數(shù)據(jù)科學(xué)在中學(xué)通識(shí)教育中的作用

1、數(shù)據(jù)科學(xué)在中學(xué)通識(shí)教育中的作用近幾年，國(guó)內(nèi)教育界興起了通識(shí)教育熱.譬如讓理工科學(xué)生選修文科類(lèi)課程，文科學(xué)生選修理工類(lèi)課程，強(qiáng)化數(shù)理化等基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)等.事實(shí)上，無(wú)論是在高等教育還是基礎(chǔ)教育中，通識(shí)教育都受到了越來(lái)越多的關(guān)注.很多教育界專(zhuān)家直接指出：通識(shí)教育最好從中小學(xué)開(kāi)始.在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家（地區(qū)），除了完成必修的文化課以外，很多中學(xué)都給學(xué)生提供了豐富的通識(shí)選修課，以幫助學(xué)生全面發(fā)展，構(gòu)建學(xué)生豐富多彩的知識(shí)空間.美國(guó)從幼兒園就開(kāi)始了人文通識(shí)教育，香港也廣泛地開(kāi)設(shè)了通識(shí)課程，主要包括：社會(huì)與文化、自我與個(gè)人成長(zhǎng)、科學(xué)技術(shù)與環(huán)境等，而國(guó)內(nèi)越來(lái)越多類(lèi)似于國(guó)學(xué)、哲學(xué)、信息技術(shù)、公共衛(wèi)生、環(huán)境等通識(shí)課程也

2、開(kāi)始進(jìn)入中學(xué)課堂.那么，通識(shí)課程對(duì)學(xué)生的校園生活意味著什么呢？什么樣的課才算是好的通識(shí)課？廣度與深度可以兼得嗎？高考必修課壓力很大，通識(shí)課該不該受到重視？值不值得投入時(shí)間？理工科背景的通識(shí)教育怎么做？現(xiàn)在流行的數(shù)據(jù)科學(xué)與人工智能可以作為一門(mén)好的通識(shí)課嗎？一、什么是通識(shí)教育？我們先從高等教育說(shuō)起.目前國(guó)內(nèi)外許多著名院校都非常重視本科階段的通識(shí)教育.通識(shí)教育是通過(guò)給學(xué)生帶來(lái)完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)，以達(dá)到觸類(lèi)旁通的目的.除了高等教育，通識(shí)教育在中小學(xué)基礎(chǔ)教育中也受到了越來(lái)越多的重視.基礎(chǔ)教育需要把更多的關(guān)注放在拓寬學(xué)生的視野、啟迪學(xué)生的責(zé)任上，從而激發(fā)學(xué)生的潛力，讓學(xué)生了解自我、探索自己生活的遠(yuǎn)大目標(biāo)，而不

3、是職業(yè)培養(yǎng).在基礎(chǔ)教育學(xué)習(xí)階段就應(yīng)該有意識(shí)地開(kāi)展通識(shí)教育的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)來(lái)作為大學(xué)通識(shí)教育之前的預(yù)熱，這一點(diǎn)已經(jīng)開(kāi)始成為一種共識(shí).在古希臘出現(xiàn)了最早的所謂通識(shí)教育，指公民所應(yīng)當(dāng)具備的知識(shí)與能力，同時(shí)參與到公共生活,普通公民需要掌握哲學(xué)、邏輯學(xué)、語(yǔ)言、演講術(shù)、音樂(lè)、天文、數(shù)學(xué)等等.而現(xiàn)代社會(huì)繼承了這種通識(shí)教育的精神，參加過(guò)通識(shí)教育的公民在大學(xué)畢業(yè)后，除了具備自己的專(zhuān)業(yè)技能外，還具備完整的智慧能力.從基礎(chǔ)教育到高等教育，它們的初衷都不是將各類(lèi)學(xué)科專(zhuān)業(yè)化以及找一份合適的工作，而是首先培養(yǎng)一個(gè)人，包括完整的人格和獨(dú)特的個(gè)性、開(kāi)闊的視野、高遠(yuǎn)的志向、創(chuàng)新的實(shí)踐，這些都是需要后天培養(yǎng)的，而通識(shí)教育的很大一部分

4、作用正在于此.二、通識(shí)教育的價(jià)值相比于知識(shí)點(diǎn)，通識(shí)課更側(cè)重于“思考點(diǎn)和實(shí)踐點(diǎn)，這三者之間是一個(gè)辯證統(tǒng)一的關(guān)系.思考和實(shí)踐是要以知識(shí)為載體的，把握其中的分寸是關(guān)鍵所在.例如，教師講足了知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生則沒(méi)了思考的空間；或者知識(shí)點(diǎn)不足，卻直接上手實(shí)踐，走了許多不必要的彎路.通識(shí)教育強(qiáng)調(diào)以學(xué)為主導(dǎo)，老師負(fù)責(zé)努力激發(fā)學(xué)生的自學(xué)能力，幫助學(xué)生自覺(jué)地完成一系列與學(xué)習(xí)有關(guān)的活動(dòng)，包括查找資料、獨(dú)立思考、表達(dá)觀點(diǎn)及辯護(hù)、開(kāi)展實(shí)踐等.同時(shí)在實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生的思考能力、語(yǔ)言能力，以及動(dòng)手能力.而這需要老師有能力去調(diào)動(dòng)學(xué)生全部的動(dòng)力，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)與實(shí)踐.復(fù)旦大學(xué)哲學(xué)學(xué)院的孫向晨教授說(shuō)過(guò)，通識(shí)踐行在理想層面上可分為三個(gè)層

5、次.1.培養(yǎng)健全的人無(wú)論是中國(guó)傳統(tǒng)文化，還是古羅馬的自由公民培養(yǎng)體系，都強(qiáng)調(diào)學(xué)以成人，成人并非能夠完全靠個(gè)人的發(fā)展，教育在其中有著舉足輕重的作用，因此，我們應(yīng)該回歸教育的本原.相比于古時(shí)候以成人為目的的教育，現(xiàn)代大學(xué)教育更加重視研究，強(qiáng)化知識(shí)的探索，追求科學(xué)的發(fā)展.這使得現(xiàn)代大學(xué)在培養(yǎng)成人的層面上是不足的.將二者劃為同等重要的程度，是通識(shí)教育可以達(dá)到的2終身學(xué)習(xí)能力的養(yǎng)成以及跨學(xué)科思考能力的培養(yǎng)工作不僅僅需要學(xué)生的專(zhuān)業(yè)技能，同時(shí)還需要更全面的綜合能力，其實(shí)這需要在高等教育中就被很好地培養(yǎng).在現(xiàn)有的成熟的通識(shí)教育模塊中，通識(shí)教育不僅著眼于文學(xué)、歷史、哲學(xué)、藝術(shù)這幾類(lèi)人文社科，通過(guò)對(duì)歷史的了解，利

6、用哲學(xué)培養(yǎng)反思和批判能力，使學(xué)生更好地理解世界及社會(huì)的運(yùn)行規(guī)律，而且還努力拓展學(xué)生對(duì)于數(shù)、理、化、生以及信息世界的認(rèn)識(shí).廣闊的視野與培養(yǎng)完整的人格也是相互關(guān)聯(lián)的.從知識(shí)的角度與學(xué)術(shù)視野的層面來(lái)看，全面培養(yǎng)一個(gè)人的未來(lái)和一種終身學(xué)習(xí)的能力，都不一定是專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)所能做到的，這就需要通識(shí)教育的存在.3.培養(yǎng)公民表達(dá)自我所必備的技能其除了包括本國(guó)以及外國(guó)語(yǔ)言的聽(tīng)說(shuō)讀寫(xiě)，還包括計(jì)算(Computing)等現(xiàn)代基本技能，這是一種更為基礎(chǔ)的公民技藝.通識(shí)教育要緊緊抓住對(duì)人培養(yǎng)的核心，開(kāi)闊學(xué)生的知識(shí)視野、培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力，同時(shí)教會(huì)學(xué)生掌握基本的公民表達(dá)技藝.而只有通識(shí)教育才可以達(dá)到這些目的.三、數(shù)據(jù)科學(xué)作

7、為一門(mén)通識(shí)課程現(xiàn)如今，在義務(wù)教育階段以及普通高等教育中通識(shí)課程都以人文社科為主，和科技相關(guān)的，尤其以信息技術(shù)為背景的好的通識(shí)課并不常見(jiàn).然而，隨著大數(shù)據(jù)與人工智能時(shí)代的到來(lái)，作為信息文明的集大成者，數(shù)據(jù)科學(xué)是非常適合進(jìn)行通識(shí)教育實(shí)踐的.繼云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)之后，大數(shù)據(jù)成為IT行業(yè)中又一顛覆性的技術(shù)，其既是一類(lèi)數(shù)據(jù)，還是一項(xiàng)技術(shù)，更是一種理念，每個(gè)人都應(yīng)該或多或少地掌握.大數(shù)據(jù)背后的學(xué)科就是數(shù)據(jù)科學(xué)，而今天備受追捧的人工智能也正是建立在數(shù)據(jù)科學(xué)的基礎(chǔ)之上.因此可以認(rèn)為，數(shù)據(jù)科學(xué)的理念與數(shù)據(jù)思維的方式已經(jīng)成為人工智能時(shí)代人人都應(yīng)該具備的基本常識(shí).目前數(shù)據(jù)科學(xué)己經(jīng)觸及到全部可以想到的學(xué)科和行業(yè)，除去互聯(lián)

8、網(wǎng)、金融、醫(yī)療，所有的理學(xué)，甚至連心理學(xué)、哲學(xué)都己經(jīng)開(kāi)始使用數(shù)據(jù)科學(xué)作為工具來(lái)進(jìn)行深入研究.正因?yàn)檫@種思想，數(shù)據(jù)科學(xué)可以作為一門(mén)很好的通識(shí)實(shí)踐課程.對(duì)照上面提到的通識(shí)踐行的三個(gè)層次，我們可以看到：首先，數(shù)據(jù)思維有利于培養(yǎng)一個(gè)健全的人.一個(gè)健全的人，不僅需要重視傳統(tǒng)，更需要與時(shí)俱進(jìn).信息時(shí)代中最為重要的兩個(gè)，藝計(jì)算思維和數(shù)據(jù)思維己經(jīng)成為大家的共識(shí).巴黎圣母院戰(zhàn)爭(zhēng)與和平之類(lèi)的小說(shuō)和故事在全社會(huì)激起的是強(qiáng)烈的情感共鳴，和故事相比，數(shù)據(jù)僅代表客觀事實(shí)，且數(shù)據(jù)更多激發(fā)的是理性思考，就作為人類(lèi)來(lái)講，實(shí)際上理性思考同感情的宣泄一樣重要，二者共同構(gòu)建成一個(gè)健全的人.第二，數(shù)據(jù)科學(xué)通識(shí)教育有利于培養(yǎng)跨學(xué)科視野以

9、及終身學(xué)習(xí)能力.在目前這個(gè)愈來(lái)愈數(shù)字化的世界中，信息世界作為同樣重要的認(rèn)知領(lǐng)域，從知識(shí)的角度來(lái)看，數(shù)據(jù)思維和數(shù)據(jù)實(shí)踐能力能夠很好地培養(yǎng)一個(gè)人的未來(lái)和一種終身學(xué)習(xí)的能力.而數(shù)據(jù)科學(xué)通識(shí)課程則可以很好地拓展學(xué)生對(duì)數(shù)字世界的認(rèn)知.第三，數(shù)據(jù)思維有利于培養(yǎng)一個(gè)公民在社會(huì)上用來(lái)表達(dá)自我所必備的技能.數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的思維方式，不應(yīng)該僅限于計(jì)算科學(xué)家，更應(yīng)該作為一項(xiàng)全人類(lèi)應(yīng)掌握和應(yīng)用的基本技能，因此每一個(gè)人都應(yīng)熱衷于數(shù)據(jù)思維的學(xué)習(xí)和應(yīng)用.相對(duì)于將大數(shù)據(jù)看作是工具或是技術(shù)，它更可以被抽象的當(dāng)作關(guān)于現(xiàn)實(shí)的新型的觀點(diǎn)或觀察方式，從而利用它來(lái)重新理解世界以及世界的發(fā)展方向.數(shù)據(jù)科學(xué)是重新思考世界的一種思維方式.舉一個(gè)例子

10、，比如汽車(chē)的使用.在現(xiàn)實(shí)廣告商的引導(dǎo)下，人們只能感性地認(rèn)識(shí)到汽車(chē)是一個(gè)生活必需品.然而當(dāng)拿出它的利用率只有4%這個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，你才能夠直觀的感受到它的不必需.可以理解的是，其實(shí)汽車(chē)買(mǎi)來(lái)大部分被停在地下車(chē)庫(kù)，而人們完全可以通過(guò)租車(chē)或共享汽車(chē)來(lái)完成這方面的需求，從而達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目的.除此之外，還有教育資源的浪費(fèi).如何優(yōu)化學(xué)習(xí)，使得所有學(xué)生得到公平的教育，這一直是教育工作者所研究的問(wèn)題.然而，如果我們通過(guò)收集數(shù)據(jù)、進(jìn)行分析，然后互相對(duì)比得到最優(yōu)的教學(xué)方式、教學(xué)模式，那么學(xué)習(xí)的效率就會(huì)大大提高.對(duì)于每一個(gè)課堂的每一個(gè)孩子，如果能夠?qū)崿F(xiàn)大數(shù)據(jù)的分析，我們就可以克服這一方面的數(shù)據(jù)資源的浪費(fèi)，而且我們還可以

11、通過(guò)教育大數(shù)據(jù)來(lái)改善學(xué)習(xí)過(guò)程.大數(shù)據(jù)時(shí)代:生活、工作與思維的大變革中，維克托爾耶舍恩伯格明確指出，大數(shù)據(jù)時(shí)代最大的轉(zhuǎn)變就是，將對(duì)因果關(guān)系的研究轉(zhuǎn)向?qū)ο嚓P(guān)關(guān)系的研究.換言之,人們并不需要知道為什么，只需要知道是什么.這其實(shí)是向人類(lèi)的認(rèn)知和與世界交流的方式提出了全新的挑戰(zhàn).數(shù)據(jù)思維相比于科學(xué)思維形成更早，它向來(lái)都是人類(lèi)的一種思考模式.可以這樣說(shuō)，數(shù)據(jù)思維在經(jīng)過(guò)一定的鍛煉和演化后形成了科學(xué)思維，并出現(xiàn)了統(tǒng)計(jì)學(xué)這樣的應(yīng)用學(xué)科.大數(shù)據(jù)背后的數(shù)據(jù)科學(xué)還是一個(gè)新的學(xué)科，是基于計(jì)算機(jī)科學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、信息系統(tǒng)等學(xué)科對(duì)大數(shù)據(jù)世界的本質(zhì)規(guī)律進(jìn)行探索與認(rèn)識(shí)的理論，甚至其還發(fā)展出新的理論，其研究數(shù)據(jù)是從產(chǎn)生與感知到分析與利用整個(gè)生命周期的本質(zhì)規(guī)律而得到的，是