摘 要：大數(shù)據(jù)時代的教學范式正在從經(jīng)驗模仿和計算輔助教學走向數(shù)據(jù)驅(qū)動的教學。數(shù)據(jù)驅(qū)動教學的理論與實踐探索在全球范圍開始興起，國際動態(tài)主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)驅(qū)動教學相關計劃的啟動與實施、數(shù)據(jù)驅(qū)動教學相關會議的召開、數(shù)據(jù)驅(qū)動教學模式的研究與應用以及教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育的開展等四個方面。為促進國內(nèi)數(shù)據(jù)驅(qū)動教學的發(fā)展，文章提出五條實施建議：開展數(shù)據(jù)素養(yǎng)專題培訓，提高教師數(shù)據(jù)意識與數(shù)據(jù)處理能力;打造基于大數(shù)據(jù)的智慧學習平臺，支撐教師開展數(shù)據(jù)驅(qū)動的精準教學;開展數(shù)據(jù)驅(qū)動教學示范項目，探索數(shù)據(jù)驅(qū)動教學新模式;構(gòu)建數(shù)據(jù)驅(qū)動教學實踐共同體，傳播數(shù)據(jù)驅(qū)動教學文化;開展數(shù)據(jù)驅(qū)動教學專題研究，引領數(shù)據(jù)驅(qū)動教學持續(xù)深入發(fā)展。
關鍵詞：大數(shù)據(jù); 教學范式; 經(jīng)驗模仿教學; 計算輔助教學; 數(shù)據(jù)驅(qū)動教學
一、引 言
人類正從IT時代走向DT時代，大數(shù)據(jù)作為改變世界的新型科技力量，正在迅速融入各行各業(yè)。作為技術最難“攻克”的傳統(tǒng)行業(yè)之一，教育在大數(shù)據(jù)技術與理念的沖擊下也已進入變革高速公路“匝道”。隨著國家教育信息化戰(zhàn)略的持續(xù)推進，各級各類學校的信息化環(huán)境得到快速完善，各種學習平臺、移動APP、數(shù)字終端、可穿戴設備等新技術開始在中小學逐步流行。數(shù)字技術的常態(tài)化應用以及數(shù)字化學習活動的日常開展，為教育大數(shù)據(jù)的生成提供了得天獨厚的條件。伴隨著教育數(shù)據(jù)的持續(xù)累積與深度挖掘，大數(shù)據(jù)在構(gòu)建新型教學生態(tài)、助力教學結(jié)構(gòu)變革、再造教學流程方面的作用日益凸顯。一場由經(jīng)驗模仿教學、計算機輔助教學轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)驅(qū)動教學的范式變革正在發(fā)生。
二、三代教學范式的發(fā)展
教學范式是對教學這一復雜活動的概括性解釋，是某個時期或階段教學綜合特征的體現(xiàn)，它既包含了教學理論與研究方法，也包含了教學模式、學習策略以及教學評價方式等。人類社會誕生以來，歷經(jīng)了農(nóng)業(yè)時代、工業(yè)時代、信息時代，而教育范式作為社會的子系統(tǒng)也歷經(jīng)了多次重大的變革?？偟膩碚f，從農(nóng)業(yè)時代開始，教學范式分別經(jīng)歷了經(jīng)驗模仿教學范式、計算輔助教學范式以及數(shù)據(jù)驅(qū)動教學范式三個階段。隨著時代的變革與范式轉(zhuǎn)型，教育的科學性和技術的智能性也逐漸增強，如圖 1所示。
圖 1 三代教學范式的發(fā)展
(一)經(jīng)驗模仿教學范式
經(jīng)驗模仿教學范式是教學史上最古老的教學范式，它起源于希臘教學理念中的“模仿—再現(xiàn)”思想，盛行于工業(yè)和農(nóng)業(yè)時代，其核心思想是將教學視為知識與經(jīng)驗的傳遞，該階段的教學著重強調(diào)經(jīng)驗的模仿和知識的授受。17世紀，捷克教育學家夸美紐斯提出“班級教學”之后，班級授課制得到了教育界的廣泛認同，迅速成為當時乃至今日最普遍的教學形態(tài)。經(jīng)驗模仿教學也隨之快速傳播，成為教育界最有影響力的教學范式?？涿兰~斯曾在《大學教學論》中提出，“教育是把一切事物教給一切人類的普遍技術”，認為就像印刷器能夠?qū)⒅R復制一樣，教育也可以把教學者講授內(nèi)容的和書本中的知識當成“墨汁”復制給像白紙一樣的兒童?？涿兰~斯組合了“教授學”和“印刷術”的元素，把這種教學的技術稱作“教刷術”，生動地刻畫了經(jīng)驗模仿教學范式在知識傳遞方面的本來面貌[1]。經(jīng)驗模仿教學范式下，教學者在整體的教學結(jié)構(gòu)中占據(jù)絕對的主導地位，學習者大多扮演被動接受者的角色，教學內(nèi)容以書本知識、已有的經(jīng)驗和技能為主，教學媒介限于紙筆、書本、黑板等傳統(tǒng)教學工具，如圖 2所示。
圖 2 經(jīng)驗模仿教學范式框架
農(nóng)業(yè)時代，經(jīng)驗模仿教學被視為知識傳承的重要方式，人們對經(jīng)驗積累下的現(xiàn)有知識成果進行學習，長者或經(jīng)驗豐富的人扮演“教學者”的角色，將經(jīng)驗和知識授予他人，學習者通過觀察和耳濡目染來獲取知識。隨著工業(yè)社會的到來，為滿足社會生產(chǎn)的現(xiàn)實需求，以知識傳遞和接受效率見長的經(jīng)驗模仿教學開始在學校教育環(huán)境下快速普及。學校培養(yǎng)的人才能夠批量、規(guī)?；赝度肷鐣a(chǎn)勞動中，推動了該時期經(jīng)濟社會的發(fā)展，提高了社會生產(chǎn)力。但同時這種經(jīng)驗性的、客觀存在的知識被過度崇拜，深刻影響了人類的知識觀和教育觀。人們認為，知識都是類似于客觀存在的地下礦物一樣，而教學者的職責就是探測并獲取這些礦物，學習者則負責接收和存儲已經(jīng)被教學者獲取的礦物，這種觀念忽視了知識背后的科學發(fā)現(xiàn)過程，一定程度上阻礙了科學的發(fā)展[2]。經(jīng)驗模仿教學偏愛行為主義學習理論，在該理論的影響下，教學往往過于注重學習者外顯行為的習得，而忽視了學習者完滿人格養(yǎng)成所必需的實踐活動和心理活動。培養(yǎng)的人才缺少基本的探索和創(chuàng)新能力，知“魚”而不懂如何“漁”。
經(jīng)驗模仿教學范式是傳統(tǒng)教學中的重要范式，也是教學范式發(fā)展的必經(jīng)階段。盡管該范式存在明顯的弊端，為教育事業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展帶來了諸多遺留問題，但其對人類社會的貢獻也不容忽視。在東亞地區(qū)的現(xiàn)代化進程中，以經(jīng)驗模仿教學范式為軸心的學校教育在實現(xiàn)高速現(xiàn)代化方面起了關鍵性的作用。在信息時代，經(jīng)驗模仿教學范式依然存在，但其主導地位正在被計算輔助教學和數(shù)據(jù)驅(qū)動教學逐步取代。
(二)計算輔助教學范式
上世紀40年代末50年代初，以信息技術為首的第三次技術革命席卷全球，人類開始以驚人的加速度走出工業(yè)文明，步入信息時代[3]。多媒體、計算機以及網(wǎng)絡技術的出現(xiàn)改變了人類的認知及生活方式，教育也開始了技術支持下的變革探索之路。人們逐漸認識到，僅僅依靠知識的傳遞已經(jīng)不能滿足社會生產(chǎn)力的發(fā)展需求和人類自身的發(fā)展需要。社會真正需要的是能夠發(fā)現(xiàn)未知、掌握知識源頭的創(chuàng)造性人才，只有當人們具備了科學意識和能力，才能成為真正意義上的知識擁有者，才能在科學日益發(fā)達的現(xiàn)代社會得以生存。教育應通過教學活動的設計與實施，培養(yǎng)學習者發(fā)現(xiàn)問題、探索問題、解決問題的能力[4]。
隨著信息技術的發(fā)展以及人們教育觀念的轉(zhuǎn)變，計算輔助教學范式逐漸形成并開始流行起來。該范式最初是希望借助技術的力量去解決經(jīng)驗模仿教學中存在的內(nèi)容來源單一、呈現(xiàn)方式單調(diào)、學習者興趣不足等弊端，進而提高教育教學生產(chǎn)力和生產(chǎn)效益。技術的介入是計算輔助教學范式最大的特征，互聯(lián)網(wǎng)等各種新興技術與媒體的應用使得知識的產(chǎn)生和傳輸速度持續(xù)飆升。教學內(nèi)容開始超越傳統(tǒng)的書本教材，延伸至廣闊的互聯(lián)網(wǎng)。教學內(nèi)容的形態(tài)也逐步多樣化，音視頻、圖片、動畫等資源開始在教學中普及應用。教學媒介也變得豐富起來，由傳統(tǒng)的教學“老三樣”(黑板、粉筆加課本)演變?yōu)椤靶滤臉印?電腦、網(wǎng)絡、白板加多媒體課件)，如圖 3所示。
圖 3 計算輔助教學范式框架
計算輔助教學是一場由技術引發(fā)的教學范式變革，在這一范式下，盡管以教師與知識為中心的課堂教學結(jié)構(gòu)以及學習者在整個教學過程中被動接受知識的地位未得到顯著性改變，但相比經(jīng)驗模仿教學范式，學習者已經(jīng)開始體驗和參與知識發(fā)現(xiàn)與探究的過程。在技術的支持下，該階段的教學模式開始從講授式教學轉(zhuǎn)向探究式教學和項目式教學，其中代表性教學模式主要包括Web Quest教學、適時教學(JiTT，Just-in-Time Teaching)、研究性學習、項目式學習、基于問題的學習、基于資源的學習等?？陀^來說，這些模式雖然在實踐中并未對學校的教育教學產(chǎn)生變革性影響，但其在培養(yǎng)學習者知識探究能力與問題解決能力、推動基礎教育創(chuàng)新發(fā)展方面確實發(fā)揮了積極作用。與此同時，一個不容忽視的現(xiàn)象是：先進技術層出不窮，但其在教學中的應用卻是“蜻蜓點水”，斥巨資購置的技術設備“進駐”校園后大多成為“擺設”，教師參加完各種信息技術應用培訓后課堂仍是“照舊”[5]。如何實現(xiàn)技術與教學實踐的深度融合，如何提升計算輔助教學的精準性和個性化，是下一步教學范式轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要方向。
(三)數(shù)據(jù)驅(qū)動教學范式
舍恩伯格與庫克耶合著的《大數(shù)據(jù)時代：生活、工作與思維的大變革》(Big Data: A Revolution that Will Transform How We Live，Work and Think)被認為是大數(shù)據(jù)研究的先河之作，真正把大數(shù)據(jù)推向了公眾視野 [6]。隨著數(shù)據(jù)密集型科學的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)成了驅(qū)動社會創(chuàng)新發(fā)展、綜合競爭的重要指標，也成為教育研究和利用的主要對象。與此同時，以大數(shù)據(jù)、云計算、泛在網(wǎng)絡、虛擬現(xiàn)實、人工智能等為代表的新技術開始在教育教學領域“嶄露頭角”。學習空間超越了封閉的物理空間的限制，走向虛實融合的無邊界學習場域;學習過程從課堂、家庭、圖書館等斷點式的學習活動，走向家校貫通、雙線(線上線下)融合的學習連續(xù)體。與此同時，越來越多、越來越細的教與學的行為印記被網(wǎng)絡教學平臺、移動APP、可穿戴設備等“真實”地記錄下來。教學過程與結(jié)果數(shù)據(jù)的持續(xù)采集，逐步形成教學大數(shù)據(jù)，通過教學大數(shù)據(jù)的深度挖掘和多元分析，能夠?qū)?shù)據(jù)背后反映的教學意義與價值清晰地呈現(xiàn)出來，進而輔助教師進行更精準的“教”、指導學生進行更精益的“學”。隨著數(shù)據(jù)流在教學各個環(huán)節(jié)的生成與運行，一條具有正向反饋機制的教學鏈條開始形成，數(shù)據(jù)驅(qū)動教學范式開始出現(xiàn)。
數(shù)據(jù)驅(qū)動教學范式(如圖 4所示)下，教學者和學習者的各種行為數(shù)據(jù)(如做題、點擊視頻鏈接、分享資源、在線提問等)均將以數(shù)字化的形式存儲下來;教學內(nèi)容以文字、圖片、聲音、視頻、虛擬場景等形式在多種教學媒介(教育機器人、智能教學平臺、VR/AR設備、3D打印、移動終端等)中呈現(xiàn)，教學者和學習者在使用教學媒介的同時，將“教”和“學”的數(shù)據(jù)存儲在媒介終端;教學媒介既是教學內(nèi)容的呈現(xiàn)載體，也是教學數(shù)據(jù)的采集終端和傳輸渠道，為教學大數(shù)據(jù)的運行提供支撐。借助教育數(shù)據(jù)挖掘與學習分析技術，可以將課堂環(huán)境與網(wǎng)絡環(huán)境中生成的教學數(shù)據(jù)“翻譯”成有價值的信息，如學困生的識別、知識缺陷的發(fā)現(xiàn)、學科能力的診斷、教學目標的達成度等，進而為教學者的教學決策(調(diào)整教學方案、改進評價設計、選擇教學資源等)以及學習者的學習決策(制定學習計劃、定制學習資源、選擇學習路徑等)提供更準確、更及時、更全面的支持，推進數(shù)據(jù)驅(qū)動的精準教學和精準學習。
圖 4 數(shù)據(jù)驅(qū)動教學范式框架
數(shù)據(jù)驅(qū)動教學有望超越計算輔助教學，逐步成為大數(shù)據(jù)時代主流的教學范式。近年來，隨著大數(shù)據(jù)技術在教育領域應用探索的快速推進，數(shù)據(jù)驅(qū)動教學開始呈現(xiàn)以下四大特征：
一是科學化。數(shù)據(jù)驅(qū)動的教學突破了以往經(jīng)驗主導教學模式所固有的局限性，教學的設計、組織、實施、評估等關鍵環(huán)節(jié)，甚至具體到課堂環(huán)境下某道練習題的選擇，都將以真實性數(shù)據(jù)作為基礎，憑借數(shù)據(jù)的支撐，實現(xiàn)課堂教學與線上教學的“有的放矢”。數(shù)據(jù)在教學中的嵌入式應用，將進一步彰顯和提升教學的科學性，特別是有助于加快年輕教師的專業(yè)成長，讓他們更有信心、更有膽量地利用數(shù)據(jù)開展各種創(chuàng)新教學模式與活動的設計。
二是精準化。高質(zhì)量教學目標的達成離不開精準化的教學設計、精細化的教學組織以及精益化的教學輔導。隨著平板電腦、智能手機、光學點陣數(shù)碼筆、智能手環(huán)等各種便捷式數(shù)據(jù)采集終端在教育教學中的應用，教育數(shù)據(jù)采集的顆粒度越來越細、采集的頻率和精度越來越高、采集的范圍和渠道越來越廣。通過對課前、課中以及課后教學全程數(shù)據(jù)的全面實時采集與深度挖掘分析，能夠精準識別班級群體以及學生個體的知識與技能掌握狀態(tài)、存在的共性以及個性學習問題、學科能力優(yōu)勢與缺陷等，進而做出精準化的教學干預。
三是智能化。人工智能技術與教育教學的結(jié)合正在悄然發(fā)生，當教學數(shù)據(jù)持續(xù)累積到一定程度，教學系統(tǒng)將具備智能乃至智慧。近年來，適應性學習系統(tǒng)、智能學習軟件、自動測評工具等開始在中小學校應用并產(chǎn)生了一定的實際效果和影響力。學習數(shù)據(jù)的持續(xù)匯聚和不斷豐富，將進一步提高“學生畫像”的精準度和“分辨率”。網(wǎng)絡學習平臺與軟件工具能夠更加準確地獲取和分析學習者的學習進度、學習習慣、學習偏好等特征信息，進而推送更多符合其學習習慣和實際需求的優(yōu)質(zhì)教學資源。數(shù)據(jù)驅(qū)動教學范式下，批改作業(yè)、搜集備課資源等諸多常規(guī)化機械勞動，將由機器自動完成，教學者的工作重心將轉(zhuǎn)向創(chuàng)新性的教學設計以及個性化的、一對一的學生輔導。
四是個性化。互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術的介入，有望解決長久以來教育教學領域存在的規(guī)?；c個性化難以調(diào)和的矛盾。數(shù)據(jù)驅(qū)動教學范式下，通過挖掘分析海量的學習者群體數(shù)據(jù)以及個體數(shù)據(jù)，既可以發(fā)現(xiàn)隱含在教學背后的群體規(guī)律，還可以精準識別每位學習者個體的學習需求與學習特征。真實的教學數(shù)據(jù)不會“說假話”，它會賦予教師“顯微鏡”式的觀察能力(看得更細)和“望遠鏡”式的預測能力(看得更遠)，讓教師充分了解每一位學生，從而借助技術工具和智能平臺開展真正意義上的個性化教學。這種以“數(shù)據(jù)分析—特征發(fā)現(xiàn)—智能干預”為特征的個性化教學模式，是“互聯(lián)網(wǎng) ”時代學校教育實現(xiàn)規(guī)?；€性化教育的必然選擇。
三、數(shù)據(jù)驅(qū)動教學的國際動態(tài)
近年來，隨著數(shù)據(jù)文化與數(shù)據(jù)技術在社會各行各業(yè)的傳播，數(shù)據(jù)驅(qū)動教學的理論與實踐探索開始在全球范圍內(nèi)興起。為了了解數(shù)據(jù)驅(qū)動教學的最新進展，文章將重點從數(shù)據(jù)驅(qū)動教學相關計劃的啟動與實施、數(shù)據(jù)驅(qū)動教學相關會議的召開、數(shù)據(jù)驅(qū)動教學模式的研究與應用以及教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育等四個方面加以介紹。
(一)數(shù)據(jù)驅(qū)動教學計劃的啟動與實施
大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)使教育教學變得更加高效和精準，一些國際組織與發(fā)達國家逐漸意識到數(shù)據(jù)對教學的重要影響，開始探索大數(shù)據(jù)技術在教育教學領域的創(chuàng)新應用，紛紛啟動了數(shù)據(jù)驅(qū)動教學的相關計劃。
1995年，由國際教育成就評價協(xié)會組織，美國、澳大利亞等多個國家參與測評的國際數(shù)學與科學研究計劃正式開始實施[7]。該計劃每四年對四年級和八年級學生的成績進行測評和比較，提供有關國家、學校和課堂學習環(huán)境等方面的測評數(shù)據(jù)(每門課所花費的時間、如何授課以及教師接受過的培訓等)，進而優(yōu)化國家課程與教學方面的政策。2000年，世界經(jīng)濟合作與發(fā)展組織發(fā)起國際學生評估(PISA)計劃[8]。該計劃旨在對接近完成基礎教育的15歲學生的閱讀、數(shù)學、科學等學科能力進行評價，進而判斷學生能否具備社會需求的知識與技能，根據(jù)測試結(jié)果評測各個國家關鍵學科素養(yǎng)水平，以推進學科教學質(zhì)量的持續(xù)提升。
美國一直是大數(shù)據(jù)教育教學創(chuàng)新應用的引領者，2005年在全球率先啟動數(shù)據(jù)質(zhì)量運動(Data Quality Campaign，DQC)[9]。該計劃鼓勵教育決策者改進收集數(shù)據(jù)的質(zhì)量，提倡使用高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，推廣國家縱向數(shù)據(jù)系統(tǒng)，從而提高學生的成績。2009年，紐約市教育局開始實施School of One(SO1)計劃[10]。該計劃以學生為中心，采用大數(shù)據(jù)分析和適應性技術預測每個學生的學習進度和學習中存在的問題，根據(jù)個性化需求提供針對性的學習服務。
近年來，隨著大數(shù)據(jù)理念與技術在我國的快速發(fā)展，國內(nèi)部分地區(qū)已經(jīng)意識到數(shù)據(jù)在驅(qū)動區(qū)域教育均衡發(fā)展與質(zhì)量提升方面的重要價值，開始啟動數(shù)據(jù)驅(qū)動教學相關計劃。2015年，我國的“快樂學”與北京海淀區(qū)11所學校的2500多名學生開展了數(shù)學學科試點項目“歐拉計劃”[11]。該計劃主要通過記錄學生的答題狀況，自動評分并生成符合學習者實際狀況的學習報告。根據(jù)學習報告的數(shù)據(jù)，推薦相應的知識講解和復習建議，為學生自動生成“錯題本”。2017年，大連旅順口區(qū)教育局與現(xiàn)代學習科學研究院以及“必由學”教育公司合作，啟動“數(shù)據(jù)驅(qū)動提升質(zhì)量”五年實施發(fā)展計劃[12]。該計劃試圖利用科學的教學評價工具，創(chuàng)建“數(shù)據(jù)驅(qū)動，改進教學”的新型教學機制，開展系列“以評促教、以評促學”活動，以推動區(qū)域教育質(zhì)量的提高。
(二)數(shù)據(jù)驅(qū)動教學相關會議的召開
為進一步將“數(shù)據(jù)驅(qū)動教學”理念正規(guī)化、規(guī)?；蛧H化，同時為教育研究者和實踐者提供交流分享的平臺，各地相繼舉辦了以數(shù)據(jù)驅(qū)動教學為主題的學術研討會(見表 1)，以數(shù)據(jù)驅(qū)動教學為核心研究議題的學術共同體開始出現(xiàn)，同時也促進了數(shù)據(jù)驅(qū)動教學實踐的發(fā)展。
表 1 數(shù)據(jù)驅(qū)動教學相關會議
(三)數(shù)據(jù)驅(qū)動教學模式的研究與應用
為了促進大數(shù)據(jù)技術在教學實踐的落地應用及其教學價值的發(fā)揮，包括高校、中小學校、教育基金會以及信息化企業(yè)在內(nèi)的眾多機構(gòu)開始研究數(shù)據(jù)驅(qū)動的教學模式，積極開展數(shù)據(jù)驅(qū)動的教改實驗。
卡內(nèi)基梅隆大學早在2002年便推出了開放學習計劃(Open Learning Initiative，OLI) [13]，該計劃鼓勵學生利用學習儀表盤進行學習，學生的學習軌跡會被自動記錄，所有家庭作業(yè)數(shù)據(jù)將自動傳送到開放的學習儀表盤;學生在自主學習與練習時可以按下綠色的“提示”按鈕來呼叫虛擬導師;教師可以依據(jù)學習者的學習進程與知識掌握情況，重新計劃自己的教學進度，有針對性地調(diào)整自己的教學策略和教學方式。美國部分高校和中小學于2016年開始推廣名為“No Grades，No Grades(NG2)”的包容性的個性化教育模式[14]，該模式摒棄了傳統(tǒng)學校教育一貫采用的以成績?yōu)楹诵牡脑u估指標，將學生的學習軌跡數(shù)據(jù)作為學業(yè)評估的主要指標。該模式的推行旨在跨越從幼兒園到八年級的學習進程，通過對學生開展基于能力的學習評估，同時結(jié)合學生的真實水平和學習需求，開發(fā)一種更為靈活有效的學校教育新途徑。
美國Menachem教育基金會提出了“數(shù)據(jù)驅(qū)動教學”(Data Driven Instruction，DDI)模式，該模式通過采集學生的學習過程數(shù)據(jù)、頻繁的測試數(shù)據(jù)和定期評估數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進行深度分析，教學者可以更加科學、準確地把握學生的學習狀態(tài)，以便對癥下藥，持續(xù)改進教學[15]。此外，國際上一些教育公司利用其技術優(yōu)勢，積極研發(fā)數(shù)據(jù)驅(qū)動教學的相關軟件系統(tǒng)并探索其教學應用模式。美國的Literacy How公司提出了“數(shù)據(jù)驅(qū)動的差異化教學”(Data-Driven Differentiated Instruction，D3)模式[16]，該模式為每位學生設定具有挑戰(zhàn)性的學習目標，基于學習過程與結(jié)果數(shù)據(jù)建立個性化的學習曲線，通過數(shù)據(jù)實時監(jiān)測學生的學習進度，同時建立了基于數(shù)據(jù)的多維度評價模型，能夠甄別學生的學習者特征并監(jiān)測其實時學習狀況，進而開展個性化的學習指導。日本的一家數(shù)字化學習解決方案提供商——Surala公司，提出了數(shù)據(jù)驅(qū)動的自適應學習模式[17]。該模式將游戲嵌入到學習活動中，學生通過互動性課程和屏幕上出現(xiàn)的游戲動畫進行學習，根據(jù)學生的作答情況推送適當難度的練習題目，還可以對學生練習錯誤的原因進行分析，并據(jù)此來調(diào)整課程內(nèi)容。
近年來，隨著平板電腦與教育云平臺在中小學的應用推廣，國內(nèi)越來越多的地區(qū)和教育機構(gòu)開始積極探索并推廣數(shù)據(jù)驅(qū)動的精準教學模式。廣州第一中學初中部將“小班化教學試驗”與“教學數(shù)據(jù)化試驗”結(jié)合起來，學生通過人手一臺“答題神器”來回答教師提問，并能對其他同伴的答案進行評價，課堂大數(shù)據(jù)系統(tǒng)能夠真實記錄學生的課堂表現(xiàn)數(shù)據(jù)，逐步累積成為“教學數(shù)據(jù)云”，輔助教師開展精準化教學[18]。大山教育結(jié)合“學習8”智能教學平臺，打造了“1 5 N”的新型教學模式，包括1個教研教學平臺、5個智能助手、N個教育資源供應商[19]。該模式可以跟蹤教學的全過程，及時記錄“教師 學生 家長”在現(xiàn)實環(huán)境與網(wǎng)絡平臺中的互動軌跡，全面收集數(shù)據(jù)，精準分析教與學的實際需求，最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)指導下的精準教學研究。貴陽市白云區(qū)教育局以平板電腦為載體，將課本內(nèi)容、課后習題收錄其中，然后對學習者的做題習慣、計算能力和速度、學習者性別等數(shù)據(jù)進行動態(tài)分析，在教學各環(huán)節(jié)為學生提供最適合的個性化學習方案，以此整體提升區(qū)域教學質(zhì)量[20]。新東方OKAY智慧教育研究院和北京密云縣教委聯(lián)合推出了智慧課堂教學項目，該項目為每位學習者配備一部智能化學習終端，教師能夠向?qū)W習者推送各種知識點和配套習題，學生在平板電腦上的所有行為數(shù)據(jù)都能夠被完整地采集和儲存，通過數(shù)據(jù)累積建立完整的個人學習檔案，進而幫助教師實施分層教學和個性化教學[21]。
(四)教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育的開展
教育系統(tǒng)無時無刻不在產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)，如何充分挖掘和有效利用這些數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)化為有價值的信息，是教師順利開展數(shù)據(jù)驅(qū)動教學決策的關鍵所在。數(shù)據(jù)素養(yǎng)正在成為新時期教師專業(yè)能力體系中的必備要素，得到各國教師教育機構(gòu)的高度重視。國際上教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育的進展主要表現(xiàn)在兩個方面：一是教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)標準和規(guī)定的出臺;二是教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)培訓項目的開展。
美國早在2005年的數(shù)據(jù)質(zhì)量運動中就提到了教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)的重要性，并提出了教師必備的十項關鍵數(shù)據(jù)素養(yǎng)技能[22]。美國州際學校領導者認證聯(lián)盟制定的《教育領導者標準》和州際教師評價與支持聯(lián)盟制定的《核心教學示范標準》中，也明確提出了教育者必備的數(shù)據(jù)素養(yǎng)技能[23]。2014年，美國19個州將數(shù)據(jù)素養(yǎng)納入不同層次的教師資格認證中，在不同層次的教師資格認定中標識相應的素養(yǎng)要求，使數(shù)據(jù)素養(yǎng)成為教師的基本素養(yǎng)[24]。
2005年以來，美國相關教育機構(gòu)和研究者開始推進教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育。Codding 等人在教師群體中率先開展了數(shù)據(jù)使用技能的培訓，培訓教師如何解釋某些類型的評價數(shù)據(jù)，并且使用這些數(shù)據(jù)制定可觀測、可實施的教學目標[25];2007年至2014年，IES資助了俄勒岡數(shù)據(jù)項目，該項目旨在培養(yǎng)教師獲取、分析和運用數(shù)據(jù)的能力，共培訓了五千多名教師[26];2009年至2012年，美國國家科學基金資助了一項中學科學教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育項目，旨在培養(yǎng)教師運用數(shù)據(jù)進行決策的能力[27];2010年至2011年，美國特拉華州教育局每周對四所小學的全部教師進行90分鐘的培訓，以專業(yè)化協(xié)作學習社群的形式提升小學教師的數(shù)據(jù)素養(yǎng);2011年普渡大學、斯坦福大學、明尼蘇達大學、俄勒岡大學獲得IMLS的資助，聯(lián)合開展了一項為期兩年的“數(shù)據(jù)信息素養(yǎng)培訓”項目[28];在威斯康星州每年都舉行“知識和概念考試”(Wisconsin Knowledge and Concepts Examination，簡稱WKCE)，教師每年必須參加3次“數(shù)據(jù)挖掘”(Data Retreats)活動，深入分析每個學生的WKCE數(shù)據(jù)，找到學生學習的弱點，然后由教師協(xié)商合作，共同設計全班的課程、小組活動以及差異化的教學方案[29]。
四、數(shù)據(jù)驅(qū)動教學的實施路徑
數(shù)據(jù)驅(qū)動教學在提升教育教學質(zhì)量、實現(xiàn)師生減負以及促進個性化教育等方面具有巨大潛能，亟待國內(nèi)更多的教育管理部門、教育研究者、大數(shù)據(jù)技術專家、一線學校等教育利益相關者共同關注、協(xié)同推進。雖然當前國內(nèi)數(shù)據(jù)驅(qū)動教學范式開始浮現(xiàn)，并逐步受到部分發(fā)達地區(qū)教育機構(gòu)的“青睞”，在教育實踐中也取得了一定的成效和社會影響力，但整體發(fā)展勢頭和動力仍有待增強，依舊面臨教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)薄弱、協(xié)同推進力度不夠、真正好用的大數(shù)據(jù)技術產(chǎn)品偏少、基礎理論研究滯后等現(xiàn)實問題?；诖耍狙芯繀⒖紘H社會推進數(shù)據(jù)驅(qū)動教學的經(jīng)驗做法，結(jié)合國內(nèi)教育發(fā)展的現(xiàn)實需求，提出五條數(shù)據(jù)驅(qū)動教學的實施建議。
(一)開展數(shù)據(jù)素養(yǎng)專題培訓，提高教師數(shù)據(jù)意識與數(shù)據(jù)處理能力
教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)是制約數(shù)據(jù)驅(qū)動教學的關鍵要素，建議盡快研制《國家教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)標準》，由教育主管部門牽頭建立由點及面、分層分類的教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)培訓體系，開展線上線下相結(jié)合的混合式教師培訓，培養(yǎng)教師的綜合數(shù)據(jù)素養(yǎng)[30]。教師培訓的實施過程應主動融入大數(shù)據(jù)技術，如在需求分析階段應對各學科、各學段、不同地區(qū)、不同發(fā)展階段的教師進行全樣本的需求調(diào)查，培訓學習期間應采集教師線上線下的全過程學習數(shù)據(jù)，培訓結(jié)束后應建立基于數(shù)據(jù)的培訓效果評估與干預機制。為支持師范生數(shù)據(jù)素養(yǎng)的發(fā)展，承擔師范教育任務的高校應加快建設教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)實習實訓平臺，提供豐富的數(shù)據(jù)驅(qū)動教學的優(yōu)秀課例以及教學數(shù)據(jù)處理模擬訓練模塊，讓學生在觀摩實操中提升專業(yè)數(shù)據(jù)素養(yǎng)。此外，建議教育主管部門將教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)納入教師專業(yè)素養(yǎng)的評定體系中，設立教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)認證機制與定期考評制度，不斷提高各學科教師的教學數(shù)據(jù)專業(yè)處理能力[30]。
(二)打造基于大數(shù)據(jù)的智慧學習平臺，支撐教師開展數(shù)據(jù)驅(qū)動的精準教學
數(shù)據(jù)驅(qū)動的精準教學離不開網(wǎng)絡學習平臺的支持，建議教育大數(shù)據(jù)企業(yè)與教育信息化工程技術研發(fā)機構(gòu)，重點圍繞教學數(shù)據(jù)的自然采集、多源數(shù)據(jù)的無縫集成、學習行為數(shù)據(jù)的深度挖掘與預警分析、知識地圖的構(gòu)建、學科能力的智能診斷等方面，研發(fā)新一代智慧學習平臺。平臺數(shù)據(jù)采集方面，建議集成日志分析、移動APP、網(wǎng)絡爬蟲、點陣數(shù)碼筆、可穿戴設備等采集技術，一方面拓寬學習數(shù)據(jù)采集的范圍，另一方面增強數(shù)據(jù)采集的細粒度，以便更加精準地刻畫學生畫像[31]。教育大數(shù)據(jù)企業(yè)應積極尋求與高校、中小學校、科研機構(gòu)的深度合作，全面理解、深度挖掘教學業(yè)務需求，增強教學數(shù)據(jù)分析模型的科學性，提升大數(shù)據(jù)產(chǎn)品的卓越性;加強智慧學習平臺用戶體驗的“走心”設計，最大程度地降低技術使用門檻，避免廣大師生被“技術”所累，實現(xiàn)常規(guī)教學業(yè)務的平滑遷移以及學習平臺的常態(tài)化應用。此外，還應重視教育數(shù)據(jù)安全防護技術體系的構(gòu)建，確保大數(shù)據(jù)產(chǎn)品在學校教育教學應用中的數(shù)據(jù)安全。
(三)開展數(shù)據(jù)驅(qū)動教學示范項目，探索數(shù)據(jù)驅(qū)動教學新模式
杜占元副部長提出，教育信息化工作要按照“四代同堂”(開發(fā)一代、試用一代、推廣一代、普及一代)的模式與思路整體推進[32]，數(shù)據(jù)驅(qū)動教學計劃的落實也應遵循“四代同堂”的基本路子。建議國家、省、市等多個層面建立數(shù)據(jù)驅(qū)動教學的試點示范項目，鼓勵各地區(qū)根據(jù)教育發(fā)展現(xiàn)狀與需求，積極探索形成富有特色的、多樣化的數(shù)據(jù)驅(qū)動教學模式，逐步提煉經(jīng)驗形成可在更大范圍內(nèi)推廣的模式與經(jīng)驗。建議教育主管部門或相關學會、協(xié)會等社會組織，啟動數(shù)據(jù)驅(qū)動教學技能大賽與優(yōu)秀課例評選活動，推動各級各類學校積極參與，在全國中小學校率先探索數(shù)據(jù)驅(qū)動教學的良好局面。鼓勵企業(yè)與一線學校合作，協(xié)同研究大數(shù)據(jù)產(chǎn)品支持下的精準教學，并利用企業(yè)的市場優(yōu)勢將成熟的教學模式快速傳播，帶動更多的學校開展數(shù)據(jù)驅(qū)動教學。
(四)構(gòu)建數(shù)據(jù)驅(qū)動教學實踐共同體，傳播數(shù)據(jù)驅(qū)動教學文化
數(shù)據(jù)驅(qū)動教學是未來教育教學改革的重要趨勢，其順利推進需要有效整合多方力量。借鑒知識建構(gòu)領域?qū)W習共同體的做法，建議由政府組織或社會機構(gòu)牽頭成立全國數(shù)據(jù)驅(qū)動教學聯(lián)盟，吸引更多的中小學校、企業(yè)、研究機構(gòu)等加入，定期組織全國性的數(shù)據(jù)驅(qū)動教學年會，搭建教學案例展示、技術產(chǎn)品應用、示范學校經(jīng)驗分享以及發(fā)展趨勢探討的交流平臺，動態(tài)匯聚各地、各方(校、企、政、研、用)數(shù)據(jù)驅(qū)動教學的集體智慧。發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢，搭建超大規(guī)模、無邊界的數(shù)據(jù)驅(qū)動教學在線社區(qū)，鼓勵所有教育管理者、研究者、實踐者以及企業(yè)技術人員加入社區(qū)，定期推送數(shù)據(jù)驅(qū)動教學相關的專業(yè)知識、課程資源、研討活動等信息，同時鼓勵所有成員分享數(shù)據(jù)驅(qū)動教學的經(jīng)驗、案例，交流各自心得、想法和建議，共同營造良好的數(shù)據(jù)驅(qū)動教學氛圍，傳播數(shù)據(jù)驅(qū)動教學文化，推動數(shù)據(jù)驅(qū)動教學和諧生態(tài)的形成與持續(xù)發(fā)展。
(五)開展數(shù)據(jù)驅(qū)動教學專題研究，引領數(shù)據(jù)驅(qū)動教學持續(xù)深入發(fā)展
數(shù)據(jù)驅(qū)動教學是新生事物，包括概念內(nèi)涵、基本模式、理論基礎、評價體系等在內(nèi)的很多東西都還比較模糊，亟待通過深入系統(tǒng)的研究進行確定，以構(gòu)建適合我國國情的數(shù)據(jù)驅(qū)動教學理論與實踐體系，更好地指導規(guī)?；臄?shù)據(jù)驅(qū)動教學實踐的開展。建議部分省市教育科學規(guī)劃辦或主管教育課題立項的管理部門，在年度選題中增設數(shù)據(jù)驅(qū)動教學專項，鼓勵研究人員與一線教師聯(lián)合申報專項課題，建議選題范圍包括數(shù)據(jù)驅(qū)動教學的基本理論、教學模式、關鍵技術、組織策略、運行機制、績效評估、數(shù)據(jù)素養(yǎng)等方面。鑒于當前國內(nèi)中小學教師的研究素養(yǎng)整體不高，建議在國培、省培等教師培訓項目中增設教育科研方法與課題開展方面的專題培訓，提高一線教師的科研能力。此外，對于由一線中小學教師主持的數(shù)據(jù)驅(qū)動教學研究課題，學?；虍?shù)亟萄胁块T應當加強定期的課題指導，以增強課題團隊的研究信心，保障課題順利開展。
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