(3)教育大数据也在成长?
随着人工智能、数据挖掘和机器学习等技术的发展,教育领域的数据处理与应用逐步走向成熟。从20世纪70年代算起,教育数据应用的发展大体经历了初始起步阶段、重点探索阶段和快速发展阶段,这三个阶段教育数据应用的规模和水平是不断递进的。
初始起步阶段(1970—1997年)
人工智能(Artificial Intelligence,AI)产生于20世纪50年代中期,经过十几年的发展,到20世纪70年代开始进入教育领域。在AI技术的支持下,传统的CAI走向ICAI,随后发展为智能导师系统ITS。ITS主要包括专家模型、学生模型、指导模型和指导环境子系统,通过对学习者的学习方法、学习习惯和学习过程等数据的收集与分析,改善学习方法并提高学习效率。应该说,当时研究者对教育数据的应用水平有很高的期望,且已有了较清晰的应用思路。可惜的是,由于当时计算机使用成本较高、性能也较差,大大阻碍了该方法在教育领域的应用推广。
20世纪80年代中期,数据仓库技术开始兴起。由于其具有面向主题、集成性、时变性和非易失性特点,逐步成为数据分析和联机分析的重要平台。数据仓库通过提供不同种类的应用系统的历史化数据,为各类教育机构进行全局范围的战略决策和长期趋势分析提供有效的支持。20世纪80年代末90年代初,数据挖掘和知识发现成为一个活跃的研究领域,各种专业性的国际会议陆续召开,掀起了数据挖掘与知识发现在各领域的研究与应用热潮。教育领域的研究者也开始关注数据挖掘与知识发现技术,进行了初步的尝试和探索,但由于网络、计算机等发展水平所限,对教育数据的挖掘利用也一直未有实质性的进展。
总体来说,该阶段计算机被初步引入到教育领域中,但各种先进技术的应用范围以及程度都比较低,采集到的教育数据也相对较少。该阶段的最大进展是实现了教育数据的数字化,从模拟走向数字为教育数据的永久存储、快速传播等提供了良好条件。另外,教育数据对教学的改善作用开始引起了学术界的关注。但是,由于计算机普及范围的不足以及数据库技术的滞后性,教育数据在教育领域的应用价值未得到体现,应用水平处于初级阶段。
重点探索阶段(1998—2007年)
1998年,《科学》杂志上刊登了一篇介绍计算机软件HiQ的文章《大数据的处理程序》,第一次使用了“大数据”一词。但是,由于IT产业发展能力以及信息资源的产业利用在当时都还处于初级阶段,大数据的概念处于“萌芽期”,并未得到应有的重视。
2002年美国通过了《教育科学改革法》,明确了数据在教育决策中的决定性地位,“所有教育政策的制定都必须由实证数据进行支持”。经过多年的沉寂,2004年人工智能技术在高等教育领域发力,“智能导师系统”和“人工智能系统”再次开始流行,并掀起一股“教育数据挖掘”的研究热潮,同时也促进了学习分析技术的诞生。自2005年起,在人工智能、人工智能教育应用及智能导师系统等国际会议上开展了多次“教育数据挖掘”主题研讨会,国际教育数据挖掘工作组以及国际教育数据挖掘协会也相继成立。教育数据挖掘主要研究数据挖掘技术在教育领域中的应用,从其研究领域的角度来看,教育数据挖掘研究包括研究数据挖掘“在教学研究中的应用”和“在教务管理中的应用”。(https://www.daowen.com)
这一阶段,计算机与网络技术飞速发展,并在教育领域大范围普及应用。世界各国纷纷加大了对教育信息化的建设与推进力度,出现了各种教育信息化应用系统(如学习管理系统、教务管理系统、人事管理系统和教学资源库等),各种教育业务的数字化、网络化促进了海量教育数据(如学习者信息、学习过程数据、学习结果数据和教学管理数据等)的产生与存储。该阶段教育数据应用的最大进步是教育数据挖掘开始作为一个专门的研究领域得到来自计算机、信息管理和教育学等多学科研究者以及产业界的重视,发展迅速。此外,教育数据采集的数量和效率也大大提升。不足之处在于,由于对教育数据的战略价值认识不足,加上教育数据挖掘技术仍处于发展时期,教育数据在教育领域应用价值的发挥仍未完全体现,大多数教育数据仍被用于简单的统计分析以辅助教育和教学管理。
快速发展阶段(2008年至今)
2008年9月,《自然》杂志出版“Big Data”专刊特别提出“大数据”一词。经过三年多的“发酵”,大数据在2012年引起了空前关注。全球数据量跨入了ZB时代,各种类型的数据呈指数增长,大数据时代已经到来。大数据技术不断对社会各个领域产生深刻影响,正在推进人类工作、生活与思维的大变革。在大数据时代背景下,世界各国纷纷加紧教育领域的大数据布局,出台相关政策和文件,数据驱动教育改革与发展已是大势所趋。美国教育部为推动“大数据教育”应用,于2012年10月发布了《通过教育数据挖掘和学习分析促进教与学》,指出要重点发展教育数据挖掘和学习分析技术,通过对教育大数据的挖掘与分析,促进美国高等院校及K-12学校教学系统的变革。目前,我国教育部正在大力推进两级(国家级、省级)教育数据中心的建设,通过“两级建设、五级应用”实现对全国教育数据的统一规范管理。国内部分市、区也在依托智慧城市、智慧教育的建设与发展,大力推进区域性教育大数据中心平台的建设与创新应用。
随着大数据理念与技术在各行各业的渗透应用,教育大数据的建设与发展逐步引起了教育管理部门、企业、学校以及教育研究者的广泛关注。2015年,国家相继出台了一系列相关文件,以促进教育大数据的快速发展。比如2015年9月2日,教育部办公厅印发《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见(征求意见稿)》,提出要“依托网络学习空间逐步实现对学生日常学习情况的大数据采集和分析,优化教学模式”;9月5日,国务院正式发布《促进大数据发展行动纲要》,对10个大数据工程进行了规划,并在“公共服务大数据工程”中明确提出要建设教育文化大数据。与此同时,各省市(如北京、江苏、浙江等)也在加快推进教育大数据的建设,诸多地区已将教育大数据作为重点内容写入区域智慧教育发展规划或行动计划中。此外,中国教育大数据研究院、江苏省高校教育大数据重点实验室等专业研究机构陆续成立;教育大数据产业也在逐步兴起;在2015年中国国际智慧教育展览会上,已有一些教育信息化企业推出了教育大数据相关产品,涵盖教育数据采集、存储、处理与创新应用等多方面。
大数据时代的到来将教育数据的应用发展推向了“快车道”,云计算、物联网、大数据和移动通信等各种新型信息技术开始在教育产业的“沃土”上“生根发芽”。教育数据呈现“爆炸式”增长,教育数据的采集更加实时、连贯、全面和自然,教育数据的分析处理更加复杂和多样,应用更加多元、深入。此外,教育数据作为重要资产的价值被逐渐认识和重视,教育数据挖掘和学习分析技术得到长足发展,正在被广泛应用到教学、管理、科研、评价和服务等各个领域,规模效应正在凸显。教育数据的应用已经步入一个全新的历史时期,越来越多的研究者正在基于教育数据挖掘与学习分析技术,研发专用的教育数据分析决策模型、工具与算法,实现教育数据处理的高效能与数据应用价值的最大化,教育行业数据分析与应用体系的轮廓逐渐清晰。
由此可见,2015年堪称中国的“教育大数据元年”。一系列相关政策文件与规划建议的发布,确立了教育大数据在推动教育改革与发展方面的战略地位。地方政府、研究机构、学校以及企业力量的加入,将大大推动我国教育大数据的发展。