大數據技術下的復雜系統教育決策

[摘 要] 當前，大數據技術正在重新定義著教育決策的過程和方式，大數據蘊含的科學決策價值正在被認知、開發和利用，大數據技術下的復雜系統教育決策面臨著新的機遇與挑戰。以大數據技術為依托，能把教育管理者、教育領域專家和公眾的思維、智慧、積累的經驗以及各種情報、資料和海量信息集成起來，運用多種科學和信息化手段，從多方面的定性認識上升到定量認識，再從定量定性的結合中尋求對復雜教育問題的科學判斷和決策。

[關鍵詞] 大數據；教育決策；復雜系統；綜合集成研討廳

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

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

0 引 言

當前，大數據技術正在快速融入各行各業，大數據正在帶動經濟社會的創新與變革，正在深刻影響到各類系統活動。大數據與教育的結合已是時代發展的必然要求，同樣，大數據作為互聯網、物聯網、移動計算、云計算之后IT產業的顛覆性技術變革，正在重新定義著教育決策的過程和方式，大數據蘊含的科學決策價值正在被認知、開發和利用。教育決策系統作為大家公認的一個開放的復雜系統，歷來是決策研究的熱點和難題，隨著進入大數據時代，如何科學、有效地利用科學技術的發展成果進行復雜系統的教育決策研究，建立起高效的綜合集成的決策模式和方法論體系，已經成為各級教育部門和研究者們面臨的重要課題。

1 大數據技術下的復雜系統教育決策面臨的機遇與挑戰

1.1 機遇

1.1.1 大數據與教育決策

大數據時代，在物聯網、移動通信技術、云計算等新一代信息技術的支撐下，教育決策需要的數據信息的收集、處理、存儲與傳輸成本成倍下降，數據的采集和匯聚變得更為容易，為復雜系統的教育決策提供了技術上的支持。新一代信息技術的應用，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，推動了知識、思維的創新。當前大數據技術引領的教育變革已經成為時代主題，將會進一步推動教育決策的科學化，民主化，同時，大數據技術還推動了復雜性科學研究的深入開展，進而為解決好教育決策這類復雜系統的難題提供了新的機遇。

1.1.2 大數據與復雜系統

大數據基于物聯網、云計算、移動互聯網等新一代信息技術，可以實現對事物存在和演化過程全生命周期內產生的所有數據的記錄和收集，它從完整的表達一個事物、一個系統的角度出發，表達了事物內在的耦合關系。Gartner提出大數據的人的聯網、物的聯網、數據的聯網和思想的聯網的含義，與錢學森院士提出的綜合集成法中專家體系、計算機技術體系和數據信息體系構成的高度智能化的人機結合的系統有很強的共性。大數據所強調全體數據、混雜性的數據以及數據的相關關系，正是對應了復雜性科學中的整體性、多樣性以及關聯性和非線性的特征，這使得大數據成為應對如宏觀教育決策這樣復雜性問題的重要技術支撐，為豐富和完善綜合集成法，推進大成智慧工程提供了新契機。

1.2 挑戰

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

大數據分析能通過發掘相關關系為我們提供決策依據，提高決策效率；但另一方面，大數據分析無法完全抓住事物的本質，因為人類的思維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，這是大數據分析力所不及的，更是人腦優于人工智能之處。總之，在大數據中，看起來毫不相關的兩件事同時或相繼出現的現象比比皆是，關鍵是找對了“相關性”背后的理由，才是新知識或新發現，提出的對策才能對癥下藥。

2 大數據技術下的復雜系統教育決策——綜合集成研討廳的應用

數據科學是數學、計算機科學、基礎科學和各種應用科學融合的科學，錢學森院士曾經很有遠見地提出了：“必集大成，才能得智慧”的大成智慧學；大數據的關鍵在于對多種數據源的集成和融合，這與錢學森院士一直倡導的綜合集成理論有很好的一致性。近年來，隨著國際復雜性科學的新發展，給解決復雜性問題提供了多種選擇，但在解決如教育決策系統這樣的復雜系統時，運籌學、系統動力學、自組織理論等研究簡單系統或簡單巨系統的定量分析方法遇到了很大的障礙，特別是針對規模龐大、結構復雜的如教育決策等這類系統時，由于影響因素太多，很難分析，建模會非常困難，結果往往可信性不高。這就需要應用當今發展迅速的信息科學技術，特別是大數據技術來幫助處理教育決策過程中面臨的海量信息問題。針對復雜系統的決策問題，錢學森院士早在1989年就提出了開放的復雜巨系統的概念和有關的方法論，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合的“綜合集成研討廳”模式。而在大數據時代，可以提供適合的工作空間和應有的技術，為運用從定性到定量綜合集成方法進行決策獲取全過程支持。

綜合集成研討廳代表了復雜系統教育決策的新方法論，具體來說，“綜合集成研討廳”是一種人機結合的綜合集成決策支持系統，近年來的實踐證明，這是一種有效的實用的解決復雜系統決策的支持系統。該系統根據錢學森院士提出的系統科學理論，將信息技術和專家智慧與所用到的知識體系集成在一起，用于解決復雜系統決策問題?！把杏憦d”通過把相關領域專家群體引入系統中，利用專家的經驗知識和判斷對復雜系統的決策方案進行整體把握，并把各種定量分析的結果和大數據計算的結果與專家的經驗判斷選擇有機融合在一起，真正實現了定性定量相結合，從而大大擴展了解決實際問題的能力。從這個角度來看，復雜性科學與大數據技術作為21世紀新興起的科學和技術潮流，兩者之間具有密切的關聯，復雜性科學為大數據技術的發展做出了科學的解釋，而大數據技術讓復雜性科學思想得到了技術的實現，從而對社會經濟和人們的生活方式、思維方法等都產生了深刻影響。

總之，從定性到定量的綜合集成法是復雜系統教育決策的方法論，以大數據技術為依托，能把教育管理者、教育領域專家和公眾的思維、智慧、積累的經驗以及各種情報、資料和海量信息集成起來，運用數據挖掘、資料共享、模型構建、專家意見交流等多種科學和信息化手段，從多方面的定性認識上升到定量認識，再從定量定性的結合中尋求對復雜教育問題的科學判斷和決策。

3 大數據技術下的教育決策綜合集成研討廳的基本模式

教育決策是一項復雜的系統工程，在大數據技術的支持下，綜合集成研討廳體系應用于教育決策系統的基本框架見圖1。該框架集知識系統、專家系統和數據系統于一體，強調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算機系統集成起來，應用于教育決策中。

在教育決策綜合集成研討廳中，一方面教育專家的智慧、經驗、邏輯思維能力以及由專家群體互相交流、學習而涌現出來的群體智慧在解決復雜性問題方面起著主導作用；另一方面在大數據技術支持下，機器系統的數據收集、存儲、分析、計算及建模和模型求解等則是對人類智慧的有效補充，在問題求解中也起著非常重要的作用；知識系統則可以集成更廣時空領域的專家的實踐經驗、相關專業知識等。

在大數據時代，應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和方法論支持，為新形勢下教育政策的科學制定提供條件，為各級教育行政部門提供決策咨詢服務。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域專家協同工作的工作平臺，綜合集成研討廳中的專家是在一個分布式網絡環境中協同工作的，這與以往專家會議的研討和評估有很大區別。綜合集成研討廳以計算機網絡技術為基礎，把分散在不同地點的軟硬件設備以及教育領域專家通過信息技術“集中”到一起來研究問題，在人工合成的電子數據平臺中，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境。在這個環境中，教育專家可以發揮自己的特長，根據自身積累的經驗和知識，利用網絡中提供的數據和分析工具，研討問題并發表意見。分布式網絡環境可以把專家群體、知識信息通過網絡聯系到一起，參與者足不出戶，可以與各地的專家交流，提出個人的意見，并通過輔助工具進行校驗。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系統，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，也可用來解決實際問題。教育決策綜合集成研討廳的實現將以大數據技術為基礎，集系統管理、數據庫管理、模型庫管理和專家研討功能為一體，其中，專家研討是實現人機結合的手段，網絡化的領域專家研討會議是使用方式，基于大數據的計算機網絡結構是載體，這樣將使信息、模型和領域專家三者有機地結合在一起。

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