数据驱动教育智能计算（上）

刘三女牙

教育技术革新的背景

一、新一轮信息技术革新带来颠覆性影响

21世纪以来，新一代信息技术的發展给教育领域带来了一个很大的变革，这个变革也影响着整个人类社会。不论是从教育信息化的角度，还是从教育技术学的角度来说，信息技术的快速发展以及其对教育的渗透，势必会引起我们对教育行业产生更多的思考。新的信息技术给人类带来的变化体现在以下几个方面。

万物互联 从IPv4到IPv6，从互联网到物联网，我们进入了一个万物互联的时代，而万物互联的时代带来的一个巨大的变化就是人和机器、人和物理世界以及人和人之间的联系方式发生了一种巨大的变化，这种变化势必会影响人类的生产生活，也会影响到我们的教育行业。

万物皆数 当今时代下，数据已经成为21世纪最重要的一个生产要素。2020年国家发布《关于构建更加完善的要素市场化配置体制机制的意见》，将数据和土地、劳动力、资本、技术并列为五大生产要素，这是信息时代非常重要的一个特征。从某种意义上来说，我们进入了一个万物皆数的时代。无论是生活在这个世界上的人，还是各种运行的物，都可以被这个世界以信息的方式记录成为数据，这些数据蕴含着丰富的信息，可以供人类研究，为人类的生产生活服务，教育行业也不例外。

万业智能 在大数据的助推下，新一轮人工智能发展不断深入、渗透到各行各业，也促进了各行各业的发展，我们称之为人工智能的泛化，这意味着我们进入了一个万业智能的时代，各个行业都在拥抱人工智能。

作为教育工作者，积极讨论教育与大数据的结合、与人工智能的结合是我们需要深入思考的问题，也是大势所趋。

二、技术助力下的教育变革与创新

随着信息技术的不断发展和扩大，不论是物联网、人工智能还是大数据，都让计算变得无处不在，逐渐渗透到各行各业，塑造着新的社会形态。

从信息技术的角度或是技术教育学的角度来说，可以称之为计算型社会。这种社会的变化尤其值得关注，也需要我们站在这个时代背景下去思考教育应该如何变化，教育技术学应该如何开展研究、开展实验。这种变化给我们带来了很多挑战，但同时也给我们带来了很多机会。

近年来，随着互联网、云计算、物联网等各种技术的发展，教育技术学或者教育信息化在不断演化，从起步、应用、融合到创新，不断发展，教育信息化的发展速度在不断提升。与此同时，各行各业也在不断地讨论教育与技术的结合。无论是计算机领域、人工智能领域还是其他领域，都在深入思考如何让技术助力教育进行变革。

三、教育信息化进入下半场

在技术不断发展的今天，教育信息化已经进入一个新的阶段，我称之为教育信息化的下半场。教育信息化进入下半场最标志性的事件就是教育部等六部门《关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见》的出台。该意见的出台也在助推着我们思考：教育信息化的未来在哪？教育信息化下一个阶段应该如何发展？

我个人认为，在教育信息化的下半场，教育行业面临的挑战是巨大的，特别是从技术和教育融合的角度来看，我们面临着许多的研究问题需要去解决，比如最基础的融合过程中的可计算问题。

以大数据、人工智能为代表的新一代技术，是破解教育难题、助力教育现代化的不二选择。

教育的可计算性

一、教育新模式

教育信息化进入下半场之后，我们所要追求的目标就是如何利用新一代信息技术助推教育数字化转型。

无论是“十一五”“十二五”还是“十三五”期间，教育信息化都得到了快速的发展，教育设施的建设也得到了快速的推进，这都为教育数字化转型做了很好的铺垫。

在教育数字化转型过程中，教育模式到底是什么样子呢？以往的教育模式大多以物理空间和信息空间的整合为主，也就是我们日常所说的线上和线下教学的融合，但今年又出现了一个新的概念——元宇宙。元宇宙从本质上来说解决的是物理世界和信息世界的交互见面的问题，是如何让物理空间和信息空间更好地融为一体，从而更好地服务人的学习、生活、生产的问题。

从实验、研究的角度来说，我们认为在新一代信息技术助力下，教育新模式正在形成。传统的教育教学模式以师生为教学主体，但如果我们将信息技术抽象为一个机器，那么现在的教育教学模式就会由“师生”转变成“师生机”，这种新模式可能更有利于我们对创新型人才的培养。

如果把机器作为与教师或学生同等重要的主体介入到教育环节当中，教育就由以前的二主体（师生）结构变成现在的三主体结构（师生机）。如何让这种新的教育模式来满足促进教育创新发展的需要就变成了一个重大的命题，也是目前教育行业发展的一个趋势。

二、数据视域下的教育要素

就目前而言，关于教育的要素有很多种说法，从技术与教育的深度融合或者“师生机”的新模式角度来看，我更关注教育的主体、环境、资源和数据这四个要素（如下图）。2020年4月，中共中央、国务院印发《关于构建更加完善的要素市场化配置体制机制的意见》，将数据纳入了生产要素。也就是说，当我们在观察教育系统、研究教育场景或具体问题的时候，都无法避开主体、环境、资源和数据这四个要素。

教育要素关系图

首先是主体，一般来说，主体就是指学习者。其次是环境，环境不只是传统的教学环境，还包括各种新型的教学环境，比如在线学习、人和机器的互动等。再次就是资源，资源是传承知识很重要的载体，不论是纸质的课本还是其他数字化的形态。最后，在主体、环境、资源的不断互动过程中会产生数据，这个数据不仅能传递知识，还承载着很多信息。利用好这些信息，对调节教育信息系统具有很大的作用。

总的来说，要想让教育教学的新模式真正落地，我们要深入底层看主体，围绕主体开展工作，才能从根本上解决问题。我个人认为，从技术角度、人工智能角度来看，数据都处于这四个要素中最核心的位置。

三、教育大数据

由于现代技术的发展，教育场域的大数据累积变得越来越快，越来越成为可能。

一方面，资源的数字化速度越来越快，意味着我们要解决教育公平的问题，解决教育资源共享的问题。另一方面，现代教学活动面对着两个空间——物理空间和线上教学空间。在物理空间内，我们利用智能教室、智能校园不断累积大量的数据，线上教学空间也在不断利用教学平台上的大量数据完善教学。

此外，管理的信息化也在不断加速，在学生的社交生活、娱乐等方面大数据均有涉及，教育的大数据在不断累积。