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數據智能驅動教育生态重塑

2021/6/19 11:02:49

作爲數字化(huà)轉型以及推進智慧教育的(de)技術關鍵,教育數據技術及其應用(yòng)創新是核心。智慧教育所追求的(de)大(dà)規模因材施教,最關鍵的(de)技術核心在于數據智能,以及伴随數據智能技術的(de)機制、教者的(de)跟進。當前的(de)智慧教育實踐中,數據智能驅動教育生态重塑的(de)前景已經浮現。前路依然曲折。


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如何理(lǐ)解數據智能



通(tōng)俗地理(lǐ)解,數據智能是從大(dà)數據中“提煉”出來(lái)的(de)價值。同樣地,教育數據智能是海量教育數據模型、深度學習(xí)算(suàn)法、高(gāo)度計算(suàn)力等智能化(huà)技術與算(suàn)法的(de)融合體。業内也(yě)開始用(yòng)“智能教育大(dà)腦(nǎo)”來(lái)隐喻之,是一個(gè)能夠實現數據融合、關系挖掘、問題診斷、決策優化(huà)等教育賦能的(de)智能應用(yòng)。


遵循“數據處理(lǐ)→模型訓練→測試評估→服務應用(yòng)”的(de)技術路線,數據智能的(de)實現基礎是對(duì)基礎數據集的(de)深度追蹤、結構化(huà)組織與動态監測。這(zhè)個(gè)過程中,其技術核心是教育數據中台和(hé)智能分(fēn)析引擎。


教育數據中台(教育數據彙聚中心)緻力于實現教育數據規範統一、互通(tōng)融合、開放共享目标。具體包括底層數據環境、教育數據中台、數據治理(lǐ)機制和(hé)安全管理(lǐ)機制等。其中,底層數據環境通(tōng)過互聯網、5G、雲平台、傳感器等基礎工具完成數據的(de)持續采集。數據中台通(tōng)過對(duì)多(duō)源異構數據的(de)清洗、關聯、流通(tōng)、融合等,實現教育服務的(de)精細化(huà)治理(lǐ)。數據治理(lǐ)和(hé)安全管理(lǐ)機制強調數據流通(tōng)的(de)合理(lǐ)性和(hé)科學性,以及把控數據治理(lǐ)過程的(de)透明(míng)化(huà)和(hé)安全化(huà)。


智能分(fēn)析引擎通(tōng)過教育數據的(de)關系挖掘,構建智能教育大(dà)腦(nǎo)的(de)數據分(fēn)析系統,爲學生個(gè)性化(huà)自主學習(xí)、教師精準化(huà)教學提供價值提升支持,以滿足适合多(duō)種教育場(chǎng)景的(de)個(gè)性化(huà)教學形态與活動的(de)展開,呈現學校管理(lǐ)“一校一檔”、教師發展“一師一檔”、學生成長(cháng)“一生一檔”的(de)監測目标。


數據智能如何重塑教育核心業務



教育部推進的(de)“智慧教育示範區(qū)”建設,教育理(lǐ)念上,體現的(de)是以人(rén)的(de)發展爲核心;智能技術上,則體現爲學習(xí)空間的(de)無縫連通(tōng)、學習(xí)情境的(de)敏捷感知、學習(xí)資源的(de)開放整合、學習(xí)過程的(de)全程可(kě)記錄、學習(xí)體驗的(de)自然交互以及學習(xí)服務的(de)精準适配等。


以數據智能驅動學、教、管、評等核心業務的(de)結構重塑,是推進智慧教育的(de)實踐路徑。


第一,給教師的(de)“化(huà)驗單”。


超越步調一緻的(de)集體教學,照(zhào)顧到每一個(gè)學生的(de)學習(xí)狀态和(hé)學習(xí)需求,推動因材施教目标的(de)實現,這(zhè)是數據技術重塑教學場(chǎng)景的(de)價值意蘊。利用(yòng)數據技術實時(shí)捕獲和(hé)挖掘教學進程中的(de)海量數據,經由行爲序列挖掘精準預判學生的(de)過程性習(xí)慣,探尋學習(xí)發生的(de)作用(yòng)機制和(hé)關鍵誘因,并在多(duō)輪叠代中不斷調整教學設計,從而促進學生素養的(de)普遍提升。同時(shí),數據技術通(tōng)過對(duì)學生知識掌握、學習(xí)習(xí)慣、學習(xí)态度和(hé)學習(xí)策略等多(duō)維視角下(xià)的(de)綜合研判,能夠更加精準地診斷學習(xí)中存在的(de)問題,以便更爲精準地施加幹預。


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數據智能重塑教學結構的(de)應用(yòng)場(chǎng)景,最爲突出的(de)是線上線下(xià)融合的(de)教學結構重塑。智能技術爲教師提供學生在認知、行爲、知識掌握及情感動機等各維度的(de)表現,基于細緻的(de)學情研判,教師能夠對(duì)教學活動的(de)組織實施相應的(de)設計,比如教學活動差異化(huà)開展、前置組織、項目化(huà)設計等。


第二,給學生的(de)個(gè)性化(huà)處方。


了(le)解你、成就你、發現你是數據技術重塑學習(xí)場(chǎng)景的(de)重要體現。學習(xí)者畫(huà)像,從學生如何學習(xí)(即記憶與知識的(de)結構、問題解決與推理(lǐ)分(fēn)析、元認知過程與自我調節能力),以及學生學習(xí)成長(cháng)(主動獲取知識和(hé)技能過程中發生的(de)情感、認知、行爲變化(huà))等維度,刻畫(huà)學習(xí)者典型特質和(hé)學習(xí)成長(cháng)個(gè)性特征,在此基礎上的(de)精細化(huà)和(hé)智能化(huà)學習(xí)診斷,成爲給學生的(de)個(gè)性化(huà)學習(xí)“處方”。同時(shí),也(yě)是對(duì)學生的(de)能力預判,幫助學生更好地認識自我、發展自我、規劃自我以及建構自我。


不難發現,數據技術支撐下(xià)的(de)學習(xí)場(chǎng)景呈現如下(xià)典型特征:


  • 一是以學生爲中心,學生作爲學習(xí)進程的(de)主體,借助智慧學伴、智能批改等技術支持,能夠自主控制教育活動序列。


  • 二是自主選擇,即學生依據興趣偏好和(hé)發展需求等,選擇适應的(de)學習(xí)材料。


  • 三是靈活服務,依托智能技術支持,延伸了(le)傳統教室環境下(xià)的(de)數字資源和(hé)精準服務,激發了(le)學生持續探究的(de)熱(rè)情和(hé)内在動機。


第三,給評價的(de)增值提升。


采用(yòng)數據驅動的(de)方法,利用(yòng)監測學生學習(xí)成長(cháng)的(de)數據畫(huà)像實施評價,能夠突破評價方式、評價目的(de)及評價維度等方面的(de)局限。2020年10月(yuè),中共中央、國務院印發的(de)《深化(huà)新時(shí)代教育評價改革總體方案》明(míng)确指出,堅持科學有效,改進結果評價,強化(huà)過程評價,探索增值評價,健全綜合評價……


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學生成長(cháng)數據畫(huà)像,回應了(le)評價改革的(de)綜合性、全程性和(hé)增值性要求。


  • 首先,以學習(xí)者核心素養發展爲切入點,綜合學習(xí)者成長(cháng)過程中認知發展、非認知狀态、社會情感發展等因素,對(duì)學習(xí)者成長(cháng)發展進行綜合監測。


  • 其次,通(tōng)過多(duō)模态數據收集,全面映射學生學習(xí)成長(cháng)全過程;以數據驅動的(de)方式,建立學習(xí)者動态畫(huà)像;


  • 再次,基于學習(xí)者動态畫(huà)像對(duì)學生學習(xí)成長(cháng)進行監測,爲相關者提供問題甄别、學習(xí)診斷、決策支持等增值性評價。


數據智能驅動的(de)評價實現了(le)評價場(chǎng)景的(de)全周期監管,通(tōng)過對(duì)多(duō)元數據的(de)解碼,爲診斷需求、縮小學習(xí)差距以及精準化(huà)幹預提供證據,實現了(le)評價的(de)科學化(huà)與增值性的(de)平衡。


實現教育數據智能的(de)挑戰



數據驅動決策,分(fēn)析變革教育。如何充分(fēn)發揮數據技術的(de)增能、增效、改進、變革等功效,既是重要考量又是艱巨挑戰。


一是數據治理(lǐ)方面的(de)挑戰。


教育的(de)複雜(zá)性導緻教育數據的(de)多(duō)源異構形态更爲明(míng)顯,數據的(de)采集、彙聚與互通(tōng)方式更具挑戰,數據應用(yòng)的(de)需求更爲多(duō)元。數據技術涉及教育大(dà)數據應用(yòng)服務、平台、系統等産品,涉及标準與規範的(de)研制,涉及針對(duì)教育業務的(de)數據建模和(hé)智慧教育應用(yòng)。教育數據技術亟須協同多(duō)方力量攻關突破。


二是教師素養方面的(de)挑戰。


數據智能驅動的(de)教學創新需要教師具備基本的(de)數據素養,然而這(zhè)項能力教師普遍較爲欠缺。此外,數據智能驅動的(de)教學創新,需要教師重新定位教者角色,需要重塑教學結構,也(yě)即弱化(huà)“教書(shū)匠(jiàng)”的(de)角色,發展和(hé)凸顯“設計者”“分(fēn)析者”“促進者”的(de)角色。


三是學校機制方面的(de)挑戰。


智能技術驅動的(de)教學業務的(de)結構重塑是一種數字化(huà)轉型,對(duì)教、學、管、評來(lái)說都是一種機制的(de)變革,學校如何借助數字化(huà)轉型的(de)力量,系統地設計整個(gè)學校的(de)教學系統、管理(lǐ)系統、評價系統等,這(zhè)對(duì)于學校而言并非易事。

作者:顧小清(華東師範大(dà)學教授、教育部教育信息化(huà)專家組成員(yuán))

來(lái)源:《中國教育報》