大数据与信息化教学

尤春兰 张雪超 安靖 张雷

2012年2月11日，《纽约时报》刊登的一篇新闻分析文章The Age of Big Data，把世界带入了激情燃烧的大数据时代。哈佛大学量化社会科学院院长Gary King称：“我们正在进行一场革命，庞大的新数据来源所带来的量化转变将在学术界、企业界和政界迅速蔓延开来，没有哪个领域不会受到影响。”

在第八届全球Hadoop技术峰会上，Facebook、Google、微软、迪士尼、Airbnb等各行各业的领军企业，展示了他们用数据产品为公司创造价值的真实案例。39个国家，4000多人的峰会，大量的跨国集团相信数据的价值，并且真真切切地将数据作为企业的重要资产来维护和使用，也难怪微软分管数据平台副总裁Ranga不无感慨地说：“世界沉醉在数据里（The world is drunk on data）。”

如果说大数据把全球卷入了一个以数据、数据分析与预测为特征的时代，那么翻转课堂、MOOC、微课程则是大数据时代在教育领域引发变革的前奏。它使信息化教学面临新的机遇和挑战，将在教育资源重组、教学模式改革、教师职能转型等方面发生新的变化。

● 数字海啸：大数据冲击信息化教学的新浪潮

2013年1月，牛津大学教授Victor的Big Data一书面世，他在引言中说：“这是一场生活、工作与思维的大变革。大数据开启了一次重大的时代转型，就像望远镜让我们能够感受宇宙，显微镜让我们能够观测微生物一样，大数据正在改变我们的生活以及理解世界的方式，成为新发明和新服务的源泉，而更多的改变正蓄势待发……”

1.翻转课堂——触摸教育的未来

翻转课堂是指重新调整课堂内外的时间，将学习的决定权由教师转移给学生。在这种模式下，学生在课外主要通过教学视频进行学习、测试、复习和交流，课堂则成为作业、研讨和实验的场所，教师主要通过学习管理平台对学生进行个性化指导。

翻转课堂将传统的教学过程优化为技术支持的“先学后教”，是对基于印刷术的传统课堂教学结构与教学流程的彻底颠覆，凸显了人性化教学的价值，因而比尔·盖茨称其“预见了教育的未来”。

备受全球关注的翻转课堂是美国的可汗学院，其创始人萨尔曼·可汗，38岁，学院总部在上世纪60年代建成的一幢大楼里，办公室不过是几间大的公寓，员工仅37名，但在很短时间内它便成为了世界上最大的学校，目前拥有1000万名学员。

可汗学院成功的两个主要因素是：颠覆性的教学流程和基于大数据的学习分析技术。学习分析就是通过对学生生成的海量数据进行解释和分析，评估学生学业进展、预测未来表现，并发现潜在问题。可汗学院平台提供了强大的学习分析功能，因为学生每次进入学习页面都会看到“建议的下一个学习活动”的提示。而且，系统能随时监测各学习者的行为，如教师发现某个环节的教学视频被学生反复浏览和点击时，就会意识到这可能是一个难点，或者自己的讲解有问题，需要据此调整教学。可汗学院的翻转课堂为大数据促进信息化教学提供了一个典型的成功案例。

2.MOOC风暴——放大翻转课堂效应

受翻转课堂“用视频再造教育”的启发，2012年，MOOC开始井喷，领军的三驾马车是斯坦福的Coursera、Udacity，以及由麻省理工学院与哈佛大学联合创办的edX。斯坦福大学校长约翰·轩尼斯将MOOC的发展称为“一场数字海啸”。而美国新媒体联盟执行总裁莱瑞·约翰逊博士提供了一种更加深入的观点：“慕课”还远远不能被称为学术界的变革创新，这份荣誉属于更具颠覆性和深远性的改革——大数据及其应用。

Coursera团队中国区负责人伊莱·布林德博士说，他们给教授提供的数据分析平台，能使教授看到有多少学生看了他的视频，学生看了几遍，了解到哪些内容学生已经掌握，哪些需要进一步练习，从而为学生量身定制学习任务和学习模块，并精准地送达给学生。

2014年，Coursera平台已有80多个教育机构提供了400多门课程，并有400万名注册用户；Udacity和edX分别有28门和62门课程，有75万和80万名注册用户。

面对全球性的MOOC浪潮，中国的大学也开始行动。2013年，上海市推出“上海高校课程资源共享平台”，30所高校的学生可以在平台上选课。同年5月，清华大学、北京大学加盟edX，将自己的优质课程面向全球开放。目前，每8个新加入MOOC的学生中，就有一名中国学生。

3.微课兴起——回应翻转课堂和MOOC浪潮

国际数据咨询公司预测，截至2017年，智能手机的发货量将上升到每年170万台，平板电脑4亿零680万台。人们在地铁或公交车上，不拿出手机或平板电脑看东西，就感觉自己OUT了。

移动设备的普及促进了移动学习的发展，但这种学习有新的需求：能满足碎片化的时间格局，能实现可视化的认知要求，技术上能满足多终端、跨平台的需要。在这种情况下，一种以视频为主要载体、以5～15分钟时长为单位、具备大数据时代特色的微型课程迅速突起。

与MOOC一样，微课灵感来源于翻转课堂实验。不过，微课灵感还与视觉驻留规律有关。一般人的注意力集中的有效时间在10分钟左右。因此，MOOC的制作者把视频长度限定为8～12分钟，并且中间会暂停几次，增加测试与互动，避免因视觉、听觉疲劳而降低学习效果。

为适应微课的发展，中国知名大学68所网络学院和新近成立的开放大学都在积极开发移动学习，其中，国家开放大学于2012年底启动了5分钟课程网建设，其目标是开放办学，打破大学“围墙”，以现代信息技术为支撑，面向全体社会成员开展学历与非学历教育。未来，在坐地铁、公交车时，在超市排队时，人们都可以拿出手机、平板电脑，看上一个几分钟的微课程。学习不再只是教室里的事情，也不再需要专门的整段时间去完成。

如今，翻转课堂、MOOC、微课等的出现，如同海啸一般，让我们体验到大数据时代信息化教学排山倒海般的新浪潮。

● 机遇挑战：大数据促进信息化教学的新变革

翻转课堂、MOOC和微课的兴起，不仅为信息化教学打开了新的视野，而且昭示我们，大数据可以真正实现教学资源的高度共享，能够提供科学的教学管理平台，推动学生个性化的学习与发展，并为促进信息化教学提供新的历史机遇。同时，大数据在教学领域的发展与应用，对院校及教师也提出了新的挑战。

1.大数据实现教学资源的融合与共享，助力信息化教学突破时空限制

我们是否有种遗憾：今生没读成清华、北大，没去过哈佛、牛津。我们为了孩子能够进入人大附中、十一学校等名校又会花费多少心血？而今，大数据将为我们圆梦，全球优质的教育资源都可以任你选择，即使坐在家里，你也可以一会儿到清华上堂课，一会儿去哈佛做个实验，向全球的大师请教，与全球的同学交流。

国务院参事、著名经济学家汤敏曾经做过一个实验，把人大附中等学校的优质教育资源带到18个省、130所学校，并在广西百色地区田东县等地的学校试验后，这些班级的平均分提高了20～40分。

国家开放大学5分钟课程网自2013年7月13日开通以来，已上线5000个微课程，截至2016年，不仅要建设约3万个覆盖数百个学科领域的微课程教学资源，建成集课程管理、互动体验、统计分析为一体的学习评价系统，而且还要建立5分钟课程网的微学分和微认证，打通学历教育和非学历教育、正式学习和非正式学习的界限。

随着大数据技术的发展和应用，相信这种海量资源共享、自主开放学习将成为未来信息化教学的一种常态。传统的大学校墙、国家界限将不复存在，而未来所需的高素质创新型人才将源源不断地涌现出来。

2.大数据推动教学模式的创新与发展，助力信息化教学实现学生个性化学习

教师现在上课，2个小时甚至4个小时对所有学生讲的都是同样的内容，有的认真听，有的不太认真听，即使认真听讲的学生也很少做到几个小时都不走神。但不认真的未必就不是好学生。在遍地都是数据的时代，教师讲的内容他可能学过，或者他已经懂了，甚至教师讲的还不如他知道的多。

为什么这么说呢？

“不得不承认，对于学生，我们知道得太少”，这是卡耐基·梅隆大学教育学院研究介绍中的一句自白，也是美国十大教育类年会中出镜率最高的核心议题。

我国古代就强调因材施教，教师一直希望在教学中根据不同学生的认知水平、学习能力以及自身素质，选择适合每位学生特点的方法，有针对性地进行教学。但千百年来，由于教师对受教育学生群体认识的匮乏，一直无法实现这个愿望，如今，大数据让这个愿望成为了可能。

以课堂教学为例，教师提出某一节课的学习目标、学习方式等要求后，学生可以通过网络，选择任何一种方式、任何一种资源进行学习。如果个人数据累积到一定程度，系统会自动为他提供最合适、最有价值的学习资料。学生完成学习后，系统根据其基础，自动生成题目，并为其打出相应的分数。课堂教学中的各种数据，包括学生的动作、情感、速度及在每个过程的时间分配、遇到的困难等细节，都会由教室、师生的感知系统自动捕捉并记录下来。这样借助基于大数据的学习分析技术，教师就可以对学生的知识建构与学习能力进行分析评估，从而为学生提供更加精准的个性化帮助。

3.大数据挑战未来教师的知识与技能，促进信息化教学主体由教师向学生转变

两千多年前，孔子杏坛讲学，口口相传，完全倚赖于教师。一千多年前，活字印刷术迅速发展，文字典籍大量复制，师生得以初步分离。如今，海量的资源就在网上，无论是哈佛大学的课程，还是一线科研的成果；无论是视频教学，还是线上答疑；无论是学习者身处著名大学城，还是在偏远的小山沟，都能获取同样的学习资源。大数据时代，教学从课堂内走向了课堂外，从以教师为中心走向了以学生为中心，学习由定制的“套餐”变成了灵活的“自助餐”。一段《江南Style》的小视频，竟然有17亿人次观看，如果未来学生都去选别人的课了，那我们教师该怎么办？也许你会说：“怎么可能？”

但现实是残酷的，将来的教师，必将是线下工作的大忙人。如果我们现在不抓紧学习与实践，将来我们就真的OUT了。那么，未来教师在大数据浪潮中如何努力，才能不被拍在沙滩上呢？未来教师不仅是传道、授业、解惑者，更是学习活动的组织者、资源的开发者，还是终身学习者。因此，除了传统的教学功底之外，教师还要掌握信息技术、认知心理学、艺术修养和批判性思维等方面的知识与技能。只有这样，才能扩展教师关于信息化教学的视野，增强教师实施信息化教学的能力，促进教师专业素养全面提升，从而使其稳立于大数据的浪潮中。

● 结束语

大数据并不是一个充斥着算法和机器的冰冷世界，人类的作用依然无法被完全替代。大数据为我们提供的不是最终答案，只是参考答案，而更好的方法和答案还在不久的未来。其实，未来已来，让我们一起努力，去探寻信息化教学的最好方法。