大數(shù)據(jù)技術(shù)下的復(fù)雜系統(tǒng)教育決策

[摘 要] 當(dāng)前，大數(shù)據(jù)技術(shù)正在重新定義著教育決策的過程和方式，大數(shù)據(jù)蘊(yùn)含的科學(xué)決策價值正在被認(rèn)知、開發(fā)和利用，大數(shù)據(jù)技術(shù)下的復(fù)雜系統(tǒng)教育決策面臨著新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。以大數(shù)據(jù)技術(shù)為依托，能把教育管理者、教育領(lǐng)域?qū)＜液凸姷乃季S、智慧、積累的經(jīng)驗(yàn)以及各種情報、資料和海量信息集成起來，運(yùn)用多種科學(xué)和信息化手段，從多方面的定性認(rèn)識上升到定量認(rèn)識，再從定量定性的結(jié)合中尋求對復(fù)雜教育問題的科學(xué)判斷和決策。

[關(guān)鍵詞] 大數(shù)據(jù)；教育決策；復(fù)雜系統(tǒng)；綜合集成研討廳

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2016. 21. 122

[中圖分類號] G40-03 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2016）21- 0231- 03

0 引 言

當(dāng)前，大數(shù)據(jù)技術(shù)正在快速融入各行各業(yè)，大數(shù)據(jù)正在帶動經(jīng)濟(jì)社會的創(chuàng)新與變革，正在深刻影響到各類系統(tǒng)活動。大數(shù)據(jù)與教育的結(jié)合已是時代發(fā)展的必然要求，同樣，大數(shù)據(jù)作為互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、移動計(jì)算、云計(jì)算之后IT產(chǎn)業(yè)的顛覆性技術(shù)變革，正在重新定義著教育決策的過程和方式，大數(shù)據(jù)蘊(yùn)含的科學(xué)決策價值正在被認(rèn)知、開發(fā)和利用。教育決策系統(tǒng)作為大家公認(rèn)的一個開放的復(fù)雜系統(tǒng)，歷來是決策研究的熱點(diǎn)和難題，隨著進(jìn)入大數(shù)據(jù)時代，如何科學(xué)、有效地利用科學(xué)技術(shù)的發(fā)展成果進(jìn)行復(fù)雜系統(tǒng)的教育決策研究，建立起高效的綜合集成的決策模式和方法論體系，已經(jīng)成為各級教育部門和研究者們面臨的重要課題。

1 大數(shù)據(jù)技術(shù)下的復(fù)雜系統(tǒng)教育決策面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

1.1 機(jī)遇

1.1.1 大數(shù)據(jù)與教育決策

大數(shù)據(jù)時代，在物聯(lián)網(wǎng)、移動通信技術(shù)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)的支撐下，教育決策需要的數(shù)據(jù)信息的收集、處理、存儲與傳輸成本成倍下降，數(shù)據(jù)的采集和匯聚變得更為容易，為復(fù)雜系統(tǒng)的教育決策提供了技術(shù)上的支持。新一代信息技術(shù)的應(yīng)用，讓浩瀚而分散的廣大個體及其知識得以匯聚，智慧不斷涌現(xiàn)，推動了知識、思維的創(chuàng)新。當(dāng)前大數(shù)據(jù)技術(shù)引領(lǐng)的教育變革已經(jīng)成為時代主題，將會進(jìn)一步推動教育決策的科學(xué)化，民主化，同時，大數(shù)據(jù)技術(shù)還推動了復(fù)雜性科學(xué)研究的深入開展，進(jìn)而為解決好教育決策這類復(fù)雜系統(tǒng)的難題提供了新的機(jī)遇。

1.1.2 大數(shù)據(jù)與復(fù)雜系統(tǒng)

大數(shù)據(jù)基于物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對事物存在和演化過程全生命周期內(nèi)產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)的記錄和收集，它從完整的表達(dá)一個事物、一個系統(tǒng)的角度出發(fā)，表達(dá)了事物內(nèi)在的耦合關(guān)系。Gartner提出大數(shù)據(jù)的人的聯(lián)網(wǎng)、物的聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)的聯(lián)網(wǎng)和思想的聯(lián)網(wǎng)的含義，與錢學(xué)森院士提出的綜合集成法中專家體系、計(jì)算機(jī)技術(shù)體系和數(shù)據(jù)信息體系構(gòu)成的高度智能化的人機(jī)結(jié)合的系統(tǒng)有很強(qiáng)的共性。大數(shù)據(jù)所強(qiáng)調(diào)全體數(shù)據(jù)、混雜性的數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)的相關(guān)關(guān)系，正是對應(yīng)了復(fù)雜性科學(xué)中的整體性、多樣性以及關(guān)聯(lián)性和非線性的特征，這使得大數(shù)據(jù)成為應(yīng)對如宏觀教育決策這樣復(fù)雜性問題的重要技術(shù)支撐，為豐富和完善綜合集成法，推進(jìn)大成智慧工程提供了新契機(jī)。

1.2 挑戰(zhàn)

教育決策需要掌握大量的教育信息。申農(nóng)曾指出：信息是使不確定性變小的東西，或者說是用以消除隨機(jī)不確定性的東西。占有的相關(guān)信息量越大，對事物的認(rèn)識就更徹底，就更有利于決策者做出準(zhǔn)確、客觀的預(yù)測，從而做出正確決策。教育管理工作需要掌握充分的信息量，才能準(zhǔn)確把握信息量中反映的教育狀態(tài)與變革的可能性。然而當(dāng)我們面對的是開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)時，海量的紛紜復(fù)雜的各類信息出現(xiàn)在我們面前，可能會感到束手無策，決策者們淹沒在數(shù)據(jù)的海洋中，卻又忍受著信息的饑渴，這是我們面臨的新挑戰(zhàn)。

大數(shù)據(jù)分析能通過發(fā)掘相關(guān)關(guān)系為我們提供決策依據(jù)，提高決策效率；但另一方面，大數(shù)據(jù)分析無法完全抓住事物的本質(zhì)，因?yàn)槿祟惖乃季S決策不僅存在于一定的時空序列之中，更根植于一定的背景（如社會背景、文化背景等）之上，這是大數(shù)據(jù)分析力所不及的，更是人腦優(yōu)于人工智能之處。總之，在大數(shù)據(jù)中，看起來毫不相關(guān)的兩件事同時或相繼出現(xiàn)的現(xiàn)象比比皆是，關(guān)鍵是找對了“相關(guān)性”背后的理由，才是新知識或新發(fā)現(xiàn)，提出的對策才能對癥下藥。

2 大數(shù)據(jù)技術(shù)下的復(fù)雜系統(tǒng)教育決策——綜合集成研討廳的應(yīng)用

數(shù)據(jù)科學(xué)是數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、基礎(chǔ)科學(xué)和各種應(yīng)用科學(xué)融合的科學(xué)，錢學(xué)森院士曾經(jīng)很有遠(yuǎn)見地提出了：“必集大成，才能得智慧”的大成智慧學(xué)；大數(shù)據(jù)的關(guān)鍵在于對多種數(shù)據(jù)源的集成和融合，這與錢學(xué)森院士一直倡導(dǎo)的綜合集成理論有很好的一致性。近年來，隨著國際復(fù)雜性科學(xué)的新發(fā)展，給解決復(fù)雜性問題提供了多種選擇，但在解決如教育決策系統(tǒng)這樣的復(fù)雜系統(tǒng)時，運(yùn)籌學(xué)、系統(tǒng)動力學(xué)、自組織理論等研究簡單系統(tǒng)或簡單巨系統(tǒng)的定量分析方法遇到了很大的障礙，特別是針對規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的如教育決策等這類系統(tǒng)時，由于影響因素太多，很難分析，建模會非常困難，結(jié)果往往可信性不高。這就需要應(yīng)用當(dāng)今發(fā)展迅速的信息科學(xué)技術(shù)，特別是大數(shù)據(jù)技術(shù)來幫助處理教育決策過程中面臨的海量信息問題。針對復(fù)雜系統(tǒng)的決策問題，錢學(xué)森院士早在1989年就提出了開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)的概念和有關(guān)的方法論，即“從定性到定量綜合集成法”，并提出和支持建立了定性與定量相結(jié)合的“綜合集成研討廳”模式。而在大數(shù)據(jù)時代，可以提供適合的工作空間和應(yīng)有的技術(shù)，為運(yùn)用從定性到定量綜合集成方法進(jìn)行決策獲取全過程支持。

綜合集成研討廳代表了復(fù)雜系統(tǒng)教育決策的新方法論，具體來說，“綜合集成研討廳”是一種人機(jī)結(jié)合的綜合集成決策支持系統(tǒng)，近年來的實(shí)踐證明，這是一種有效的實(shí)用的解決復(fù)雜系統(tǒng)決策的支持系統(tǒng)。該系統(tǒng)根據(jù)錢學(xué)森院士提出的系統(tǒng)科學(xué)理論，將信息技術(shù)和專家智慧與所用到的知識體系集成在一起，用于解決復(fù)雜系統(tǒng)決策問題?！把杏憦d”通過把相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜胰后w引入系統(tǒng)中，利用專家的經(jīng)驗(yàn)知識和判斷對復(fù)雜系統(tǒng)的決策方案進(jìn)行整體把握，并把各種定量分析的結(jié)果和大數(shù)據(jù)計(jì)算的結(jié)果與專家的經(jīng)驗(yàn)判斷選擇有機(jī)融合在一起，真正實(shí)現(xiàn)了定性定量相結(jié)合，從而大大擴(kuò)展了解決實(shí)際問題的能力。從這個角度來看，復(fù)雜性科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)作為21世紀(jì)新興起的科學(xué)和技術(shù)潮流，兩者之間具有密切的關(guān)聯(lián)，復(fù)雜性科學(xué)為大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展做出了科學(xué)的解釋，而大數(shù)據(jù)技術(shù)讓復(fù)雜性科學(xué)思想得到了技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，從而對社會經(jīng)濟(jì)和人們的生活方式、思維方法等都產(chǎn)生了深刻影響。

總之，從定性到定量的綜合集成法是復(fù)雜系統(tǒng)教育決策的方法論，以大數(shù)據(jù)技術(shù)為依托，能把教育管理者、教育領(lǐng)域?qū)＜液凸姷乃季S、智慧、積累的經(jīng)驗(yàn)以及各種情報、資料和海量信息集成起來，運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘、資料共享、模型構(gòu)建、專家意見交流等多種科學(xué)和信息化手段，從多方面的定性認(rèn)識上升到定量認(rèn)識，再從定量定性的結(jié)合中尋求對復(fù)雜教育問題的科學(xué)判斷和決策。

3 大數(shù)據(jù)技術(shù)下的教育決策綜合集成研討廳的基本模式

教育決策是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持下，綜合集成研討廳體系應(yīng)用于教育決策系統(tǒng)的基本框架見圖1。該框架集知識系統(tǒng)、專家系統(tǒng)和數(shù)據(jù)系統(tǒng)于一體，強(qiáng)調(diào)把人的思維和思維的成果、人的知識、智慧以及各種資料信息通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成起來，應(yīng)用于教育決策中。

在教育決策綜合集成研討廳中，一方面教育專家的智慧、經(jīng)驗(yàn)、邏輯思維能力以及由專家群體互相交流、學(xué)習(xí)而涌現(xiàn)出來的群體智慧在解決復(fù)雜性問題方面起著主導(dǎo)作用；另一方面在大數(shù)據(jù)技術(shù)支持下，機(jī)器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集、存儲、分析、計(jì)算及建模和模型求解等則是對人類智慧的有效補(bǔ)充，在問題求解中也起著非常重要的作用；知識系統(tǒng)則可以集成更廣時空領(lǐng)域的專家的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、相關(guān)專業(yè)知識等。

在大數(shù)據(jù)時代，應(yīng)用綜合集成研討廳方法，可以最大限度地為教育決策提供技術(shù)和方法論支持，為新形勢下教育政策的科學(xué)制定提供條件，為各級教育行政部門提供決策咨詢服務(wù)。綜合集成研討廳的工作模型見圖2。

具體來講，教育決策綜合集成研討廳是支持不同領(lǐng)域?qū)＜覅f(xié)同工作的工作平臺，綜合集成研討廳中的專家是在一個分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中協(xié)同工作的，這與以往專家會議的研討和評估有很大區(qū)別。綜合集成研討廳以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，把分散在不同地點(diǎn)的軟硬件設(shè)備以及教育領(lǐng)域?qū)＜彝ㄟ^信息技術(shù)“集中”到一起來研究問題，在人工合成的電子數(shù)據(jù)平臺中，形成一個在時間和空間上即時共享、綜合集成的綜合分析的支撐環(huán)境。在這個環(huán)境中，教育專家可以發(fā)揮自己的特長，根據(jù)自身積累的經(jīng)驗(yàn)和知識，利用網(wǎng)絡(luò)中提供的數(shù)據(jù)和分析工具，研討問題并發(fā)表意見。分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境可以把專家群體、知識信息通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系到一起，參與者足不出戶，可以與各地的專家交流，提出個人的意見，并通過輔助工具進(jìn)行校驗(yàn)。所以，綜合集成研討廳不僅具有對教育方面的知識和信息的采集、存儲、傳遞、調(diào)用、分析與綜合的功能，更重要的是可以在這個研討過程中碰撞出智慧的火花，產(chǎn)生出新知識、新思路、新辦法，所以綜合集成研討廳同時又是一個知識生產(chǎn)系統(tǒng)，是集智慧之大成，又稱為大成智慧工程，既可用于研究理論問題，也可用來解決實(shí)際問題。教育決策綜合集成研討廳的實(shí)現(xiàn)將以大數(shù)據(jù)技術(shù)為基礎(chǔ)，集系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)庫管理、模型庫管理和專家研討功能為一體，其中，專家研討是實(shí)現(xiàn)人機(jī)結(jié)合的手段，網(wǎng)絡(luò)化的領(lǐng)域?qū)＜已杏憰h是使用方式，基于大數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是載體，這樣將使信息、模型和領(lǐng)域?qū)＜胰哂袡C(jī)地結(jié)合在一起。

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