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數據智能(néng)驅動教育生态重塑

2021/6/19 11:02:49

作爲數字化轉型以及推進(jìn)智慧教育的技術關鍵,教育數據技術及其應用創新是核心。智慧教育所追求的大規模因材施教,最關鍵的技術核心在于數據智能(néng),以及伴随數據智能(néng)技術的機制、教者的跟進(jìn)。當前的智慧教育實踐中,數據智能(néng)驅動教育生态重塑的前景已經(jīng)浮現。前路依然曲折。


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如何理解數據智能(néng)



通俗地理解,數據智能(néng)是從大數據中“提煉”出來的價值。同樣(yàng)地,教育數據智能(néng)是海量教育數據模型、深度學(xué)習算法、高度計算力等智能(néng)化技術與算法的融合體。業内也開(kāi)始用“智能(néng)教育大腦”來隐喻之,是一個能(néng)夠實現數據融合、關系挖掘、問題診斷、決策優化等教育賦能(néng)的智能(néng)應用。


遵循“數據處理→模型訓練→測試評估→服務應用”的技術路線,數據智能(néng)的實現基礎是對(duì)基礎數據集的深度追蹤、結構化組織與動态監測。這(zhè)個過(guò)程中,其技術核心是教育數據中台和智能(néng)分析引擎。


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、互通融合、開(kāi)放共享目标。具體包括底層數據環境、教育數據中台、數據治理機制和安全管理機制等。其中,底層數據環境通過(guò)互聯網、5G、雲平台、傳感器等基礎工具完成(chéng)數據的持續采集。數據中台通過(guò)對(duì)多源異構數據的清洗、關聯、流通、融合等,實現教育服務的精細化治理。數據治理和安全管理機制強調數據流通的合理性和科學(xué)性,以及把控數據治理過(guò)程的透明化和安全化。


智能(néng)分析引擎通過(guò)教育數據的關系挖掘,構建智能(néng)教育大腦的數據分析系統,爲學(xué)生個性化自主學(xué)習、教師精準化教學(xué)提供價值提升支持,以滿足适合多種(zhǒng)教育場景的個性化教學(xué)形态與活動的展開(kāi),呈現學(xué)校管理“一校一檔”、教師發(fā)展“一師一檔”、學(xué)生成(chéng)長(cháng)“一生一檔”的監測目标。


數據智能(néng)如何重塑教育核心業務



教育部推進(jìn)的“智慧教育示範區”建設,教育理念上,體現的是以人的發(fā)展爲核心;智能(néng)技術上,則體現爲學(xué)習空間的無縫連通、學(xué)習情境的敏捷感知、學(xué)習資源的開(kāi)放整合、學(xué)習過(guò)程的全程可記錄、學(xué)習體驗的自然交互以及學(xué)習服務的精準适配等。


以數據智能(néng)驅動學(xué)、教、管、評等核心業務的結構重塑,是推進(jìn)智慧教育的實踐路徑。


第一,給教師的“化驗單”。


超越步調一緻的集體教學(xué),照顧到每一個學(xué)生的學(xué)習狀态和學(xué)習需求,推動因材施教目标的實現,這(zhè)是數據技術重塑教學(xué)場景的價值意蘊。利用數據技術實時捕獲和挖掘教學(xué)進(jìn)程中的海量數據,經(jīng)由行爲序列挖掘精準預判學(xué)生的過(guò)程性習慣,探尋學(xué)習發(fā)生的作用機制和關鍵誘因,并在多輪叠代中不斷調整教學(xué)設計,從而促進(jìn)學(xué)生素養的普遍提升。同時,數據技術通過(guò)對(duì)學(xué)生知識掌握、學(xué)習習慣、學(xué)習态度和學(xué)習策略等多維視角下的綜合研判,能(néng)夠更加精準地診斷學(xué)習中存在的問題,以便更爲精準地施加幹預。


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數據智能(néng)重塑教學(xué)結構的應用場景,最爲突出的是線上線下融合的教學(xué)結構重塑。智能(néng)技術爲教師提供學(xué)生在認知、行爲、知識掌握及情感動機等各維度的表現,基于細緻的學(xué)情研判,教師能(néng)夠對(duì)教學(xué)活動的組織實施相應的設計,比如教學(xué)活動差異化開(kāi)展、前置組織、項目化設計等。


第二,給學(xué)生的個性化處方。


了解你、成(chéng)就你、發(fā)現你是數據技術重塑學(xué)習場景的重要體現。學(xué)習者畫像,從學(xué)生如何學(xué)習(即記憶與知識的結構、問題解決與推理分析、元認知過(guò)程與自我調節能(néng)力),以及學(xué)生學(xué)習成(chéng)長(cháng)(主動獲取知識和技能(néng)過(guò)程中發(fā)生的情感、認知、行爲變化)等維度,刻畫學(xué)習者典型特質和學(xué)習成(chéng)長(cháng)個性特征,在此基礎上的精細化和智能(néng)化學(xué)習診斷,成(chéng)爲給學(xué)生的個性化學(xué)習“處方”。同時,也是對(duì)學(xué)生的能(néng)力預判,幫助學(xué)生更好(hǎo)地認識自我、發(fā)展自我、規劃自我以及建構自我。


不難發(fā)現,數據技術支撐下的學(xué)習場景呈現如下典型特征:


  • 一是以學(xué)生爲中心,學(xué)生作爲學(xué)習進(jìn)程的主體,借助智慧學(xué)伴、智能(néng)批改等技術支持,能(néng)夠自主控制教育活動序列。


  • 二是自主選擇,即學(xué)生依據興趣偏好(hǎo)和發(fā)展需求等,選擇适應的學(xué)習材料。


  • 三是靈活服務,依托智能(néng)技術支持,延伸了傳統教室環境下的數字資源和精準服務,激發(fā)了學(xué)生持續探究的熱情和内在動機。


第三,給評價的增值提升。


采用數據驅動的方法,利用監測學(xué)生學(xué)習成(chéng)長(cháng)的數據畫像實施評價,能(néng)夠突破評價方式、評價目的及評價維度等方面(miàn)的局限。2020年10月,中共中央、國(guó)務院印發(fā)的《深化新時代教育評價改革總體方案》明确指出,堅持科學(xué)有效,改進(jìn)結果評價,強化過(guò)程評價,探索增值評價,健全綜合評價……


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學(xué)生成(chéng)長(cháng)數據畫像,回應了評價改革的綜合性、全程性和增值性要求。


  • 首先,以學(xué)習者核心素養發(fā)展爲切入點,綜合學(xué)習者成(chéng)長(cháng)過(guò)程中認知發(fā)展、非認知狀态、社會情感發(fā)展等因素,對(duì)學(xué)習者成(chéng)長(cháng)發(fā)展進(jìn)行綜合監測。


  • 其次,通過(guò)多模态數據收集,全面(miàn)映射學(xué)生學(xué)習成(chéng)長(cháng)全過(guò)程;以數據驅動的方式,建立學(xué)習者動态畫像;


  • 再次,基于學(xué)習者動态畫像對(duì)學(xué)生學(xué)習成(chéng)長(cháng)進(jìn)行監測,爲相關者提供問題甄别、學(xué)習診斷、決策支持等增值性評價。


數據智能(néng)驅動的評價實現了評價場景的全周期監管,通過(guò)對(duì)多元數據的解碼,爲診斷需求、縮小學(xué)習差距以及精準化幹預提供證據,實現了評價的科學(xué)化與增值性的平衡。


實現教育數據智能(néng)的挑戰



數據驅動決策,分析變革教育。如何充分發(fā)揮數據技術的增能(néng)、增效、改進(jìn)、變革等功效,既是重要考量又是艱巨挑戰。


一是數據治理方面(miàn)的挑戰。


教育的複雜性導緻教育數據的多源異構形态更爲明顯,數據的采集、彙聚與互通方式更具挑戰,數據應用的需求更爲多元。數據技術涉及教育大數據應用服務、平台、系統等産品,涉及标準與規範的研制,涉及針對(duì)教育業務的數據建模和智慧教育應用。教育數據技術亟須協同多方力量攻關突破。


二是教師素養方面(miàn)的挑戰。


數據智能(néng)驅動的教學(xué)創新需要教師具備基本的數據素養,然而這(zhè)項能(néng)力教師普遍較爲欠缺。此外,數據智能(néng)驅動的教學(xué)創新,需要教師重新定位教者角色,需要重塑教學(xué)結構,也即弱化“教書匠”的角色,發(fā)展和凸顯“設計者”“分析者”“促進(jìn)者”的角色。


三是學(xué)校機制方面(miàn)的挑戰。


智能(néng)技術驅動的教學(xué)業務的結構重塑是一種(zhǒng)數字化轉型,對(duì)教、學(xué)、管、評來說都(dōu)是一種(zhǒng)機制的變革,學(xué)校如何借助數字化轉型的力量,系統地設計整個學(xué)校的教學(xué)系統、管理系統、評價系統等,這(zhè)對(duì)于學(xué)校而言并非易事(shì)。

作者:顧小清(華東師範大學(xué)教授、教育部教育信息化專家組成(chéng)員)

來源:《中國(guó)教育報》