大數(shù)據(jù)時代來臨
非透明化: 大腦是黑盒子
非標(biāo)準(zhǔn)化: 人不能是產(chǎn)品（人是目的本身）
非即時化: 面向未來的行業(yè)
預(yù)測：覺知預(yù)料中的事實的可能性。例如，要具備知道一個學(xué)生在什么情況下盡管事實上有能力但卻有意回答錯誤的能力。
聚類：發(fā)現(xiàn)自然集中起來的數(shù)據(jù)點。這對于把有相同學(xué)習(xí)狀況、興趣的學(xué)生分在一組很有用。
模型：使用通過大數(shù)據(jù)分析開發(fā)出學(xué)習(xí)模型。
關(guān)聯(lián)：發(fā)現(xiàn)各種變量之間的關(guān)系，并對其進行解碼以便今后使用它們。這對探知學(xué)生在尋求幫助后是否能夠正確回答問題的可靠性很有幫助。
決策：建立可視的教學(xué)管理的決策參考。
【課堂】生成性教學(xué)課堂即時反饋
【學(xué)生】學(xué)生成長紀(jì)錄電子檔案
【教學(xué)】個性化學(xué)習(xí)智能數(shù)據(jù)處理
【教師】教師發(fā)展與評測
【管理】智慧校園教育管理
【決策】學(xué)業(yè)與職業(yè)抉擇輔助
（一）反饋
1. 實現(xiàn)由“預(yù)設(shè)性教學(xué)”向“生成性教學(xué)”的轉(zhuǎn)變
2016年12月3日上午，北京中科院附屬實驗學(xué)校英語老師孟欣在中南大學(xué)鐵道學(xué)院大禮堂作了中學(xué)英語創(chuàng)新課例示范，孟欣展示了自己利用智能化同步教學(xué)平臺對學(xué)生學(xué)習(xí)情況的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析結(jié)果，參考智能作文批改工具提供的作文修改建議，針對學(xué)生預(yù)習(xí)和作業(yè)當(dāng)中出現(xiàn)的薄弱環(huán)節(jié)，有針對性地改進課程設(shè)計。
平臺能對教師的教學(xué)結(jié)果和學(xué)生的學(xué)習(xí)行為進行記錄、存儲、統(tǒng)計、分析和預(yù)測；教師可以根據(jù)所得數(shù)據(jù)調(diào)整教學(xué)思路、教學(xué)設(shè)計以及教學(xué)方法，準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析可以極大節(jié)省教師時間，學(xué)生在智能平臺上的學(xué)習(xí)結(jié)果，可以得到及時反饋，教師也可以及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)中普遍存在的問題，改進下一步教學(xué)。讓課堂教學(xué)從“預(yù)設(shè)性教學(xué)”向“生成性教學(xué)”轉(zhuǎn)變。
在持續(xù)反饋和不斷調(diào)整的過程中，教師可以對學(xué)生進行連續(xù)測評，分析學(xué)生學(xué)習(xí)行為及學(xué)習(xí)方式的變化，為教師后續(xù)教學(xué)提供課程設(shè)計參考，使課堂教學(xué)管理從經(jīng)驗型向數(shù)據(jù)型、智能型、科學(xué)型轉(zhuǎn)變，從以課堂和教材為中心實現(xiàn)以學(xué)生完成教育目標(biāo)任務(wù)為中心轉(zhuǎn)變，從統(tǒng)一教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的工廠化模式向基于學(xué)生能力的個性化教學(xué)轉(zhuǎn)變。
2. 實時分析課堂數(shù)據(jù)輔助教學(xué)
廣州市第一中學(xué)初中部將“小班化教學(xué)試驗”與“教學(xué)數(shù)據(jù)化試驗”結(jié)合起來的新嘗試。
學(xué)生人手一臺上課“神器”，隨時可以把上課狀態(tài)用數(shù)據(jù)“曬”出來。每位學(xué)生的桌前都放著一個“神器”。老師提問時，學(xué)生可以按下“神器”按鈕示意可以作答，這時“神器”便充當(dāng)起“搶答器”；有學(xué)生回答了，同伴之間可以對回答進行評分，這時“神器”又成了“評價器”；有學(xué)生回答問題，“神器”自動錄入答案，算出學(xué)生的回答正確率，便成了“打分器”。
要求每一位學(xué)生都參與到評價同學(xué)的回答，這就要求學(xué)生時刻留心別人的答案。否則，學(xué)生隨便打分，老師就能看穿“你可能走神了”。
隨堂的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)記錄并呈現(xiàn)學(xué)生的課堂練習(xí)結(jié)果、快速檢測預(yù)習(xí)效果、主動發(fā)言的愿望、發(fā)言質(zhì)量的評價、主動反映聽課效果、準(zhǔn)確檢測學(xué)生課堂關(guān)注度、準(zhǔn)確統(tǒng)計老師問題的回答結(jié)果、調(diào)查統(tǒng)計學(xué)生的學(xué)習(xí)效果、輔助教師記錄統(tǒng)計學(xué)生課堂的批評表揚表現(xiàn)情況。通過這些課堂實時數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)，可以快速幫助老師隨時調(diào)整教學(xué)進度，充分關(guān)注每一位同學(xué)的課堂表現(xiàn)?！笆占n上所有數(shù)據(jù)信息并上傳到數(shù)據(jù)云端，通過數(shù)據(jù)反映出學(xué)生的真實學(xué)習(xí)狀態(tài)和學(xué)習(xí)習(xí)慣。”
據(jù)悉，這些實時課堂信息積累成“數(shù)據(jù)云”后，學(xué)校、老師、家長和學(xué)生都可以在系統(tǒng)后臺查看。家長會上，老師對學(xué)生在校表現(xiàn)的反饋，也將以更直觀的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)?！爱?dāng)家長疑惑自己的小孩為何在某些科目上成績不錯，而在某些科目上又有大的起伏時，我們完全可以調(diào)出學(xué)生在各個科目上課時的表現(xiàn)，如課堂參與度，回答問題的積極度、正確率等等，用數(shù)據(jù)去分析原因了?！币晃焕蠋熑缡钦f。
3. 數(shù)據(jù)化測評判斷老師成長
KickUp 是一個專注教師測評的標(biāo)準(zhǔn)化 SaaS 工具，測評數(shù)據(jù)來自教師的自查報告及學(xué)年內(nèi)的各項教學(xué)結(jié)果的反饋，這些數(shù)據(jù)可以縱向記錄教師的成長歷程，提出有待改善的地方。KickUp 根據(jù)學(xué)生和老師的數(shù)量、按地區(qū)進行收費，目前全美有超過 50 個地區(qū)的學(xué)校在使用這款測評工具。
4. 擇優(yōu)錄取學(xué)生
據(jù)PBS教學(xué)，伊薩卡學(xué)院（Ithaca College）自2007年開始收集學(xué)生的社交網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。該學(xué)院為申請者設(shè)立了一個類似Facebook的網(wǎng)站IC PEERS，讓申請者得以通過網(wǎng)站聯(lián)系學(xué)院教師和彼此。
伊薩卡使用IBM統(tǒng)計分析系統(tǒng)來收集IC PEERS上產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，研究擁有怎樣的網(wǎng)絡(luò)行為的學(xué)生更有可能選擇就讀伊薩卡。收集的數(shù)據(jù)包括申請者上傳了多少張賬戶照片、擁有多少名IC PEERS好友。研究人員認(rèn)為，這能反映出申請者對這所學(xué)院有多感興趣。
5. 發(fā)現(xiàn)需要學(xué)生關(guān)懷的對象
電子科大曾做過一個課題——尋找校園中最孤獨的人。他們從3萬名在校生中，采集到了2億多條行為數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來自學(xué)生選課記錄、進出圖書館、寢室，以及食堂用餐、超市購物等數(shù)據(jù)。通過對不同的校園一卡通“一前一后刷卡”的記錄進行分析，可以發(fā)現(xiàn)一個學(xué)生在學(xué)校有多少親密朋友，比如戀人、閨蜜。
最后，通過這個課題找到了800多個校園中最孤獨的人，他們平均在校兩年半時間，一個知心朋友都沒有。這些人中的17%可能產(chǎn)生心理疾病，剩下的則可能用意志力暫時戰(zhàn)勝了癥狀，但需要學(xué)校和家長重點予以關(guān)愛。
6. 為學(xué)生資助提供依據(jù)
每個月在食堂吃飯超過60頓、一個月總消費不足420元的，被列為受資助對象。據(jù)教學(xué)，南京理工大學(xué)教育基金會通過數(shù)據(jù)分析，每個月在食堂吃飯超過60頓、一個月總消費不足420元的，被列為受資助對象。南京理工大學(xué)還采取直接將補貼款打入學(xué)生飯卡的方式，學(xué)生無需填表申請，不用審核。
（二）個性化
1. 紀(jì)錄學(xué)生成長數(shù)據(jù)促進精細化管理 （閔行區(qū)）
小虎是上海閔行區(qū)某小學(xué)四年級的學(xué)生。他早晨上學(xué)是從哪個校門進的，中午吃了什么，選了那些興趣課，有沒有去圖書館，他喜歡看哪些課外書？這些情況，小虎媽媽從家里的IPTV數(shù)字電視中都能看到。如果她打開電腦，登錄學(xué)生電子檔案的個人門戶網(wǎng)站，孩子的成長信息更一覽無余。
這一切得益于閔行區(qū)教育局依托大數(shù)據(jù)所進行的數(shù)字化校園建設(shè)。全面客觀地記錄學(xué)生成長軌跡，沉淀和積累多維度的學(xué)生成長數(shù)據(jù)，讓反映學(xué)生發(fā)展?fàn)顟B(tài)的數(shù)據(jù)完整顯示出來，才能推進教育質(zhì)量觀的轉(zhuǎn)變，引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)模式和教育質(zhì)量管理方式的科學(xué)發(fā)展。
閔行區(qū)學(xué)生電子成長檔案的內(nèi)容包括身心健康、學(xué)業(yè)進步、成長體驗、個性技能4個維度，圍繞4個維度，設(shè)立了14個一級、38個二級、53個三級數(shù)據(jù)采集指標(biāo)。在多元化的考核體系下，學(xué)校不再僅僅注重學(xué)生的學(xué)業(yè)成績，而是讓學(xué)校認(rèn)識到在促進學(xué)生全面發(fā)展某些方面的管理“缺位”。
通過基于客觀數(shù)據(jù)的科學(xué)分析，改變了以往傳統(tǒng)以資料檢查、調(diào)查訪談和印象評分為主的教育評價，讓數(shù)據(jù)告訴學(xué)校管理者自己在某些方面的‘缺位’。閔行區(qū)基于數(shù)字化的教育評價體系探索，將重點放在學(xué)生的全面發(fā)展、教師專業(yè)發(fā)展、學(xué)校特色發(fā)展等方面。當(dāng)十幾張量化的數(shù)據(jù)統(tǒng)計表擺在教育管理者面前時，精細化管理、績效量化將不再是傳說。
2. 全程實時分析在線學(xué)習(xí)進度（培生）
以培生集團最新出版的全球少兒美語旗艦課程Big English為例，這套課程引入了首款應(yīng)用于少兒英語學(xué)習(xí)領(lǐng)域的MyEnglishLab在線學(xué)習(xí)輔導(dǎo)系統(tǒng)（以下簡稱MEL），應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)全程實時分析學(xué)生個體和班級整體的學(xué)習(xí)進度、學(xué)情反饋和階段性成果，從而及時找到問題所在對癥下藥，實現(xiàn)對學(xué)習(xí)過程和結(jié)果的動態(tài)管理。
Big English的大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)以學(xué)生為中心，按照教、學(xué)、測三個環(huán)節(jié)組織線上學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)過程，將學(xué)生、教師、家長、機構(gòu)四類用戶群有機整合在MEL學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)中，各司其責(zé)，相互作用，實現(xiàn)了個性化的課堂教學(xué)、家庭輔導(dǎo)和自主學(xué)習(xí)管理環(huán)境。
3. 實現(xiàn)真正的翻轉(zhuǎn)課堂
學(xué)校教育無法將翻轉(zhuǎn)課堂實施好的時候，K12個性化教輔機構(gòu)們卻給出了新的解決方案。以學(xué)大的個性化小組課為例，學(xué)生不僅可以享用e學(xué)大的免費教學(xué)視頻資源，還能在線下接受N對1教育小組老師的優(yōu)秀線下小組課，在時間、空間、心理三方面幫助了學(xué)生，也解放了學(xué)生，凸顯了翻轉(zhuǎn)課堂理念的本質(zhì)價值和意義。
據(jù)了解，個性化小組課由3至6名學(xué)生，課堂完全實現(xiàn)“以學(xué)生為中心”，通過前期學(xué)生在線上的自我學(xué)習(xí)，老師在線下的教學(xué)中會充分安排與學(xué)生互動的時間，實現(xiàn)知識點釋疑、盲點解讀等。同時由于小組的科學(xué)合理劃分，學(xué)生們的相互交流、互動、提問等問題都明顯加強，起到了“三人行，必有我?guī)煛钡南嗷柎?、相互學(xué)習(xí)的效果，從而避免了國內(nèi)翻轉(zhuǎn)課堂中遇到的學(xué)生呆滯和孤獨的糟糕場景。
大數(shù)據(jù)將大量學(xué)生的學(xué)習(xí)素材、學(xué)習(xí)過程、提問過程、解決問題過程、測試、反饋等整個學(xué)習(xí)鏈條的信息結(jié)構(gòu)化、數(shù)據(jù)化、模型化，讓翻轉(zhuǎn)課堂變成真正的一門具有科學(xué)實證特色的項目。
4.幫助學(xué)生提高成績
國內(nèi)教育科技公司開發(fā)的極課系統(tǒng)目前可以做到批改，分析，并形成錯題本、診斷報告、個性化學(xué)習(xí)包、學(xué)業(yè)信息檔案、學(xué)科內(nèi)容評價報告單等。依此為基礎(chǔ)，形成學(xué)習(xí)和行為相關(guān)增值方案，為學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)提供依據(jù)。極課系統(tǒng)基于自主研發(fā)的圖像算法和數(shù)據(jù)分析模型，可以做到極速批改，極致分析，極便響應(yīng)。
通過”圖像模式識別”“云計算”與”大數(shù)據(jù)分析”，對科學(xué)教學(xué)模型進行常態(tài)化應(yīng)用、整合、智能管理，實現(xiàn)科學(xué)解放教育生產(chǎn)力。運用“極課大數(shù)據(jù)”，可以對海量的學(xué)生試卷及練習(xí)題進行專業(yè)常態(tài)化處理，快速形成計分電子表格、錯題本、診斷報告、個性化學(xué)習(xí)包、學(xué)業(yè)信息檔案、學(xué)科內(nèi)容評價報告單等，并基于數(shù)據(jù)的分層、關(guān)系和行為進一步形成相關(guān)增值方案。有效助力老師精巧教學(xué)，學(xué)生靈巧學(xué)習(xí)，家?；ブ鸁o間。
5. 大數(shù)據(jù)學(xué)業(yè)診斷助力精準(zhǔn)教學(xué)
（衢州教育局）傳統(tǒng)的學(xué)業(yè)診斷方法存在以下三個弊端：一是畫“正”字雖然是一種簡單的勞動，但耗費了教師大量的時間；二是診斷的精準(zhǔn)度低，教師雖然統(tǒng)計出做錯題學(xué)生的人數(shù)，但一般不會記錄是哪些學(xué)生出錯；三是診斷的跟蹤性差，畫“正”字統(tǒng)計是點狀診斷，缺乏對學(xué)生個體的線狀跟蹤分析，診斷的教學(xué)價值因此大大降低。
大數(shù)據(jù)學(xué)業(yè)診斷給出一次考試中每個選擇題的正確答案、錯題人數(shù)、高頻錯誤選項，填空題錯誤人數(shù)，計算題得分率等。教師可以快速、精準(zhǔn)定位講評重點，提升講評效率和講評質(zhì)量。
大數(shù)據(jù)學(xué)業(yè)診斷可以提供最新的學(xué)業(yè)成績單，從高分到低分排序，從低分到高分排序等，教師可以快速查找學(xué)業(yè)困難學(xué)生，判定是否實施個性化輔導(dǎo)及針對性的輔導(dǎo)方案。
（三）預(yù)測
1. 預(yù)測學(xué)生是否能順利完成課業(yè)
紐約州波基普西市瑪麗斯特學(xué)院（Marist College）與運營數(shù)據(jù)分析公司Pentaho合作發(fā)起開源學(xué)術(shù)分析計劃（The Open Academic Analytics Initiative），旨在一門新課程開始的兩周內(nèi)預(yù)測哪些學(xué)生可能會無法順利完成課程。
該計劃基于Pentaho的開源運營分析平臺（Business Analytics Platform）開發(fā)了一個分析模型，通過收集分析學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣——例如點擊線上閱讀材料、是否在網(wǎng)上論壇中發(fā)言、完成作業(yè)的時長——來預(yù)測學(xué)生的學(xué)業(yè)情況、及時干預(yù)幫助問題學(xué)生，從而提升畢業(yè)率。
“希維塔斯學(xué)習(xí)”是一家專門聚焦于運用預(yù)測性分析、機器學(xué)習(xí)從而提高學(xué)生成績的年輕公司。Civitas Learning提供了一套應(yīng)用程序，學(xué)生和老師可以在其中規(guī)劃自己的課程和安排?！跋＞S塔斯學(xué)習(xí)”各種基于云的智能手機第三方應(yīng)用程序（APP）都是用戶友好型的，能夠根據(jù)高校的需要個性化。這意味著高校能聚焦于各自不同的對象，相互不同地用這家公司的分析工具開展大數(shù)據(jù)工作。
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。通過使用100多萬名學(xué)生的相關(guān)記錄和700萬個課程記錄，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。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。
2.輔助學(xué)校專業(yè)設(shè)置等復(fù)雜決策
大數(shù)據(jù)可以幫助大學(xué)院校更好地預(yù)測產(chǎn)業(yè)是如何變化的，這樣他們可以據(jù)此調(diào)整學(xué)院的信息技術(shù)課程和其他項目。使用預(yù)測性數(shù)據(jù)分析來設(shè)置新的學(xué)位或證書計劃，以此擴大就業(yè)的機會。
美國國家教育改革實驗室擁有一些重量級專家成員來協(xié)助工作，該中心主席Gordon Freedman認(rèn)為，通過構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，采集雇主對技能需求和學(xué)院人才供給的最新數(shù)據(jù)，然后運用人工智能以預(yù)測何時某些地區(qū)或技能就業(yè)需求會擴大。他把這種方法稱為“就業(yè)機會管理”。
IanRoark，亞利桑那州皮鄧社區(qū)學(xué)院職業(yè)發(fā)展副部長，一直就期望這樣的“就職機會管理”系統(tǒng)出現(xiàn)。他解釋說，當(dāng)學(xué)校開始設(shè)計新的課程方案，需要時間來開發(fā)新的課程，還要通過認(rèn)證機構(gòu)無休止的審核?！坝袝r候等拿到應(yīng)有的資格或證書，該雇傭市場已轉(zhuǎn)向或雇主搬往他處，”羅克說?！艾F(xiàn)在的情況是，高校已非常在意規(guī)避開發(fā)新課程風(fēng)險，但因為時間的問題，投資回報還是有巨大的不確定性?！?/p>
3.輔助教育管理決策
美國教育分析機構(gòu)BrightBytes以專家意見為基礎(chǔ)，結(jié)合具體地方和學(xué)校的數(shù)據(jù)，提供可操作的工具Clarity，讓用戶能了解某一決策對學(xué)生的影響，并找出更好的方案，從而提高學(xué)生成績。
Clarity是一個基于SaaS的數(shù)據(jù)分析產(chǎn)品，根據(jù)數(shù)據(jù)進行圖表式呈現(xiàn)，把復(fù)雜的數(shù)據(jù)和前沿研究轉(zhuǎn)化成簡明、易懂，可操作的路線圖。在政府、學(xué)校、機構(gòu)做出或打算做出某一決策時，Clarity會給出主要利益相關(guān)者報告，預(yù)估這一決策的影響。在決策實施之后，還能夠追蹤效果。
Clarity按用戶不同（政府、服務(wù)機構(gòu)、地區(qū)、學(xué)校）分為4種版本，不同用戶不同需求，不同需求不同呈現(xiàn)。政府版，主要是衡量聯(lián)邦或州政府的方案和倡議對學(xué)生帶來的影響，提高財政教育支出的效率。服務(wù)機構(gòu)版，衡量服務(wù)對學(xué)生的影響，判斷學(xué)校需要什么，促進學(xué)校與學(xué)生之間的關(guān)系。地區(qū)版，即時獲取報告數(shù)據(jù)，為區(qū)域措施提供支撐。學(xué)校版則是，分析發(fā)起的項目或投入的資源對學(xué)生學(xué)習(xí)的直接影響，衡量學(xué)校提議對家長等其他主要利益相關(guān)者的影響。
4. 職業(yè)大數(shù)據(jù)幫助選擇心中的大學(xué)
以美國的著名高?？▋?nèi)基梅隆大學(xué)和普渡大學(xué)為例：對這兩所高校，領(lǐng)英都收集了60000多名畢業(yè)生的職業(yè)生涯數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)量之龐大，足以在其中看出清晰的規(guī)律。輸入“MIT”，你很快就會看到這所高校的畢業(yè)生一般會在谷歌、IBM和甲骨文公司找到工作。輸入“普渡”，你會發(fā)現(xiàn)禮萊、康明斯和波音是畢業(yè)生的首選。
這類信息對于中學(xué)的高年級生和低年級學(xué)生都是一座金礦，因為大多數(shù)中學(xué)生對將來的職業(yè)都只有模糊的想法。運用領(lǐng)英的這個工具，對太陽能、編劇、或者醫(yī)療器械感興趣的學(xué)生，就可以挑選那些畢業(yè)生最容易進入相關(guān)領(lǐng)域的大學(xué)報考了。
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