走向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的精準(zhǔn)教學(xué)教學(xué)范式3.0時(shí)代來了

1、走向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的精準(zhǔn)教學(xué)：教學(xué)范式3.0時(shí)代來了！ 人類正從 IT（Information Technology）時(shí)代走向 DT（Data Technology）時(shí)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(shù)最難“攻 克”的傳統(tǒng)行業(yè)之一，教育在大數(shù)據(jù)技術(shù)與理念的沖擊下正在發(fā)生著一場“靜悄悄的革命”。隨著國家教育信息化戰(zhàn)略的持續(xù)推進(jìn)，各級(jí)、各類學(xué)校的信息化環(huán)境得到快速完善，各種學(xué)習(xí)平臺(tái)、移動(dòng) APP、數(shù)字終端、可穿戴設(shè)備等開始在中小學(xué)逐步流行。數(shù)字技術(shù)的常態(tài)化應(yīng)用及數(shù)字化學(xué)習(xí)活動(dòng)的日常開展為教育大數(shù)據(jù)的生成提供了得天獨(dú)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)

2、建新型教學(xué)生態(tài)、助力教學(xué)結(jié)構(gòu)變革、再造教學(xué)流程方面的作用日益凸顯。一場由經(jīng)驗(yàn)?zāi)７陆虒W(xué)、計(jì)算輔助教學(xué)轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)的范式變革正在發(fā)生。教學(xué)范式 3.0 時(shí)代：數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)教學(xué)范式是對(duì)教學(xué)這一復(fù)雜活動(dòng)的概括性解釋，是某個(gè)時(shí)期或階段教學(xué)綜合特征的體現(xiàn)，它既包含教學(xué)理論與研究方法，又包含教學(xué)模式、學(xué)習(xí)策略及教學(xué)評(píng)價(jià)方式等。人類社會(huì)自誕生以來歷經(jīng)了農(nóng)業(yè)時(shí)代、工業(yè)時(shí)代、信息時(shí)代，而教育范式作為社會(huì)的子系統(tǒng)也歷經(jīng)了多次重大變革。總的來說，從農(nóng)業(yè)時(shí)代開始，教學(xué)范式經(jīng)歷了經(jīng)驗(yàn)?zāi)７陆虒W(xué)范式、計(jì)算輔助教學(xué)范式及數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)范式三個(gè)階段。隨著時(shí)代的變革與范式轉(zhuǎn)型，教育的科學(xué)性和技術(shù)的智能性也逐漸增強(qiáng)（圖 1）。圖1

3、三代教學(xué)范式的發(fā)展 一經(jīng)驗(yàn)?zāi)７陆虒W(xué)范式經(jīng)驗(yàn)?zāi)７陆虒W(xué)范式是教學(xué)史上最古老的教學(xué)范式，它起源于希臘教學(xué)理念中的“模仿再現(xiàn)”思想，盛行于農(nóng)業(yè)和工業(yè)時(shí)代，其核心是將教學(xué)視為知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的傳遞，該階段的教學(xué)著重強(qiáng)調(diào)經(jīng)驗(yàn)的模仿和知識(shí)的授受。17 世紀(jì)捷克教育學(xué)家夸美紐斯提出“班級(jí)教學(xué)”之后，班級(jí)授課制得到了教育界的廣泛認(rèn)同，迅速成為當(dāng)時(shí)乃至今日最普遍的教學(xué)形態(tài)。經(jīng)驗(yàn)?zāi)７陆虒W(xué)也隨之快速傳播，成為教育界最有影響力的教學(xué)范式。夸美紐斯曾在大學(xué)教學(xué)論中提出“教育是把一切事物教給一切人類的普遍技術(shù)”，該觀點(diǎn)認(rèn)為就像是印刷器能夠?qū)⒅R(shí)復(fù)制一樣，教育也可以把教學(xué)者講授和書本中的知識(shí)當(dāng)成“墨汁”復(fù)制給像白紙一樣的兒童。 夸

4、美紐斯綜合了“教授學(xué)”和“印刷術(shù)”的元素，把這種教學(xué)的技術(shù)稱作“教刷術(shù)”，生動(dòng)地刻畫了經(jīng)驗(yàn)?zāi)７陆虒W(xué)范式在知識(shí)傳遞方面的本來面貌。在經(jīng)驗(yàn)?zāi)７陆虒W(xué)范式下，教學(xué)者在整體的教學(xué)結(jié)構(gòu)中占據(jù)絕對(duì)的主導(dǎo)地位，學(xué)習(xí)者大多扮演被動(dòng)接受者的角色，教學(xué)內(nèi)容以書本知識(shí)、已有經(jīng)驗(yàn)和技能為主，教學(xué)媒介限于紙筆、書本、黑板、粉筆等傳統(tǒng)教學(xué)工具（圖 2）。圖2經(jīng)驗(yàn)?zāi)７陆虒W(xué)范式教學(xué)框架 農(nóng)業(yè)時(shí)代，經(jīng)驗(yàn)?zāi)７陆虒W(xué)被視為知識(shí)傳承的重要方式，人們對(duì)經(jīng)驗(yàn)積累下的現(xiàn)有知識(shí)成果進(jìn)行學(xué)習(xí)，長者或經(jīng)驗(yàn)豐富的人扮演“教學(xué)者”的角色，將經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)授予他人，學(xué)習(xí)者通過觀察和耳濡目染來獲取知識(shí)。隨著工業(yè)社會(huì)的到來，為了滿足社會(huì)生產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)需求，以知識(shí)傳遞

5、和接受效率見長的經(jīng)驗(yàn)?zāi)７陆虒W(xué)開始在學(xué)校教育環(huán)境下快速普及。學(xué)校培養(yǎng)的人才能夠批量、規(guī)?；度氲缴鐣?huì)生產(chǎn)勞動(dòng)中，推動(dòng)了該時(shí)期經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，提高了社會(huì)生產(chǎn)力。但同時(shí)這種經(jīng)驗(yàn)性的、客觀存在的知識(shí)被過度崇拜，深刻影響了人類的知識(shí)觀和教育觀。人們認(rèn)為知識(shí)都是類似于客觀存在的地下礦物，而教學(xué)者的職責(zé)就是探測(cè)并獲取這些礦物，學(xué)習(xí)者則負(fù)責(zé)接收和存儲(chǔ)已經(jīng)被教學(xué)者獲取的礦物，這種觀念忽視了知識(shí)背后的科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程，一定程度上阻礙了科學(xué)的發(fā)展。經(jīng)驗(yàn)?zāi)７陆虒W(xué)偏愛行為主義學(xué)習(xí)理論，在該理論的影響下，教學(xué)往往過于注重學(xué)習(xí)者外顯行為的習(xí)得而忽視了學(xué)習(xí)者完滿人格養(yǎng)成所必需的實(shí)踐活動(dòng)和心理活動(dòng)。培養(yǎng)的人才缺少基本的探索和創(chuàng)新能

6、力，知“魚”而不懂如何“漁”。 經(jīng)驗(yàn)?zāi)７陆虒W(xué)范式是傳統(tǒng)教學(xué)中的重要范式，也是教學(xué)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)展帶來了諸多問題，但其對(duì)人類社會(huì)的貢獻(xiàn)不容忽視。在東亞國家和地區(qū)現(xiàn)代化進(jìn)程中，以經(jīng)驗(yàn)?zāi)７陆虒W(xué)范式為軸心的學(xué)校教育在實(shí)現(xiàn)高速現(xiàn)代化過程中起到了關(guān)鍵性的作用。在當(dāng)前的信息時(shí)代，經(jīng)驗(yàn)?zāi)７陆虒W(xué)范式依然存在，但其主導(dǎo)地位正在被計(jì)算輔助教學(xué)和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)逐步取代。二計(jì)算輔助教學(xué)范式20世紀(jì)40年代末50年代初，以信息技術(shù)為首的第三次技術(shù)革命席卷全球，人類開始以驚人的速度走出工業(yè)文明，步入信息時(shí)代。多媒體、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)改變了人類的認(rèn)知及生活方式，教育也開始

7、了技術(shù)支持下的變革探索之路。人們逐漸認(rèn)識(shí)到，僅僅依靠知識(shí)的傳遞已經(jīng)不能滿足社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展需求和人類自身的發(fā)展需要。社會(huì)真正需要的是能夠發(fā)現(xiàn)未知，掌握知識(shí)源頭的創(chuàng)造性人才，只有當(dāng)人們具備了科學(xué)意識(shí)和能力，才能成為真正意義上的知識(shí)擁有者，才能在科學(xué)日益發(fā)達(dá)的現(xiàn)代社會(huì)中生存。教育應(yīng)通過教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者發(fā)現(xiàn)問題、探索問題及解決問題的能力。 隨著信息技術(shù)的發(fā)展與人們教育觀念的轉(zhuǎn)變，計(jì)算輔助教學(xué)范式逐漸形成并開始流行起來。該范式出現(xiàn)的初衷是希望借助技術(shù)的力量去解決經(jīng)驗(yàn)?zāi)７陆虒W(xué)中 存在的內(nèi)容來源單一、呈現(xiàn)方式單調(diào)、學(xué)習(xí)者興趣不足等弊端，進(jìn)而提高教育教 學(xué)生產(chǎn)力和生產(chǎn)效益。技術(shù)的介入是計(jì)算輔

8、助教學(xué)范式最大的特征，互聯(lián)網(wǎng)等各種新興技術(shù)與媒體的應(yīng)用使得知識(shí)的產(chǎn)生和傳輸速度持續(xù)飆升。教學(xué)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(xué)內(nèi)容的形態(tài)也逐步多樣化，音視頻、圖片、動(dòng)畫等資源開始在教學(xué)中廣泛應(yīng)用。教學(xué)媒體也變得豐富起來，由傳統(tǒng)的教學(xué)“老三樣”（黑板、粉筆、課本）演變?yōu)椤靶滤臉印保娔X、網(wǎng)絡(luò)、白板、多媒體課件）（圖 3）。圖3計(jì)算輔助教學(xué)范式框架 計(jì)算輔助教學(xué)是一場由技術(shù)引發(fā)的教學(xué)范式變革。在這一范式下，盡管以教師與知識(shí)為中心的課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，以及學(xué)習(xí)者在整個(gè)教學(xué)過程中被動(dòng)接受知識(shí)的地位未得到顯著性改變，但相比經(jīng)驗(yàn)?zāi)７陆虒W(xué)范式，學(xué)習(xí)者開始體驗(yàn)和參與知識(shí)發(fā)現(xiàn)與探究的過程。在技術(shù)的

9、支持下，該階段的教學(xué)模式開始從講授式教學(xué)轉(zhuǎn)向 探究式教學(xué)和項(xiàng)目式教學(xué)，其中代表性教學(xué)模式主要包括 WebQuest教學(xué)、適時(shí)教學(xué)（Just-in-Time Teaching ，JiTT）、研究性學(xué)習(xí)、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、基于問題的學(xué)習(xí)、基于資源的學(xué)習(xí)等。客觀來說，這些模式雖然在實(shí)踐中并未對(duì)學(xué)校的教育教學(xué)產(chǎn)生變革性的影響，但其在培養(yǎng)學(xué)習(xí)者知識(shí)探究能力與問題解決能力、推動(dòng)基礎(chǔ)教育創(chuàng)新發(fā)展方面確實(shí)發(fā)揮了積極作用。一個(gè)不容忽視的現(xiàn)象是先進(jìn)技術(shù)層出不窮，其在教學(xué)中的應(yīng)用卻是“蜻蜓點(diǎn)水”，斥巨資購置的技術(shù)設(shè)備“進(jìn)駐”校園后大多成為“擺設(shè)”，教師參加完各種信息技術(shù)應(yīng)用培訓(xùn)后仍是運(yùn)用以前的教學(xué)方式。如何實(shí)現(xiàn)技術(shù)與教學(xué)

10、實(shí)踐的深度融合，如何提升計(jì)算輔助教學(xué)的精準(zhǔn)性和個(gè)性化，是下一步教學(xué)范式轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要方向。 三數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)范式舍恩伯格與庫克耶合著的大數(shù)據(jù)時(shí)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(rèn)為是大數(shù)據(jù)研究的開創(chuàng)之作，真正把大數(shù)據(jù)推向了公眾視野。隨著數(shù)據(jù)密集型科學(xué)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)成為了驅(qū)動(dòng)社會(huì)創(chuàng)新發(fā)展、綜合競爭的重要指標(biāo)，也成為教育研究和利用的主要對(duì)象。與此同時(shí)，以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、泛在網(wǎng)絡(luò)、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能等為代表的新技術(shù)開始在教育教學(xué)領(lǐng)域“嶄露頭角”。學(xué)習(xí)空間超越了封閉的

11、物理空間，走向虛實(shí)融合的無邊界學(xué)習(xí)場域；學(xué)習(xí)過程從課堂、家庭、圖書館等斷點(diǎn)式的學(xué)習(xí)活動(dòng)，走向家校貫通、雙線（線上、線下）融合的學(xué)習(xí)連續(xù)體。與此同時(shí)，越來越多、越來越細(xì)的教與學(xué)的行為印記被網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)、移動(dòng) APP、可穿戴設(shè)備等“真實(shí)”地記錄下來。教學(xué)過程與結(jié)果數(shù)據(jù)的持續(xù)采集，逐步形成教學(xué)大數(shù)據(jù)，通過教學(xué)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(xué)意義與價(jià)值清晰地呈現(xiàn)出來，進(jìn)而輔助教師更精準(zhǔn)地“教”、 指導(dǎo)學(xué)生更精益地“學(xué)”。隨著數(shù)據(jù)流在教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)的生成與運(yùn)行，一條具有正向反饋機(jī)制的教學(xué)鏈條開始形成，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)范式開始出現(xiàn)。圖4數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)范式框架 在數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)范式（圖 4）下，教

12、學(xué)者和學(xué)習(xí)者的各種行為數(shù)據(jù)（如做題、點(diǎn)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(chǔ)下來；教學(xué)內(nèi)容以文字、圖片、聲音、視頻、虛擬場景等形式在多種教學(xué)媒介（教育機(jī)器人、智能教學(xué)平臺(tái)、VR/AR 設(shè)備、3D打印、移動(dòng)終端等）中呈現(xiàn)，教學(xué)者和學(xué)習(xí)者在使用教學(xué)媒介的同時(shí)將“教”和“學(xué)”的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在媒介終端；教學(xué)媒介既是教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)載體，又是教學(xué)數(shù)據(jù)的采集終端和傳輸渠道，為教學(xué)大數(shù)據(jù)的運(yùn)行提供支撐。借助教育數(shù)據(jù)挖掘與學(xué)習(xí)分析技術(shù)，可以將課堂環(huán)境與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中生成的教學(xué)數(shù)據(jù)“翻譯”成有價(jià)值的信息，如學(xué)困生的識(shí)別、知識(shí)缺陷的發(fā)現(xiàn)、學(xué)科能力的診斷、教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度等，進(jìn)而為教學(xué)者的教學(xué)決策（調(diào)整教學(xué)

13、方案、打造精準(zhǔn)教學(xué)、實(shí)現(xiàn)全面評(píng)估、施行科學(xué)決策等）與學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)決策（制訂學(xué)習(xí)計(jì)劃、定制學(xué)習(xí)資源、選擇學(xué)習(xí)路徑等）提供更準(zhǔn)確、更及時(shí)、更全面的支持，推進(jìn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的精準(zhǔn)教學(xué)和精準(zhǔn)學(xué)習(xí)。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)有望超越計(jì)算輔助教學(xué)，逐步成為大數(shù)據(jù)時(shí)代主流的教學(xué)范式。近年來，隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)在教育領(lǐng)域應(yīng)用探索的快速推進(jìn)，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)開始呈現(xiàn)四大特征：科學(xué)化、精準(zhǔn)化、智能化和個(gè)性化。 從傳統(tǒng)課堂到高效互動(dòng)課堂一傳統(tǒng)課堂高度“缺鈣”隨著信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，技術(shù)與教學(xué)的融合更為深入，課堂教學(xué)模式也發(fā)生了變革。但我國現(xiàn)有的大多數(shù)課堂教學(xué)仍然存在著模式化、靜態(tài)化等問題，課堂互動(dòng)往往是教師“動(dòng)”，學(xué)生“不動(dòng)”，不能

14、很好地滿足學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展需求，整個(gè)教學(xué)活動(dòng)陷入“課堂效率低學(xué)生掌握差課后拼命補(bǔ)”的怪圈（圖 5）。如何利用大數(shù)據(jù)技術(shù)提高課堂效率并促進(jìn)學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展，是當(dāng)前學(xué)校教育教學(xué)面臨的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。圖5教學(xué)課堂惡性循環(huán)怪圈 二什么是高效互動(dòng)課堂高效互動(dòng)課堂是指在大數(shù)據(jù)技術(shù)和信息化教學(xué)媒體的支持下，以促進(jìn)師生全向互動(dòng)為抓手，以“低耗高效、輕負(fù)高質(zhì)”為目標(biāo)，為每位學(xué)生帶來最大獲得感的課堂形態(tài)（圖 6）?！案咝А笔侵冈谟邢薜恼n堂教學(xué)時(shí)間內(nèi)，最大程度地提高適切教學(xué)目標(biāo)達(dá)成率；“互動(dòng)”則是指課堂教學(xué)中師生、生生之間及師生與教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)媒體之間的全向互動(dòng)。高效互動(dòng)課堂的特征主要表現(xiàn)為以下四個(gè)方面：圖6高效互動(dòng)課堂

15、概念框架 01全向互動(dòng)高效互動(dòng)課堂借助多樣的技術(shù)手段量化師生的教學(xué)行為，幫助教師優(yōu)化教學(xué)計(jì)劃，增強(qiáng)學(xué)生的課堂參與度和積極性。電子書包、交互式電子白板、平板電腦、點(diǎn)陣筆等設(shè)備為課堂互動(dòng)提供了現(xiàn)實(shí)環(huán)境，方便實(shí)現(xiàn)人與人、人與設(shè)備、人與資源的多維全向互動(dòng)，使課堂教學(xué)迸發(fā)出新的活力。 02數(shù)據(jù)把脈高效互動(dòng)課堂利用大數(shù)據(jù)技術(shù)持續(xù)分析課堂數(shù)據(jù)，為教師及時(shí)了解學(xué)情、調(diào)整教學(xué)計(jì)劃提供了數(shù)據(jù)支持。教師通過傳感器和智能終端同步記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)路徑，追蹤其學(xué)習(xí)過程，全面掌握學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，為教學(xué)“把脈”，實(shí)現(xiàn)對(duì)癥下藥。 03精準(zhǔn)反饋高效互動(dòng)課堂立足教學(xué)過程，通過分析教學(xué)數(shù)據(jù)能夠掌握學(xué)習(xí)者的不同需求。不僅能幫助教師實(shí)時(shí)捕捉有價(jià)值的信息，根據(jù)學(xué)生出現(xiàn)的學(xué)習(xí)問題進(jìn)行及時(shí)干預(yù)、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法，還能幫助學(xué)生進(jìn)一步鞏固、深化和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)。 04輕負(fù)高質(zhì)豐富的媒體支持、高效的互動(dòng)體驗(yàn)與精準(zhǔn)的