大數(shù)據(jù)計(jì)算你和學(xué)霸的距離

在成都最冷的20天里還能堅(jiān)持早起吃早餐；總是在晚上10點(diǎn)到11點(diǎn)之間洗澡；在教學(xué)樓打水近80次……正值開學(xué)季，電子科技大學(xué)教育大數(shù)據(jù)研究所的數(shù)據(jù)顯示，普通的你，和學(xué)霸之間，恐怕就差了這些“微不足道”的行為。

　　這個(gè)頗有意思的發(fā)現(xiàn)，來源于覆蓋了電子科大兩萬余名本科生的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)——“學(xué)生畫像”，其將每名學(xué)生幾乎所有的在?；顒?dòng)軌跡與成績(jī)之間建立了關(guān)聯(lián)。利用這些數(shù)據(jù)，不僅能預(yù)算出學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，研究者還希望依此引導(dǎo)他們更好地規(guī)劃各自的學(xué)業(yè)和就業(yè)方向。

　　學(xué)霸的生活軌跡

　　傳統(tǒng)教育認(rèn)為，學(xué)生有規(guī)律的生活，是學(xué)生提高成績(jī)的重要保證。

　　“普遍情況下，良好的行為習(xí)慣與學(xué)習(xí)成績(jī)是呈正相關(guān)的，這基本是得到公認(rèn)的?！?1世紀(jì)教育研究院副院長(zhǎng)熊丙奇表示，這些行為習(xí)慣，有的與成績(jī)變動(dòng)直接相關(guān)，例如學(xué)生按時(shí)上下課，常去圖書館等；還有一些與成績(jī)的變動(dòng)是間接相關(guān)的，比如養(yǎng)成早起的習(xí)慣，經(jīng)常洗衣服，有規(guī)律的打水等。“雖然不直接作用于學(xué)生的學(xué)習(xí)，但是，好的生活習(xí)慣，反映的是學(xué)生積極的狀態(tài)，說明學(xué)生自我管理的能力較強(qiáng)。那么，這些學(xué)生用在學(xué)習(xí)上的時(shí)間也相對(duì)有保證，也就勢(shì)必會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)成績(jī)產(chǎn)生影響?！?/span>

　　不過，必須承認(rèn)，這個(gè)被普遍接受的結(jié)論很難被定量描述?！叭绻覀兡芏康刈C明已有的依據(jù)，并提出科學(xué)的可參照的建議，這項(xiàng)研究就是有價(jià)值的。”電子科技大學(xué)教育大數(shù)據(jù)研究所副所長(zhǎng)連德富這樣解釋這項(xiàng)研究的初衷。

　　如今，研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)花了一年多的時(shí)間記錄學(xué)生的校內(nèi)行為，包括吃飯、購物、打水、進(jìn)出圖書館、借閱圖書、宿舍門禁、洗澡、使用洗衣機(jī)、乘坐公交等。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，學(xué)霸有著與一般學(xué)生完全不同的學(xué)習(xí)生活軌跡。

　　以某專業(yè)排名第3的學(xué)生為例，她幾乎每天固定在8點(diǎn)、12點(diǎn)、14點(diǎn)三個(gè)時(shí)間點(diǎn)出門，留在宿舍的總時(shí)長(zhǎng)低于專業(yè)平均水平。而該專業(yè)成績(jī)排名第61的小石每天進(jìn)出宿舍的時(shí)間很隨機(jī)，而且通常每次外出的時(shí)長(zhǎng)不超過2小時(shí)，“宅指數(shù)”明顯高于專業(yè)平均水平。

　　此外，成績(jī)最好的學(xué)生吃早餐次數(shù)在110次，成績(jī)最差的學(xué)生吃早餐次數(shù)僅為60次。9點(diǎn)前出現(xiàn)在食堂吃早餐的同學(xué)，成績(jī)相對(duì)更好。成績(jī)較好的學(xué)生集中在晚上10到11點(diǎn)之間洗澡，而成績(jī)較差的學(xué)生，洗澡時(shí)間無明顯規(guī)律。

　　除作息規(guī)律以外，進(jìn)出圖書館次數(shù)也是重要指標(biāo)。第一學(xué)期，成績(jī)最好的學(xué)生進(jìn)入圖書館的次數(shù)為55次，成績(jī)最差的學(xué)生進(jìn)入圖書館的次數(shù)為35次；到了第四學(xué)期，成績(jī)最好的學(xué)生進(jìn)入圖書館的次數(shù)為61次，成績(jī)最差的學(xué)生進(jìn)入圖書館的次數(shù)為18次。

　　同樣的情況還存在于教學(xué)樓。學(xué)生去教學(xué)樓飲水機(jī)上打水次數(shù)越多，就說明學(xué)生長(zhǎng)期在教學(xué)樓里活動(dòng)。第三學(xué)期的數(shù)據(jù)顯示，成績(jī)最好的學(xué)生在教學(xué)樓打水近80次，成績(jī)最差的學(xué)生在教學(xué)樓打水不到10次。

　　尤其讓連德富印象深刻的是，不同成績(jī)的學(xué)生在借閱圖書的種類上也有明顯的區(qū)別。他發(fā)現(xiàn)，《蝴蝶公墓》《變態(tài)心理學(xué)》等帶有懸疑色彩的圖書，借閱者的成績(jī)普遍不理想。

　　過去，要想清楚地知道不同成績(jī)水平的學(xué)生群體與他們的行為特征之間一一的對(duì)應(yīng)關(guān)系是非常困難的，但有了大數(shù)據(jù)的幫助，一切變得簡(jiǎn)單起來。

　　“學(xué)生畫像”還能做什么

　　僅僅根據(jù)學(xué)生行為習(xí)慣的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，就可以制定出學(xué)霸路線嗎？

　　要想精確刻畫一個(gè)人需要用無數(shù)的數(shù)據(jù)，但連德富認(rèn)為，校園就是一個(gè)擁有豐富數(shù)據(jù)的很小的社會(huì)系統(tǒng)，只要這些數(shù)據(jù)能與目標(biāo)聯(lián)系起來，就有一定的指示作用。

　　事實(shí)上，“學(xué)生畫像”的首要功能，就是算出每名學(xué)生的學(xué)習(xí)、生活狀態(tài)，并設(shè)計(jì)出一系列輔助他們更好規(guī)劃各自學(xué)業(yè)的功能模塊。目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的是掛科預(yù)警。

　　據(jù)了解，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)針對(duì)掛科率的公式，即過去的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)+一段時(shí)期內(nèi)的努力程度。學(xué)習(xí)基礎(chǔ)是根據(jù)已考科目成績(jī)、已考與將考科目之間的關(guān)聯(lián)性計(jì)算得出的，而努力程度則主要依據(jù)教學(xué)樓打水頻率、進(jìn)出圖書館的時(shí)間與次數(shù)等。

　　如果有學(xué)生正處于掛科率高風(fēng)險(xiǎn)的邊緣，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)向負(fù)責(zé)該名學(xué)生的輔導(dǎo)員發(fā)送預(yù)警信息。而在過去，只有當(dāng)學(xué)生已經(jīng)出現(xiàn)掛科的情況，輔導(dǎo)員才能得知，即便如此，事后也很難分析學(xué)生掛科的具體原因。

　　“目前，教育大數(shù)據(jù)暫時(shí)的定位還是輔助傳統(tǒng)教育，管理、引導(dǎo)學(xué)生?！边B德富表示。

　　除了關(guān)注學(xué)生成績(jī)，他相信，現(xiàn)在的校園里依然充滿了像當(dāng)初的自己那樣對(duì)未來迷茫的人?！拔覀兌荚悦＿^，不知道自己喜歡什么，可以做什么。”

　　如何利用“學(xué)生畫像”幫助學(xué)生找到適合自己的路，是研究團(tuán)隊(duì)正在努力的方向。目前，數(shù)據(jù)庫不僅有現(xiàn)有學(xué)生的行為軌跡，還有已經(jīng)畢業(yè)的學(xué)長(zhǎng)們的行為軌跡。連德富告訴《中國科學(xué)報(bào)》記者，最終選擇考研、出國或者創(chuàng)業(yè)的學(xué)生，在生活、學(xué)習(xí)方式上是存在一些差異的。

　　比如，打算出國的學(xué)生在選修課程、借閱圖書時(shí)都會(huì)偏向語言方面的內(nèi)容，而偏好創(chuàng)業(yè)的學(xué)生則與一項(xiàng)很有意思的數(shù)據(jù)產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。由于電子科大在成都郊區(qū)，學(xué)生進(jìn)市區(qū)需要乘坐一趟班車，有的學(xué)生去市區(qū)的頻率明顯要高于其他同學(xué)，這也意味著他們的社交行為可能更為豐富。

　　“學(xué)生畫像”可以將現(xiàn)有學(xué)生的行為軌跡與已經(jīng)畢業(yè)的學(xué)長(zhǎng)們的行為軌跡進(jìn)行比對(duì)，如果在選課、借閱圖書、參加社團(tuán)活動(dòng)等方面的軌跡與某類去向的畢業(yè)學(xué)生比較相似，學(xué)校就可以提供相關(guān)方面的建議、指導(dǎo)。

　　對(duì)此，21世紀(jì)教育研究院副院長(zhǎng)熊丙奇也表示，傳統(tǒng)的大學(xué)教育對(duì)學(xué)生的管理是比較松散的，因此，通過對(duì)學(xué)生生活、學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)分析，掌握學(xué)生的目標(biāo)動(dòng)向，有助于學(xué)校對(duì)學(xué)生進(jìn)行合理的引導(dǎo)，無論是學(xué)習(xí)還是參與社會(huì)活動(dòng)，都能夠有的放矢地幫助學(xué)生作進(jìn)一步規(guī)劃。

　　中科院心理所研究員尹文剛則將關(guān)注點(diǎn)瞄準(zhǔn)了當(dāng)下大學(xué)生的心理健康問題。

　　“學(xué)生從高壓的中學(xué)時(shí)期，進(jìn)入完全需要自我管理的大學(xué)生活，一時(shí)間無法適應(yīng)，容易出現(xiàn)心理問題。一旦受挫，通常選擇回避的態(tài)度，甚至?xí)霈F(xiàn)抑郁的情況，更嚴(yán)重的可能危及生命?！币膭傊毖?，近年來，大學(xué)生頻繁曝出跳樓、傷害同學(xué)事件，都與心理健康密切相關(guān)。

　　他認(rèn)為，通過教育大數(shù)據(jù)，可以及時(shí)掌握學(xué)生的行為習(xí)慣特征，一旦發(fā)生明顯異常，比如長(zhǎng)期獨(dú)處、很少參與公共生活等情況，學(xué)校就可以適當(dāng)關(guān)注學(xué)生的心理健康問題，采取相應(yīng)對(duì)策。

　　研究團(tuán)隊(duì)正在挖掘“學(xué)生畫像”在關(guān)注學(xué)生心理健康方面的作用。他們可以根據(jù)學(xué)生的行為習(xí)慣來量化“孤獨(dú)”。

　　性格孤僻、有強(qiáng)烈的孤獨(dú)感，往往被認(rèn)為是抑郁易感人群具有的一些共性特征。他們發(fā)現(xiàn)，學(xué)校最孤獨(dú)的一群人出現(xiàn)心理問題的概率比普通人高一個(gè)數(shù)量級(jí)。因此，研究團(tuán)隊(duì)正在設(shè)計(jì)算法，依據(jù)“30天內(nèi)，兩個(gè)素不相識(shí)的人，有兩次或兩次以上前后腳打水、打飯、進(jìn)公寓、進(jìn)出圖書館或坐公交車經(jīng)歷的概率，不超過十二萬分之一”的結(jié)論，可算出每名學(xué)生的“在校朋友圈”，以此量化學(xué)生孤獨(dú)的程度。

　　在尹文剛看來，預(yù)知大學(xué)生的行為習(xí)慣所隱含的心理問題，特別是關(guān)注學(xué)生的變化，對(duì)于開展學(xué)生工作是非常有幫助的。

　　從這些角度看，大數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用是有一定價(jià)值的。

　　如何保護(hù)學(xué)生隱私

　　打水刷卡、進(jìn)圖書館刷卡、進(jìn)宿舍房間刷卡……在校園逐步實(shí)施一卡通的時(shí)代，學(xué)生大數(shù)據(jù)已經(jīng)變得易得而且可控。學(xué)校一方面依靠大數(shù)據(jù)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的管理，一方面也要照顧到學(xué)生的隱私，尊重學(xué)生的行為習(xí)慣。因此，如何合理使用大數(shù)據(jù)，同時(shí)又保護(hù)學(xué)生隱私，就成為了一個(gè)重要的問題。

　　“如果讓學(xué)生感覺生活在學(xué)校的監(jiān)控下，那么即使學(xué)校的出發(fā)點(diǎn)是好的，希望能夠?qū)W(xué)生的行為及心理進(jìn)行合理引導(dǎo)，這種舉措也無疑會(huì)讓學(xué)生反感?！毙鼙嫣貏e提示學(xué)校在運(yùn)用大數(shù)據(jù)的時(shí)候，要考慮到學(xué)生的隱私及習(xí)慣。

　　對(duì)此，連德富表示，“學(xué)生畫像”在保護(hù)數(shù)據(jù)隱私方面是非常謹(jǐn)慎的。

　　“設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能時(shí)，很重要的一方面是數(shù)據(jù)PK。”連德富介紹說，希望每名學(xué)生除了能在系統(tǒng)上看到自己的“畫像”外，還能看到自己與同專業(yè)同學(xué)比較后的相對(duì)優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)?！暗?，比較的根本目的是找到學(xué)習(xí)的模板，而不是與具體的某個(gè)個(gè)體比高下?！?/span>

　　因此，在申請(qǐng)PK時(shí)，系統(tǒng)是存在強(qiáng)權(quán)限管理的。發(fā)起比對(duì)的學(xué)生必須經(jīng)過對(duì)方的允許，才能看到對(duì)方的畫像。但是連德富透露，由于該功能涉及的數(shù)據(jù)隱私比較敏感，目前并沒有向?qū)W生端開放。

　　而已有的面向輔導(dǎo)員的端口，所涉及的數(shù)據(jù)經(jīng)過嚴(yán)格的加密處理，系統(tǒng)不保存學(xué)生的真實(shí)姓名及學(xué)號(hào)，只有出現(xiàn)重要預(yù)警信息，才會(huì)自動(dòng)給相應(yīng)的輔導(dǎo)員進(jìn)行短信推送。這意味著，任何一個(gè)技術(shù)人員都看不到學(xué)生個(gè)人的信息，而輔導(dǎo)員最多能夠掌握自己負(fù)責(zé)學(xué)生可能出現(xiàn)的重大問題。

　　連德富堅(jiān)持認(rèn)為，教育大數(shù)據(jù)不會(huì)刻意強(qiáng)調(diào)每個(gè)個(gè)體的情況，而是反映學(xué)生整體的生活、學(xué)習(xí)狀況，以及時(shí)預(yù)測(cè)預(yù)警學(xué)生的異常狀況，從而為學(xué)校的決策提供數(shù)據(jù)支撐。