大數(shù)據(jù)時代,數(shù)據(jù)科學(xué)給予了自然科學(xué)、工程技術(shù)、人文社會科學(xué)量化的依據(jù),意味著量化研究走進了各個科研領(lǐng)域的新時代。同時,大數(shù)據(jù)的建立及其研究結(jié)果,不僅是科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新的平臺,也是人才培養(yǎng)的基礎(chǔ),更是各種決策的依據(jù)。
歐美發(fā)達國家和研究機構(gòu)均非常重視大數(shù)據(jù),在國家層面建立了教育大數(shù)據(jù)中心。譬如,美國建有國家教育大數(shù)據(jù)中心,其中涵蓋近些年來不同類型的大學(xué)與中小學(xué)在數(shù)量、經(jīng)費、教師人數(shù)等諸多方面的數(shù)據(jù)以及統(tǒng)計結(jié)果,經(jīng)合組織(OECD)和英國也都各自建有教育數(shù)據(jù)中心。
近期,我們到美國密西根大學(xué)進行訪問,深深感受到該校作為世界一流大學(xué),大數(shù)據(jù)意識非常濃厚。該校建立的密西根大數(shù)據(jù)研究所(MIDAS),與圖書館以及多媒體服務(wù)中心等密切聯(lián)系,為密西根大學(xué)乃至密西根州和全美的教學(xué)以及科研服務(wù)。密西根大數(shù)據(jù)研究所依托密西根大學(xué)而建,旨在利用大數(shù)據(jù),服務(wù)科學(xué)研究、教學(xué)、培養(yǎng)人才以及做出各種決策。該研究所由跨學(xué)院、多學(xué)科的40多位密西根大學(xué)的科研人員組成,包括統(tǒng)計、生物統(tǒng)計學(xué)、數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)、工程、信息科學(xué)等專家。研究范圍不僅涵蓋數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)共享、統(tǒng)計、機器學(xué)習(xí)、信息技術(shù)等領(lǐng)域,還包括天文學(xué)、進化生物學(xué)、疾病模型發(fā)現(xiàn)、衛(wèi)生政策、材料合成、個性化醫(yī)學(xué)、社會科學(xué)等領(lǐng)域。
據(jù)了解,密西根大數(shù)據(jù)研究所包括數(shù)據(jù)科學(xué)的挑戰(zhàn)行動計劃(涵蓋學(xué)習(xí)分析、交通、社會科學(xué)、個性化醫(yī)療和健康領(lǐng)域)、數(shù)據(jù)科學(xué)教育和培訓(xùn)計劃,以及一個工業(yè)參與項目。密西根大學(xué)的同仁們已經(jīng)認識到:數(shù)據(jù)科學(xué)現(xiàn)已成為繼理論、物理實驗和計算分析之后的科學(xué)發(fā)現(xiàn)的第四模式?;诖髷?shù)據(jù)的技術(shù)不僅能夠應(yīng)用于科學(xué)研究,也在教育、健康、政策分析和商業(yè)決策中產(chǎn)生重大影響。
無論是歐美國家層面的大數(shù)據(jù)中心,還是作為綜合性大學(xué)的密西根大學(xué)的大數(shù)據(jù)研究所,都具有如下特點:首先是多樣性,要從多個維度賦予某個事物的數(shù)據(jù)內(nèi)涵;其次是動態(tài)性,數(shù)據(jù)要不斷更新,政府組織、研究機構(gòu)和各級學(xué)術(shù)組織,乃至每個科研工作者都是數(shù)據(jù)的提供者;再次是直觀性,大數(shù)據(jù)不僅僅是數(shù)據(jù)的提供,更是數(shù)據(jù)統(tǒng)計的直觀圖像的研究、建構(gòu)和分享;最后是共享性,每個人都是大數(shù)據(jù)的分享者。
就我們團隊所見而言,無論是美國小學(xué)教室的墻報,還是中學(xué)課堂的教室文化,包括密西根大學(xué)數(shù)據(jù)研究所以及曼哈頓街區(qū)的廣告,大數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)文化無處不見。數(shù)據(jù)意識正在成為美國高等教育和中小學(xué)教育的隱性或顯性課程,數(shù)據(jù)科學(xué)的文化正悄然興起。在我國基礎(chǔ)教育領(lǐng)域,數(shù)據(jù)意識重視程度遠不如高校。例如,2015年8月27日,在北京市委市政府的支持與指導(dǎo)下,由中關(guān)村管委會、海淀區(qū)政府、北京大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)四方共同籌建了北京大數(shù)據(jù)研究院。清華大學(xué)、電子科技大學(xué)、中國人民大學(xué)等高校都成立了數(shù)據(jù)研究院、大數(shù)據(jù)研究中心或統(tǒng)計與大數(shù)據(jù)研究院等。盡管我國高等院校在數(shù)據(jù)研究院(中心)人員構(gòu)成的跨學(xué)科性、與圖書館的協(xié)作性、為國家和地方做出決策的服務(wù)性等方面還達不到理想的程度,但我國部分高校對數(shù)據(jù)的愈發(fā)重視,將倒逼基礎(chǔ)教育階段的校長和教師們更加重視數(shù)據(jù)意識的培養(yǎng)。
在大數(shù)據(jù)時代,作為基礎(chǔ)教育的主陣地,要培養(yǎng)的數(shù)據(jù)意識包括:
首先,重視理解數(shù)據(jù)類型的多維度性。從來源形式分為數(shù)字、文本數(shù)據(jù)、音頻、視頻數(shù)據(jù)等;從能否有序分類,可分為從結(jié)構(gòu)性、半結(jié)構(gòu)性和非結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù);從數(shù)據(jù)的存在形式又可分為時間數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)和生態(tài)系統(tǒng)的時空數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)類型的多樣性,是大數(shù)據(jù)時代建立全局觀數(shù)據(jù)意識的前提。
其次,注重從多種途徑采集數(shù)據(jù)。包括官方發(fā)布的數(shù)據(jù)、公共資源數(shù)據(jù)、研究機構(gòu)和非政府組織發(fā)布的數(shù)據(jù)、各種研究的數(shù)據(jù)等。大數(shù)據(jù)不僅注重數(shù)量,更要注重同一事物的數(shù)據(jù)表征形式的多樣性,后者是數(shù)據(jù)客觀表征事物的根本保證。
再次是統(tǒng)計意識。包括利用數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計決斷,獲得統(tǒng)計規(guī)律的意識,認識到統(tǒng)計的結(jié)論不是絕對,更不是唯一。
最后則是運用軟件進行數(shù)據(jù)處理。包括運用圖形計算器處理數(shù)據(jù),在校本課程開發(fā)中,可以開發(fā)出各種可視化分析軟件課程,供學(xué)生選用等。
作為基礎(chǔ)教育工作母機的師范大學(xué),不僅要培養(yǎng)具有數(shù)據(jù)意識與能力的師資,還要建構(gòu)區(qū)域基礎(chǔ)教育大數(shù)據(jù)研究中心,收集、建構(gòu)、統(tǒng)計某個區(qū)域基礎(chǔ)教育的方方面面大數(shù)據(jù),著眼于服務(wù)于區(qū)域、學(xué)校的基礎(chǔ)教育科研,服務(wù)于國家基礎(chǔ)教育決策,進而建構(gòu)區(qū)域基礎(chǔ)教育生態(tài)系統(tǒng)指標,推動我國基礎(chǔ)教育的健康發(fā)展。
(作者單位:天津師范大學(xué)教師教育學(xué)院)