① 大数据对教学的影响
大数据对教学的影响
随着时代的发展和科技的进步,“大数据”时代悄然来临。随着硬件的高速革新化与软件的高速智能化,大数据时代也对高校教育领域产生了广泛而深刻的影响。大数据就其性质来说,不是产品,也不是一种技术,而是一个抽象的概念,有人将“大数据”形象地比喻成21世纪人类探索的新边疆,是以高度发达的信息网络技术为支撑,所呈现出的巨大数据信息,当然包括伴生的相关处理技术。大数据是近年来继云计算、物联网后的新技术热点。
大数据具有4V特性,包括海量的数据规模(Volune)、快速的数据流转和动态的数据体系(Velocity)、多样的数据类型(Variety)和巨大的数据价值(Value)。而就数据的实用价值,IBM认为还应具有第五个V特征,就是真实性(Veracity),在日常工作和学习中,数据信息真实性的好处不言而喻,对教育领域来说,更是最基本的要求与保障。要利用大数据时代的巨大资源为教育服务,教师的选取和甄别手段更显得尤为重要,从这个层面上来说,数据的真实性在一定方面上制约着教师教的内容和学生学的内容。
大数据时代给传统的教育提出了挑战,由于自身特点,它给教育提出了教育对象的个性化发展、教育方式的变革、教育观念的开放化、管理的科学化等要求,更有利于素质教育的开展。大数据时代的数据具有信息量大、形式多样、实时性强和价值多元等特性,因此教育模式和教育理念只有关注人的多样化发展才能培养出高素质人才。然而,与此相矛盾的是,传统的教学方式强调教师的主体地位,为了便于管理和保证教学效果,教师最有效也最轻松的方式就是以标准化来要求每一位同学,表现于统一的教材、统一的作业、统一的考核和对学生单一的评价方式上,这不仅不利于发挥学生的主动性,长此以往,更限制了学生的思维方式与视域,无法满足学生个性化发展和大数据时代对高素质人才的需求。
要想利用信息时代的数据更好地应用于教育,必须变革教学方式,对教师提出新的要求,教师不仅要树立终身学习的理念,还要更好地掌握学科前沿的动态信息,更好地利用数据的开放性、共享性等特点,充实学习内容,提升教学水平。以“慕课”和“小微课”平台的问世为广大学生所熟悉和利用,丰富和发展了在线教学模式,这更需要教师不断调整,告别传统的授业者的角色,以学生为主体,以技术为手段和平台,成为知识学习的组织者、引导者和评价者。
除了促进个性化发展、丰富学习内容和提高学习效率,大数据技术的应用更有利于教师掌握学生的身心发展规律。与传统的教师通过面谈、电话交流、家访及其他同学侧面反映和凭借工作经验判断学生心理特征等方式,应用大数据技术,分析和测量学生的心理特点,通过对以前遇到的实际问题的解决方式进行归纳和总结,这种体察方式不仅更理性,还可进一步对未来的心理状况进行有效预测,能促进教师更好地了解学生,还能有针对性地促进学习效果,提高学习能力。
大数据背景下,不仅革新教育理念,对高等学校的管理也提供了新思路。高等学校的信息化进程中会产生大量的数据,包括教师和学生信息、学籍和成绩信息、注册与选课信息等,利用大数据技术管理这些信息,对帮助学校资源管理和教学方法等方面将会产生极大的便利。目前,高等学校的信息化系统正不断发展完善。除数据管理、校园网络和远程教育系统外,还发展了图书馆信息管理系统、数字化校园等,如何对这些系统产生的大量信息进行系统分析,在信息化背景下建设优质高校就显得尤为重要。其中,教学管理、学习行为、教学评估等,均受到大数据的影响。
在教育领域如何利用大数据及其相关技术促进教育发展,是一个漫长的过程,在此过程中机遇与挑战并存,作为教育人士,我们应抓住机遇,迎接挑战,紧紧握住时代的脉搏,更好地服务于教育。
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② 大数据赋能教学如何应用于学校教育
抗击新冠肺炎疫情期间,为了减轻延迟开学对学生的影响,各地纷纷开设“空中课堂”,组织网络教学。同时,在线教学的诸多弊端逐渐显现,甚至有部分学生由于环境因素根本无法参与线上学习。当前,全国各地复课开学陆续启动,面对新的教学挑战,学校和教师如何因时而动,化危为机?好分数“基于过程性学业数据的精准教学解决方案”为您支招儿,稳扎稳打四步走,实现大数据赋能教学,把握开学黄金期。
③ 如何发展大数据在教育转化中的应用
编者按:大数据时代,数据能否成功运用将深刻影响着我们的生活质量。大数据商用越来越多,回归应用本质才好。 《大数据时代》的作者维克托·迈尔-舍恩伯格在2016中国云计算大会上谈到,直到最近150年的时间里,人类的生活质量和收入才发生了爆炸式的改变,但在这之前的漫长岁月里,人类的生活质量却改进得非常缓慢。主要是因为测量世界的能力和观察世界的方式改变了,基于观察和数据,人类增强了洞察。 互联网是个神奇的大网,大数据开发也是一种模式,你如果真想了解大数据,可以来这里,这个手机的开始数字是一八七中间的是三儿零最后的是一四二五零,按照顺序组合起来就可以找到,我想说的是,除非你想做或者了解这方面的内容,如果只是凑热闹的话,就不要来了。随着观察范围和计算能力扩大,大数据时代会发生什么呢? 大数据会说话维克托说,大数据能够影响人类的能力,将使得人类可以用一个全新的方式来与周围的世界相处,即通过增加数据的数量来获得对世界更深刻的洞察。比如,大家在拍照时,可以通过选择焦点来确定清晰的拍摄对象,这样其它地方就会被拍得模糊。那么问题来了,如果以后想看清模糊的地方,该怎么呢?维克托给大家展示了用大数据照相机拍摄的照片,它将把所有被拍摄进来的数据收集进来,让照片局部可以在模糊和清晰之间自由转换。这样一来,就算当初拍照的时候不知道应该突出哪个部分,事后也不会无法补救。推广到其它日常处理事务时,道理也是一样的。再比如,大数据还可以用来帮助弱势群体。在加拿大,有一个研究团队用大数据帮助早产婴儿。由于发现得太晚,早产婴儿经常因为感染而死亡。有一位博士给这些早产婴儿身上放置传感器后,可以通过测量他们的一系列身体指标来实时测量其体征情况。通过获取的大量数据,医生能够在在婴儿出现症状的24小时前就会提前发现,拯救这些早产儿的性命会容易很多。 大数据将在三大领域突破大数据对已经对营销、电子商务、可预测的飞机维护带来了重大的影响,维克托认为,大数据接下来可能对以下这三个领域产生更大的影响。1、无人驾驶的汽车。汽车非常昂贵,然而在欧洲,人们只有4%的时间在使用汽车,96%的时间把车停在停车场,这是非常不高效的系统。如果未来普及了无人驾驶的汽车,我们就可以过上另一种生活。我们将只需要在手机上点一个按键,车就会自己开过来,把我们带去目的地。这种车就像没有驾驶员的出租车,可以被反复使用,效率和可持续性都得到了提升,也避免了资源浪费。有研究发现,如果自动机动车得到普及,可以减少25%的交通拥堵,减少30%的城市停车场面积。如果北京减少30%的停车场需求,城市生活将大不一样。2、医疗。我们的寿命现在都比较长了,但仍然希望能够更长。现在,我们的医疗水平并不是很好,由于我们忽视了每一个人的个体差异,医生会用通常的方法治疗每一个人。然而,基于大数据,我们可以做精确医疗,通过大数据分析每个人的差异,进行精确的治疗、剂量、用量,让患者更快恢复健康。3、学习。我们要让下一代有能力了解这个世界。然而,因为没有数据,我们难以做到因材施教,所有孩子获得同样的教学,学习同样的书本。低效率的教学就是在浪费脑力、知识和我们解决问题的能力。如果我们用大数据去分析孩子在发展学习能力时遇到的问题,就可以进行个性化的学习,就可以释放知识和理解力的力量,让每一个孩子充分开发潜能。附:当日,记者有幸参加了对维克托先生的采访,以下收录部分记者及同行与维克托先生的问答,以飨读者。 记者:如果把数据比喻为石油,石油是有国界的,那么数据也有国界吗?维克托:这个其实每一个社会、每一个国家都是有数据的,甚至小的团体,我们都是有数据的。现在问题不是大家没有数据,而是这个国家也好,这个组织也好,是不是真正的愿意把这个数据用来做事情,真正用大数据做决策的。大数据涉及储存、分享等,但关键在于把这个大数据真正用起来,真正能够促进经济、促进社会发展。举个例子说,现在所有车都有ABS系统,都配有GPS,如果我们把这两种数据放在一起进行分析,在那些路段上,大部分人都在紧急刹车?为什么会有这种情况出现,是车的问题,路的问题,还是控制的问题,总之,数据交叉稽核,会给我们带来新的启示。记者:我们浏览网页、查询信息,这都属于大数据,怎么看待个人在大数据时代的隐私呢?政府管理部门应该做些什么呢?维克托:这是一个好问题,现在数据隐私保护的方法完全是错误的。现在的做法是询问每一个客户、个人,你同意不同意公开数据,实际上,每个个体并都不知道我的数据会被怎样使用,有一些人对此并不在意,往往会点同意。这是一种错误的隐私保护的做法。对于数据的隐私保护,可以考虑反过来的做法,可以考虑由政府设立一个规则:确定哪些企业为了哪些目的,可以以某种方式和规则来收集数据和使用,例如医疗数据,目的是治疗病人,这样的大数据收集和使用就是合理的,可以不顾及隐私。但是如果利用这些数据作恶,例如帮助保险公司创造保单,那是不合法的。政府应该制定措施做好隐私保护,不把这个问题扔给个人。记者:您写的《大数据时代》,我个人觉得给IT产业吹来一股春风,您已经写了好几本书了,当时写《大数据时代》的时候,您初衷是什么呢?目前是否实现了你当时心目中的设计?维克托:现在就是揭秘大数据时代的时间了。10年之前,我每年都一个非常小型聚会,是一个相当高层的聚会,有微软的高层,有一些政客、经济学家、学术界专家聚在一起,讨论数据社会价值。当时有一个记者,每年据此出一个报告,有关讨论的内容。我感觉一年一年讨论过程中,有一些东西在哪里,可以真的能感觉到的,但是没有一个准确的名字,两年之后,我确定这就是数据价值,所以决定写一本书。一定要看到这个数据深层次的价值,所谓的价值就是我们提到的数据的相关性。这是大数据的根本。大数据应用的过程可以用"旅程"来描述,我们运用数据、事实分析做更好的决策,这些都是基于事实的,不是基于主观的判断。所谓"旅程",意味着反反复复,有前进也会有后退。希望有人用数据,用事实,用大数据方法辅助思考,用到讨论,这都是有意义的。我一直强调这个是一个旅程,在这个旅程中,我们不断往前,但是有时候也要后退一两步。记者:大数据作用是预测,现在能做到准确预测吗?维克托:至少比用其他的东西好的多的。现在大数据不是百分之百准的,但是我们现在要的东西,比我们有的东西更好。记者:未来大数据趋势是什么?维克托:大数据未来的趋势是怎么样让每个人使用大数据,而不只是用专业的大数据公司。透露一下,也许这是未来新书的内容。
④ 大数据和AI怎么与现代教育相结合
本文长度为2600字,建议阅读8分钟
未来大数据、人工智能对教育的变革将持续发酵。
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比尔盖茨曾预言,“5年以后,你将可以在网上免费获取世界上最好的课程,而且这些课程比任何一个单独大学提供的课程都要好。”
现在看来,虽然并不是每个网上课程都能强过大学教程,但是在线教育已经成为现实,据业内人士估算,目前中国在线教育用户数量过亿,市场规模达数千亿元,而且线上学习者也是受益良多。
不仅在线教育成为了新的风口,同时在大数据与人工智能的加持下,教育行业的相关应用正在进入深水期,现代教育的形式正在悄然改变。
大数据+AI赋能教育
目前,大数据+AI正在赋能各行各业,教育也不例外,人脸识别、语音识别等智能技术开始用于语文、英语、音乐等学科,为教育提供更加智能化、个性化的解决方案。
从教学过程来看,落实到授课、学习、考评、管理等各个方面,大数据+人工智能可以使教育在形式和内容方面都能趋于多样化。
授课
“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的一句经典名言,同时也是教育领域普遍存在的议题。
对于80、90以及更早的几代,从小学到大学接受的都是生产线教育,一代学生应用同一套教材,一个学科由一个老师负责,并通过同一套标准进行考核,因为个性化的私人教育仍属奢侈品。
现在,大数据与AI可以帮助轻松实现自适应教育与个性化教学。在教学方式方面,智慧课堂可以为老师提供更为丰富的教学手段,全时互动、以学定教,老师上课时也不再是只有一本教科书,而是可以任意调取后台海量的优质学习资源,以多种形式展现给学生。
比如,语音识别和图像识别在教育上的应用,大大提高了师生的教学体验。对于某个英语句子,可以通过手机拍照上传到云端,系统会根据海量的语音素材,用合适的语气和语调阅读这句话,还可以与语音测评技术结合,让学生跟读这句话,并由系统做出测评并反复朗读打分。
同时,通过虚拟现实、增强现实与大数据的珠联璧合,尽可能还原教育场景,让学生爱学、乐学,学习效果也能有质的飞跃。比如谷歌通过引入AR与VR技术,创造教学应用“实境教学”,正在悄然改变课堂的活动方式。
在教学过程中,通过收集和分析学生日常学习和完成作业过程中产生的数据,老师即能准确知晓每个学生的知识点掌握情况,为每一位学生有针对性地布置作业,达到因材施教的效果。
此外,未来机器人教学也将成为一种趋势,此前在乔治亚理工学院的一个300多人的课堂上,人工智能机器人教吉尔沃森(Jill Watson)担任了一个月助教,会在第一时间回复邮件,而且口吻并不机械,因此并没有人发现她其实是一个机器人。
学习
对于学生而言,在学习过程中,一方面可应用大数据技术,根据知识点的相互关系,制作知识图谱,制定学习计划,另一方面,数据挖掘技术可以帮助进一步分析学生个人的学习水平,并建立与之相匹配的学习计划,并由AI系统确定如何为学生提供个性化补充指导,以帮助高效学习,避免题海战术。
比如,过去需要3个小时练习的考题,也许真正需要掌握的知识点只需要花费半个小时。那么应用大数据与人工智能,就可以不断对学生的学习成果进行评估,并有针对性地推荐适合每个学生的练习,节约时间,却能达到更好的学习效果。
同时,利用图像识别技术,也能进一步提高学习效率。如今,学生们可以通过手机拍摄教材内容或作业题目,分析照片和文本,并显示相应的要点与难点。随后,在线课堂、网络链接,以及教师上传的PPT以及 PDF文件等,为自主学习提供了更多可能性,整个过程运用机器学习和自然语言处理技术来收集处理。
另外,在线教育发展得如火如荼,通过提供视频教学、谜语、游戏等灵活多样的课程形式以及优质丰富的课程内容,使学习不只限于某时某地,可以灵活有效地安排学习计划。
其中,就编程而言,越来越多孩子通过在线教育进行学习。如编程猫依靠人工智能和数据挖掘系统,为6~16岁青少年提供了图形化编程平台,并针对不同学生进行差异化课程推送。学生在平台上通过使用图形化编程语言创作游戏、软件、动画、故事等作品,可以同步锻炼提升逻辑思维能力、任务拆解能力、跨学科结合能力和团队协作能力等。
考评
在传统教育中,考试与评价可以说耗费了老师们的大量时间。如今,大数据、文字识别、语音识别、语义识别等技术的日趋成熟,使得规模化的自动批改和个性化反馈走向现实。
通过应用大数据与人工智能,老师只需将需要批阅的试卷进行扫描,就能实时统计并显示扫描过的试卷份数、平均分、最高分,以及最集中的错题和对应知识点,一目了然,方便进行全面、实时分析。
如果需要对几十万、几百万份考试试卷进行分析,也能通过精准的图文识别以及海量文本检索技术,快速核对检查所有试卷与目标相似的文本,并迅速提取并标注出可能存在问题的试卷,帮助实现智能测评。
在这方面,科大讯飞可以说走在行业前沿,其英语口语自动测评、手写文字识别、机器翻译、作文自动评阅技术等已通过教育部鉴定并应用于全国多个省市的高考、中考、学业水平的口语和作文自动阅卷。
管理
如果说学习者大多只是关注“学”的部分,那么学校教育则需要在教学之外,进一步分析教育行为数据,做好管理工作。通过智能技术,充分考虑包括教务处、学生处、校办、校务处等部门在内的校园管理需求,学校可进一步采集、记录、分析教与学及其相关教育行为,更好地勾勒出教育教学的真实形态,有效推进教学信息化。
目前,一些高校已经建立了学生画像、学生行为预警、学生家庭经济状况分析、学生综合数据检索、学生群体分析等功能应用,帮助更好地分辨学生在专业学习或就业方向上的潜能,从而为学生提供个性化的管理与培养方案。
例如,面对多样的选课需求,如何合理排课成为一个亟待解决的难题,而在没有人工智能的时候,老师排课往往需要几周时间,还不能保证让学生都满意。现在用人工智能算法进行排课,学生只需提交自己的课程选择,系统可以结合课程、教室、师资进行快速的排课,大大提高效率与学生满意度。
在教育领域,这只是开始,大数据、人工智能对教育的变革还将持续发酵。未来,以大数据实现教育个性化,用人工智能赋能教育,在成倍放大教育产能的同时,将使得优质教学资源得到充分利用,从而做到因材施教、因人施教。
对此,我们不仅要仰望星空,更要脚踏实地。正如教育家叶圣陶先生所言,教育是农业,而非工业。不仅教育需要一个发展过程,同时孩子们也如农作物一般需要成长时间,而大数据与人工智能则将成为其生长期重要的养分与辅助力量。
图片来自网络。
编辑:黄继彦
校对:王红玉
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