劉邦奇

數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型：機(jī)理、場(chǎng)域及路徑*

劉邦奇1,2

（1．訊飛教育技術(shù)研究院，安徽合肥 230088；2．西北師范大學(xué) 教育技術(shù)學(xué)院，甘肅蘭州 730071）

數(shù)據(jù)是推動(dòng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵要素，而充分發(fā)揮數(shù)據(jù)的價(jià)值，是推動(dòng)教學(xué)數(shù)字轉(zhuǎn)型和智能升級(jí)的必然選擇。基于此，文章首先梳理了數(shù)據(jù)要素化的屬性與價(jià)值，闡釋了三個(gè)層級(jí)的數(shù)據(jù)價(jià)值釋放機(jī)理；接著，文章探討了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的定義，并設(shè)計(jì)了包含數(shù)據(jù)賦能、技術(shù)支撐、數(shù)字轉(zhuǎn)型、智能升級(jí)四個(gè)要素的邏輯框架；隨后，文章分析了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的精準(zhǔn)化教學(xué)、個(gè)性化學(xué)習(xí)、智能化考試、數(shù)智化評(píng)價(jià)、精細(xì)化管理等教學(xué)數(shù)字化核心場(chǎng)域；最后，文章提出基于大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)系統(tǒng)的因材施教路徑。文章的研究為推動(dòng)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型落地、破解當(dāng)前教學(xué)改革中規(guī)模化因材施教難題提供了創(chuàng)新策略，對(duì)于開展教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的探索與實(shí)踐也具有參考價(jià)值。

數(shù)據(jù)價(jià)值；教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型；教育大數(shù)據(jù)；精準(zhǔn)教學(xué)；因材施教

數(shù)據(jù)是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力和基礎(chǔ)[1]，而課堂是教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心和主陣地[2]。教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的落地落實(shí)，必須把握數(shù)字化轉(zhuǎn)型的本質(zhì)特征和數(shù)據(jù)關(guān)鍵要素，聚焦教學(xué)核心場(chǎng)域進(jìn)行科學(xué)謀劃。長(zhǎng)期以來，人們積極探索數(shù)字技術(shù)支持的教學(xué)變革，研發(fā)了大量的課堂教學(xué)產(chǎn)品，并利用各類智能工具進(jìn)行教學(xué)，這些產(chǎn)品和工具對(duì)于促進(jìn)教學(xué)方式變革、提高教學(xué)質(zhì)量和效率發(fā)揮了積極的作用。但在教學(xué)實(shí)踐中依然存在一些難題沒有解決[3]，如學(xué)的方面存在個(gè)性化學(xué)習(xí)資源難以獲取、錯(cuò)題解決效率低、針對(duì)性評(píng)價(jià)反饋不夠及時(shí)，一些學(xué)生在校內(nèi)學(xué)足、學(xué)好的需求得不到充分滿足等問題；教的方面存在對(duì)學(xué)生學(xué)情的分析效率低，教學(xué)資源準(zhǔn)備費(fèi)力、耗時(shí)且利用率不高，分層作業(yè)實(shí)施困難，一些教師的教學(xué)效果不理想、教學(xué)效率不高等問題。這些問題的長(zhǎng)期存在，使得教學(xué)提質(zhì)增效、師生減負(fù)難以落地，規(guī)模化因材施教和個(gè)性化學(xué)習(xí)也難以真正實(shí)現(xiàn)。究其原因，主要在于缺乏學(xué)情診斷的循證依據(jù)、缺少對(duì)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)價(jià)值的挖掘、欠缺及時(shí)的評(píng)價(jià)反饋等。數(shù)據(jù)是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵要素，就數(shù)據(jù)賦能的潛力來看，數(shù)字化轉(zhuǎn)型通過數(shù)據(jù)深度挖掘優(yōu)化，以數(shù)據(jù)生態(tài)延伸價(jià)值生態(tài)，有助于實(shí)現(xiàn)教育系統(tǒng)的創(chuàng)新和變革[4]。在教學(xué)數(shù)字化實(shí)踐中，數(shù)據(jù)已成為教學(xué)決策、改進(jìn)和評(píng)價(jià)的強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力。因此，如何發(fā)揮數(shù)據(jù)賦能價(jià)值，探索數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)變革理念與路徑，成為推動(dòng)教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要現(xiàn)實(shí)課題。

一 數(shù)據(jù)要素化及其價(jià)值釋放機(jī)理

承認(rèn)數(shù)據(jù)對(duì)教學(xué)變革的關(guān)鍵作用及其在數(shù)字化轉(zhuǎn)型中具有關(guān)鍵要素的地位和價(jià)值，是在數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中將數(shù)據(jù)作為生產(chǎn)要素并結(jié)合數(shù)字教育的實(shí)際而提出來的?？梢哉f，數(shù)據(jù)要素化是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的必然要求。2020年，“數(shù)據(jù)”被列為與土地、勞動(dòng)力、資本、技術(shù)并列的第五大生產(chǎn)要素[5]，成為驅(qū)動(dòng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新動(dòng)力。2022年，我國(guó)出臺(tái)了“數(shù)據(jù)二十條”[6]，進(jìn)一步提出要更好地發(fā)揮數(shù)據(jù)價(jià)值，并從數(shù)據(jù)產(chǎn)權(quán)、數(shù)據(jù)流通和交易、數(shù)據(jù)收益分配、數(shù)據(jù)要素治理等方面建立數(shù)據(jù)基礎(chǔ)制度體系，為推動(dòng)數(shù)據(jù)的有序流通和合理聚集、促進(jìn)數(shù)據(jù)價(jià)值的釋放指明了方向。當(dāng)前，學(xué)界、產(chǎn)業(yè)界紛紛對(duì)數(shù)據(jù)要素化的價(jià)值予以了充分肯定，并對(duì)數(shù)據(jù)價(jià)值釋放的規(guī)律進(jìn)行了探索[7]，無疑對(duì)利用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的研究與實(shí)踐極具啟發(fā)性。

1 數(shù)據(jù)要素化的屬性與價(jià)值

數(shù)據(jù)要素化是數(shù)據(jù)技術(shù)與教育融合發(fā)展的結(jié)果。數(shù)據(jù)作為對(duì)客觀存在或活動(dòng)的記錄，是一種特殊形態(tài)的存在，用人類可識(shí)別的符號(hào)如數(shù)字、字符、圖形、聲音等表示。數(shù)據(jù)經(jīng)過加工處理可以成為有價(jià)值的數(shù)據(jù)，即信息與知識(shí)。對(duì)于信息與知識(shí)的作用，早期人們認(rèn)為信息是有用的數(shù)據(jù)，而知識(shí)是反映規(guī)律的信息、可用于決策，并提出了“信息社會(huì)”“知識(shí)經(jīng)濟(jì)”“信息化教育”等概念。進(jìn)入數(shù)字時(shí)代，人們對(duì)數(shù)據(jù)越來越重視，深刻認(rèn)識(shí)到了數(shù)據(jù)開發(fā)應(yīng)用的重要性與可行性：一方面，數(shù)據(jù)是形成信息和知識(shí)的基礎(chǔ)，對(duì)數(shù)據(jù)可以進(jìn)行數(shù)字化技術(shù)處理，且在數(shù)據(jù)的處理與應(yīng)用上十分方便；另一方面，過去的隨機(jī)樣本數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析已發(fā)展為現(xiàn)在的全量數(shù)據(jù)處理、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)處理、多模態(tài)數(shù)據(jù)處理等，大數(shù)據(jù)技術(shù)的出現(xiàn)更是使教育大數(shù)據(jù)的價(jià)值得以深度挖掘、釋放。數(shù)據(jù)挖掘成為智能教育領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一[8]，為教育數(shù)據(jù)的價(jià)值挖掘和釋放提供了支撐，有助于數(shù)字化教學(xué)業(yè)務(wù)中的數(shù)據(jù)開發(fā)與價(jià)值發(fā)揮。

數(shù)據(jù)要素對(duì)于教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型具有重要的驅(qū)動(dòng)作用。在教學(xué)信息化實(shí)踐中，存在大量類型復(fù)雜、內(nèi)涵豐富、模態(tài)多樣的教育教學(xué)數(shù)據(jù)，為教學(xué)變革提供了重要支撐。在教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程中，數(shù)據(jù)承擔(dān)著“動(dòng)力引擎”的重要角色，是驅(qū)動(dòng)數(shù)字化教育創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)鍵力量[9]。數(shù)據(jù)作為賦能經(jīng)濟(jì)社會(huì)服務(wù)的重要引擎，能夠助力智能教育的機(jī)制創(chuàng)新[10]。通過對(duì)課堂教學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、教學(xué)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、教學(xué)行為與情感數(shù)據(jù)、教學(xué)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)、教學(xué)管理數(shù)據(jù)等各種類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行伴隨式采集、獲取，進(jìn)而分析、挖掘和加工，得到有用的信息和知識(shí)，最后實(shí)現(xiàn)智能的輸出和智慧的生成，可見教學(xué)數(shù)據(jù)是生成課堂教學(xué)智慧的基礎(chǔ)。教育教學(xué)數(shù)據(jù)的價(jià)值往往是潛在的、被動(dòng)的，必須采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行挖掘處理，然后通過流轉(zhuǎn)、使用、交易等系列操作才能顯現(xiàn)出來。數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)為課堂教學(xué)的結(jié)構(gòu)性變革提供了新動(dòng)能，而如何將課堂數(shù)據(jù)的內(nèi)生價(jià)值轉(zhuǎn)化為課堂教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心動(dòng)能，已成為當(dāng)下教育領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)話題[11]。

2 三個(gè)層級(jí)的數(shù)據(jù)價(jià)值釋放

數(shù)據(jù)對(duì)教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的驅(qū)動(dòng)價(jià)值具有隱藏性、被動(dòng)性的特點(diǎn)，即這種價(jià)值是潛在的、需要被激活的，通常不會(huì)主動(dòng)對(duì)教學(xué)系統(tǒng)發(fā)揮作用。只有當(dāng)人們通過一定的工具或手段去發(fā)掘、發(fā)現(xiàn)、流轉(zhuǎn)和使用這些數(shù)據(jù)，并將其價(jià)值釋放和發(fā)揮出來，數(shù)據(jù)價(jià)值才能真正實(shí)現(xiàn)。因此，對(duì)數(shù)據(jù)價(jià)值的激發(fā)與釋放就顯得十分迫切了。楊現(xiàn)民等[12]認(rèn)為，教育數(shù)據(jù)要素的價(jià)值通過交換、開發(fā)、應(yīng)用等流程得到發(fā)揮，顯著增強(qiáng)了教育解釋力、診斷力、預(yù)測(cè)力、決策力、監(jiān)督力，實(shí)現(xiàn)了教育生產(chǎn)力的提升。謝幼如等[13]提出，可通過轉(zhuǎn)變?nèi)珨?shù)據(jù)賦能課堂理念、打造全場(chǎng)域融合課堂空間、構(gòu)建全要素協(xié)同結(jié)構(gòu)來推動(dòng)教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。本研究基于對(duì)數(shù)據(jù)價(jià)值的分析，結(jié)合教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型場(chǎng)景，從數(shù)據(jù)的價(jià)值層級(jí)和價(jià)值釋放兩個(gè)維度進(jìn)行綜合分析，提出三個(gè)層級(jí)的數(shù)據(jù)價(jià)值釋放機(jī)理，如圖1所示。

（1）第一層級(jí)的數(shù)據(jù)價(jià)值釋放：數(shù)據(jù)支撐教學(xué)業(yè)務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)

第一層級(jí)將數(shù)據(jù)視為資源進(jìn)行建設(shè)與共享，數(shù)據(jù)在教學(xué)過程中的價(jià)值釋放體現(xiàn)為利用數(shù)據(jù)資源直接支持教學(xué)業(yè)務(wù)的運(yùn)轉(zhuǎn)，以提升業(yè)務(wù)工作的效率。在學(xué)校信息化實(shí)踐中，需按照一定的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)（如國(guó)家、行業(yè)或?qū)W校數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)）進(jìn)行教學(xué)數(shù)據(jù)的伴隨式采集和積累，逐步形成可利用的教學(xué)數(shù)據(jù)資源。這些數(shù)據(jù)是基于一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)與管理的，具有通用性、可共享性，可以在一定的教育組織內(nèi)實(shí)現(xiàn)跨業(yè)務(wù)、跨領(lǐng)域的共享使用。例如，在早期的多媒體教學(xué)系統(tǒng)、教學(xué)管理系統(tǒng)等業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，教學(xué)數(shù)據(jù)資源在教學(xué)業(yè)務(wù)系統(tǒng)中運(yùn)轉(zhuǎn)，支撐教學(xué)業(yè)務(wù)工作實(shí)施，從而實(shí)現(xiàn)了初級(jí)的數(shù)據(jù)價(jià)值釋放。因此，實(shí)現(xiàn)第一層級(jí)的數(shù)據(jù)價(jià)值釋放，需要制定或遵循統(tǒng)一的教育數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)教學(xué)業(yè)務(wù)進(jìn)行數(shù)字化開發(fā)和數(shù)據(jù)資源的統(tǒng)一管理，并研發(fā)所需的教學(xué)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，以促進(jìn)教學(xué)數(shù)據(jù)的共享使用，提升教學(xué)業(yè)務(wù)的處理效率。

圖1 三個(gè)層級(jí)的數(shù)據(jù)價(jià)值釋放機(jī)理

（2）第二層級(jí)的數(shù)據(jù)價(jià)值釋放：數(shù)據(jù)賦能教學(xué)業(yè)務(wù)決策

第二層級(jí)將數(shù)據(jù)視為教育教學(xué)工具進(jìn)行開發(fā)與應(yīng)用，數(shù)據(jù)在教學(xué)過程中的價(jià)值釋放體現(xiàn)為數(shù)據(jù)與教育教學(xué)的整合，支持教學(xué)決策和教學(xué)業(yè)務(wù)改進(jìn)。通過對(duì)積累和實(shí)時(shí)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚，采用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)挖掘和學(xué)習(xí)分析等技術(shù)，結(jié)合教學(xué)業(yè)務(wù)的需要，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工、處理，形成有用的決策信息和知識(shí)（如對(duì)學(xué)生學(xué)情的診斷、對(duì)師生互動(dòng)效果的判斷、對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評(píng)測(cè)、對(duì)教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià)等），以支撐教學(xué)目標(biāo)制定、教學(xué)方案設(shè)計(jì)、教學(xué)效果預(yù)測(cè)、教學(xué)策略調(diào)整優(yōu)化等，可以實(shí)現(xiàn)第二層級(jí)的數(shù)據(jù)價(jià)值釋放。因此，在第二層級(jí)需將教學(xué)數(shù)據(jù)與教學(xué)過程整合，通過教學(xué)數(shù)據(jù)的加工、分析、建模，基于數(shù)據(jù)洞察教學(xué)，發(fā)掘教學(xué)中的數(shù)據(jù)價(jià)值規(guī)律，使得教師的教學(xué)決策和教學(xué)改進(jìn)更精準(zhǔn)、更科學(xué)、更智能，從而深層次釋放數(shù)據(jù)價(jià)值。

（3）第三層級(jí)的數(shù)據(jù)價(jià)值釋放：數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型

第三層級(jí)將數(shù)據(jù)視為教學(xué)變革的關(guān)鍵要素進(jìn)行流通賦能，數(shù)據(jù)在教學(xué)過程中的價(jià)值釋放體現(xiàn)為數(shù)據(jù)貫通教學(xué)全領(lǐng)域、全過程，驅(qū)動(dòng)教育教學(xué)系統(tǒng)性變革。這一層級(jí)將真正打破教育數(shù)據(jù)壁壘，數(shù)據(jù)交換、開發(fā)與應(yīng)用實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，學(xué)校乃至區(qū)域內(nèi)各類教學(xué)業(yè)務(wù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，使不同來源、不同類型的數(shù)據(jù)基于新的教學(xué)需求在相關(guān)教學(xué)業(yè)務(wù)場(chǎng)景中匯聚融合，實(shí)現(xiàn)更廣泛、更深入的價(jià)值開發(fā)與利用。例如，區(qū)域智慧教育一般采用“區(qū)、校、課堂三層架構(gòu)”[14]，形成了“從上至下”“從下至上”兩種數(shù)據(jù)流。其中，“從上至下”數(shù)據(jù)流是指區(qū)域教育行政部門向?qū)W校管理層、再到學(xué)科組的教學(xué)管理決策數(shù)據(jù)的上情下達(dá)，實(shí)現(xiàn)管理決策數(shù)據(jù)的逐級(jí)傳達(dá)和落地實(shí)施；而“從下至上”數(shù)據(jù)流是指課堂教學(xué)數(shù)據(jù)向?qū)W校數(shù)據(jù)匯聚、再向區(qū)域數(shù)據(jù)匯聚，實(shí)現(xiàn)區(qū)域教育大數(shù)據(jù)的逐級(jí)匯聚和貫通融合。由此，教育數(shù)據(jù)的全過程高效流通和深度融合應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)價(jià)值得到更深層次的釋放，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

由上可見，數(shù)據(jù)在驅(qū)動(dòng)教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中的價(jià)值發(fā)揮是一個(gè)縱橫交融、漸進(jìn)發(fā)展的過程，在縱向上體現(xiàn)為數(shù)據(jù)價(jià)值的三個(gè)層級(jí)，反映了數(shù)據(jù)從對(duì)教學(xué)業(yè)務(wù)的直接支持、整合應(yīng)用到流通賦能的發(fā)展層級(jí)躍升；在橫向上體現(xiàn)為數(shù)據(jù)價(jià)值釋放的演變歷程，與數(shù)據(jù)開發(fā)利用的積累共享、挖掘分析、融合創(chuàng)新相對(duì)應(yīng)。同時(shí)，數(shù)據(jù)價(jià)值釋放的機(jī)理也反映了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是從淺層應(yīng)用到深度融合、從局部變革到整體轉(zhuǎn)型的發(fā)展規(guī)律。

二 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的定義與邏輯框架

數(shù)據(jù)價(jià)值釋放為教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力，通過全過程、全領(lǐng)域數(shù)據(jù)流通賦能和價(jià)值逐級(jí)釋放，驅(qū)動(dòng)教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展。目前，學(xué)界、產(chǎn)業(yè)和學(xué)校都很重視教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的研究與實(shí)踐，但整體來看尚處于起步期，對(duì)教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的概念還沒有形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)[15]，尤其是對(duì)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的概念內(nèi)涵缺乏深度理解與把握，有必要進(jìn)行界定與闡釋。

1 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的定義

本研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)學(xué)者對(duì)“教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型”這一概念的界定是基于數(shù)字技術(shù)發(fā)展對(duì)教育組織和教學(xué)業(yè)務(wù)領(lǐng)域的影響及其過程分析來進(jìn)行的，但僅從這個(gè)角度進(jìn)行定義顯然有失偏頗。實(shí)際上，將數(shù)據(jù)作為教學(xué)數(shù)字化變革的關(guān)鍵要素，并促進(jìn)教育數(shù)據(jù)的流通賦能、釋放教育數(shù)據(jù)的價(jià)值，應(yīng)成為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心要義。因此，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型要以教育數(shù)據(jù)為核心驅(qū)動(dòng)力，通過構(gòu)建數(shù)據(jù)管理和綜合服務(wù)平臺(tái)，促進(jìn)全過程、全領(lǐng)域數(shù)據(jù)流通賦能。教育產(chǎn)業(yè)要利用數(shù)字技術(shù)研發(fā)數(shù)字教學(xué)產(chǎn)品和工具，構(gòu)建數(shù)字化、智能化教學(xué)平臺(tái)，開發(fā)數(shù)字教育資源，為教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供技術(shù)支撐。而學(xué)界對(duì)于教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程的研究，不僅要關(guān)注課堂教學(xué)層面的變革，還要拓展到對(duì)學(xué)科教學(xué)和學(xué)校教育整體的變革分析。一線教育工作者更要注重?cái)?shù)字化轉(zhuǎn)型的實(shí)踐操作和成效，從理念、設(shè)計(jì)、實(shí)施、評(píng)價(jià)等方面探索可操作的智能化教學(xué)模式。綜上，本研究提出：數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是以教育數(shù)據(jù)為核心驅(qū)動(dòng)力，以數(shù)字化教學(xué)工具、平臺(tái)和資源等基礎(chǔ)設(shè)施為支撐，促進(jìn)全過程、全領(lǐng)域教育數(shù)據(jù)流通賦能，助力課堂教學(xué)、學(xué)科教學(xué)、學(xué)校教育多個(gè)層面的數(shù)字化發(fā)展，推動(dòng)教學(xué)理念、設(shè)計(jì)、實(shí)施和評(píng)價(jià)的系統(tǒng)性變革，形成數(shù)字化、智能化教學(xué)新形態(tài)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)數(shù)字轉(zhuǎn)型和智能升級(jí)。

圖2 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的邏輯框架

2 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的邏輯框架

依據(jù)上述定義，本研究設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的邏輯框架，如圖2所示。此邏輯框架包含數(shù)據(jù)賦能、技術(shù)支撐、數(shù)字轉(zhuǎn)型、智能升級(jí)四個(gè)要素，體現(xiàn)了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的發(fā)生過程。

（1）數(shù)據(jù)賦能：以教育數(shù)據(jù)為核心驅(qū)動(dòng)力

在教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型階段，數(shù)據(jù)成為教學(xué)系統(tǒng)性變革的關(guān)鍵要素，為教學(xué)數(shù)字化全面賦能：一方面，發(fā)揮內(nèi)生變量的核心驅(qū)動(dòng)作用。按照辯證唯物主義觀點(diǎn)，在事物發(fā)展變化過程中，外因是變化的條件、內(nèi)因是變化的根據(jù)。在教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中，數(shù)據(jù)從教學(xué)系統(tǒng)發(fā)展的外部條件因素轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)部影響因素，成為教學(xué)系統(tǒng)發(fā)展的內(nèi)生變量和核心要素，發(fā)揮要素化驅(qū)動(dòng)作用。另一方面，實(shí)現(xiàn)全方位賦能與系統(tǒng)性變革。通過構(gòu)建學(xué)校數(shù)據(jù)管理和綜合服務(wù)系統(tǒng)，制定數(shù)據(jù)規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)資源規(guī)劃和管理，來促進(jìn)數(shù)據(jù)在各類教育業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的流通共享，并結(jié)合教學(xué)業(yè)務(wù)場(chǎng)景，構(gòu)建教師、學(xué)生、課程等業(yè)務(wù)畫像，實(shí)現(xiàn)教學(xué)全過程、全領(lǐng)域數(shù)據(jù)的融通與賦能，推動(dòng)教學(xué)的數(shù)字化變革與轉(zhuǎn)型升級(jí)。

（2）技術(shù)支撐：以數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施為轉(zhuǎn)型起點(diǎn)

教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是基于數(shù)字技術(shù)的開發(fā)利用，以數(shù)字化教學(xué)資源、工具、平臺(tái)等基礎(chǔ)設(shè)施為轉(zhuǎn)型起點(diǎn)。教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型離不開數(shù)字技術(shù)的運(yùn)用，早期學(xué)校以計(jì)算機(jī)、多媒體、局域網(wǎng)等技術(shù)為代表，建設(shè)了課堂信息化教學(xué)環(huán)境，開發(fā)了計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)、多媒體課件、微課、教學(xué)管理信息系統(tǒng)等，滿足了信息化教學(xué)的需要，開啟了教學(xué)數(shù)字化進(jìn)程。隨著互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的發(fā)展，人們開發(fā)建設(shè)了“三通兩平臺(tái)”、數(shù)字校園、MOOC/SPOC、決策支持系統(tǒng)等，形成了網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化的教學(xué)環(huán)境，教學(xué)數(shù)字化走向整合應(yīng)用階段。當(dāng)前，教育領(lǐng)域利用人工智能、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實(shí)、5G等智能技術(shù)，建設(shè)了國(guó)家智慧教育平臺(tái)，構(gòu)建了區(qū)域智慧教育云、智慧校園、智慧課堂等智能化學(xué)習(xí)環(huán)境，研發(fā)了智慧學(xué)伴、教學(xué)機(jī)器人、AI學(xué)習(xí)機(jī)等智能學(xué)習(xí)工具，推動(dòng)教學(xué)數(shù)字化進(jìn)入轉(zhuǎn)型發(fā)展階段。

（3）數(shù)字轉(zhuǎn)型：多個(gè)層面教學(xué)數(shù)字化變革

教學(xué)數(shù)字化涉及學(xué)校教學(xué)領(lǐng)域的多層級(jí)應(yīng)用，將推動(dòng)課堂教學(xué)、學(xué)科教學(xué)、學(xué)校教學(xué)等多個(gè)層面發(fā)生深刻的變革[16]。在課堂教學(xué)層面，數(shù)字技術(shù)與課堂教學(xué)融合，數(shù)據(jù)賦能教學(xué)全過程，進(jìn)行了基于數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)化學(xué)情分析與彈性化教學(xué)預(yù)設(shè)、技術(shù)支持的適切性教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)和立體化課堂互動(dòng)，以及基于資源推薦的個(gè)性化作業(yè)和數(shù)智化教學(xué)評(píng)價(jià)，使課堂教學(xué)流程和結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。在學(xué)科教學(xué)層面，新課程改革以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，對(duì)課程結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重組，并突出大單元、跨學(xué)科學(xué)習(xí)，將跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)納入課時(shí)安排，強(qiáng)調(diào)信息技術(shù)與課程教學(xué)的融合，提高了教學(xué)質(zhì)量和效率，促進(jìn)了學(xué)科教學(xué)的數(shù)字化。在學(xué)校教學(xué)層面，更加重視立德樹人根本任務(wù)的落實(shí)，強(qiáng)調(diào)“五育并舉”，既重視學(xué)生的學(xué)業(yè)質(zhì)量水平，更關(guān)注學(xué)生全面而有個(gè)性的發(fā)展，用技術(shù)支持教學(xué)提質(zhì)增效、減輕師生負(fù)擔(dān)，推進(jìn)教育治理數(shù)字化，促進(jìn)學(xué)校教育的整體轉(zhuǎn)型變革。

（4）智能升級(jí)：智能化教學(xué)生態(tài)體系形成

教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是教育教學(xué)的系統(tǒng)性變革和智能化升級(jí)，體現(xiàn)為技術(shù)支持的教與學(xué)形態(tài)變革創(chuàng)新，借助于技術(shù)實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)教育模式轉(zhuǎn)為智能教育模式[17]。具體來說，教學(xué)數(shù)字轉(zhuǎn)型和智能升級(jí)最終落實(shí)在教學(xué)實(shí)踐中，基于人工智能、大數(shù)據(jù)、AR/VR等智能技術(shù)，構(gòu)建智能化學(xué)習(xí)平臺(tái)和環(huán)境，開發(fā)智能化學(xué)習(xí)工具，與教育教學(xué)深度融合，充分發(fā)揮數(shù)據(jù)流通賦能作用，促進(jìn)教學(xué)流程和結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，并依托智能化教學(xué)理念，開展智能化教學(xué)設(shè)計(jì)、智能化教學(xué)實(shí)施和智能化教學(xué)評(píng)價(jià)，形成數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智能教學(xué)新模式。智能技術(shù)與教學(xué)系統(tǒng)的全業(yè)務(wù)、全流程融合貫通，引發(fā)了教學(xué)系統(tǒng)的整體性轉(zhuǎn)變和智能化升級(jí)。尤其是ChatGPT、星火認(rèn)知大模型等生成式人工智能的快速發(fā)展，對(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教與學(xué)方式、教育評(píng)價(jià)等提出了新的要求，引發(fā)了教育領(lǐng)域的深層次變革與創(chuàng)新，智能化教學(xué)生態(tài)體系呼之欲出、即將形成。

三 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心場(chǎng)域

數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是學(xué)校聚焦教學(xué)數(shù)字化實(shí)踐，通過構(gòu)建數(shù)據(jù)管理和綜合服務(wù)系統(tǒng)，促進(jìn)教育數(shù)據(jù)高效流通，激活數(shù)據(jù)潛能，助力教學(xué)智能生成，實(shí)現(xiàn)教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)。具體來說，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是充分利用人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，以教育數(shù)據(jù)賦能為教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心驅(qū)動(dòng)力，通過數(shù)據(jù)挖掘、流通、使用，發(fā)揮教育數(shù)據(jù)的潛在價(jià)值，并基于智能感知、認(rèn)知計(jì)算、智能交互，實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)采集到信息加工與知識(shí)建構(gòu)，再到智能輸出的教學(xué)智能生成[18]，從而推動(dòng)數(shù)據(jù)智慧為主導(dǎo)的教學(xué)變革[19]。從核心場(chǎng)域來看，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型突出體現(xiàn)為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的精準(zhǔn)化教學(xué)、個(gè)性化學(xué)習(xí)、智能化考試、數(shù)智化評(píng)價(jià)和精細(xì)化管理。

1 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的精準(zhǔn)化教學(xué)

通過創(chuàng)設(shè)適切性講授情境、進(jìn)行智能化知識(shí)講解、開展多元化課堂互動(dòng)，智能技術(shù)和數(shù)據(jù)賦能支持更具靈活性、情境性、開放性的知識(shí)呈現(xiàn)和傳遞，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化教學(xué)：①創(chuàng)設(shè)適切性講授情境方面，借助AR、VR、MR等技術(shù)創(chuàng)設(shè)鮮活逼真的教學(xué)情境，展現(xiàn)宇宙天體等宏觀知識(shí)、細(xì)胞原子等微觀知識(shí)，再現(xiàn)跨時(shí)空情境，模擬呈現(xiàn)自然現(xiàn)象、高危實(shí)驗(yàn)等場(chǎng)景[20]，可讓學(xué)生獲得豐富的知識(shí)體驗(yàn)，并引導(dǎo)學(xué)生在數(shù)字情境中進(jìn)行知識(shí)的理解、應(yīng)用和遷移。②進(jìn)行智能化知識(shí)講解方面，基于智能檢索技術(shù)，教師在講授過程中通過劃詞檢索、語(yǔ)音檢索等方式快速鏈接到與某一知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的云資源或互聯(lián)網(wǎng)資源，這些資源為生成性教學(xué)提供了開放性的資源支持。③開展多元化課堂互動(dòng)方面，通過多樣化課堂互動(dòng)工具和沉浸感知的智能教學(xué)環(huán)境賦能支持多維全向師生互動(dòng)、智能分組互動(dòng)、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)教學(xué)互動(dòng)，可提升互動(dòng)的深度和廣度，實(shí)現(xiàn)高效課堂互動(dòng)。例如，基于各類分組算法可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化動(dòng)態(tài)分組，從學(xué)生的學(xué)業(yè)表現(xiàn)、認(rèn)知能力、非認(rèn)知能力等特征出發(fā)，將具有相似特征的學(xué)生分為一組，或?qū)⒕哂胁煌卣鞯膶W(xué)生分配到水平相當(dāng)?shù)男〗M中，助力教師更科學(xué)客觀地開展同質(zhì)分組、異質(zhì)分組的互動(dòng)活動(dòng)[21]。

2 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的個(gè)性化學(xué)習(xí)

通過精準(zhǔn)的學(xué)習(xí)診斷、支持學(xué)習(xí)內(nèi)容精準(zhǔn)推薦和動(dòng)態(tài)組織、個(gè)性化學(xué)習(xí)策略設(shè)計(jì)與選擇等，智能技術(shù)和數(shù)據(jù)賦能有助于實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、個(gè)性的學(xué)習(xí)成長(zhǎng)。當(dāng)前，教學(xué)過程中存在資源精準(zhǔn)獲取困難、即時(shí)化的學(xué)習(xí)診斷比較復(fù)雜、個(gè)性化學(xué)習(xí)支持不夠等問題，亟需采取技術(shù)手段予以解決：①提升優(yōu)質(zhì)資源精準(zhǔn)獲取的效率。智能技術(shù)可以將學(xué)生所需的各類學(xué)習(xí)資源進(jìn)行整合，為學(xué)生智能推薦擴(kuò)展性知識(shí)，并發(fā)揮無縫聯(lián)通、虛實(shí)融合的優(yōu)勢(shì)，將學(xué)習(xí)環(huán)境從物理空間搬至虛擬空間，打破場(chǎng)地、經(jīng)費(fèi)、安全性等限制。②開展即時(shí)高效的學(xué)習(xí)診斷。AI可以對(duì)學(xué)生探究學(xué)習(xí)中產(chǎn)出的筆記、圖表、模型，對(duì)問題作出的解釋，以及學(xué)生的肢體動(dòng)作或面部表情等信息進(jìn)行自動(dòng)化記錄和綜合分析[22]，幫助教師進(jìn)行即時(shí)性診斷和反饋，便于學(xué)生進(jìn)行自我反思與狀態(tài)調(diào)節(jié)。③提供個(gè)性化學(xué)習(xí)支持與服務(wù)。智能技術(shù)支持學(xué)生快速分組和信息交流，使有相同學(xué)習(xí)需求和興趣的學(xué)生自動(dòng)形成資料共享、相互協(xié)助的學(xué)習(xí)小組，以便開展深入的互動(dòng)交流，并能夠根據(jù)學(xué)生所處的學(xué)習(xí)探究階段，為其提供適配的學(xué)習(xí)任務(wù)和資源，引導(dǎo)學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)。

3 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智能化考試

智能技術(shù)和數(shù)據(jù)在考試業(yè)務(wù)的全流程發(fā)揮賦能作用，將大力提高考試測(cè)評(píng)工作的數(shù)字化、智能化水平，探索結(jié)果評(píng)價(jià)由“量”的評(píng)價(jià)向“質(zhì)”的評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)智能化考評(píng)[23]，具體包括：①智能化命題組卷。依托題庫(kù)平臺(tái)展開智能命題與組卷，通過融入試題查重、難度自動(dòng)預(yù)測(cè)、智能組卷等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)快速、高效的智能化組卷，同時(shí)保證試題的質(zhì)量，使試卷更加科學(xué)客觀，實(shí)現(xiàn)考試結(jié)果的公平公正。②智能化考場(chǎng)管理。通過考生身份多重驗(yàn)證、智能視頻監(jiān)控等先進(jìn)技術(shù)和考試輔助設(shè)備，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)的智能化考場(chǎng)環(huán)境，規(guī)范考試管理流程，嚴(yán)密防范、嚴(yán)肅查處考試舞弊行為，全面提升考試管理水平和服務(wù)質(zhì)量。③智能化閱卷評(píng)分。利用掃描閱卷、主觀題評(píng)分等技術(shù)賦能閱卷評(píng)分，實(shí)現(xiàn)考試閱卷的智能化。④智能化語(yǔ)言、藝術(shù)測(cè)評(píng)。將AI用于語(yǔ)言測(cè)評(píng)、藝術(shù)素質(zhì)測(cè)評(píng)等新型考試，實(shí)現(xiàn)考試大規(guī)模開展和計(jì)算機(jī)智能評(píng)分，為準(zhǔn)確、高效地測(cè)評(píng)語(yǔ)言能力和藝術(shù)素質(zhì)提供支持。⑤智能化質(zhì)量分析。利用數(shù)據(jù)挖掘、可視化分析等技術(shù)，對(duì)考試質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)客觀的分析，為精準(zhǔn)化考試管理提供有“證據(jù)”的數(shù)據(jù)依據(jù)。

4 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的數(shù)智化評(píng)價(jià)

智能技術(shù)和數(shù)據(jù)賦能可支持更加系統(tǒng)全面的教學(xué)數(shù)據(jù)采集、處理與分析，助力開展數(shù)智化學(xué)業(yè)質(zhì)量評(píng)價(jià)和教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)：①對(duì)于學(xué)業(yè)質(zhì)量評(píng)價(jià)，在評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)獲取方面，注重學(xué)生學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)的伴隨式采集，借助各類智能化學(xué)習(xí)平臺(tái)、學(xué)習(xí)和管理工具，對(duì)各種多模態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)如作業(yè)數(shù)據(jù)、課堂實(shí)錄數(shù)據(jù)等進(jìn)行動(dòng)態(tài)收集；在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)挖掘方面，通過對(duì)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)結(jié)果和行為中產(chǎn)生的多模態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理和分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生認(rèn)知、能力、情感狀態(tài)的立體化、綜合化、科學(xué)化建模分析與評(píng)價(jià)[24]；在評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)方面，利用可視化圖表、視頻動(dòng)畫等形式，對(duì)學(xué)業(yè)質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果予以高效反饋。②對(duì)于教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)，主要是基于教學(xué)全過程中教師教學(xué)行為、教學(xué)態(tài)度、教學(xué)結(jié)果數(shù)據(jù)的采集和測(cè)評(píng)，進(jìn)行全過程動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)的教學(xué)過程質(zhì)量評(píng)價(jià)與反饋。例如，目前AI課堂教學(xué)行為分析系統(tǒng)利用基于深度學(xué)習(xí)的圖像識(shí)別技術(shù)，可以自動(dòng)標(biāo)注課堂教學(xué)行為的最佳類別編碼，并對(duì)課堂教學(xué)行為進(jìn)行建模分析，生成可視化分析報(bào)告，為教師進(jìn)行教學(xué)反思、優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施提供了有力支撐。

5 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的精細(xì)化管理

人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)通過賦能排課、考勤、課堂、辦公、安全監(jiān)管等典型管理場(chǎng)景，助力提高管理工作的數(shù)字化、智能化水平，實(shí)現(xiàn)學(xué)校的精細(xì)化管理，具體包括：①自動(dòng)化排課管理。智能技術(shù)支持的排課管理系統(tǒng)能夠自動(dòng)生成多種排課方案供排課人員選擇，有效解決了大規(guī)模走班背景下學(xué)生、教師、教室三者之間的協(xié)調(diào)問題，提高了排課的效率、精準(zhǔn)性和靈活性。②智能化考勤管理。通過在校園關(guān)鍵位置安裝高清攝像頭，自動(dòng)識(shí)別、抓拍學(xué)生人臉數(shù)據(jù)，并對(duì)學(xué)生考勤數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)分析以輔助管理決策，實(shí)現(xiàn)校園的智能化考勤管理。③實(shí)時(shí)化課堂管理。課堂行為智能分析系統(tǒng)可以協(xié)助教師收集和留存學(xué)生的課堂行為表現(xiàn)數(shù)據(jù)，并予以可視化呈現(xiàn)[25]，便于教師及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的問題行為，并為后期對(duì)學(xué)生行為的分析與評(píng)估提供數(shù)據(jù)支撐。④自動(dòng)化辦公管理。利用智能技術(shù)開展網(wǎng)絡(luò)化、移動(dòng)化、智能化的校園辦公，有助于提高管理和辦事的工作效率。⑤智能化安全監(jiān)管。利用智能技術(shù)有效識(shí)別校園內(nèi)部及周邊的潛在危險(xiǎn)，并對(duì)可能危害校園安全的事件及時(shí)進(jìn)行預(yù)警和響應(yīng)，可有效提升校園安全監(jiān)管的效率和水平。

四 基于大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)系統(tǒng)的因材施教路徑

因材施教是自古以來追求的教育理想，但在傳統(tǒng)教學(xué)模式下難以實(shí)現(xiàn)。教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型以數(shù)據(jù)賦能教學(xué)全過程變革與升級(jí)，為因材施教提供了新的路徑。筆者基于信息化課堂教學(xué)的十多年跟蹤研究，提出了人工智能支持的因材施教教學(xué)模式[26]。另外，科大訊飛研發(fā)的大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)系統(tǒng)通過大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)教學(xué)過程予以記錄、分析、評(píng)測(cè)，為教師教學(xué)決策與干預(yù)提供了數(shù)據(jù)支撐，可以助力實(shí)現(xiàn)因材施教[27]?；诖?，本研究提出了基于大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)系統(tǒng)的因材施教路徑（如圖3所示），即在大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)系統(tǒng)的支撐下，通過樹立數(shù)據(jù)賦能的教學(xué)理念，開展數(shù)據(jù)賦能的科學(xué)識(shí)材、精準(zhǔn)教學(xué)和智能評(píng)價(jià)，促進(jìn)教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)，使規(guī)模化因材施教得以真正實(shí)現(xiàn)。

圖3 基于大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)系統(tǒng)的因材施教路徑

1 樹立數(shù)據(jù)賦能的教學(xué)理念

樹立數(shù)據(jù)賦能的教學(xué)理念，要以教育數(shù)據(jù)為核心驅(qū)動(dòng)力，賦能教學(xué)全過程、全領(lǐng)域：一方面，要提高數(shù)據(jù)意識(shí)與數(shù)據(jù)處理能力。2022年，教育部出臺(tái)“《教師數(shù)字素養(yǎng)》教育行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”[28]，強(qiáng)調(diào)要抓緊籌劃和實(shí)施數(shù)字素養(yǎng)提升行動(dòng)計(jì)劃，采取多種形式培養(yǎng)教師的教育數(shù)據(jù)思維，并將數(shù)據(jù)挖掘、學(xué)習(xí)分析等技術(shù)作為素養(yǎng)培訓(xùn)的重點(diǎn)內(nèi)容，加快提升教師的教學(xué)數(shù)據(jù)應(yīng)用能力。另一方面，要加強(qiáng)教學(xué)大數(shù)據(jù)的研究與應(yīng)用。要深刻認(rèn)識(shí)和充分發(fā)揮數(shù)據(jù)在教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的價(jià)值，積極探討教育數(shù)據(jù)價(jià)值釋放規(guī)律，采取多種方式研究與激發(fā)教學(xué)數(shù)據(jù)的潛能；同時(shí)，通過教學(xué)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用，進(jìn)行課堂多模態(tài)教學(xué)數(shù)據(jù)的伴隨式采集、診斷和分析，挖掘教學(xué)數(shù)據(jù)的內(nèi)在價(jià)值，支持基于數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)教學(xué)和因材施教。

2 進(jìn)行數(shù)據(jù)賦能的科學(xué)識(shí)材

在大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)系統(tǒng)的支持下，教師可以對(duì)學(xué)生的學(xué)業(yè)、情感、個(gè)性等進(jìn)行診斷，掌握學(xué)生的個(gè)性差異與學(xué)習(xí)需求，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)賦能的科學(xué)“識(shí)材”。學(xué)情分析數(shù)據(jù)主要來源于：學(xué)生基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)，如年級(jí)、班級(jí)、性別、興趣特長(zhǎng)、歷史學(xué)業(yè)成績(jī)記錄等；在某一單元或某一學(xué)期的過程性學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)；上個(gè)知識(shí)點(diǎn)或上節(jié)課練習(xí)與作答情況的評(píng)測(cè)數(shù)據(jù)；本節(jié)課即將學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)和本節(jié)課預(yù)習(xí)過程中產(chǎn)生的相關(guān)預(yù)習(xí)數(shù)據(jù)等。大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)系統(tǒng)通過對(duì)各種來源的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、挖掘、分析、統(tǒng)計(jì)，以可視化學(xué)情報(bào)告的形式提供給教師，可以幫助教師快速精準(zhǔn)地掌握學(xué)生學(xué)情并據(jù)此設(shè)定科學(xué)、合理的教學(xué)目標(biāo)。教學(xué)目標(biāo)因?qū)W習(xí)者而異，具有個(gè)性化特征[29]。因此，教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定實(shí)際上就是在學(xué)生特征與教學(xué)預(yù)期之間建立一種準(zhǔn)確的映射關(guān)系，教師在掌握學(xué)生個(gè)性化、差異化學(xué)習(xí)特征的基礎(chǔ)上，要結(jié)合教學(xué)預(yù)期，綜合考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀和學(xué)習(xí)偏好，為不同學(xué)生精確設(shè)定不同的教學(xué)目標(biāo)[30]。

3 實(shí)施數(shù)據(jù)賦能的精準(zhǔn)教學(xué)

在實(shí)施教學(xué)的過程中，教師可以基于學(xué)情分析數(shù)據(jù)，依據(jù)記錄和監(jiān)測(cè)的教學(xué)大數(shù)據(jù)，進(jìn)行挖掘和決策分析，對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)資源、教學(xué)活動(dòng)等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并在教學(xué)過程中及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，實(shí)施教學(xué)干預(yù)，開展數(shù)據(jù)賦能的精準(zhǔn)“施教”。

（1）數(shù)據(jù)賦能的教學(xué)預(yù)設(shè)

在大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)系統(tǒng)的支持下，教師可以對(duì)教學(xué)內(nèi)容、資源、活動(dòng)等進(jìn)行精準(zhǔn)的教學(xué)預(yù)設(shè)：①在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)上，大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)系統(tǒng)提供的學(xué)情數(shù)據(jù)報(bào)告能夠幫助教師精準(zhǔn)設(shè)計(jì)課堂教學(xué)起點(diǎn)、教學(xué)重點(diǎn)和教學(xué)難點(diǎn)[31]，實(shí)現(xiàn)以學(xué)定教。②在教學(xué)資源設(shè)計(jì)上，大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)系統(tǒng)可以管理海量的數(shù)字化教學(xué)資源，依據(jù)學(xué)生個(gè)性需求與教學(xué)進(jìn)度，為教師精準(zhǔn)推薦教學(xué)課件、視頻、圖片等教學(xué)資源。③在教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)上，結(jié)合精準(zhǔn)教學(xué)理念與現(xiàn)有教學(xué)策略，教師可以依據(jù)個(gè)性化教學(xué)目標(biāo)，科學(xué)設(shè)計(jì)彈性化、生成性、靈活多樣的教學(xué)活動(dòng)。例如，在預(yù)習(xí)活動(dòng)中，如果學(xué)生整體表現(xiàn)不佳，教師可以采用直接教學(xué)的方式完成課堂內(nèi)容講授；如果部分學(xué)生遇到困難，教師可以進(jìn)行異質(zhì)分組，讓學(xué)生通過小組研習(xí)討論解決問題；如果學(xué)生都能順利完成，教師可以采用“自主學(xué)習(xí)+個(gè)別輔導(dǎo)”的教學(xué)策略，在課堂教學(xué)中增加知識(shí)的深化與應(yīng)用訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的高階思維。

（2）數(shù)據(jù)賦能的教學(xué)干預(yù)

在實(shí)施課堂教學(xué)時(shí)，教師通過大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)系統(tǒng)對(duì)教學(xué)過程數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄與監(jiān)測(cè)調(diào)控，能夠精準(zhǔn)地針對(duì)學(xué)生某一知識(shí)或技能學(xué)習(xí)時(shí)所遇到的具體問題進(jìn)行教學(xué)，從而實(shí)現(xiàn)“百分百教學(xué)”[32]。大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)地記錄課堂中學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)表現(xiàn)，提供學(xué)生的學(xué)業(yè)成績(jī)、瀏覽行為、互動(dòng)行為、評(píng)價(jià)行為、作業(yè)提交等方面的數(shù)據(jù)。之后，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)可視化等技術(shù)手段對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格的數(shù)理分析與邏輯建構(gòu)，便可全面反映學(xué)生學(xué)習(xí)過程的全貌，便于教師實(shí)時(shí)調(diào)整教學(xué)干預(yù)策略。例如，針對(duì)個(gè)別學(xué)生的特殊問題，可以進(jìn)行實(shí)時(shí)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的練習(xí)糾正；針對(duì)部分學(xué)生掌握較差的不同薄弱知識(shí)點(diǎn)，可以進(jìn)行個(gè)性化錯(cuò)題變式練習(xí)；針對(duì)多數(shù)學(xué)生存在的共性問題，可以統(tǒng)一進(jìn)行強(qiáng)化練習(xí)。

4 實(shí)行數(shù)據(jù)賦能的智能評(píng)價(jià)

教學(xué)活動(dòng)開展后，需要對(duì)教學(xué)活動(dòng)的實(shí)踐效果進(jìn)行測(cè)評(píng)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成效進(jìn)行評(píng)估，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)賦能的智能“評(píng)價(jià)”?；诖髷?shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)系統(tǒng)，可以通過多途徑對(duì)學(xué)生表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)：①實(shí)時(shí)性評(píng)價(jià)，即對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的行為數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄與評(píng)價(jià)反饋，教師可以根據(jù)實(shí)時(shí)反饋結(jié)果及時(shí)調(diào)整課堂教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)策略。②非實(shí)時(shí)性評(píng)價(jià)，即在學(xué)習(xí)活動(dòng)結(jié)束后，通過大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)系統(tǒng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)的整體情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，為學(xué)生精準(zhǔn)推薦個(gè)性化的鞏固練習(xí)資源與下階段的預(yù)習(xí)資源。③可視化評(píng)價(jià)反饋。利用數(shù)據(jù)可視化技術(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)反饋，為教師推送班級(jí)學(xué)情報(bào)告與學(xué)生個(gè)體學(xué)情報(bào)告，幫助教師進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，為下階段教學(xué)提供參考，形成教學(xué)閉環(huán)。因此，通過大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)系統(tǒng)對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)信息與學(xué)習(xí)表現(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，利用數(shù)據(jù)挖掘提取初始能力（已有知識(shí)和技能基礎(chǔ)）、認(rèn)知結(jié)構(gòu)、認(rèn)知風(fēng)格、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、學(xué)習(xí)態(tài)度等多維特征，建立學(xué)習(xí)者模型，并通過模型分析獲取學(xué)生學(xué)習(xí)行為的潛在規(guī)律和特點(diǎn)，可以發(fā)現(xiàn)其學(xué)習(xí)過程中存在的問題與缺陷，預(yù)測(cè)學(xué)生的成長(zhǎng)與發(fā)展路徑。最終，通過從評(píng)價(jià)到分析形成整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的閉環(huán)，為下階段的教學(xué)提供參考。

五 結(jié)語(yǔ)

本研究闡釋了數(shù)據(jù)要素化的價(jià)值和三個(gè)層級(jí)的數(shù)據(jù)價(jià)值釋放機(jī)理，探討了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的定義、邏輯框架和核心場(chǎng)域，提出了基于大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)系統(tǒng)的因材施教路徑。當(dāng)前，教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為了教學(xué)信息化深化發(fā)展的熱點(diǎn)和重點(diǎn)，但整體來說教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型尚處于起步階段，實(shí)踐中還存在諸多現(xiàn)實(shí)問題有待解決，如教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的各類標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范如何統(tǒng)一、支撐數(shù)字教學(xué)的智能化環(huán)境如何建設(shè)、師生數(shù)字素養(yǎng)和數(shù)字化教與學(xué)能力如何培養(yǎng)并提升、教學(xué)數(shù)字化生態(tài)如何發(fā)展等。尤其是生成式人工智能、數(shù)字孿生、教育元宇宙等新興數(shù)字技術(shù)的加速發(fā)展與應(yīng)用，為教學(xué)數(shù)字化發(fā)展帶來了新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，需要廣大理論研究者、技術(shù)開發(fā)者和實(shí)踐工作者加強(qiáng)合作，腳踏實(shí)地，協(xié)同創(chuàng)新，探索實(shí)踐教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的規(guī)律與路徑，共筑未來教學(xué)新生態(tài)。

[1]顧小清.教育信息化步入數(shù)字化轉(zhuǎn)型時(shí)代[J].中小學(xué)信息技術(shù)教育,2022,(4):5-9.

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[5]新華社.中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于構(gòu)建更加完善的要素市場(chǎng)化配置體制機(jī)制的意見[OL].

[6]新華社.中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于構(gòu)建數(shù)據(jù)基礎(chǔ)制度更好發(fā)揮數(shù)據(jù)要素作用的意見[OL].

[7]王澤宇,呂艾臨,閆樹.數(shù)據(jù)要素形成與價(jià)值釋放規(guī)律研究[J].大數(shù)據(jù),2023,(3):33-44.

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[28]教育部.教育部關(guān)于發(fā)布《教師數(shù)字素養(yǎng)》教育行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的通知[OL].

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Digital Transformation of Teaching Driven by Data: Mechanism, Field and Path

LIU Bang-qi1,2

Data is the key element to promote digital transformation, and giving full play to the data value is an inevitable choice to promote digital transformation and intelligent upgrading of teaching. Based on this, the paper firstly sorted out the attributes and values of data elementalization, and explained the mechanism of data value release at three levels. Secondly, this paper discussed the definition of digital transformation of teaching driven by data, and designed a logical framework that included four elements of data empowerment, technical support, digital transformation, and intelligent upgrading. Subsequently, this paper analyzed the core fields of digital transformation of teaching driven by data, such as data-driven precision teaching, personalized learning, intelligent examination, digital and intelligent evaluation, and refined management. Finally, this paper put forward a path of teaching students in accordance with their aptitudes based on the precision teaching system of big data. The research of this paper could provide innovative strategies for promoting the landing of digital transformation of teaching driven by data and solving the problem of large-scale individualized teaching in current teaching reform, and had reference value for the exploration and practice of digital transformation of education.

data value; digital transformation of teaching; educational big data; precision teaching; teaching students in accordance with their aptitudes

G40-057

A

1009—8097（2023）09—0016—11

10.3969/j.issn.1009-8097.2023.09.002

本文為2022年度國(guó)家社科基金教育學(xué)重點(diǎn)項(xiàng)目“智能技術(shù)賦能教育評(píng)價(jià)改革研究”（項(xiàng)目編號(hào)：ACA220026）的階段性研究成果。

劉邦奇，訊飛教育技術(shù)研究院院長(zhǎng)，西北師范大學(xué)教授，碩士，研究方向?yàn)橹悄芙逃碚摷靶袠I(yè)應(yīng)用、智慧課堂、教育信息化治理等，郵箱為lbq-nj@163.com。

2023年5月23日

編輯：小米