大数据背景下高校教育教学的创新思考

2021-10-28张蕾蕾

今传媒 2021年10期

摘要：大数据是继云计算、物联网之后IT产业的又一次重大技术变革，以移动互联网、物联网、云计算、数据分析等综合技术为基础的大数据时代迎面而来，传统高校教育教学正面临着深刻而持久的变革。本文梳理了大数据的内涵及特征，结合教育信息化理念，分析大数据时代高校教育教学所受冲击、所生转变、所得启示，从而为进一步深入探索大数据背景下高校教育教学发展新途径奠定基础。

关键词：大数据时代;高等教育;信息化;数据化;创新发展

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1672-8122（2021）10-0039-05

21世紀以来，随着互联网及人工智能的快速发展，以大数据为核心的信息革命已悄然发生。大数据既是当今社会极为重要的一种资源，又是一种技术应用的思维方式，使人们的生活发生了巨大变化。以移动互联网、物联网、云计算、数据分析等综合技术为基础的大数据时代已迎面而来，传统高校教育模式正面临着深刻而持久的变革，如何把技术更好地应用于学习和教育是一个长期且动态发展的问题。在信息时代，如何掌握人机结合的思维方式，如何进行数据挖掘和大数据应用，如何实现人工智能的智能精准分析，成为现代社会研究的焦点[1]，成为我们亟需思考的问题。高校教育进入大数据时代，基于数据的学习分析将成为教学新常态，一场互联网支撑下的教育信息化颠覆性变革正日渐升温[2]。

一、大数据对传统高校教育教学的冲击

“大数据”源于英文的“Big Data”一词，但“信息爆炸”“海量数据”等都很难准确描述这个词的具体内涵。随着时间的推移和技术的发展，大数据的“4V”特征逐渐凸显，即大量化（Volume）、多样化（Variety）、快速化（Velocity），以及潜藏于大数据中的价值（Value）。2007年，吉姆·格雷（Jim Gray）提出科学研究第四范式——数据密集型科学（Data-Intensive Science），其中“数据密集型”就是现在我们所谓的“大数据”。“大数据”的真正奥妙不在于其“大小”，而在于我们所面对的数据在不断更新[3]。近年来，随着新技术的广泛普及，我们获得、存储、处理数据的能力逐步提升，所收集的数据也在不断变换，各学科皆需要重新认识“数据”，更需要及时刷新自己所在学科领域的知识结构及内容。大数据时代信息的传播、储存、分析、共享能力显著增强，科学、经济、文化、艺术、教育等各个领域都面临着巨量数字信息带给人们的机遇和挑战。

与其它行业相比，教育界对大数据的广泛接纳还是近几年的事。信息技术的更新和发展成为影响和改变传统课堂的重要因素，同时催动着教育教学与信息化技术的创新融合。我们采用信息技术来获取、处理、存储、统计、分析大量数据，为教学内容、教学方法和教学设计的筹划提供可靠依据;数据亦能够更有效地分析学生的需求和特点，学生可以及时了解自己的学习状况，从而使学习更具个性化。谷歌公司倡导“知识（技术）+商业头脑+创新意识”的人才标准，首席执行官Eric Schmidt曾指出：在如今这个网络大数据时代，一个能够结合知识、商业专长和创新意识的人才是谷歌等高科技IT企业所青睐的人才，这也代表了当代创新型教育的价值观和人才培养的方向。2012年3月，教育部出台《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》，强调“以教育信息化带动教育现代化，是我国教育事业发展的战略选择”[4]。目前，影响高校信息化教学有效性的因素主要包括：信息技术的应用、教学方法、教学设计，以及学生学习兴趣等。2014年，云图书馆、信息化时代的平等教育、教师领导力、创客在行动、在线测试检验新课标、STEM教育加强版、翻转课堂与混合式教学、程序设计、游戏，移动设备与移动学习这10个最具影响力的教育技术相继诞生。

大数据既不是一种技术，也不是一种新型工具。舍恩伯格教授认为，大数据是一种对现实的新型观察方式，是对现实世界的重新认识和思考，以及对我们所要前进的方向的重新明确[5]。应用大数据分析技术，我们能够收集学习者的学习状态、学习行为、学习成果等数据，挖掘其中有价值的信息并进行分析，从而对比得出更有效的教学模式，进而提高学生的学习效率。数据技术能够传递、量化、捕捉教育信息、考察教育整个过程，针对有效的数据以分析教与学之间的关系，最终优化和改善教育模式与方法。由此，可以在很大程度上避免教育资源的浪费，有助于持续稳定的教学程序和教学结构的形成，推动教育改革进一步深化。

二、大数据时代高校教育教学的创新发展

未来学家阿尔文·托夫勒（Alvin Toffler）在其著作《未来的冲击》中预测“未来的教育”将面对服务、面对创新，未来学校界限的消失也将成为时代发展的必然趋势。教育进入大数据时代，数据分析将成为教育新常态，高校教育教学需要转变思想、革新理念，快速适应并及时创新，要擅于运用互联网技术和分析方法去研究教育理论、完成教学实践，培养具有创造、创新能力及创业精神的新时代人才。

（一）从“数字化”到“数据化”的转变

计算机技术的飞速进步和新兴媒介的迅速普及，使“数字化”成为一种社会常态，数字化是计算机技术、多媒体技术、软件技术、智能技术的基础。随着信息技术的发展，个人电脑已在全球普及，移动智能终端在全球盛行，社交网络爆炸式增长，物联网迅猛发展，基于数字化技术的各类产品层出不穷，如数字广播、数字电视、数字电影，以及数字医院、数字校园、数字图书馆、数字企业等，各种信息处理设备都在向数字化方向发展，我们无时无刻不在感受着数字化技术的影响。在过去的数十年里，教师和学生已经能熟练地使用学习系统来优化教与学，管理人员也能熟练地使用OA系统、财务系统等来加强学校管理。近年来，越来越多的学校已经开始使用移动设备、在线课程、数字白板等来推进教学活动。

然而，“数字化”并不是“数据化”，“数据化”可以被视为“数字化”发展的升级版，它是信息化的产物。如今的教育越来越依赖于技术，教育领域在大数据力量的强烈冲击下，正在加速走向开放。教育的数据化借助于互联网、在线课程等先进信息技术，旨在实现跨学校、跨区域、跨国界、跨文化的教育教学，进而提升现代教育教学效率。教育大数据需要采集整个教育活动过程中所产生的一切数据，经过加工与分析，使得这些数据能够用于教育发展并创造巨大的价值。在这个领域已有不少学者和机构着手研究，慕课、微课、翻转课堂等新型教育教学模式都是教育技术“数据化”变革与创新的产物。教育数据化的飞速发展，不仅是高校利用信息技术实现教育公平和提高教育质量的一次有益尝试，更是扩大了教育的边界，同时，也为教育大数据赋予了更加丰富的内涵。

未来的高校将是一所以数据为基础的学校，数据可能成为每一所学校的根基，学校的组织管理将虚拟化、网络化、智能化、扁平化，各种设备将实现智能化的运作，学校的业务管理与教学管理相互连通。随着物联感知、视频录制、图像识别、日志记录等数据采集技术的发展，教育大数据的采集变得越来越全面化、动态化、自然化和持续化。教育大数据与智能机器人、计算机视觉、全息技术、区块链等技术的结合，有可能颠覆现有的教育模式，助力未来教育变革。教育现代化进程的快速发展，也将对教育信息化提出更高的要求。

（二）“信息化”教育教学的发展

“信息化”一词最早出现在20世纪60年代的日本，从20世纪90年代开始，“教育信息化”的表述在国内兴起。随着信息技术的不断发展，以及构建完善学习型社会需求的逐渐迫切，我国教育宏观政策对信息化发展的要求也在不断加强与深化。2010年7月，中共中央、国务院印发《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》，把“加快教育信息化进程”作为独立一章，并将“教育信息化建设”列为10个重大项目之一，指出“信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视”[6]，为我国教育信息化的发展指明了方向。2016年6月，教育部研究制定了《教育信息化“十三五”规划》，明确了“十三五”期间教育信息化的指导思想与工作原则。

在现今高度信息化的社会里，以信息技术来改变传统教育模式，以教育信息化促进教育现代化，是教育发展的必然趋势。如何进行我国高校教育的信息化建设，如何借鉴发达国家在信息化建设中的成功经验与失败教训，已成为我国教育信息化建设研究的重要课题。中国的信息化教学研究起步较晚，自1990年以来，我国对教育行业的理论研究逐渐深入，同时开始了一些课堂实践活动。20世纪之后，伴随着我国科学技术的进一步发展，信息化教育理论及教学方法也为更多国人所认识和接受，各类高校逐步开展对教学硬件环境的建设及CAI课件等多媒体教育技术的开发与应用。在网络Web2.0时代，随着信息与通迅技术的快速进步，出现了一种在传统教学体例、教学课件、教学设计等教学资源基础上，继承和发展而来的新型教学资源——“微课”。微课革新了传统的教育教学方式，更好地满足了学生对不同学科的个性化学习，成为传统课堂学习的一种重要补充和拓展资源。随着手持移动数字设备和无线网络的普及，基于微课的移动学习、远程学习、在线学习、“泛在学习”等将会越来越普及，成为一种可以让学生自主化学习、探究性学习的平台，同时也对当代教师信息化能力提出了更高的要求。进入21世纪，信息技术、网络技术的发明、应用和快速普及，推动了以在线教育为代表的高校教学模式变革，“大规模开放在线课程”（英文缩写MOOC，即“慕课”）成为技术与教育互动、推动教学模式变革的重要标志。慕课的出现极大地冲击了高校传统教学模式，且区别于之前的在线教育课程，实现了多年来高校教育教学发展的新高度，2013年被视为中国的“慕课元年”。我国的“十三五”建设时期可以看做是教育信息化的深入及细化阶段，在基础设施建设、资源建设、法律法规建设和相应管理等方面均取得了快速发展。到2020年，我国已基本建成覆盖城乡各级各类学校的数字化教育服务体系，推进数字化校园建设，实现多种方式接入互联网。教育教学环境逐步信息化，教师、学生均可在各种新技术营造的学习环境中，随时、随地，以任意方式访问各类教学平台，使用各式学习资源，有效推进了教育内容、教学手段、学习方法等方面的现代化进程，促进了学校管理的标准化与规范化，教学质量、教育公平得到全面提升。

高等教育信息化是我国教育信息化的重要组成部分，是教育信息化发展的创新前沿，是我国教育信息化出经验、出典型、出成果的重要领域。作为一名高校教育工作者，应时刻紧密围绕国家教育发展战略，深入探索新形势下教育信息化发展规律，不断顺应高等教育改革发展对信息技术的紧迫需求，努力推进信息技术与高等教育教学的深度融合，为我国教育信息化的繁荣发展贡献一份力量。

（三）大数据背景下教育技术的革新

自从人类社会产生，人类就从未离开过技术。技术与科学相比，技术更强调实用，而科学更强调研究;技术与艺术相比，技术更强调功能，艺术更强调表达[7]。技术进步的过程也伴随着学习的过程，而学习与教育教学联系紧密。技术不仅可以扩展学习的方式，丰富学习的路径，而且可以重构学习的环境、学习的内容、学习的目标，甚至整个学习的范式。现代科学技术的发展促进了教学组织形式多样性与灵活性的产生，并通过对现代技术的应用对教学方法进行有效整改，为教育教学工作提供了强有力的物质条件基础，同时有效延伸了教师教学及学生学习的活动空间。

马云曾在多个场合强调大数据的作用，甚至提出了DT（Data Technology）时代的概念，公开表示“人类正从IT时代走向DT时代”。现今社会，大数据正在演变为一种社会文化，即人人生产数据、人人共享数据、人人热爱数据、人人管理数据的文化，这种文化正在潜移默化地影响着各行各业。教育大数据，即特指教育领域的大数据，即整个教育活动过程中所产生的、根据教育需要采集到的、一切用于教育發展并可以创造巨大潜在价值的数据集合。教育大数据的采集具有更强的实时性、连贯性、全面性，分析处理更加复杂多样，应用更加多元、深入，能够提供全新的信息数据。如何尽可能地把新信息融入现有的教育教学流程中去，也是现代教育技术的重要课题之一。

科技的进步不断推进教育技术迅猛发展，随着“互联网+教育”的不断深化，自适应学习技术、人工智能技术、虚拟现实技术、语音技术、大数据技术等不断涌现，并快速融入现代高校教育教学中。第一，“自适应学习技术”作为近年来的教育技术热词，可以分为自适应测试、自适应测量和自适应学习三个阶段。自适应测试阶段可动态调整题目，并能够准确反映被测试者的水平，但不能深入知识点层面，从而无法对学生的学习起到指导作用;自适应测量阶段运用更加细致的标签和复杂的算法来找到学生在知识点和能力上的缺陷，但无法做到真正“解决问题”;自适应学习阶段可以在发现问题后，通过精确的内容推送来解决个性化问题。第二，与人类相比，机器的智力水平还很低，但其进步速度十分可观。在一些特定的场景下，人工智能技术已能够为人类提供很多服务，包括对教育的辅助。智能机器人技术目前已在物流领域、医学领域、军事领域等得到了广泛应用。智能机器人技术在教育领域同样拥有很大的应用潜能，未来智能机器人将走进学校，在学校的教学与管理等方面发挥巨大作用。第三，虚拟现实技术能够把抽象内容进行生动化表达，以便增加学生学习兴趣、加深理解程度。目前，虚拟现实教育项目已着手开始小规模落地开班。第四，语音技术。目前语音识别的准确度已上升至95%以上，除了科大讯飞、云知声等传统的语音技术厂商，新东方、网龙、立思辰等教育龙头和一些上市公司也纷纷开始进军“语音技术+教育领域”。第五，今天的计算机视觉技术已在众多领域中得到了广泛应用，包括工业生产、农业生产、社会公共安全、视觉导航、人机交互、虚拟现实、卫星遥感等领域，未来计算机视觉技术在学校的教学与管理等方面也将大有用武之地。第六，全息技术目前在全息显示、全息计量、全息防伪等领域已有了广泛应用，全息技术未来在教育领域中同样拥有很大的应用潜能。第七，区块链技术不仅在金融等领域得到日益广泛的应用，在教育领域同样具有较大的应用潜力。

教育行业的“大数据”仍然处于相当初级的阶段，这在很大程度上是由教育数据的复杂性所导致的。学习行为的多样性、人类思考过程的内隐特征，以及校内/校外、线上/线下的复杂场景，都增加了大数据技术发挥作用的难度。但是作为未来的发展方向，大数据技术将为我们提供学习革命的契机。

三、大数据时代高校教育信息化的新启示

随着网络技术的迅速普及与大数据时代的到来，远程教育、微课、慕课等在线教育模式蓬勃发展，新型教育模式的快速更新使得相对低效率的传统教育方式与当代社会进程呈现出极不和谐的状态，高校教育教学要想跟上新时代的发展步伐，就必须实现信息化的教学手段。

首先，计算机、通信网络、数据库和多媒体技术的集成，为“因材施教”提供了一种全新的知识传播模式与学习方式。现代数字媒体技术的发展及传播信息手段的更新，使得人们获取的信息量在大幅度增长，知识更新的周期也越来越短，但我们无法将所有知识都“占为己有”，这时就需要信息技术帮助我们筛选可以“为我所用”的有效信息。信息技术融入高校教育教学改革，是现代信息技术发展的必然结果，也是信息社会中人们的基本需求。教育信息化既是信息时代对教育提出的新要求，又是信息时代教育改革的必然成果。这不单是教育技术的革新，更会带来教育观念、教育体制、教学方式、人才培养等多方面的深刻变化。

其次，基于大数据思维，尽快构建顺应时代发展的高校新型教学模式。大数据时代的高校教育信息化已从原来的强调软件服务和平台服务转变到强调数据服务的新型模式[8]。随着新媒体的发展与传统教育的转型，多元化、一体式、智慧教育、激励教育、创客模式等将成为大数据时代高校教育教学的主要趋向。新时期的教育过程将产生大量的教学数据，教育内容也将实现跨越时空的自由流通。

再次，未来中国社会的发展需要的是拥有创新精神与创业能力的新时代人才，发掘知识、总结规律、创新实践成为未来高校教育教学改革的重要工作。大数据时代的智慧教育、激励教育、创客模式为新时期高校教育教学的新发展揭开了一片曙光，也迫使高校教育刷新固有的思维定式，重新思考教育的终极目的，适时调整高校人才培养方案，顺应时代发展大潮。

最后，大数据时代的到来，同时对高校教师提出了新的挑战。随着大数据、文字与语音识别等技术的出现，教师的角色实现了转型，人工智能测评方式将教师从作业批改中解放出来，教师可以把更多的精力放在教学形式、教学方法的创新上，切实提高教学效率。同时，这种转型对高校教师的素养也提出了更高的要求，教师除了应具备专业素养、教育素养外，还要快速提升数据素养。数据素养不仅强调对数据信息组织、解释、整合、分析等技能，而且注重评估知识、统计知识等能力。教师如何获取、分析、解读、交流数据，进而将这些数据转换为信息，并持续促进教学相长，成为新时期高校教师面临的重要挑战。

四、结语

总之，大数据所做的就是将其背后的人与人、信息与信息、信息与商品、人与商品连接起来，将人的需求同各种各样的、以信息为基础的东西连接起来，以开放、平等、参与的方式重构商业模式及人的行为方式。大数据对高校教育教学的影响不言而喻，大数据能够实现“教学共同体”和“学习共同体”之间的互动过程，进一步印证高校教育“以学为本”的教学价值取向，启示高校教学模式逐步由“以教为主”向“以学为主”转变，将教学的重心逐步转向对学生的激励和启发[9]。我们需要尽快完善高校教学管理体制和评价机制，善于利用大数据管理平台，同时提高教师和学生在评价中的参与度，全面提高教育教学质量、提升人才培养水平，从而更好地满足我国人才的新需求，适应大数据时代的新要求。

参考文献：

[1]杨雪，姜强，赵蔚.大数据分析与教育改革——对2016年第十五届教育技术国际论坛的思考[J].现代远距离教育，2017（2）：62-75.

[2]李四达.大数据时代艺术教育模式探索[J].艺术设计研究，2015（2）：125-128.

[3]姚乐，朱启明.赋能大数据教育：全国高校大数据教育教学经验谈[M].北京：电子工业出版社，2018：153.

[4]教育部发布《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》[EB/OL].http：//old.moe.gov.cn//publicfiles/business/htmlfiles/moe/s5892/201203/xxgk_133322.html，2012-03-13.

[5]（英）维克托·迈尔·舍恩伯格，肯尼思·库克耶著.周涛译.大数据时代[M].杭州：浙江人民出版社，2013：55.

[6]国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/s6052/moe_838/201008/t20100802_93704.html，2010-07-29.

[7]百度百科[EB/OL].https：//baike.baidu.com/item/%E6%8A%80%E6%9C%AF/832247？fr=aladdin.

[8]丛亮.大数据背景下高校信息化教学模式的构建研究[J].中国电化教育，2017（12）：98-102+137.

[9]张蕾蕾.“慕课冲击”与大学教学模式改革[J].当代教育科学，2016（9）：36-39.

[責任编辑：杨楚珺]

收稿日期：2021-02-06