數據科學在中學通識教育中的作用

1、數據科學在中學通識教育中的作用近幾年，國內教育界興起了通識教育熱.譬如讓理工科學生選修文科類課程，文科學生選修理工類課程，強化數理化等基礎課程的學習等.事實上，無論是在高等教育還是基礎教育中，通識教育都受到了越來越多的關注.很多教育界專家直接指出：通識教育最好從中小學開始.在歐美等發(fā)達國家（地區(qū)），除了完成必修的文化課以外，很多中學都給學生提供了豐富的通識選修課，以幫助學生全面發(fā)展，構建學生豐富多彩的知識空間.美國從幼兒園就開始了人文通識教育，香港也廣泛地開設了通識課程，主要包括：社會與文化、自我與個人成長、科學技術與環(huán)境等，而國內越來越多類似于國學、哲學、信息技術、公共衛(wèi)生、環(huán)境等通識課程也

2、開始進入中學課堂.那么，通識課程對學生的校園生活意味著什么呢？什么樣的課才算是好的通識課？廣度與深度可以兼得嗎？高考必修課壓力很大，通識課該不該受到重視？值不值得投入時間？理工科背景的通識教育怎么做？現在流行的數據科學與人工智能可以作為一門好的通識課嗎？一、什么是通識教育？我們先從高等教育說起.目前國內外許多著名院校都非常重視本科階段的通識教育.通識教育是通過給學生帶來完整的知識結構，以達到觸類旁通的目的.除了高等教育，通識教育在中小學基礎教育中也受到了越來越多的重視.基礎教育需要把更多的關注放在拓寬學生的視野、啟迪學生的責任上，從而激發(fā)學生的潛力，讓學生了解自我、探索自己生活的遠大目標，而不

3、是職業(yè)培養(yǎng).在基礎教育學習階段就應該有意識地開展通識教育的學習和培訓來作為大學通識教育之前的預熱，這一點已經開始成為一種共識.在古希臘出現了最早的所謂通識教育，指公民所應當具備的知識與能力，同時參與到公共生活,普通公民需要掌握哲學、邏輯學、語言、演講術、音樂、天文、數學等等.而現代社會繼承了這種通識教育的精神，參加過通識教育的公民在大學畢業(yè)后，除了具備自己的專業(yè)技能外，還具備完整的智慧能力.從基礎教育到高等教育，它們的初衷都不是將各類學科專業(yè)化以及找一份合適的工作，而是首先培養(yǎng)一個人，包括完整的人格和獨特的個性、開闊的視野、高遠的志向、創(chuàng)新的實踐，這些都是需要后天培養(yǎng)的，而通識教育的很大一部分

4、作用正在于此.二、通識教育的價值相比于知識點，通識課更側重于“思考點和實踐點，這三者之間是一個辯證統(tǒng)一的關系.思考和實踐是要以知識為載體的，把握其中的分寸是關鍵所在.例如，教師講足了知識點，學生則沒了思考的空間；或者知識點不足，卻直接上手實踐，走了許多不必要的彎路.通識教育強調以學為主導，老師負責努力激發(fā)學生的自學能力，幫助學生自覺地完成一系列與學習有關的活動，包括查找資料、獨立思考、表達觀點及辯護、開展實踐等.同時在實踐中培養(yǎng)學生的思考能力、語言能力，以及動手能力.而這需要老師有能力去調動學生全部的動力，讓學生自主學習與實踐.復旦大學哲學學院的孫向晨教授說過，通識踐行在理想層面上可分為三個層

5、次.1.培養(yǎng)健全的人無論是中國傳統(tǒng)文化，還是古羅馬的自由公民培養(yǎng)體系，都強調學以成人，成人并非能夠完全靠個人的發(fā)展，教育在其中有著舉足輕重的作用，因此，我們應該回歸教育的本原.相比于古時候以成人為目的的教育，現代大學教育更加重視研究，強化知識的探索，追求科學的發(fā)展.這使得現代大學在培養(yǎng)成人的層面上是不足的.將二者劃為同等重要的程度，是通識教育可以達到的2終身學習能力的養(yǎng)成以及跨學科思考能力的培養(yǎng)工作不僅僅需要學生的專業(yè)技能，同時還需要更全面的綜合能力，其實這需要在高等教育中就被很好地培養(yǎng).在現有的成熟的通識教育模塊中，通識教育不僅著眼于文學、歷史、哲學、藝術這幾類人文社科，通過對歷史的了解，利

6、用哲學培養(yǎng)反思和批判能力，使學生更好地理解世界及社會的運行規(guī)律，而且還努力拓展學生對于數、理、化、生以及信息世界的認識.廣闊的視野與培養(yǎng)完整的人格也是相互關聯(lián)的.從知識的角度與學術視野的層面來看，全面培養(yǎng)一個人的未來和一種終身學習的能力，都不一定是專業(yè)學習所能做到的，這就需要通識教育的存在.3.培養(yǎng)公民表達自我所必備的技能其除了包括本國以及外國語言的聽說讀寫，還包括計算(Computing)等現代基本技能，這是一種更為基礎的公民技藝.通識教育要緊緊抓住對人培養(yǎng)的核心，開闊學生的知識視野、培養(yǎng)學生終身學習的能力，同時教會學生掌握基本的公民表達技藝.而只有通識教育才可以達到這些目的.三、數據科學作

7、為一門通識課程現如今，在義務教育階段以及普通高等教育中通識課程都以人文社科為主，和科技相關的，尤其以信息技術為背景的好的通識課并不常見.然而，隨著大數據與人工智能時代的到來，作為信息文明的集大成者，數據科學是非常適合進行通識教育實踐的.繼云計算、物聯(lián)網之后，大數據成為IT行業(yè)中又一顛覆性的技術，其既是一類數據，還是一項技術，更是一種理念，每個人都應該或多或少地掌握.大數據背后的學科就是數據科學，而今天備受追捧的人工智能也正是建立在數據科學的基礎之上.因此可以認為，數據科學的理念與數據思維的方式已經成為人工智能時代人人都應該具備的基本常識.目前數據科學己經觸及到全部可以想到的學科和行業(yè)，除去互聯(lián)

8、網、金融、醫(yī)療，所有的理學，甚至連心理學、哲學都己經開始使用數據科學作為工具來進行深入研究.正因為這種思想，數據科學可以作為一門很好的通識實踐課程.對照上面提到的通識踐行的三個層次，我們可以看到：首先，數據思維有利于培養(yǎng)一個健全的人.一個健全的人，不僅需要重視傳統(tǒng)，更需要與時俱進.信息時代中最為重要的兩個，藝計算思維和數據思維己經成為大家的共識.巴黎圣母院戰(zhàn)爭與和平之類的小說和故事在全社會激起的是強烈的情感共鳴，和故事相比，數據僅代表客觀事實，且數據更多激發(fā)的是理性思考，就作為人類來講，實際上理性思考同感情的宣泄一樣重要，二者共同構建成一個健全的人.第二，數據科學通識教育有利于培養(yǎng)跨學科視野以

9、及終身學習能力.在目前這個愈來愈數字化的世界中，信息世界作為同樣重要的認知領域，從知識的角度來看，數據思維和數據實踐能力能夠很好地培養(yǎng)一個人的未來和一種終身學習的能力.而數據科學通識課程則可以很好地拓展學生對數字世界的認知.第三，數據思維有利于培養(yǎng)一個公民在社會上用來表達自我所必備的技能.數據驅動的思維方式，不應該僅限于計算科學家，更應該作為一項全人類應掌握和應用的基本技能，因此每一個人都應熱衷于數據思維的學習和應用.相對于將大數據看作是工具或是技術，它更可以被抽象的當作關于現實的新型的觀點或觀察方式，從而利用它來重新理解世界以及世界的發(fā)展方向.數據科學是重新思考世界的一種思維方式.舉一個例子

10、，比如汽車的使用.在現實廣告商的引導下，人們只能感性地認識到汽車是一個生活必需品.然而當拿出它的利用率只有4%這個數據時，你才能夠直觀的感受到它的不必需.可以理解的是，其實汽車買來大部分被停在地下車庫，而人們完全可以通過租車或共享汽車來完成這方面的需求，從而達到可持續(xù)發(fā)展的目的.除此之外，還有教育資源的浪費.如何優(yōu)化學習，使得所有學生得到公平的教育，這一直是教育工作者所研究的問題.然而，如果我們通過收集數據、進行分析，然后互相對比得到最優(yōu)的教學方式、教學模式，那么學習的效率就會大大提高.對于每一個課堂的每一個孩子，如果能夠實現大數據的分析，我們就可以克服這一方面的數據資源的浪費，而且我們還可以

11、通過教育大數據來改善學習過程.大數據時代: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，大數據時代最大的轉變就是，將對因果關系的研究轉向對相關關系的研究.換言之,人們并不需要知道為什么，只需要知道是什么.這其實是向人類的認知和與世界交流的方式提出了全新的挑戰(zhàn).數據思維相比于科學思維形成更早，它向來都是人類的一種思考模式.可以這樣說，數據思維在經過一定的鍛煉和演化后形成了科學思維，并出現了統(tǒng)計學這樣的應用學科.大數據背后的數據科學還是一個新的學科，是基于計算機科學、統(tǒng)計學、信息系統(tǒng)等學科對大數據世界的本質規(guī)律進行探索與認識的理論，甚至其還發(fā)展出新的理論，其研究數據是從產生與感知到分析與利用整個生命周期的本質規(guī)律而得到的，是