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杨开城 陈宝军:论信息化教育的数据基础

更新时间:2020-09-04 09:45:54
作者: 杨开城   陈宝军  

   作者简介:杨开城,北京师范大学教育技术学院教授,博士生导师;陈宝军,北京师范大学教育技术学院博士研究生。北京 100875

   内容提要:信息化教育的基本特征是数据驱动。具体的教育学理论决定了我们如何理解驱动教育的数据。在新教育学的“设计-行动-反思性分析”视野中,教育实践即教育系统的设计与真实运转,它直接依赖教育数据。在线教育的情境下,最基本的数据对象是信息对象,信息对象通过增加知识属性而演变成知识对象,知识对象通过增加学习目标属性、学习交互以及学习行为感知和分析方法而演变成学习对象。学习神经元可以看作是这类学习对象的基本概念原型。线下教育的课堂教学情境下,教学设计过程数据、IIS图分析的信息流、教学过程机制图都是重要的教育数据。无论哪种情境,知识建模图都是最重要的基础数据。现实地看,有了这些教育数据我们才能谈得上数据驱动,进而讨论教育大数据。只有构建和完善教育学理论,才能从教育数据出发看到当下的教育真相,才能产生大数据下的教育实践。

   关 键 词:信息化教育;数据驱动;学习对象;新教育学

   中图分类号:G434 文献标识码:A 文章编号:1009-5195(2019)04-0019-07

  

   一、信息化教育的最核心特征

   在性质上,教育信息化绝不仅仅是信息技术进课堂,或者利用信息技术作为手段去解决某种教育问题。随着教育信息化的展开,原来的那些具体问题,或保持不变,或彻底消失,或被改写。我们需要在信息化教育的条件下重新确认问题、分析问题和应对问题。

   教育信息化是一种教育实践方式(不仅限于教学方式)的转变,是一种将教育实践由更多依赖主观经验向更多依赖教育理性的转变过程,即实现现代教育的过程。可以说,信息化教育是现代教育的当代形式。这里所谓的教育理性,是指以“教育者的文化传递与受教育者自我生成之间的矛盾”(杨开城,2010a)为内容的完整理性,是包含即时内容的价值理性、科学理性和技术理性的综合体,是既有感性陪伴又基于客观数据的理性,是一种富含怀疑精神又对不确定性充满敬畏的主体间理性(杨开城 & 许易,2016a)。

   现代社会中,权利是首要观念。教育权利具体表现为学生们的成长需求。为了满足数量庞大、丰富各异的成长需求,仅仅依赖理念、原则、方法模式和个体主观经验的教育实践是远远不够的。要想快速及时响应现代社会的教育需求,教育实践必须转变为一种客观上依赖教育实情数据、主观上依赖从教者教育理性的实践方式。由于量大、质杂,教育实情数据的生成、处理、解释以及在此基础上的教育理性的表达都离不开技术。所以,自启蒙之后,人类教育的进步将自然而然地由理念进步推动转而由技术进步来推动。

   因为信息化,技术最终会全面介入教育实践(不仅仅包含资源数字化、信息技术的教学应用、学校管理数字化,等等),我们将有能力以可接受的成本生成、收集、处理教育数据并依此理解教育的过往以及为未来进行决策。这是一种全新的教育实践方式,它的最基本特征是数据驱动(杨开城 & 许易,2016a)。这种实践方式下,教育实践在全部环节上都严重直接地、技术性地依赖教育数据。

  

   二、一项对教育数据的误解

   在教育技术领域,除了教学模式、教学媒体之外,人们早已开始关注教育数据,比如早在2000年“电气电子工程师协会”(IEEE)下属的“学习技术标准委员会”(LTSC)就提出了学习对象的概念。如今,对数据的关注逐渐成为教育技术领域的集体显意识,其标志是各种对教育大数据的呼吁。可是,我们对教育数据的认识却很初步。

   LTSC是这样定义学习对象的:学习对象是在技术支持的学习中使用、重用或参引的任何数字化或者非数字化的实体(袁小芬 & 盛群力,2008)。由于LTSC的学习对象概念过于宽泛,研究者们后来纷纷提出更狭义的定义。国内广泛采用的是Wiley的定义:学习对象是任何支持学习的可重用的数字化资源(袁小芬 & 盛群力,2008)。

   人们普遍认为可重用性是学习对象至关重要的特征。“可重用是学习对象最根本、最重要的特性,也是统领其他特性的关键点”(胡小勇 & 祝智庭,2002a),“它与资源有效共享的思想相互渗透,有着很密切的联系”(胡小勇 & 祝智庭,2002b;袁小芬 & 盛群力,2008),“只有保证教育资源最大限度的重用,才能实现优质网络教育资源的大范围共享”(余胜泉 & 杨现民,2007)。那么,学习对象的可重用性到底是指什么呢?顾名思义,可重用就是可以重复使用。但在哪里重复使用呢?国内研究者普遍认为,对学习对象可重用性是指“能在不同学习情境下多次重复使用”(胡小勇 & 祝智庭,2002a),“可以用于不同的教学情境,实现时空维度上的重用”(胡瑛 & 贾积有,2009),而“影响可重用外在形式的要素至少有以下几点:时间、地点、使用者、用途等”(胡小勇 & 祝智庭,2002b)。

   LTSC的定义从一开始就将学习对象的可重用性设定在“技术支持的学习”这一语境下。Wiley定义所做的调整并没有改变这一“应用语境”,国内绝大多数文献沿用了这一语境设定。可以说,国内外学界对学习对象可重用性的理解都是在应用语境下的理解,这与软件工程(它是距离我们最近的这一术语的出处)意义上的可重用性相去甚远。软件工程语境下,一个模块的可重用是指该模块在不同的系统中重复出现,可以成为不同系统的有机组成部分。模块的可重用性源自模块在塑形时的优良分析与设计:功能相对独立、接口完备、与其他模块形成松耦合关系,等等。所以,可重用性是指模块不经修改地在不同系统中与其他模块耦合的无障碍性。可重用的具体表现无非是,该模块直接被插入新系统之中而不存在任何障碍,比如各种低端的库函数、组件等;另一种是在无法直接插入的情况下,在旧模块基础上生成新模块,在新模块中整合旧模块的数据和功能生成新数据和功能,从而适用于新系统,这个就是继承。

   追求可重用性的目的是旨在降低早期开发和后期维护的成本。至于技术产品的易用性、适用性以及互联网上的检索或共享,都与可重用性无关。对于学习对象来说,可聚合性倒是可重用性的另一种说法。因为学习对象的可重用的“用”其实就是聚合。

   教育技术界对可重用的讨论不是从模块间的相互关系、开发成本控制的可重用性技术机制入手,而是忙着说明可重用的重要性以及它衍生出来的其他诱人特征。似乎,学习对象的可重用性并非取决于设计者的设计功夫,而取决于那些文本声明。在软件开发领域中,只有经过精心分析设计才能产生的可重用性,在教育技术领域中,只需要规定一个概念模型,再辅以规范标准,就能轻松实现了。实际上,教育技术界所讨论的学习对象的可重用性是指它的适用性,是指针对各种情境和各种用户的产品可用性。

   学界声称可重用性是学习对象的最重要特征,但是却无人讨论可重用性的内在技术机理,当然,学习对象的聚合机理也不会得到讨论。更为遗憾的是,某些做法看起来倒是破坏学习对象的可重用性的。比如,有文献称“创建可重用学习对象是建立在可重用信息对象(Reusable Information Object,RIO)基础之上的……每个RIO由内容项、练习项和评价项组成,并可构造成单个可重用学习对象(Reusable Learning Object,RLO)”(袁小芬 & 盛群力,2008)。可惜的是,将内容项与练习项、评价项组合的目的并不是让信息对象(IO)具有所谓的可重用性,而是使得它具有学习或教学应用意义上的完整性!同样的道理,在RIO对象基础上增加“学习目标、元数据”(袁小芬 & 盛群力,2008)并没有使得RLO自动获得可重用性。与之相反,这种组合恰恰破坏了可重用性。内容、练习和评价在逻辑上属于松耦合的内容,将它们分别设计成独立的学习对象再组合才是体现可重用思想的做法。

   教育技术界对学习对象可重用性的误解,究其因,源自技术应用主义的研究取向(杨开城,2008),在应用的视野下思考学习对象及其可重用性,很容易就将可重用性误解为应用意义上的适用性。要想恢复学习对象及其可重用性的正确涵义,只有在真正的教育技术与工程意义上讨论才是可能的。可是若把教育技术理解为“技术的教育应用”,我们便找不到这个层面的分析设计技术了,自然也就无法定义可重用模块以及模块间的耦合机制,也就无法实现教育实践层的可重用性。也就是说,整个教育实践并没有实现技术化,我们的教育实践整体上对技术并没有产生逻辑上的依赖,自然我们便不清楚这样的技术性实践需要哪些技术环节、数据模块、功能模块以及它们之间的耦合关系,自然我们对学习对象的思考也仅仅是“隐喻”水平。对学习对象的误解只是我们对教育数据肤浅认识的典型代表。但基于如此浅表水平的理解,我们是无法实现教育数据的结构化从而实现数据驱动的信息化教育的,更枉谈教育大数据。

  

   三、信息化教育的数据基础

   数据只有结构化才有意义,信息化教育所依赖的教育数据绝不是杂乱无章或仅凭常识就可以准确理解的信息堆积。教育数据到底表征的是哪些对象?这些对象之间形成了怎样的关系?每种数据对象具有怎样的内部结构?对象的成分和属性都有哪些值?这些数据对象在何种算法下能产生对教育现实有意义的推论或能还原出直观不到的教育真相?这些数据如何生成、如何维护、如何更新从而形成历史性?这些问题的答案严重依赖教育学理论。是理论赋予数据对象模型,是理论让数据得以显现特定的结构,是理论观照实践才催生了各种算法。有什么样的教育学理论,就有什么样的对教育数据的收集、处理和使用,也就有什么样的教育实践。遗憾的是,旧教育学(Pedagogy)无法回答上述问题,因为它根本就不是理论(杨开城,2014)。对上述问题的回答只能依赖新教育学(Educology),信息化教育这种当代形式的现代教育只能是在新教育学观照下的教育实践。

   新教育学以教育系统为研究对象。一个教育系统就是一个完整的课程体系,而课程体系由门类课程组成,门类课程在实施时转化为教学系统。因此实施态的门类课程可以认为是由教学系统组成的。教学系统区分为设计态(Design-Time)和活动态(Run-Time),设计态是活动态的规划,即教学方案。活动态的教学系统即真实发生的教学活动,它是教育系统最微观、最底层、生存期最短的子系统,是教师、学生和具有信息处理能力的媒体这三个信息处理主体之间的信息流动网络(杨开城 & 林凡,2010)。由此可知,在教育系统中,从课程体系至教学方案,都属于设计态。不同层次的教育系统的活动态表现为随时间展开的不同规模的活动态教学系统的有机组合。在新教育学看来,教育实践即教育系统的设计与真实运转,它直接依赖教育数据。

新教育学关注教育系统的两个方面,一方面是如何设计教育系统,另一方面是教育系统的整体特征及运转机制。设计对于现代教育是至关重要的,教育系统的设计学就是教育技术学,它提供专门的技术知识。教育系统的整体特征与运转机制其实就是所谓的教育规律(赵国庆 & 杨开城,2015),也即教育科学知识。教育系统的整体特征目前看到的包括教育系统的激活水平、一致性、适应性、主体参与度,等等(杨开城 & 许易,2016b)。教育系统的激活水平是指它所包含的社会交互网络所流动的信息熵总量。教育系统的一致性包括目标-手段一致性,设计态与活动态系统之间的一致性,等等。教育系统的适应性是指系统运转时对学生个体差异的兼容性。(点击此处阅读下一页)

本文责编:陈冬冬
发信站:爱思想(http://m.aisixiang.com)
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文章来源:《现代远程教育研究》2019年第4期
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