(2.4.1)--1.12《教育数据思维的内涵、构成与培养路径》.pdf
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1、教育数据思维的内涵、构成与培养路径*摘要:随着数据驱动教学时代的到来,数据素养成为教师能否将教育数据转化为有意义教学信息的关键,而教育数据思维作为教师数据素养的核心要素之一,正逐渐引起教育研究者与实践者的关注。教育数据思维是指教师以教育数据为基础,运用数据科学、统计学相关知识对数据进行分析、比较、应用,创造性地形成解决教育问题的思路与方法,以实现教育模式的创新与变革的思维活动。教育数据思维具有关联性思考、基于数据的决策、数据结果的辩证审视以及数据价值创造四大特征,包括数据量化思维、数据关联思维、数据驱动思维和数据反馈思维四个相互联动的关键要素。为了使教育数据思维能够切实在教学中落地,可以从理念
2、、技能、方法及应用四个层面对教师进行教育数据思维培养,具体包括六大路径:一是通过发现数据来培育教育数据理念,二是通过玩转数据来提升数据处理技能,三是通过量化数据训练来洞察数据与教学的联系,四是通过深入剖析数据来研判教育教学问题,五是通过审视数据来培养数据批判精神,六是通过利用数据来创新教育教学模式。关键词:大数据时代;教育数据思维;内涵特征;思维构成;培养路径中图分类号:G434 文献标识码:A文章编号:1009-5195(2019)06-0061-07 doi10.3969/j.issn.1009-5195.2019.06.007*基金项目:江苏省社科基金一般项目“教育政务数据的开放共享机制
3、设计与风险防控研究”(19JYB003);江苏省333工程科研基金资助项目“网络环境下深度学习行为分析及其促进策略研究”(333GC201702)。作者简介:李新,硕士研究生,江苏师范大学智慧教育学院;杨现民(通讯作者),博士,教授,博士生导师,江苏师范大学智慧教育学院(江苏徐州221116)。一、引言大数据技术的迅速发展对传统思维方式造成了强 烈 冲 击,正 在 引 领 一 场 思 维 方 式 的 变 革(Kitchin,2014)。维克托迈尔-舍恩伯格等(2013)在大数据时代:生活、工作与思维的大变革一书中指出大数据带来的思维变革主要体现在三个方面:“不是随机样本,而是全体数据;不是精确
4、性,而是混杂性;不是因果关系,而是相关关系。”大数据时代的数据储备和技术理念使得人们可以洞见事物的发展趋势与规律,重新建构价值体系、知识体系以及生活方式(张燕南等,2013),这赋予了思维方式新的形式和内涵,数据思维在此时代背景下应运而生。可以说,数据思维为我们看待世界提供了全新的视角(Provost et al.,2013),它是根据数据来思考事物的一种思维方式,强调量化、重视事实以及追求真理(张康之等,2015)。大数据时代,数据已经渗透到人类生产和生活的方方面面,数据思维已经成为人类解决问题的重要思维方式,并被广泛应用于商业、金融、农业、医疗、制造业等领域,为各行业的发展创造了巨大价值(
5、邬贺铨,2014)。在教育领域,随着数据驱动教学范式的发展(杨现民等,2017),教育数据思维逐渐成为大数据时代教师应该具备的基本思维,对于教师的专业发展和教学的创新变革均具有重要价值。基于此,笔者将从教师视角出发,对教育数据思维的内涵、构成以及培养路径等进行分析探讨,以期为教师教育数据思维的培养提供一定指导。二、什么是教育数据思维:内涵与特征1.数据思维与教育数据思维思维是人类区别于动物的基本属性,是人类得以认识世界和改造世界的基本方法(李艳坤等,2017),是通过观察到的事物来判断推测未知事物的一种思想活动(约翰 杜威,2014)。在人们解决问题的过程中,思维更接近于“思考”(郅庭瑾,20
6、07),是人脑借助于语言对客观事物的本质及其内在规律的概括与间接反映(朱智贤等,1986)。从本质上讲,思维是人类特有的一种高级认识活动,是人类认识客观世界的高阶能力,旨在探索与发现.61事物的本质联系与发展规律。大数据时代的思维方式离不开大数据的支撑。大数据思维是人们在大数据基础上获得新认知和创造新价值的源泉(高天,2017),是对“人类的自然认知模式”的模拟,涉及数据采集、数据关联分析、用户画像以及预测等能力(赵晋等,2018),体现了人们在思想上对大数据的认识和重视程度(张弛,2015)。数据思维从本质上讲是人类利用数据创造价值的一种思维能力(Jimerson,2014),它以人们获得的
7、数据为基础,再利用已经拥有的数据知识对数据进行分析、比较、综合、抽象和概括,进而形成概念、推理和判断,使之对客观事物的认识从感性上升到理性的一种思维过程。基于大数据的数据思维有助于激发出大数据自身的决策力与洞察力,发挥大数据的高价值特性,驱动社会各领域快速发展。在教育领域,随着数据的持续累积和深度挖掘,教育数据作为大数据的一个子集,正在成为一座可无限开采的“金矿”(杨现民等,2016),但如何充分挖掘这些“金矿”的价值从而助力教育教学的决策与师生的个性化成长,是摆在教育研究者与实践者面前的难题。众所周知,数据驱动的理念在电商、金融、医疗等领域发挥了极大的作用,并为各行业带来巨大的经济价值,但是
8、其对教育领域的变革与影响似乎并没有像其他领域那般明显,这可能归因于教育系统的复杂性和师生情感的多样性。但是,我们必须认识到一个客观事实,那就是教师作为教育教学的引导者并没有像其他领域的管理者那样拥有较好的数据思维,这导致教师无法全面认识并充分发挥教育数据的价值。如果教师拥有良好的数据思维,将有助于其充分挖掘教育数据中隐藏的潜在价值,助力教师树立数据驱动教学的理念。基于上述分析,笔者认为教育数据思维是指教师以教育数据为基础,运用数据科学、统计学相关知识对数据进行分析、比较、应用,创造性地形成解决教育问题的思路与方法,以实现教育模式的创新与变革的思维活动。2.教育数据思维的四大特征大数据思维的特征
9、在本质上表现为一种决策思维(赵晋等,2018),因而围绕这一本质特征,教育数据思维表现出四个明显特征:关联性思考、基于数据的决策、数据结果的辩证审视以及数据的价值创造。关联性思考。关联性思考是指教师基于大量数据从多个方面进行关联性分析,强调数据的多元、综合和相关。关联性思考包括横向和纵向两个维度,横向是指数据在时间上的关联,如教师对学习者产生的日数据、周数据、月数据以及年数据进行关联性思考;纵向是指数据在空间上的关联,如教师对教学、评价、管理、科研等不同方面的数据进行关联性思考。教师通过对数据的关联性思考,有助于挖掘数据间深层次的关系与价值,从而更好地把握教育规律,发现教育问题。基于数据的决策
10、。传统的教育决策过分依赖于经验、直觉甚至流行趋势,而往往缺乏数据的支撑(杨现民等,2017)。教育数据思维使得教师的数据应用能力得到明显提升,促使基于数据的决策成为提高教育决策绩效的新模式。基于数据的决策就是让数据在教师的教育决策中“说话”,为教师开展教学提供科学依据,这有助于教师突破教学经验、常识、主观臆断的视野局限,克服传统教育决策存在的主观性与盲目性缺陷,进而提升教育决策的科学性与准确性。数据结果的辩证审视。数据结果的辩证审视是指教师应用辩证批判的思维分析和审视数据,并对数据的分析结果进行正确解读与应用。重视数据并对数据的准确性和完整性保持怀疑是发挥数据价值的关键。对数据结果的辩证审视有
11、两层含义:一是教师对教育数据本身的辩证批判,通过质疑和反思,剔除无效数据,保证数据的科学准确;二是教师对数据分析结果的辩证批判,通过结合教学知识与经验,从而对数据结果辩证地看待和选择性地接受。数据价值创造。教育数据思维具有明显的价值导向,即利用数据创新性地解决现实教育问题,挖掘数据背后潜在的教育价值,将教育数据转化为可行动的信息,以期改善教与学。数据的价值创造体现在教师对教育本身的“洞察”,即让教师有机会通过大数据深度观察自身的教学行为和每位学生的真实状态(刘三女牙等,2017)。总之,教育数据思维不是一种简单的数据统计思维,而是教师利用数据推动教育教学创新发展的高阶思维能力。它的提出具有强烈
12、的时代感和现实需求,符合当前数据驱动教学范式发展的时代要求。同时,教育数据思维作为教师数据素养培养的重要内容,其在教师专业发展及教育体系变革中也具有重要价值。三、何以构成教育数据思维:要素与关系数据思维是随着大数据技术的持续应用与发展李新,杨现民教育数据思维的内涵、构成与培养路径现代远程教育研究,2019,31(6)学术时空.62李新,杨现民教育数据思维的内涵、构成与培养路径现代远程教育研究,2019,31(6)学术时空而引申出来的新概念,目前众多学者对数据思维的构成理解还比较模糊,尚未达成一致。高奇琦等(2016)提出,公共治理体系中的数据思维主要包括服务性思维、时效性思维、共享性思维和开放
13、性思维四类。张义祯(2015)认为,大数据促进了人类思维方式的转变,主要体现在总体思维、容错思维、相关思维和智能思维四个方面。刘伟(2017)指出,大数据思维是一种整体关联性思维、发散开放性思维和多元共生性思维。在教育领域,笔者秉承“教育数据思维的本质是基于量化数据的深度分析以实现数据的价值创造”这一理念,认为教育数据思维不仅有助于教师基于数据形成解决教育问题的思路与方法,而且有助于教师基于量化数据进一步分析数据间的相关关系,对教育教学问题从多个方面进行关联性思考与分析,并基于数据分析结果进行教育决策、教育管理和教育评价。有鉴于此,笔者认为教育数据思维主要由数据量化思维、数据关联思维、数据驱动
14、思维和数据反馈思维四个要素构成(见图1)。图1教育数据思维的构成1.数据量化思维数据量化思维已经成为大数据时代人们的重要思维方式,是教育数据思维的基础和前提。数据量化思维是指教师用可量化的数据来描述和解释教育教学、教育管理、教育评价中的现象和问题,也就是“用数据说话”的思维能力(刁生富等,2017)。这也将成为教师解决教育教学问题的一种新的方法论。在教育领域,教师运用数据量化思维可以将教育教学中的行为、问题、现象等进行量化处理,以数据可视化的方式进行呈现。比如教师可以将师生行为量化为讲授时长、听课时长、板书时长、提问次数、回答次数等,将教学评价量化为班级名次、答题时长、答题成绩、知识点正确率等
15、,将课堂管理量化为班级人数、缺席人数、设备数量、设备故障次数等,将这些量化的行为以数据可视化的方式呈现,有助于教师更好地发现学生学习与自身教学存在的问题。在实践中,不少教育管理者和教育行政部门已经意识到数据量化思维在教育系统中的重要价值,如上海市闵行区教育局将学生的身心健康、学业进步、成长体验、个性技能等进行量化采集和多元分析,并利用电子学习档案来记录这四个维度的数据,帮助教师、家长更好地掌握学生的学习状态,从而实现教育的精细化管理与个性化教学(刘博智等,2014)。可见,数据量化思维作为大数据时代教育领域中最直接的思维体现,为教育工作者发现和解决问题提供了新的视角与方法。2.数据关联思维大数
16、据时代,人们的思维方式正在从因果思维转向关联思维。数据关联思维的核心是在数据量化思维的基础上,通过数据间的相关关系预测未来。在教育教学中,数据关联思维是指教师对教育系统中量化的师生行为、师生情感、教学管理以及教学评价等数据的相关性进行分析并基于此进行教学决策的思维模式。教师运用数据关联思维可以更好地挖掘分析师生行为间的相关关系,构建教育数据关系模型,发现并解决教育教学问题。教师通过数据关联思维不仅可以发现数据间存在的相关关系,为教学决策提供指导与依据,更重要的是可以通过相关关系预测学生的成长轨迹与发展趋势。比如教师基于大数据技术可以采集学习者在网络学习空间中花费的学习时间、学习者完成课程学习的
17、情况、学习者在课堂或学校情境中学习行为的变化、学习者线上或线下考试成绩等数据,围绕这些数据探索学习者学习行为与学习结果之间的相关关系,最终构建学习者行为模型并预测学生的发 展 趋 势。例 如,有 学 者 通 过 跟 踪 和 采 集Blackboard在线学习平台上学习者学习行为的相关数据,构建学习者行为模型,并用来预测平台中学习者的学习失败可能(徐鹏等,2013),这都是数据关联思维应用的直接体现。3.数据驱动思维随着大数据技术在教育领域的持续应用,利用数据驱动教育体系的变革与创新已经成为提升教育发展水平的重要路径(胡弼成等,2015)。数据驱动思维是指教师在数据量化思维与关联思维基础上,基于
18、教育教学领域产生的各种数据进行教育决策、教育管理、教育评价,以驱动教育系统的创新和促进师生共同成长的思维模式。数据驱动思维有助于推动教育教学从“经验主义”走向“数据主义”。数据驱动思维在教育教学领域主要体现在三个方面:一是基于数据驱动教育系统的变革与创新。数据驱动思维有助于教育工作者充分发挥教数据关联思维数据关联思维构建教育数据关系模型,发现相关关系,预测发展趋势数据量化思维数据量化思维用可量化的数据描述教育教学、教育管理、教育评数据反馈思维数据反馈思维课前:备课-制定教学策略课中:诊断-调整教学策略课后:反馈-提供个性化指导数据驱动思维数据驱动思维驱动教育变革与创新驱动精准教学的实现驱动教育
19、治理现代化价的现象和问题(用数据说话),以数据可视化的方式呈现.63育大数据的价值和潜能,破解当前困扰教育发展的诸多难题(如学生负担重、素质教育推进难等),驱动教育管理的科学化、教育评价的精准化、教育服务的智慧化以及教育教学的个性化。二是基于数据驱动精准教学的实现。数据驱动思维有助于教师将线上与线下采集到的教学数据“翻译”成有价值的教学信息(如学困生的识别、知识缺陷的发现、学科能力的诊断等),进而为教学决策提供更准确、更及时、更全面的支持,以此实现数据驱动的精准教学(杨现民等,2017)。三是基于数据驱动教育治理现代化的实现。数据驱动思维有助于加强教育管理者的“数据治理”理念,协同政府、企业、
20、社会以及学校等在教育大数据方面的优势,全面提升教育服务质量,促进教育公平,实现教育治理现代化。4.数据反馈思维反馈是大数据改进学习的三大核心要素之一(唐斯斯等,2015),数据反馈思维是教师充分发挥教育数据价值以改善教育质量、提升教育绩效的关键。数据反馈思维是指教师通过量化数据、关联性思考将基于教育教学产生的各种数据驱动结果反作用于教育教学以提升教育绩效和学生学习成绩的思维模式。教师可以通过数据反馈掌握不同学习者的学习需求,洞察不同学习者的学习行为路径与发展规律,并据此开展个性化的教学与指导。随着教育研究者逐渐意识到教育数据的重要性,让数据“发声”成为发挥数据价值的关键。对于教师而言,数据反馈
21、思维贯穿于课前、课中和课后三个教学环节,有助于教师改善教学质量和学生提升学习成绩。比如课前教师通过学生学习平台的数据反馈能够及时了解学生的预习情况,发现学生对内容掌握的薄弱点,从而有针对性地进行备课;课中教师通过教学平台的数据反馈能够实时诊断学生的学习情况,从而动态调整教学策略;课后教师通过学习作业平台的数据反馈能够了解并确定不同学生的知识掌握程度与学习需求,从而给予学生个性化的指导。自适应学习平台也是数据反馈思维的综合体现,如Knewton公司推出的适应性学习平台能够通过对学生学习过程产生的数据进行智能分析,并根据分析结果即时调整优化内容供应,推断学习者的学习困难和学习兴趣等,从而为学习者提
22、供针对性的学习建议(甘容辉等,2015)。四、如何培养教育数据思维:路径与方法由于思维本身的复杂性,思维的培养则必然需要系统科学的培养模式与培养路径。笔者认为教育数据思维的培养可以从理念、技能、方法以及应用四个层面入手。理念层面旨在向教师普及教育数据的基本知识与理念,帮助教师更好地认识与理解教育数据的价值以及教育数据思维对教学工作的重要意义。技能层面旨在培养教师具有一定的数据意识,具备基本的数据处理技能。方法层面旨在通过建立数据模型量化数据、可视化呈现深入数据、审视数据实现科学决策等方法来培养教师的教育数据思维。应用层面旨在通过理念、技能和方法的培养,让教师能够基于大数据开展教育决策、教育评价
23、、教育管理和教育科研方面的创新。理念、技能、方法和应用四个层面由浅入深、由基础到高阶,是培养教师教育数据思维的重要路径。基于上述四个层面的培养设计,笔者提出教育数据思维培养的6条路径(见图2)。1.发现数据,培育教育数据理念第一,掌握教育数据内涵。教师要对教育数据图2教育数据思维培养路径教育数据内涵教育数据类型教育数据价值数据驱动教学获取数据处理数据分析数据可视化数据量化任务建立数据模型“数据+教育”模式利用教学知识可视化图表开放性思考“上帝视角”保持自信强调准确性正确地解释跳出数据局限培养移植思想多角度认识数据培养好奇心构建学习型组织发现数据,培养教育数据理念玩转数据,提升数据处理技能量化数
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- 教育数据思维的内涵、构成与培养路径 2.4 1.12 教育 数据 思维 内涵 构成 培养 路径
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