大數據(Big Data)改變未來教育樣貌的三種可能

大數據(Big Data)改變未來教育樣貌的三種可能

我們想讓你知道的是

Photo Credit:  Kevin Krejci  CC BY 2.0

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「每十年,總是有極少數的書,能改變你看待一切的方式。」這是哈佛法學院教授對十分暢銷的商業科技書《大數據》的書評,也宣示了一個新的、資料主宰世代的興起。隨著網路的普及和雲端運算的熱門發展,巨量資料(Big Data,與大數據同義)的取得與分析為人們帶來新的思維,顛覆了許多領域的理解與運作模式,從電子商務、社交生活、公共行政、健康醫療、到教育學習都是。

這個從資料探勘(Data Mining)延伸出來的概念,現在重視的不在於分析技術的進步,而是在大量資料本身所蘊含的資訊,以及提供人們對於各種現象新的解讀方式及預測能力。「樣本=母體」的時代不僅突破了傳統統計學在取樣以及分析上的侷限,資料展現的「相關性」(非拘泥於直接的「因果關係」)經常帶來意想不到,但十分符合邏輯,且有用的發現。

例如從Google的搜尋紀錄能掌握流感傳染的即時狀況;從顧客購買的物件分析,能推測顧客的個人狀況(例如已經懷孕);從天候及機場航程資料,能預測機票價格的變化;從手機訊號的聚集,能查知交通的狀況;從住房相關資料的分析,能篩選出高火災危險的住宅等等。大量資料潛藏的寶貴訊息,因為新的分析思維及技術,逐步釋放出來。

在教育及學習領域,這幾年也因為線上學習(例如付費或開放的網路課程/MOOCs/微課程等)及行動學習(例如電子書包)的推廣,不只課內課外的教學模式有了許多變革,從學生和老師的教學應用和行為中,也抓取了許多學習相關的數位化資料,我們應該逐漸運用大數據的觀念,來進一步探究教育資料裡潛藏的訊息,同時更為發揮數位教育的特性與價值。

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我嘗試從三個方面描繪大數據在教學中可能的發展及應用,涵蓋了正式及非正式的教學體系,希望能刺激大家更多發想:

1. 學習歷程的紀錄與分析

學生每一個學習動作,包括上課、讀書、寫筆記、做作業、考試、發臉書、進行實驗、討論問題等等,無不可以轉化為資料,作為紀錄。特別是當學生大量使用電腦、網路,以及行動裝置進行學習時,龐大的數位化紀錄將成為學生學習歷程重要的資料庫。

這樣的學習歷程資料庫在有系統的管理及分析下,能提供學習者以及指導者(老師或家長)十分有用的資訊。例如風行全球的可汗學院平台,能記錄學生學習的確切時間、在一個課程或一個問題上所花的時間、在同一種類型的題目答錯幾題後才正確(通常要求也要連續答對幾題)、在學習地圖上的發展軌跡等等,都十分個人化以及有效。

另外的系統(例如史丹佛大學的Coursera)有互動及群組學習的功能,能紀錄學生提問的次數、參與討論的細節,學生互評的內容等等,經常也能在這個基礎上,對學生的學習行為進行適當的評價與誘導。

這些多面向的學習數據,能持續累積,跟著一個學生從一次學習到另一次學習,不僅可做為老師評量學生學習成效的重要參考,也可做為學生自我量化/自主學習的管理基礎,相當有用。

2. 教學歷程的紀錄與分析

老師的一言一行,從課堂教課、出考題、改考卷、引導討論、回答學生問題、進行個別輔導等等,也都可留下重要且值得分析的數據。過去在標準化的課程內容及模式下,每個老師因為經驗及能力的不同,要維持整齊的授課品質一直都是個挑戰,在偏鄉地區這樣的問題更為嚴重。未來若是想發展到「翻轉課堂」式的引導教學,對於老師能力的考驗更大。

(推薦閱讀:上課不再打哈欠 用這四種方式一起「翻轉教室」

除了體制上在老師的養成以及培訓上需要有更好的投資外,蒐集及運用老師教學的種種數據,交叉比對學生的學習以及考試紀錄,能提供教育管理者及一線老師許多有用的資訊。比如說老師在學習平台上改考卷,提供評語的方式(文字語意、回應次數、內容的型態等等),通常與學生改進學習的成效十分相關,利用大數據的分析模型,我們很有可能可以發掘出一些最佳的評價組合,避免一些會造成較無效或負面學習的舉措,整體增加老師輔導學生的能力。

另外老師在製作教案以及考卷的時候,若能擷取及參考同類教學者的資料(不只是直接copy內容,而是針對這類學習者,過去教學所累積的數據分析得來的重點,例如哪裡或什麼樣的微課程影片最受歡迎),便能更有效的根據她授課的環境與需求來設計。這些數據分門別類,但未來都將垂手可得,成為認真老師的得力助手。

3. 評量考試的紀錄與分析

數位化(多半是網路式)的評量系統已經有許多成功的理論與實作,能替個別學生,特定班級以及族群(例如全台北市)做各個面向的統計與分析。比如說知識點串連題目,能讓老師在測驗後即時得知學生掌握某一概念的程度;或是根據不同學生程度,動態提供不同難度考題的適應化測驗(Adaptive Testing,or Practicing),能增加學生評量及練習的多樣性與有效性。這些評量模式,目前透過更多經由電腦裝置的操作與紀錄,逐漸形成更能分析的大數據。

我所期望的是上述大量的測驗紀錄,搭配更細緻的學生背景以及操作細節,能觀測到不同學生族群在學習上更多的相關的元素,以及改善的機會。舉例來說,我們可能發現在英語考試中,來自特定地區(操特定方言)的學生,對於某一種發音類別理解有困難。過去這種資料很難取得,現在只要把學生的考試錄音結合語音評價系統,再交叉分析學生的各種特質,就可能產生許多洞見。


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城鄉均好、全民均享的理想生活,就用科技來實現吧——你需要的健康照護服務,現正上線中

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photo credit:先進醫資AdvMeds

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後疫情時代,零接觸服務的需求,使得智慧科技的角色愈發重要,智慧城鄉計畫與先進醫資共同推動人工智慧影像辨識技術,擴大既有的共照雲服務,協助民眾獲知疫情訊息,為民眾建立個人自主健康照護服務。

在科技不斷進步的過程中,許多過去不存在的工具,到今日已成為現實。2008年「智慧地球」的概念出現後,全球便開始推動智慧城市的發展。臺灣向來以科技之島自居,自然也不例外。在政府多年來力求數位轉型的政策下,臺灣進入了「智慧城鄉」的時代;所謂智慧城鄉,是運用大數據、物聯網、AI人工智慧等科技,串連市民、產業與地方,以創新的方式讓彼此有效溝通,並針對地方的特色和需求提供客製化服務,進而改善人民的生活品質。

把問題當作燃料,用科技強化服務力

然而,城鄉發展必然會有不均的問題,藉由科技介入、釐清現實痛點的立意雖良善,卻也無法忽視城鄉間的數位落差。在偏鄉地區因為人口流失、高齡化、科技產品使用率較城市低,數位化的腳步自然較為緩慢,向來是各項服務設施鞭長莫及之處。

先進醫資從2018年開始,在經濟部工業局「普及智慧城鄉生活應用計畫」的支持下,在高雄、屏東與澎湖發展「雄健康打造智慧樂活社區共照應用服務」(以下簡稱「雄健康」)。當時總經理黃兆聖就非常清楚,首先要解決的就是資源不足、人力不足、缺乏回饋三大問題,而數位化、智慧科技等創新力量,正好可以有效的連結偏鄉生活需求與痛點,讓在地化、客製化的服務與設施,全面提升民眾的醫療照護品質。

用最體貼的科技,讓照護範圍沒有邊界

「雄健康」計畫的目標,是在衛生所、醫療院所、長照據點、社區活動中心及商業通路等多元化的據點,設立「智慧健康照護站」,提供血壓機、血氧機、血糖機等生理量測設備的整合服務,同時還支援多種身分識別登入、數據隨身、遠距諮詢、銀髮族健康管理量表等功能,讓市民可以依自己習慣的生活圈,就近接受基礎的照護服務,並且養成定期自主量測的習慣。這些健康紀錄將會上傳雲端、整合數據,不只可以將結果傳送給自己作為提醒,在民眾實際就診時,也能成為醫生評斷的參考,協助醫護人員及早發現異常或是調整用藥,大幅降低醫療資源及人力不足的問題。

同樣對提升醫療資源與人力應用效率有幫助的還包括「雄健康」計畫中的客服機器人腳本。這個功能是針對不同客戶需求,開發多達50種服務的腳本客服機器人,用來即時解決民眾常見的健康問題。只要民眾對自己的健康狀況有疑慮,就可以詢問線上客服機器人,並獲得最初步的協助。最重要的是,這個客服機器人以國人常用的社交軟體LINE作為平台。有鑒於LINE的普及率高,使用者無需重新下載及適應新軟體,對年長者來說更是友善,使用意願便明顯提高,如此一來,為民眾所建立的個人自主健康照護服務,就這樣一步一步地建立起來了。

立基於「雄健康」在高屏地區和澎湖的發展十分順利,2021年開始便積極與臺南、臺中、高雄、屏東、金門地方政府合作,務求達到更深入、體貼的服務,發展出獨特的「健康共照雲」系統。

靈活因應疫情變化,滾動式修正共照雲服務

原本是為了打造數位醫療照護服務而發展的共照雲,參考了「雄健康」所建立的數位化照護服務內容,同樣使用LINE作為平台,目標同樣是為了解決偏鄉資源和人力不足的問題。沒想到今年五月,在傳染力更為強大的Omicron變異株的肆虐下,疫情擴散迅速,臺南市共照雲的發展也臨危受命,在短短五天之內將服務上線,主要協助民眾獲知疫情訊息、確認自身狀況,另外也提供下載居家隔離單、施打疫苗、申請補助等服務內容。在疫情猛烈的攻勢下,共照雲成為市府、醫療院所與民眾溝通、解惑的最佳橋樑,甚至做到AI快篩辨識服務,協助許多臺南偏鄉地區的民眾不需冒險接觸人群,線上就可以判斷是否確診,後續再由醫療人員介入協助,減少很多不必要的擔心和移動。

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photo credit:智慧城鄉計畫
臺南市衛生局長許以霖與先進醫資總經理黃兆聖。

同時,客服機器人,也在疫情期間提供了最佳輔助。在衛生局、先進醫資和醫療院所的共同努力之下,不斷地優化、精進客服機器人腳本。無論市民為確診者、居隔者、密切接觸者⋯⋯盡可能讓每一個人都能在機器人的服務中,找到問題的解答。臺南市衛生局長許以霖表示:「對抗疫情,臺南市的目標很明確,就是要讓就診人數維持在醫療量能之下。客服機器人的出現,減輕了醫護人員疲於接電話、回答民眾問題的瑣碎流程,更能專心在照顧中、重症患者,在疫情大爆發期間不至於崩潰,如此才能真正守住所有市民的健康。」

當然,疫情是一時的,市民的健康才是長久的,「健康共照雲」的目標,是希望可以透過民眾健康紀錄的數據化,成為日常自主照護的重要幫手。下一步,先進醫資希望能跨縣市留存健康資料,成為全國性的第一線照護服務。而這些數據,都將成為中央和地方政府參考的基準,以便未來做到精準打造各縣市的特色照護服務。

以人為本,發展城鄉均好的未來

在2025年即將邁入超高齡社會的前提下,如何幫助國人健康、安心地迎向老年,已是國家與全民必須面對的重大課題。與此同時,臺灣也是一個充滿創新能量、技術發展快速的地方,所以過去所面臨的困難,今日已可以透過科技來解決。

「智慧城鄉計畫」從2018年起,持續針對地方需求,鼓勵業者提出新興解決方案,在推動健康領域方面,不僅是智慧照護,包含遠距醫療、健康量測、智慧運動以及登革熱防治等,都秉持著以人為本的初心,以科技的力量來照顧臺灣這片土地上的每一個人,透過政府和企業攜手合作,協助地方數位轉型,並降低城鄉之間的落差,共同建立一個城鄉均好、全民均享的理想未來。

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