數(shù)據(jù)(data)，一般而言是指通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)、檢驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)等方式所獲得的，用于科學(xué)研究、技術(shù)設(shè)計(jì)、查證、決策等目的的數(shù)值。通過全面、準(zhǔn)確、系統(tǒng)地測量、收集、記錄、分類、存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)，再經(jīng)過嚴(yán)格地統(tǒng)計(jì)、分析、檢驗(yàn)這些數(shù)據(jù)，就能得出一些很有說服力的結(jié)論。大規(guī)模、長期地測量、記錄、存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)、分析這些數(shù)據(jù)，所獲得的海量數(shù)據(jù)就是大數(shù)據(jù)(bigdata)。在制作大數(shù)據(jù)時(shí)，需要嚴(yán)格的方案設(shè)計(jì)、變量控制和統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)等，不然所獲得的大數(shù)據(jù)就是不全面、不準(zhǔn)確、無價(jià)值或價(jià)值不大的。
在教育特別是在學(xué)校教育中，數(shù)據(jù)成為教學(xué)改進(jìn)最為顯著的指標(biāo)。通常，這些數(shù)據(jù)主要是指考試成績。當(dāng)然，也可以包括入學(xué)率、出勤率、輟學(xué)率、升學(xué)率等。對(duì)于具體的課堂教學(xué)來說，數(shù)據(jù)應(yīng)該是能說明教學(xué)效果的，比如學(xué)生識(shí)字的準(zhǔn)確率、作業(yè)的正確率、多方面發(fā)展的表現(xiàn)率——積極參與課堂科學(xué)的舉手次數(shù)，回答問題的次數(shù)、時(shí)長與正確率，師生互動(dòng)的頻率與時(shí)長。進(jìn)一步具體來說，例如每個(gè)學(xué)生回答一個(gè)問題所用的時(shí)間是多長，不同學(xué)生在同一問題上所用時(shí)長的區(qū)別有多大，整體回答的正確率是多少，這些具體的數(shù)據(jù)經(jīng)過專門的收集、分類、整理、統(tǒng)計(jì)、分析就成為大數(shù)據(jù)。
分析大數(shù)據(jù)助力教學(xué)改革
美國高中生和大學(xué)生的糟糕表現(xiàn)——高中生退學(xué)率高達(dá)30%(平均每26秒就有一個(gè)高中生退學(xué))，33%的大學(xué)生需要重修，46%的大學(xué)生無法正常畢業(yè)——在讓教育部門憂心忡忡的同時(shí)，也讓教育科技公司找到了淘金的機(jī)會(huì)。近些年來，許多教育科技公司紛紛開始搶灘大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析的市場，競爭極為激烈。
美國的一些企業(yè)已經(jīng)成功地商業(yè)化運(yùn)作教育中的大數(shù)據(jù)。全球最大的信息技術(shù)與業(yè)務(wù)解決方案公司IBM就與亞拉巴馬州的莫白兒縣公共學(xué)區(qū)進(jìn)行大數(shù)據(jù)合作。結(jié)果顯示，大數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)校的工作具有重要作用。當(dāng)IBM剛剛開始與這一學(xué)區(qū)合作時(shí)，除了學(xué)生成績不好之外，該縣還面臨著輟學(xué)率已增加到48%的嚴(yán)峻情況。根據(jù)聯(lián)邦政府的《不讓一個(gè)孩子掉隊(duì)法》(NoChildLiftBehind，NCLB)，學(xué)生成績?cè)愀獾牡胤秸畬⑹艿綉土P。為了應(yīng)對(duì)這一巨大的挑戰(zhàn)，該縣此前已經(jīng)在學(xué)生數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上建立了一個(gè)輟學(xué)指示工具，并將其用于全縣層面的決策。但I(xiàn)BM認(rèn)為這仍不足以改善莫白兒縣窘迫的現(xiàn)狀，需要借助IBM的技術(shù)支持重新建立大數(shù)據(jù)，進(jìn)而利用大數(shù)據(jù)分析來改善學(xué)區(qū)內(nèi)所有學(xué)生的整體成績。
在美國的教育大數(shù)據(jù)領(lǐng)域，除了處于領(lǐng)先地位的IBM，還有像“希維塔斯學(xué)習(xí)”(CivitasLearning)這樣的新興企業(yè)。“希維塔斯學(xué)習(xí)”是一家專門聚焦于運(yùn)用預(yù)測性分析、機(jī)器學(xué)習(xí)從而提高學(xué)生成績的年輕公司。該公司在高等教育領(lǐng)域建立起最大的跨校學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫。通過這些海量數(shù)據(jù)，能夠看到學(xué)生的分?jǐn)?shù)、出勤率、輟學(xué)率和保留率的主要趨勢(shì)。通過使用100多萬名學(xué)生的相關(guān)記錄和700萬個(gè)課程記錄，這家公司的軟件能夠讓用戶探測性地知道導(dǎo)致輟學(xué)和學(xué)習(xí)成績表現(xiàn)不良的警告性信號(hào)。此外，還允許用戶發(fā)現(xiàn)那些導(dǎo)致無謂消耗的特定課程，并且看出哪些資源和干預(yù)是最成功的。
在加拿大，總部位于安大略省沃特盧的教育科技公司“渴望學(xué)習(xí)”(Desire2Learn)已經(jīng)面向高等教育領(lǐng)域的學(xué)生，推出了基于他們自己過去的學(xué)習(xí)成績數(shù)據(jù)預(yù)測并改善其未來學(xué)習(xí)成績的大數(shù)據(jù)服務(wù)項(xiàng)目。這家公司的新產(chǎn)品名為“學(xué)生成功系統(tǒng)”(StudentSuccessSystem)。“渴望學(xué)習(xí)”聲稱加拿大和美國的1000多萬名高校學(xué)生正在使用其學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)技術(shù)。“渴望學(xué)習(xí)”的產(chǎn)品通過監(jiān)控學(xué)生閱讀電子化的課程材料、提交電子版的作業(yè)、通過在線與同學(xué)交流、完成考試與測驗(yàn)，就能讓其計(jì)算程序持續(xù)、系統(tǒng)地分析每個(gè)學(xué)生的教育數(shù)據(jù)。老師得到的不再是過去那種只展示學(xué)生分?jǐn)?shù)與作業(yè)的結(jié)果，而是像閱讀材料的時(shí)間長短等這樣更為詳細(xì)的重要信息，這樣老師就能及時(shí)診斷問題的所在，提出改進(jìn)的建議，并預(yù)測學(xué)生的期末考試成績。
像美國的“夢(mèng)盒學(xué)習(xí)”(DreamBoxLearning)公司和“紐頓”(Knewton)公司這類領(lǐng)先性的開發(fā)者們，已經(jīng)成功創(chuàng)造并發(fā)布了各自版本的利用大數(shù)據(jù)的適應(yīng)性學(xué)習(xí)(adaptivelearning)系統(tǒng)。在2012年國際消費(fèi)電子展的高等教育技術(shù)峰會(huì)上，世界最大的教育出版公司培生集團(tuán)(Pearson)與適應(yīng)性學(xué)習(xí)領(lǐng)域里的先行者紐頓公司共同發(fā)布了主要由培生集團(tuán)開發(fā)的適應(yīng)性學(xué)習(xí)產(chǎn)品——“我的實(shí)驗(yàn)室/高手掌握”(MyLab/Mastering)。這款產(chǎn)品在將全球范圍內(nèi)向數(shù)百萬名學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)服務(wù)，向他們提供真實(shí)可信的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，讓學(xué)校通過這些數(shù)據(jù)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果并降低教學(xué)成本。首款產(chǎn)品將在美國的數(shù)十萬名學(xué)生中使用，包括數(shù)學(xué)、英語，以及寫作等技能開發(fā)課。
紐頓的創(chuàng)辦人、首席執(zhí)行官何塞·費(fèi)雷拉和培生高等教育分公司的總裁格雷格·托賓共同出席了“我的實(shí)驗(yàn)室/高手掌握”的發(fā)布會(huì)并介紹了合作的細(xì)節(jié)，討論了高等教育的未來。托賓說：“個(gè)性化學(xué)習(xí)是未來教育的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。我們把紐頓的技術(shù)整合到‘我的實(shí)驗(yàn)室/高手掌握’這個(gè)產(chǎn)品中，是整個(gè)行業(yè)進(jìn)入個(gè)性化教育新時(shí)代的引領(lǐng)風(fēng)氣之舉”。費(fèi)雷拉說：“從今年秋季起，培生的課程材料將在紐頓技術(shù)的支持下，開始適應(yīng)性地滿足每個(gè)學(xué)生獨(dú)特的學(xué)習(xí)需求。學(xué)生能夠生成大量有價(jià)值的數(shù)據(jù)，紐頓可以分析這些數(shù)據(jù)，以此確保學(xué)生以最有效、最高效的方式學(xué)習(xí)。這是教育的一個(gè)新的前沿領(lǐng)域”。按照已經(jīng)達(dá)成的協(xié)議，這兩家公司2013年將進(jìn)一步擴(kuò)大合作，把大學(xué)數(shù)學(xué)、大學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)、大學(xué)一年級(jí)作文、經(jīng)濟(jì)學(xué)以及科學(xué)等領(lǐng)域納入其產(chǎn)品中去。
此外，由總部設(shè)在美國紐約的麥格勞·希爾公司(McGraw-Hill)、總部設(shè)在英國倫敦的培生集團(tuán)和其他出版公司共同開發(fā)的“課程精靈”系統(tǒng)(CourseSmart)，也允許教授們通過讓學(xué)生使用電子教科書來跟蹤他們的學(xué)業(yè)進(jìn)展，并向助教們顯示學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度和學(xué)習(xí)成績等大量的數(shù)據(jù)信息，只是這一系統(tǒng)尚不具備預(yù)測的功能。
近年來，隨著大數(shù)據(jù)成為互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)行業(yè)的流行詞匯，教育逐漸被認(rèn)為是大數(shù)據(jù)可以大有作為的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域，有人大膽地預(yù)測大數(shù)據(jù)將給教育帶來革命性的變化。
大數(shù)據(jù)技術(shù)允許中小學(xué)和大學(xué)分析從學(xué)生的學(xué)習(xí)行為、考試分?jǐn)?shù)到職業(yè)規(guī)劃等所有重要的信息。許多這樣的數(shù)據(jù)已經(jīng)被諸如美國國家教育統(tǒng)計(jì)中心之類的政府機(jī)構(gòu)儲(chǔ)存起來用于統(tǒng)計(jì)和分析。
而近年來越來越多的網(wǎng)絡(luò)在線教育和大規(guī)模開放式網(wǎng)絡(luò)課程橫空出世，也使教育領(lǐng)域中的大數(shù)據(jù)獲得了更為廣闊的應(yīng)用空間。專家指出，大數(shù)據(jù)將掀起新的教育革命，比如革新學(xué)生的學(xué)習(xí)、教師的教學(xué)、教育政策制定的方式與方法。
教育領(lǐng)域中的大數(shù)據(jù)分析最終目的是為了改善學(xué)生的學(xué)習(xí)成績。成績優(yōu)異的學(xué)生對(duì)學(xué)校、對(duì)社會(huì)、以及對(duì)國家來說都是好事。學(xué)生的作業(yè)和考試中有一系列重要的信息往往被我們常規(guī)的研究所忽視。而通過分析大數(shù)據(jù)，我們就能發(fā)現(xiàn)這些重要信息，并利用它們?yōu)楦纳茖W(xué)生的成績提供個(gè)性化的服務(wù)。
與此同時(shí)，它還能改善學(xué)生期末考試的成績、平時(shí)的出勤率、輟學(xué)率、升學(xué)率等。
現(xiàn)在，大數(shù)據(jù)分析已經(jīng)被應(yīng)用到美國的公共教育中，成為教學(xué)改革的重要力量。為了順應(yīng)并推動(dòng)這一趨勢(shì)，美國聯(lián)邦政府教育部2012年參與了一項(xiàng)耗資2億美元的公共教育中的大數(shù)據(jù)計(jì)劃。這一計(jì)劃旨在通過運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析來改善教育。聯(lián)邦教育部從財(cái)政預(yù)算中支出2500萬美元，用于理解學(xué)生在個(gè)性化層面是怎樣學(xué)習(xí)的。部分綜述了該計(jì)劃的數(shù)據(jù)和案例已經(jīng)在美國教育部教育技術(shù)辦公室2012年4月10日發(fā)布的《通過教育數(shù)據(jù)挖掘和學(xué)習(xí)分析增進(jìn)教與學(xué)(公共評(píng)論草案)》中披露出來。
美國教育部門對(duì)大數(shù)據(jù)的運(yùn)用主要是創(chuàng)造了“學(xué)習(xí)分析系統(tǒng)”——一個(gè)數(shù)據(jù)挖掘、模化和案例運(yùn)用的聯(lián)合框架。這些“學(xué)習(xí)分析系統(tǒng)”旨在向教育工作者提供了解學(xué)生到底是在“怎樣”學(xué)習(xí)的更多、更好、更精確的信息。舉例來說，一個(gè)學(xué)生成績不好是由于他因?yàn)橹車h(huán)境而分心了嗎?期末考試不及格是否意味著該學(xué)生并沒有完全掌握這一學(xué)期的學(xué)習(xí)內(nèi)容，還是因?yàn)樗?qǐng)了很多病假的緣故?利用大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)分析能夠向教育工作者提供有用的信息，從而幫助其回答這些不太好回答的現(xiàn)實(shí)問題。
許多人因此會(huì)問，大數(shù)據(jù)能拯救美國的公立教育嗎?全球最大的電腦軟件提供商微軟公司(Microsoft)的創(chuàng)始人、前首席執(zhí)行官比爾·蓋茨(BillGates)今年3月7日在得克薩斯州首府奧斯汀舉行的一個(gè)教育會(huì)議上打賭說，利用數(shù)據(jù)分析的教育大數(shù)據(jù)能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績，拯救美國的公立學(xué)校系統(tǒng)。他稱過去十幾年里教育領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展陷入了停滯，研發(fā)投入遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。蓋茨充滿信心地認(rèn)為，教育技術(shù)未來發(fā)展的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)。在這次大會(huì)上，5000多名參會(huì)者討論了教育數(shù)據(jù)應(yīng)用的前景。
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