大数据时代:让教育发现每一个学生的“与众不同”

---专访西安交通大学高等教育研究所所长陆根书

在课堂上，我们总会听到老师这样布置作业：“今天完成前六道题”。但是，所有学生都有必要完成这六道题吗？

两个以同样高考分数考上西安交通大学的学生，他们的知识结构、能力会一样吗？

百年大计、教育为本。教育涉及千家万户，关乎我们每一个人的切身利益。那么,随着大数据时代的来临，教育领域会有哪些变化?记者就此采访了西安交通大学高等教育研究所所长陆根书。

三大价值:教育决策更加精准高效、教与学更加智慧、服务更加个性化

记者:大数据在高等教育中的价值与作用，您是怎么看的？

陆根书:我国教育信息化建设经历了两个阶段：第一个阶段是学校管理系统由纸面化、手写化到电脑化、电子化；第二个阶段是“+互联网”，各部门利用互联网实现了初步互联互通。现在我们迎来大数据时代,教育信息化建设正处于第三个阶段——“互联网+”。高校承担着人才培养、科学研究、社会服务的重要职能，在大数据时代，如何利用好大数据这个深海资源，更好地履行大学的职能，值得深入探讨。目前,从教育教学的角度，“大数据+教育”有三个方面的重要价值。

首先，大数据让教育决策更加精准、高效。在大数据出现之前，我们进行教育决策，有时也会基于数据，但这种数据，有时只是静态的、局部的数据。例如，对学生是如何利用时间的，以前可能只能关注一个点的情况，即他是否正常上课、迟到、早退情况等，但对他什么时间出宿舍，什么时间进食堂，什么时间进教室、什么时间进图书馆，他一天的学习、生活时间是如何安排的，缺乏实时、动态、连续、全过程的了解。因此，在考虑如何优化学生的时间利用时，可能就不能那么精准地进行设计了。

在大数据时代，则可以让高校在目标导向、问题驱动下进行全过程的实时、动态、持续监控，使得分类管理更加精细化、规范化，也可以对未来变化趋势进行更加明确的预测，对可能出现的问题进行早期的预防和预警，从而使高校治理体系和治理能力的现代化成为可能。

同时，大数据也可以使教育评价做到更加精准。以往,我们评价一个教师的教学质量,也有学生评教，督导评教，同行评议等等，但是，一方面受制于人力、物力条件，评价常常是局部、随机的。例如，督导要对一名教师的教学质量进行评议，必须亲临现场去感受，但交大全校也就几十名督导，不太可能实时、动态、持续地对所有教师进行评价；另一方面，不同主体的评价数据常常也是缺乏关联的。因此，难以对教学质量进行精准的评价。近年来，西安交通大学将教学质量运行数据源(如学生一卡通刷卡考勤记录、教学录像数据)和评价数据源(如学生、督导评教、领导听课、教学管理部门监察记录等)整合在一起，建立西安交通大学教学质量监控大数据平台，形成了一套学生课前、课中、课后一体化的“互联网+”的学习体系；通过课程视频随堂录制、监控，实时统计学生出勤率，教师到课率，使教师能够更加关注教学本身，努力提升教学水平；建立了严格、多维的学生、督导、同行专家、领导和管理人员甚至开放学习者等评教的大数据教学质量监督评价体系；基于物联网技术，使学生在宿舍、教室、图书馆、食堂等学习、生活活动和教室管理实现了数字化、智能化、精细化，为学校制定和完善各类人才培养方案提供了大量信息依据。

应用这一系统，可实现课堂教学评价的四大转变：从模糊宏观的质量评价向量化精准的评价；从每学期制之间是不关联的评价变成常态持续的评价；从部分学期抽查到全面覆盖；从事后评价到实时动态评价，从而有效促进学校教学管理工作。

2014年12月，西安交通大学与陕西省教育厅共同建立了一个陕西省高等教育数据中心，这个数据中心汇聚了全省各个高校的办学状态数据，包括了高校方方面面的数据，同时也整合了陕西省教育厅各个业务处室的数据。2016年4月，该中心启动陕西省高等教育数据中心大数据服务平台，旨在推动信息化与高等教育教学、科研的融合与创新，服务优质教育资源建设与共享，在新形势下提升高等教育管理的数字化、智慧化水平。

通过教育信息化和大数据建设，也可以精准实施教育扶贫，提升教育公平程度。例如，对一些缺乏优秀教师和优质教学资源的偏远地区农村学校，可以通过教育信息化，利用教育领域的云平台或学习平台，接受优秀教师的教学和学习优质的教学资源。因此，教育信息化和大数据建设，能够帮助我们合理配置教育资源，提高资源的利用效率。

其次，在教学与学习上，可以做到更加智慧。对于教师，可以实现跨地域的资源整合和共享学习协作，实现多人的协同教学；可以进行班级或者针对专业学生的自身诊断；可以开展课程评估；可以对学习者进行兴趣的聚类或者进行资源的有效聚合。

对于学生，可以对自己的实时学习行为进行跟踪分析，可以找到自己的学习兴趣点、关注点，可以进行有效的学习路径设计和选择，在海量资源中进行深度挖掘并且实现资源的精准化订阅。

例如，西安交大把互联网技术以及云计算技术渗透到日常的教学过程管理、智慧教室的建设当中。2015年和2016年，学校共建立了160个智慧云教室，每一个教室的信息化设备全部通过互联网实现了互联互通，包括投影仪，还有中控系统、门禁系统、考勤系统等，全部实现了集约化、智能化、互联网的一卡通，将传统的安全监控、考勤系统、以及教师教学的实时随堂录制、师生互动等功能整合到学校教学质量监控大数据平台上。学生可以随堂在线评教，实时查看评教结果；教师可以通过手机查看评教结果、建议及教学班级出勤情况，并通过横纵比较发现自己和他人的差距；督导专家可以实时采集电子证据，实现精准督导，帮助教师改进教学；学校、学院领导和管理部门可以通过数据统计、图表分析，了解教学情况，科学、客观评价教学质量，分析其变化趋势，并为表彰先进，鞭策落后，淘汰不合格，客观公正处理教学事故提供支持。

第三，为教师和学生提供个性化的资源推荐和服务，包括文献资源、绩效评价、各课程教学管理、手机APP。从目前来看，大数据确实将对高校的管理、人才培养、科学研究、社会服务等等方面做出前所未有的支撑和服务。

例如，在陕西省高等教育数据中心大数据服务平台上，开展了陕西省高等教育MOOC（大型开放式网络课程）平台的建设和服务工作，该MOOC平台已经汇聚了包括西安交大在内高校的253门课程，包含思想政治板块、通识类课程板块、基础学科板块、专业课程和特色课程板块一共五大板块的课程。

现在，陕西省高校的学生足不出户即可以分享世界各地名校的课程，可以分享其它兄弟高校的优质课程资源。MOOC平台将全省的优质教育资源分层分类地向全省高校提供支持服务，并实现了网上选课、课程互选、学分互认等。而且，通过该平台可以对学生学习过程的大数据进行跟踪与分析。

此外，对资源的节约使用也有很大促进作用。例如，过去不少教室课程结束了，教室没有人了，灯还开着，现在通过云的集中控制，所有教室设备都可以实现集约化管控。一旦出现故障，远端也可以集中恢复，设备系统的升级，也可以采用云的方式来完成，无须逐个教室手工进行。所有这些都给我们教育教学的智慧化管理、集约化管理提供了很好的支撑手段。

核心变化: 双向反馈、个性化需求、概率预测、教师与学生角色的改变

记者：大数据时代对于学习者、教师、学校到底意味着什么?

陆根书：英国牛津大学互联网研究所维克托·迈尔-舍恩伯格教授在《与大数据同行：学习和教育的未来》中曾指出：在小数据时代，由于优质教育资源分配受到时空的限制，以及获取和分析教育过程中的数据成本巨大。因此小数据教育通常呈现为三类特征：教育以大规模批量进行；只能评价学习结果，难以评价学习过程；教学方案主要依靠教师的个人经验制定。而在大数据时代，将带来更多变化。

首先，随时收集学习过程中的双向反馈数据。在传统的教学过程中，常常只重视对学习结果的反馈，教师根据学生的考卷和各种表现进行打分，并要求他们对这一结果负责。然而，作为教育者，我们却很少评价自己，也很少对我们所采用的教材、教学内容和方式以及测验手段是否对学习有益进行评价。因此，这是一种单向的反馈，它其实存在很大缺陷。

在大数据时代，则可以实现对学习效果的双回路反馈。我们能够收集过去无法获得的数据，通过对这些数据的分析，不仅可以提高学生学习的效果和学业表现，而且可以改善教师的教学和教学管理工作。

其次，在大数据时代，学习者将获得真正定制的个性化学习。每一个孩子都是与众不同的，因材施教是我们教育的理想。每个孩子的天赋、理解能力和兴趣点都不同，基于大数据分析，可以对不同学生进行能力测评，然后根据每个孩子的不同情况有针对性地定制学习方案，从而提升其学习效率和效果。当学生能以最适合自己的步调和方式进行学习时，即使那些看起来最没有能力的差生，也可能最终实现自由、充分的发展。

现代科学技术的发展，使得根据个体的需求提供个性化的服务成为可能。例如，阿里巴巴的淘宝，3.5亿用户，每个人看到的界面全部不一样。背后是数据，毫秒之间立刻完成。世界上的商品千千万万，它让你看到的是你最感兴趣的、最可能买的商品。在教育领域，也可以开发相似的系统，我们可以把学习者的各种学习活动数据记录下来，例如学习者用鼠标的每一次点击，停留时间的长短，提问的次数，参与讨论的多少，所有活动轨迹都可以记录下来，从这些海量数据中了解每个学习者兴趣、爱好、关注点，并根据学习者的兴趣、爱好提供个性化的学习方案。

另外，通过大数据分析，我们可以进行更准确的预测，并进行更有效的干预。比如，减负一直是教育主管部门关注的一个政策热点，但如何将学生的负担真正减下来，不仅需要理念的提升，更需要技术的支撑。有了大数据的支持，教与学都将不再变得盲目，而会更有针对性。有关教与学的大数据，可能更能为我们展示教与学的质量与其影响因素之间的关系，通过这些关系，我们可以更准确地认识教与学的本质，从而更有针对性开展教与学的活动，提高教与学的效率。当然，我们也要理性对待概率预测。

在这一过程中，学校的功能、教师和学生的角色将发生彻底改变，学校将转变成为学生交流和沟通的社会化场所，而教师则是重要的组织者。例如，“翻转课堂”，让学生真正成为课堂的主人。教师则不再需要照本宣科地讲课，而是作为学生和学习系统的重要连接者，倾听学生的学习需求，组织学生进行各种深入的讨论和交流，帮助学生加深对相关内容的理解和思考。比如，当学生学习数学中的方程等概念时，他们可以通过在线学习方式，便捷地获得优质的教学资源，按照自己的节奏学习并完成相关内容。此后，就需要教师开始组织学生进行交流和讨论，彼此分享学习体会和感悟，加深对学习内容的理解和应用。

未来方向：智慧教育 让教育更尊重个性、体现个性

记者：大数据时代，您如何看待未来教育领域的创新发展？

陆根书：大数据时代，教育将从关注“冷冰冰的分数”向“活生生的人”转变。个性化学习、优质教育和终身学习已成为教育发展的重要特征，教育信息化将进入加速发展的新阶段。

教育是成就未来的事业,而现代社会对人才的要求日益多样化,个性化教育是更适合知识经济时代的教育模式,是能最终落实以学生的学习和发展为本的教学理念的教育模式。在以物联网、云计算等综合技术为基础的大数据时代,通过对教育数据进行深度分析和挖掘,个性化教育在数字化环境中将得以展开,学生的思维方式、自主学习和创新能力将得以提高,学生的成长将朝着个性化方向更好地发展。

大数据未来的发展还有很长一段路要走，数据建模和分析技术也有待进一步发展，如何更加深入地拓展，利用好大数据来实现教育教学创新，需要政府、学校和企业多方联合，共同努力。当然，在大数据时代，在教育教学过程中，我们也需要更多地关注人和人之间的交流与互动。加州大学洛杉矶分校（UCLA）的副校长Cindy Fan教授在参加我国某高校的审核评估时曾指出，大学课堂教学可以分为“五重境界”，即“沉默”(Silence)，“回答”(Answer)，“互动交流”(Dialogue)，“提问质疑”(Critical)和“辩论”（Debate）。中国大学的课堂往往是“单声道”的，由老师讲，学生听，多数属于“沉默”的境界，少部分处于“回答”的境界，“互动交流”很少，“提问质疑”和“辩论”则更为稀缺。她认为，中国一流大学与世界一流大学在教学质量上的差距，很可能就是这种“单声道”的课堂教学模式导致的，这是我国大学课堂教学的一个短板。我深以为然。总之，在大数据时代，我们始终要怀有谦恭之心，铭记人性之本，培养人格健全的人,让每个学生都有自己的“跑道”。

陆根书，1999年获香港中文大学教育经济学专业哲学博士学位，现任西安交通大学中国西部高等教育评估中心主任、高等教育研究所所长，教授，博士生导师。2008年度教育部“新世纪人才支持计划”、2014年度首批“陕西高校人文社会科学青年英才支持计划”入选者。兼任教育部学习科学教学指导分委员会委员、北京师范大学中国教育政策研究院、教育部人文社会科学重点研究基地厦门大学高教研究中心教授等职。近年来主持国家自然科学基金、国家社会科学基金等国家级、省部级、校级等各类课题40余项，出版专著、教材20余部；发表论文近200篇。曾获陕西省教学成果二等奖，陕西省哲学社会科学优秀成果二等奖、三等奖，全国教育科学研究优秀成果三等奖等各类奖励10余项。研究方向主要包括教育政策经济分析、大学学习理论与方法等。

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