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小学教师大数据素养培养的理据和要求

更新时间:2009-03-28

21世纪全球进入了信息时代,随着数字网络技术、计算机技术的日益成熟,大数据时代应运而生,且成为了信息时代的新阶段。海量、多样、高速、易变的各类数据充斥着全球化的各行各业,教育亦不例外。大数据是信息社会发展的新阶段,大数据时代数据素养是信息社会公民的基本素养之一。而教师作为教育改革创新主体,不仅要具备扎实的专业知识和信息化能力,而且要能收集学生学习过程中的各种数据资源,对数据进行挖掘和分析并加以合理利用,从而促进教学决策的科学化,改进教学。作为培养国家未来公民的小学教师,其基本的数据素养将直接影响大数据时代我国现代化建设的进程和国家参与全球竞争的实力。

一、关于教师的数据素养

所谓教师的数据素养可以简单地理解为教师使用数据改进教学的能力。由于教师的数据素养是随着信息时代发展的新阶段大数据时代而出现的,对其理解和界定短期之内难以达到统一。曼迪纳契等人在调查分析50多名数据驱动教学决策相关领域专家对“教师数据素养”的概念界定时就发现,专家们对教师数据素养的理解各异,总体上可归纳为四类[1]:(1)侧重教学问题(Problem Focus),即教师数据素养关注数据使用与教学问题解决间的关联建构。(2)侧重数据处理(Data Focus),即关注数据处理的问题,如根据具体目标发现数据和评估数据的适切性等。(3)侧重决策过程(Process Focus),即关注将数据转化为行动性知识,以支持教学决策。(4)侧重学科、主体、使用意向其他知识,即指出教师的数据素养不仅仅涉及数据的应用能力,它还涉及其他知识学科教学知识(PCK)应用等多方面的意识与能力。而美国教育数据应用权威宣传机构“数据质量运动”(Data Quality Campaign)则在面向各州决策者的政策简报《该是培养教师数据素养的时候了(Teacher Data Literacy:It’s Almost Time)》中,将数据素养定义为教师根据其专业角色和责任,持续、有效、伦理地获取、解释、应用和交流来自州、学校、课堂和其他来源的多种数据类型,改善学生成就的能力。国内也有学者纷纷从不同的侧重点对教师的数据素养进行了界定,像学者张进良、李保臻就认为其主要是指教师在数据的采集、组织和管理、处理、分析和共享与协同创新方面的能力,以及教师在数据的生产、管理和发布过程中的道德与行为规范。教师在熟悉教育数据基本的标准和规范下,主动收集学生的考试成绩、学习行为以及其他数据,并能使用基本的大数据知识和技巧,为学校和学生的发展开发基于数据的策略。教师的数据素养不仅强调教师组织、解释、整合和分析数据的基本技能,且注重学生数据的统计与共享的保护等[2]。还有学者阮士林,郑燕林则认为可从两个方面来把握教师的数据素养核心内涵,即教师处理数据的基本能力与教师应用数据改进教学的能力[3]。而金艳红老师则认为教师的数据素养主要指教师通过各种渠道对学生的考试成绩、学习行为及学习过程中各种数据的采集、组织和管理、分析和理解,运用数据进行决策等方面的能力及对数据的收集、整理分析并得出结论的过程,以及分享过程中的道德与行为规范[4]。综合这些界定和理解,我们认为小学教师数据素养的核心内涵主要是指在数据意识的驱动下,小学教师依据基本的数据采集标准,在教育大数据环境中,合理合法且有效地获取、分析、理解、处理并分享数据的基本能力,以及应用数据改进教学、促进教学决策的能力。

二、小学教师大数据素养培养的理据

(一)国家发展战略及相关政策要求小学教师具备大数据素养培养的要求

十八届五中全会首次提出实施国家大数据战略,随着大数据在教育领域的深入应用,将会产生海量数据。如何挖掘这些数据,将其转化成有价值的信息,从而促进教学决策,改进教学实践,完善自身专业发展,这就需要小学教师具备较高的数据素养,这也是大数据时代对教师提出的新要求[4]136。大数据时代从信息不足转变为信息泛滥,信息匮乏的危机让位给信息甄别的困难,如此背景下,数据甄别能力成为每个人的必修课。因此,国家发改委于2012年将数据分析软件开发和发展列入专项指南,并要求教育领域及时制定激励和支持举措,制定教师信息素养发展规划或标准,并在高校教师、教育学院试点教师数据素养发展专项研究,吸引大数据分析者和管理者投身到教育研究中来。还要求在各级各类教师培训和发展项目中加入信息素养内容,营造数据驱动教学的文化氛围,鼓励教师在日常教学中使用数据改进教学、评价和专业发展,并要求给予相应的资金和资源支持[2]18。为支持教师数据技能的发展,发改委还要求学校、学区从提升数据系统使用的便捷性、丰富数据系统的数据分析能力、为教师提供可靠的分析结果与教学改进建议等多方面增强教师有效使用教育大数据,帮助其自身优化教学决策与能力。另外,新华社报道2017年12月8日中共中央总书记习近平在主持中共中央政治局第二次集体学习时强调,大数据发展日新月异,我们应该审时度势,精心谋划,超前布局,力争主动…加快建设数字中国,更好地服务我国经济社会发展和人民生活改善。习总书记还指出,世界各国都把推进经济数字化作为实现创新发展的重要动能,在前沿技术研发、数据开放共享、隐私安全保护、人才培养等方面都做了前瞻性的布局。

(二)大数据时代的发展要求小学教师具备大数据素养

在国家政策层面上将数据素养纳入教育领域的话语空间,是教师数据素养能迅速为教育各界人士所认识和感知的基础,是教师数据素养的培养体系与保障机制形成、发展和完善的根本前提。目前来看,可以从两方面来理解大数据时代的发展要求小学教师具备大数据素养。一是数据人才培养实践已进入教育领域话语空间:2017年4日15日新京报以题为“(国内)20余所高校推出最新高招政策:大数据专业成新‘热门’”进行了报道[5]。说明我国高校已启动了培养大数据时代专业数据处理人才的培养,大数据人才队伍建设已正式进入教育领域。作为培养小学教师的高师院校,更应高屋建瓴,尽早开设专门的数据素养课程,尽早为未来的小学教师们开设大数据素养课程,以顺应国家发改委前瞻性的要求,避免被动应对大数据的快速发展。尤其要尽早培养小学教师具有独立从事实际数据采集、处理和分析的基本能力,能为实际教学问题的解决和决策提供量化的依据。二是教育大数据技术系统构建的转型,正在向教师专业素养领域话语空间渗透:教育数据系统的构建须侧重对促进教师有效应用数据的相关标准和规范的建设,教师数据素养的发展与基础数据系统等设施的发展与完善密切相关,现有的教育数据系统、教育资源数据库建设正在逐渐超越数据的行政管理型收集应用而转变、发展成为教师采集、获取甚至分析数据的支撑平台,这势必将教师有效应用数据纳入教育数据系统的规范建设与相关立法体系话语构建当中[3]63。这样才能保障传统教育与网络教育或线上教育的无缝对接。

(三)现实生活中小学生触网年龄提前要求小学教师具备大数据素养

城镇小学生触网的年龄越来越早、使用线上教育资源的频率越来越高。中国互联网信息中心统计显示,截至2015年底中国网民总数已达6.88亿,19岁以下网民占全体网民的24.1%,其中年龄低于10岁的网民超过1800万。儿童“触网”年龄越来越小,3岁玩微信,7岁会网购,14岁网络技能已全面超过父母。第四届广东省网络安全宣传周青少年日主题活动——广东省少年儿童网络安全论坛活动中,论坛上发布的一份调查报告揭示了城镇“00后”“10后”儿童网民的新特点。2017年,广东省儿童网民网络素养状况研究课题组采用网络问卷调查形式,共获得有效亲子问卷6275份。该调查显示,儿童“触网”年龄越来越小。超23%学龄前儿童(3~6岁)每天上网30分钟以上。与成人相似,低龄儿童也通过网络进行娱乐、消费、信息发布等活动。在7岁组,24.2%受访儿童研究过网游攻略,61.0%曾自主下载游戏、视频和音乐;8.5%有网购;14.4%在网络上发布过图片、视频或文字,甚至有4.7%的被调查儿童表示拥有粉丝。我国儿童使用社交媒体的时间也越来越早。部分孩子3岁开始使用QQ和微信,9.9%的7岁儿童使用QQ,15%使用微信;到了12岁,拥有QQ(87.9%)、微信(69.7%)的儿童比例均超过一半。基于云、互联网、数据库技术以及人工智能和虚拟现实在我们的日常生活和教育中的广泛渗透,大数据时代催生着一场新的教育变革[6]。随着手机联网、微信、微课、MOOC等技术在社会生活和学习中的普及,我国小学生触网的起步时间越来越早、使用线上教育资源的频率越来越高。因此小学教师必须具备大数据基本素养,以便能对自己学生的触网行为、网络资源、网络链接、在线学习内容的选择、上网习惯等及时了解跟进,并能进行正确的引导,甚至能提供必要的线上与线下的干预和帮助。大数据素养是大数据时代对现代小学教师的新要求。其既有助于我们的小学教师在教书育人的过程中,基于众多的数据对小学生的成长倾向、成就、动机、潜能和未来的发展进行全面的了解与判断,也有助于引导小学生信息处理能力、沟通与合作能力,批判性思维等技能的发展。

三、小学教师大数据素养培养的要求

(一)培养小学教师大数据采集标准与规范素养

首先,利用教育大数据的前提是能够获取大数据。除了国家层面和省级层面的教育大数据统计之外,一般学校教育大数据采集和使用主体基本上是在校教师。而大数据分析需要多来源、多类型数据的汇集,数据汇集需要建立统一标准与规范。因此,在数据采集和汇总阶段,虽然小学教师不必像大数据专业人才那样具备专业的大数据素养,但小学教师依然需要清楚大数据的基本特征、常见格式、来源,并了解数据收集的基本工具和途径[2]15。教育部于2012年发布了《教育管理信息基础代码》等七个教育信息化行业标准,对教育管理、行政管理、教育统计、中小学、中职学校和高等学校管理的信息进行了规范。这一规范虽然对统一教育管理信息有着重要意义,然而教学环境、教学过程相关数据标准尚存大量空白。同时近年来在线教育蓬勃发展,其数据标准却尚未建立。上述标准的缺失,成为了制约教育大数据有效应用的瓶颈[7]。“十二五”期间,我国教育管理公共服务平台基本建成,教育管理数据的收集具备了较好的条件。但其他教育教学数据,特别是教学过程数据的采集,尚存在较大不足。现有的在线学习平台在设计上,也往往并未考虑数据分析的需要,对教与学过程的记录不够完整,对数据的分析应用造成了困难。近年来,国内部分中小学开始进行智慧校园建设,传感器、Wifi网络、移动设备等技术手段,为更全面的数据采集提供了硬件支撑和可能。但在现有智慧校园建设中,对数据应用尚缺乏整体设计,对数据采集的支持还远远不够。当教育信息数据通道、资源和环境建设完成,要想让生活在其中的师生能有效地运用其中的信息和数据,就必须让其具备良好的信息和数据素养,使其成为独立且自导式的终身学习者。未来的小学教师应该是教学环境和教学过程大数据采集的主体,教育大数据库或平台的建立,应该有统一的技术规范和标准。数据采集好之后,就需要存储数据。在数据的存储阶段,数据采集者——广大的一线小学教师必须了解相关数据的标准,并按照相关规范采集、存储和使用数据。只有首先通过培养一线小学教师,使其具备数据采集与存储的基本规范与素养,这样才可能甄别海量的数据,大数据的获取才有了可能。

根据表2数据,分别计算算法3、算法4和ACE2.0的平均功耗计算结果的相对误差(%),即对于每一个电路,这3种算法100个MPRM电路动态功耗计算结果的平均值以及静态功耗计算结果的平均值相对于算法1动态功耗计算结果平均值以及静态功耗计算结果平均值的误差.结果如表3所示,其中最后一行的“总体平均”是根据表2最后一行的“总体平均”结果计算.

以糖尿病肾病患者作为分析对象,其各项检测结果的阳性率见表2所示,可见患者α1-MG、β2-MG、TRF、mAlb和Cys-C阳性率分别为43.68%、40.23%、77.01%、82.76%和57.47%。

(二)培养小学教师大数据学习分析与评价素养

进行电力设备检测的目的除了监控设备的运行状态以外,还包括找出出现故障的电力设备,并判断故障类型,最终排除设备故障。为了实现电力设备运行状态的判断,就需要通过帧差法将当前的图像与历史图像进行比对来判断,要是设备存在异常状态,图像中就会出现突变、新增轮廓等。然后系统就可以发出报警信号,提醒相关人员进行故障排除。

(三)培养小学教师小学生大数据伦理与隐私保护素养

[13]张静波.大数据时代数据素养教育[J].科学,2013(7):29-32.

[11]王萍.大数据时代提升教师数据智慧的研究[J].开放教育研究,2015(3):30-38.

党的十九大报告指出,推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合是我们国家接下来的发展方向。在科技、经济、社会日新月异的时代,我们要想走在世界的前列,具备较强的国际竞争力,就必须培养出专业的大数据人才,而专业大数据人才的早期培养尤为重要。作为肩负培养人才的小学教师,很有必要具备基本的大数据标准与规范素养、常用的大数据学习分析与评价素养以及必备的大数据伦理与隐私等素养,以适应信息时代快速发展的“互联网+”与教育领域深度融合的大趋势。

[8]何克抗.大数据面面观[J].电化教育研究,2014(10):8-16.

以转矩T0=5N·m为初始值;步长θ1=10N·m;终止值T15=145N·m;转速n0=500r/min,步长θ2=500r/min,终止值n11=6 000r/min。根据公式求得不同转矩、转速下的功率,再根据等值线图结合读图软件Gatedata寻找该功率、转速下的电动机效率。

[1]Mandinach E.B.Gummer E.B.Building educators’data literacy:Differing Perspectives.[J].The Journal of Educational Research&Policy Studies,2013(2):1-5.

[2]张进良,李保臻.大数据背景下教师数据素养的内涵、价值与发展路径[J].电化教育研究,2015(7):14-20.

[3]阮士桂,郑燕林.教师数据素养的构成、功能与发展策略[J].现代远距离教育,2016(1):60-65.

[4]金艳红.大数据背景下教师数据素养提升路径探析[J].文教资料,2016(15):136-137.

[5]沙璐.20余所高校推出最新高招政策:大数据专业成新‘热门’[N].新京报,2017-04-174(02).

其次,随着大数据时代的到来,信息技术不断成熟,大数据应用的门槛不断降低。随着智慧校园构建的推进,使得传统教育与网络教育间无缝对接,信息技术和大数据为小学教育教学实践的创新和发展提供了新的契机,自主学习、合作学习、研究性学习、微课、翻转课堂等多样化和个性化的学习模式和创新教学方式成为可能。小学教师可以比以往更快甚至更实时地获取更多元、更完备的教育数据,数据在小学教师的教育教学中的作用无疑将日益突出,然而拥有数据并不等同于使教学获得改进,这就要求小学教师具有理解和应用数据以改进教学的能力,即数据素养。这样小学教师才可能通过线上小学生学习行为数据的采集、挖掘与分析,对小学生的学习行为做出客观、科学的预测和评价,并制定可行的干预计划和相应的辅导决策,改进或调整学习系统,实现个性化在线学习辅助,真正做到“因生施教”。伴随着小学教师接触到的数据成倍增加,我们未来的小学教师需要从一个全新的视角去看待数据并将数据整合在教学之中,大数据技术可以“数据化”教师和学生的行为表现,聚焦每个学生的学习行为轨迹,可聚合、分析全体学生的行为数据,描述学生的思维状况图,帮助教师深入挖掘学生成长规律,让学生思维发展透明起来。在大数据背景下,教学辅导的方式发生了革新,走向精确化、科学化、个性化,甚至可以订单化,从而帮助小学教师实现在线精细、精准辅导,真正做到“因生施教”。另外,小学教师还可利用教育大数据学习分析技术,利用常用的大数据模型来认识、理解学生并评价学生的学习环境,利用数据的测量、收集、分析和汇总呈现,监测、评价并预测自己学生的学习成绩,及时发现潜在的问题,并据此作出精准的预测或干预,以防学生在某一科目的学习中产生风险[8]

[6]黄碧梅.上网低龄化普遍:我国低于10岁网民超1800万[N].人民日报,2016-7-23(04).

[7]孙洪涛,郑勤华.教育大数据的核心技术、应用现状与发展趋势[J].远程教育,2017(4):41-49.

李劼人的“大河三部曲”不仅仅是写女性,更主要通过女性的角度去反映时代和社会的的发展。在西方社会,女性主义成为一种最活跃的社会思潮。以妇女解放和人类解放为己任的女性主义之命运将寄托人类文明的发展。一个时代和社会只有女性解放和发展了,这个时代和国家才是真正的发展了。

[9]郑燕林,柳海民.大数据在美国教育评价中的应用路径分析[J].中国电化教育,2015(7):25-31.

[10]李茂.个性化学习:英国2020年教育愿景[N].中国教师报,2007-01-10(04).

此外,一个人的学生时期是形成价值观、人生观、世界观的关键时期,小学生对涉及数据伦理与隐私的认知和态度一旦形成,基本上会在一生中保持不变。当前的小学生今后十几年甚至几十年将会成长为中国的中流砥柱力量,小学教师通过引导和培养他们形成正确的数据隐私观、数据伦理理念,可以增强未来中国大数据有关隐私与伦理问题的规范化和法制化。而广大的一线小学教师,势必成为未来保护学生教育数据隐私的主体,他们必须助力我国教育大数据伦理与隐私保护的立法进程,以规避今后的教育教学中可能面临的数据隐私保护或伦理等纠纷问题。

[12]李国杰.大数据研究的科学价值[J].中国计算机协会通讯,2012(9):8-15.

最后,大数据作为一种新的生产要素,为社会和人们创造财富的同时,也带来了一些负面的影响。例如个人隐私数据泄露、数据泛滥、数据污染等等。网络上海量、多样、易变的数据雨点般向人们狂轰乱炸而来,这些良莠不齐的数据让人们迎接不暇,难免产生涉及学生个体数据的隐私保护与安全性问题。而学生隐私数据保护和有关伦理是大数据在教育中应用时面临的一个重要挑战[9]。为了应对挑战,走在大数据与教育深度融合前面的国家,像美国,不但立法且成立了专门的技术中心提供技术保障。美国联邦政府发布的《家庭教育权利与隐私法》《学生权益保护修正案》以及《学生在线隐私保护法》,都被用于保护学生数据隐私。国内很多研究者也在自己的研究论述中,表达了对目前国内教育大数据伦理与隐私保护构建薄弱的担心。这些研究者中有张经良、李保臻(2015),张燕南(2016),孙洪涛(2017)等。由于教育大数据涉及庞大规模的受教育者与教育者群体。对于这些人群,特别是对于大量的未成年人——学生而言,其教育数据隐私保护至关重要。所以,应当从法律上明确、规范公开数据与私有数据的边界,有效的保护隐私数据。在来源清晰、责权明确、应用有序的前提下,才能有效地开展教育大数据研究、应用与共享。美国在这方面一直处于领先地位。像美国有很多州就签署了相关法案用于保护学生数据隐私。例如,科罗拉多州的《Colorado HB 1294》法案,就明确规定教育数据允许使用的范围,并要求教育数据提供者要有具体的举措来确保数据使用过程中数据的隐私与透明度的合理性,对制定公共数据清查、对提供与使用教育数据的工作人员进行数据隐私保护相关培训,并对违反规定的处理程序等方面做了严格的规定[9]30

参考文献:

[14]张进良,何高大.学习分析:助推大数据时代高校教师在线专业发展[J].远程教育杂志,2014(1):56-62.

[15]张进良,张克敏,何高大.从美国的信息素养教育谈我国大学生信息素养的培养[J].电化教育研究,2003(8):72-74.

[16]申怡.大数据对我国高等教育的机遇与挑战分析——以湖南师范大学为例[J].教育信息技术,2013(12):24-26.

高铁CPⅢ网测量时,测站搬站的纵向间距为60 m或120 m,考虑到高铁CPⅢ点纵向间距为60 m,即相邻测站的间距与CPⅢ点纵向间距相等或是其2倍[4]。在城市轨道交通中每个测站观测8个控制点时,共有相邻测站间距与控制点纵向间距相等或是其2倍两种外业测量网形。

[17]粟蔚,魏凯.大数据的技术、应用和价值变革[J].电信网络术,2013(7):6-10.

广东广垦绿色农产品有限公司成立于2014年4月,是由广东省农垦集团公司控股的直属企业,注册资金1亿元人民币。公司秉承“绿色广垦,健康未来”的企业使命,本着为消费者提供安全、健康、美味的绿色食品为宗旨,从种植、养殖、加工、物流到销售的各个环节,遵守严格的生产标准,对产品进行全程管控。

[18]卢正天.大数据浪潮下的教育回应[J].教育管理,2014(20):30-33.

2014年3月9日,习近平总书记在十二届二次人大会议上,对各级领导干部提出“严以修身、严以用权、严以律己,谋事要实、创业要实、做人要实”[8]P126的要求,被称为“三严三实”讲话。2015年4月10日,中共中央下发《关于在县处级以上领导干部中开展“三严三实”专题教育方案》,对在县处级以上领导干部中开展的“三严三实”专题教育作出了具体部署安排。此后,专题教育在县处级以上单位和领导干部中开展起来。

[19]张燕南,赵中建.大数据时代思维方式对教育的启示[J].教育发展研究,2013(11):1-5.

 
曾碧锋,唐文杰,刘明东
《湖南第一师范学院学报》2018年第01期文献

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