国家教育大数据应用技术国家工程实验室主任、华中师范大学校长 杨宗凯
首先看一看背景，大数据发展的背景与机遇。其二，说一下案例，谈谈应用与创新。其三，大数据的问题与建议，跟大家一起来思考一下。
首先看一下背景。大家都知道，技术的发展确定了社会的形态，社会的形态决定了对人才的需求，人才的需求就决定了教育的生态。这就是由技术决定教育生态的过程。
我们知道从农业社会到工业社会再到信息社会都是由于技术驱动造成了社会形态的变化。比如说工业社会，由于工业社会生产力、生产工具，特别是大生产、规模化、流水线，改变了社会的形态。工业化社会更需要的是知识拷贝型人才，所以工业化社会对人的需求是知识为先，知识先于能力。这个时候，大家知道这就造成了规模化、同质化教育生态。为什么这么说？因为需要大规模培养流水线的人才，这就是规模化，这时候就是班级化的。班级化、规模化这是一个方面，它的导向就是同质化。随着信息社会的发展，信息技术的导入，这时你会发现，社会所需要的人才是大批创新人才。大批创新人才不仅仅需要规模化的教育，而是需要个性化的教育，没有个性化哪有创新。
教育的生态这个时候更重要的是需要集每个人的智慧，但现在教育基本上是工业化的生态，也就是说目前基本上是工业化生态，我们仍然没有摆脱规模化教育的教学方式和管理方式，所以就造成了冲突，对社会人才需求的冲突。信息化社会是能力先于知识，不是知识先于能力，所以我们需要什么？需要信息技术导入到教育生态、工业生态中去，实现技术与教育的深度融合，再造教育，建立新的与社会相适应的教育生态，形成新的平衡。这就是教育现在面临的最大问题。否则的话，我们还是培养大批同质化教育人那不行。
可以看到具体表现在哪儿？这就是21世纪著名的彩虹桥，21世纪的学生不仅仅需要个人的发展，教育启迪智慧，实现每个人发展，启迪每个人的智慧。这个时候不仅需要有丰富的知识、核心价值观，更需要21世纪的能力。
工业化时代支撑教育的体系是同质化的，学习环境是以课堂为中心，以教师为中心，以教材为中心，以考试为中心，现在这种教育模式是没办法支撑起21世纪的彩虹桥。就评价来说，也可以看到，除了知识能够定量评价以后也是结果评价，就是考试。其他几个都无法评价。素质怎么评价？能力怎么评价？所以我们现在尽管政府还有社会都需要素质教育，但是结果是轰轰烈烈搞素质教育，扎扎实实搞应试教育，没有评价指标。因为大家认为基础知识的评价，考试是最公平的，还找不出第二个办法。尽管大家认为有这样那样的问题，但拿不出这样的办法，考试就造成我们还得以知识为先，这就是现在面临的一个巨大的挑战。
那我们需要构建什么？需要构建21世纪的教育支撑体系；同时需要构建新的学习环境。这个学习环境不仅仅是教室，我们知道需要更加开放的教育体系、教育环境，更加需要建立不仅仅是知识，还有能力、素养并重。既然是并重就要可测量，否则不可测量的话并重都是空话。我们需要新的教育内容，新的内容要支撑以学生为中心的知识的构建、能力的构建，而不是以老师为中心，应该是以学习为中心，以学为中心。更需要构建以过程评价为中心的评价体系，过程评价靠什么，靠大数据。不是以考试为评价，考试就是结果，考试可以造假，那是一锤子买卖。所以我们需要21世纪的支撑体系来撑起彩虹桥，这就是我们教育系统现在要干的一件事。否则的话，就与时代错位了，工业化的教育生态、信息化的需求，这不就错位了吗？
大数据为教育信息化的发展注入了新动力。信息化带动数字化，我有幸参与了十年规划的编写，我们提出了用十年时间，中国教育从信息化起步应用融合到创新。“十二五”的重点就是通过三通两平台推动信息化的应用。这个阶段还是新瓶装老酒，还是用信息化手段干传统的事儿。
不客气地讲这个阶段仍然是新瓶装老酒，而且是人灌加机灌，这样对大批创新人才来说有什么作用，我们要回答这个问题。但这个阶段是我们必须要经历的，信息化必须要通过建设应用才能到融合阶段，不能说刚起步就跳入融合与创新，我们做不到，我们基础设施够吗？老师素质够吗？校长的领导力够吗？企业能支撑吗？所以一定要有一个过程。
在这个过程中，还有一个方面，技术也在发展。互联网、物联网、云计算、教育云等，我算了一下，大数据与我们所做的融合创新，恰巧在“十三五”开始汇合，这是一个历史的巧合还是技术的推动？所以你看，信息化的节奏跟大数据发展的时间节点是刚好吻合的。这就为下一步进行融合和创新，特别是实现规模化下的个性化提供了可能。
规模化跟个性化是个矛盾，在互联网、在大数据之前是无法解决的。要不然就是农业化的个性化，师傅带徒弟，一个老师带几个徒弟绝对个性化，要不然是工业化的规模化，规模化之后怎么个性化。但是别忘了，互联网是一个好东西，给我们造就了另外一个新空间，物理空间与虚拟空间的深度融合，就可能让我们实现规模化下的个性化。特别是大数据技术给我们对个性化数据的分析、应用以及人的刻画带来了可能性。
所以教育大数据成为各国关注的焦点，每个国家都发布了关于大数据的规划、政策、项目驱动包括大量的研究课题，当然中国也启动了大数据战略。我们“十三五”信息化纲要也提出来用管理的现代化、治理结构的现代化等等要求。所以数据驱动学校分析变革教育已成为全球改革和发展的共识，这就是未来。它为我们国家长期困扰的教育难题提供了新的可能性。
我们谈这几个问题，我记得有很多年了，比如教育不公的问题，教育创新不足的问题，终身教育体系没有构建的问题，这是讲了很多年的问题，每一届政府都讲，但解法在哪里，大数据提供了这种可能性。为什么有这种可能性？因为教育是干出来的，不是说出来的，干才能变成现实，否则永远都是可能。所以我说，大数据给我们破解这种难题提供了可能性。大数据可以支持精准化扶贫，可以实现高位的均衡，不是现在把资源通过互联网传到这个地方，以一个课堂带动几个课堂，这是低位的均衡，那是有和无的问题，怎么样实现高位的均衡，必须要精准化。
另外就是创新，我们都是以课堂为中心进行范式的教育，没有创新哪有质量。所以大数据给我们带来很多方面的创新，教、学、管、评、科研、范式等等，带来了足够的创新空间。
终身教育体系现在不完备，到目前我国还没有终身教育法，没有学生的转移、积累、认证等等一些标准和系统，对于一个人成长的描述更是结果性描述，所以终身教育体系都需要我们去建设。大数据确实驱动了建设的可能性。
另外教育大数据不仅可以改变教育，这是它的社会属性，另外还有巨大的经济属性。大家都看到了大数据所带来的经济属性。所以现在很多大的企业，特别以内容为核心的产业开始向大数据产业迈进。根据一个报告显示，2020年教育规模达到百亿规模，市场规模将达到整个大数据产业的13%。我看了一下教育互联网产业企业也纷纷向这方面转型，大家也看到了这是一个巨大的市场。以上讲的是背景与机遇，不但给教育带来机遇，也给市场带来了机遇。
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第二个部分讲讲应用与创新。简要过一下，因为大家都在创新过程之中。我想大数据驱动下的教育创新包含几个方面：一是可以差异化的教学；二是可以个性化学习；三是精细化管理；四是数据驱动的教育科研，创新必须是以理论的创新；五是智能化服务。这些就是教育应用创新的方方面面，我们都会涉及到。
差异化的教。通过对学习过程的分析，也就是说在教的过程中，对同学们学习过程的数据采集、学习的反馈、数据的分析、成绩的分析，来调整你的教学策略，优化你的教学过程。比如说大数据支撑的差异化教Coursera，通过依靠大数据对众多学生进行分析，发现教学策略必须要进行变化，把第三章和第七章要重新做调整，或者相互加强，这在过去是没办法知道的。
现在大数据实验室跟在座好几家企业联合成立大数据应用云课堂，因为总要做尝试，所以华中师范大学就开始提前做这方面应用与尝试。我们建立了云课堂，提供新的教学方案，现在数据主要来自于建立新型学习环境即智慧学习环境，大概是三个空间的融合，一是物理空间，传统教室、校园，在这里面我们的数据主要是行为数据，上课、点名、吃饭、去图书馆，自己也可以戴上手环等等；二是资源空间，华中师范大学一千多门必修课全部上了，20%的课堂全部翻转，学习都在网上学，到了课堂上全都是问题以导向的讨论，研讨类教学，所以在资源空间可以做很多的数据。三是社交空间的数据，教育不是孤立的，怎么教、怎么学，老师跟学生、学生跟学生的数据。这样就形成了教学的大数据。这是大数据下的一些评价，各个指标的评价，有各个质量的评价，学习过程的评价，然后进行分析，并且教学过程评价要可视化。
再讲一个斯坦福大学的案例，斯坦福大学的2025年计划，我们现在的学校还做不到，他们是开环，我们现在都是闭环，18岁上大学，学4年完了就毕业，可以选择人一生的任何时间进入到学校，一生中的任意六年可以在学校学习，它不是连续的，学着学着我去当兵了，学着学着我到企业了，你任意六年时间可以来学。完了之后，社会实践中能力先于知识，学生自愿接受这个教育。走翻转，从新知识后能力，翻转到先能力后知识，所以这些开环教育没有大数据支持是无法实现的。所以教育创新已经涉及到不是教和学而是整个模式的创新。
个性化的学。实现大数据之下自身的学习。我们通过把学习者行为的数据拿到数据库进行分析，根据数据调用不同分析工具和模型对数据进行分析，从而这学习者提供不同的内容和学习策略，指导学生个性化学习。比如说可汗学院现在火的不得了，现在有149个国家的一百万教育工作者（我们叫网上教师，这是一个新兴的职业），加上注册的学习有3.6亿。通过知识构建、知识的图谱对学生（不是一个学生），对众多学生知识诊断，标注学习的适合度。
过去是老师人为标这是简单题、那是一级难、二级难，它是大数据来标，更加精细更加科学。我们现在好多题都是人标的，最后进行个性化的推荐。这是普渡大学课程信号系统，你要选课，大学生一个人一个课表，学习过程中要发现问题吧，如果发现晚了考试不及格怎么办，它可以对你整个学习过程进行追踪，给你亮不同的灯，如果是绿灯继续往前走，这个地方有问题了红灯，那个地方快要失败了红灯，算了不去参加考试了，这是信号系统，发现问题帮助学习解决问题，以个性化指导调整学习策略。这是Knewton自适应学习平台，为学生提供内容推荐服务，为老师提供学平分析服务等。
精准化的管。基于大数据，我们通过对微观数据的搜集可以进行宏观的科学决策，而不是拍脑袋决策。数据都来自于过程的实施，设什么专业、设什么就业的方向，很多都是根据数据上来之后进行分析得出的，我们教育怎么布局，过去很多都是拍脑袋。大家知道去年的调配，很多数据的调配，这个省的专业多了，那个省的专业少了，大家知道去年大学生分配名额不公，还有一些省闹事。如果我们有这样强大的系统，从微观各个情况进行过程管理，就不会了。另外就是从宏观到微观，通过宏观的数据，比如经济运行数据、人口数据再来微观到哪个学校、哪个专业等等，所以大数据是方向，从小到大，也可以从大到小。我作为UNESCO统计协会的理事，我参加他们的工作，发现他们的大数据做得好。
UNESCO的统计研究所是一类所，是大所，大家知道联合国最近提出了2030年教育框架，并且发出了可持续发展的第四图的计划，2030年人类要实现全纳的、公平的、高质量的、终身的教育体系。他不是说说而已，还要对整个进行监测与分析，每个国家进行监测与分析，所以这些数据每个成员国要向他们报，报了以后他也要通过网络进行一些采集和复核，最后建成了这样一个两个工具。一个是eAtlas公平的可视化的质量监测，多少孩子读了书，多少孩子没读书，读书的年龄等等，用的模型全是大数据。第二个案例从经验决策到科学决策。这是一个学校，我们现在也这么做，校情管理、就业等等，数据一定要打通，这是最难的，我们干了三到五年，今年彻底打通了。本身不是技术问题，很多都是管理问题也是理念问题。
从经验决策到科学经验，今年会实现“三个一”的目标。另外专门成立了大数据质量监控中心，是正处级单位，利用大数据进行全校质量的监管，我们现在只能做到20%，因为还在过程之中，我们的能力、老师的理念等很多东西还做不到。但是从技术上来讲，我们已经可以跟踪并分析多每一门课，每一个课堂。
再一个就是数据驱动的科研，这是科研的范式过去教育科研更多是思辨，都是人文社科的，我们更多是在社科里申请项目进行科研，即使在自然科学里也是实验、归纳建模等等这些，现在华中师范大学教育科研专门成立了教育大科学中心，就是建立在数据支撑下的教育科研，太多新东西，老师们觉得在这个空间里创新的地方到处都是，不像在传统的教育科研里都是骨头里很难做，但到这个领域很多都是肉，所以很多中青年老师都对到这个教育科研范式中。目前我们依据这样一些科研平台，还有一个实验室与基地，还有交叉学科，进行全新的教育科研。光有科研不行，一定要有应用，应用才能科研，所以一定要科教结合。完成转型的老师们享受着创新的喜悦。
教育智能化。有几个过程，从原来数字学习到云化教育云，到大数据，数据就开始产智能。现在在学校也开始进行智慧校园的建设。很多学校都提出智慧校园，但如果你不用你不干，那是出不来的，因为你没有数据。比如说在基础教育方面，现在研究智慧学伴，也就是机器人，特别提倡PR2PR，一定要给学生伙伴，过去皇帝读书还要有伴童，这是个性化的，这是智慧服务。未来可将有很多被替代掉，比如说律师在国外多难学，律师很有可能会被替代，沃森比70%的律师都厉害，一般的厉害只能解读70%，他能解读90%。智能学伴我估计会超过很多的老师与同伴，所以要提供这种服务。
当然不仅仅只是这些方面，教育的创新空间无限，因为我们面临再造一个新生态，面临着教育系统整个支撑系统重组与在建问题，所以这是一个非常长期的过程。
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第三块就说一下问题与建议。实际上我们在实践中也感觉到有这么多难题，需要大家一起来解决。一个就是数据类型非常单一；再就是数据规模有限，特别是跨界整合不了；三是数据治理不足，没办法进行交易，没办法做到安全，越做心里越害怕，如果没有安全往后发展真的是有问题。这是我们现在面临的问题。不展开。
从创新体系来说缺标准、缺技术、缺产品，更重要的是缺人才。
这些问题怎么办？一定要加强教育大数据顶层设计包括宏观规划、指导意见、发展战略、行动计划，因为这是不可阻挡的，这叫有组织的创新。我觉得应该是顶层设计是要有组织的创新。
再要加强大数据基础设施的建设。从教学、管理、数字资源等等方面都需要数据，因为基础设施现在非常有限，网络是可以的，但大数据基础设施、数据的采集、物联网等等非常有限。
第三就是加强大教育大数据应用技术研究力度。你看看这些企业们，大家都在做的是怎么指挥考试，怎么提高分数，这跟教育创新相差甚远，如果大数据仅仅用在对知识的创新上那就用错了，我们用现代的工具再强化工业时代的教育环境，那就是越走越远，这是一定要避免的。一定要对模式、体制、机制、方法进行创新，而不仅仅是考试。所以我们要进行系统的创新。
第四就是推进教育大数据标准规范与法律法规建设。我们是教育信息化战略研究中心，我们提供了很多报告，要强化这一块，即规范、相关的教育法律法规建设。
第五就是提升教育大数据应用创新能力。大数据应用建设是有组织的，一定要协同创新，一定要UGBS协同创新，由大学、研究机构、政府、企业、学校构建，而且要开展相应的试点示范工作。这就是要科学化、要精准化，要有组织的创新。
我希望通过大数据支撑下的教育创新构建新的教育生态，最终实现更加开放的教育，更加以人为本的教育，更加公平的教育，更加合适的教育，更加个性化、多样化的教育，以及更加可持续的教育。从而实现中国的教育现代化，我们跟西方比起来一点不晚，我们非常具有优势，因为大数据战略，我们的技术比别人一点不晚，我们要坚持教育自信，千年等一回，我们共同来创新。
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