīng)用等領(lǐng)域。目前人們談?wù)撟疃嗟氖谴髷?shù)據(jù)技術(shù)和大數(shù)據(jù)應(yīng)用。工程和科學(xué)問題尚未被重視。大數(shù)據(jù)工程指大數(shù)據(jù)的規(guī)劃建設(shè)運(yùn)營(yíng)管理的系統(tǒng)工程；大數(shù)據(jù)科學(xué)關(guān)注大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和運(yùn)營(yíng)過程中發(fā)現(xiàn)和驗(yàn)證大數(shù)據(jù)的規(guī)律及其與自然和社會(huì)活動(dòng)之間的關(guān)系。
大數(shù)據(jù)的4個(gè)“V”，或者說特點(diǎn)有四個(gè)層面：第一，數(shù)據(jù)體量巨大。從TB級(jí)別，躍升到PB級(jí)別；第二，數(shù)據(jù)類型繁多。前文提到的網(wǎng)絡(luò)日志、視頻、圖片、地理位置信息等等。第三，價(jià)值密度低，商業(yè)價(jià)值高。以視頻為例，連續(xù)不間斷監(jiān)控過程中，可能有用的數(shù)據(jù)僅僅有一兩秒。第四，處理速度快。1秒定律。最后這一點(diǎn)也是和傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)有著本質(zhì)的不同。業(yè)界將其歸納為4個(gè)“V”——Volume，Variety，Value，Velocity。
物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)、平板電腦、PC以及遍布地球各個(gè)角落的各種各樣的傳感器，無一不是數(shù)據(jù)來源或者承載的方式。[③]
2.大數(shù)據(jù)為教學(xué)改革帶來的機(jī)遇
教學(xué)最基本的要點(diǎn)是：只有當(dāng)教學(xué)足夠精確并直接建立在學(xué)生已有基礎(chǔ)之上時(shí)，且將學(xué)生更高一層能力時(shí)才是最有力的[④]。如果教學(xué)沒有針對(duì)性，學(xué)生或者花費(fèi)太多的時(shí)間從事過于簡(jiǎn)單、不涉及學(xué)習(xí)新東西的活動(dòng)上，或者太難、涉及學(xué)習(xí)或再學(xué)習(xí)太多新東西的學(xué)習(xí)活動(dòng)上花費(fèi)太少的時(shí)間。
在現(xiàn)實(shí)的課堂，我們經(jīng)常會(huì)遇到這樣的情境：在一個(gè)教室里50名學(xué)生，老師安排同一篇文章讓他們閱讀。有經(jīng)驗(yàn)的教師一定能依據(jù)自身的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和課堂觀察發(fā)現(xiàn)這樣三種情況：有部分學(xué)生能夠輕松地閱讀并復(fù)述，也能較快地完成教學(xué)預(yù)設(shè)的問題；對(duì)有一部分學(xué)生來說，文章本身的難易度和教學(xué)預(yù)設(shè)的問題適中；經(jīng)過自己的努力也能較好地完成學(xué)習(xí)任務(wù)；還有一部分學(xué)生，文章的難度和預(yù)設(shè)的問題都超過了他們的自主閱讀能力，他們?cè)趯W(xué)習(xí)遇到了困難。即使我們的教師有這樣的發(fā)現(xiàn)，但是在教學(xué)過程中，教師依然是按照既定的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行，期待通過老師的指導(dǎo)所有學(xué)生實(shí)現(xiàn)知識(shí)掌握和技能提高的目的。這樣教學(xué)的結(jié)果是什么呢？這樣的教學(xué)對(duì)第一部分學(xué)生來說是沒有挑戰(zhàn)性，他們沒有機(jī)會(huì)接受更高一層次學(xué)習(xí)任務(wù)的挑戰(zhàn)，只是在簡(jiǎn)單的學(xué)習(xí)活動(dòng)中浪費(fèi)時(shí)間；第三部分學(xué)生最需要幫助，雖然有可能在老師的指導(dǎo)下基本能完成學(xué)習(xí)任務(wù)，但絕對(duì)不可能達(dá)到教師預(yù)想的教學(xué)目標(biāo)，往往有很多學(xué)生在不斷的閱讀失敗中對(duì)學(xué)習(xí)失去信心。
大數(shù)據(jù)應(yīng)用于課堂教學(xué)，最大的影響是它有能力去關(guān)注每一個(gè)學(xué)生的微觀表現(xiàn)。傳統(tǒng)教學(xué)方式下我們獲得的數(shù)據(jù)有兩個(gè)顯著的特點(diǎn)：一是宏觀整體性的，即通過檢測(cè)分析、問卷調(diào)查等方式獲得學(xué)生整體的學(xué)業(yè)水平，身體發(fā)育與體質(zhì)狀況，社會(huì)性情緒及適應(yīng)性發(fā)展等。第二是經(jīng)驗(yàn)感知性的，即教師根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和日常的觀察給出對(duì)學(xué)生的大概評(píng)價(jià)。運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，不僅可以獲得一個(gè)學(xué)生在一節(jié)40分鐘的課堂中所產(chǎn)生的全息數(shù)據(jù)約5-6GB，而且可以對(duì)這個(gè)學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過程中的各種行為表現(xiàn)，情緒態(tài)度等進(jìn)行全方位分析，得出學(xué)生學(xué)業(yè)的優(yōu)缺點(diǎn)和對(duì)待學(xué)業(yè)的態(tài)度等。如果大數(shù)據(jù)技術(shù)能廣泛地運(yùn)用于課堂教學(xué)，那么我們?cè)谡n堂中進(jìn)行針對(duì)性教學(xué)就有了可能。
這種可能的實(shí)現(xiàn)，需要同時(shí)具備以下四項(xiàng)：
第一，一套有力的評(píng)估工具，這套工具與每堂課的學(xué)習(xí)目的相匹配，它使教師每日獲得有關(guān)每一個(gè)學(xué)生進(jìn)步的準(zhǔn)確的、綜合的信息，這套工具的管理使用不會(huì)過度干擾正常的課堂秩序。
第二，一個(gè)不用太多時(shí)間而又能捕捉到過程評(píng)估數(shù)據(jù)的方法。自動(dòng)分析數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可有效推動(dòng)教學(xué)的信息，使教師很快即可做出教學(xué)方案，而無須等到將來。
第三，一種使用每個(gè)學(xué)生的評(píng)估信息來設(shè)計(jì)并實(shí)施個(gè)人化教學(xué)的措施，為教學(xué)而評(píng)估成為提高教學(xué)針對(duì)性的策略。
第四，一套嵌入的手段來監(jiān)測(cè)和管理學(xué)習(xí)，測(cè)試哪些能有效地系統(tǒng)地提高課堂教學(xué)效果，從而使之更加精確地應(yīng)對(duì)教室中每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。[1]
我們期待，有這樣提套系統(tǒng)的數(shù)據(jù)工具，能幫助教師對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析，從而確定課堂教學(xué)的起點(diǎn)和學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，幫助學(xué)生成為獨(dú)立的思考者和終身學(xué)習(xí)者。
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