一、大数据诱发的教学思维变革
大数据以海量信息资源包裹受众，以特有的方式快速地改变着人们的思维方式及生活方式。被誉为“大数据时代的预言家”维克托·迈尔·舍恩伯格在其著作《大数据时代：生活、工作与思维的大变革》中指出大数据使得人类思维发生三个转变：“不是随机样本，而是全体数据”，“不是精确性，而是混杂性”，“不是因果关系，而是相关关系”。这种思维变革对人类的认知方式提出了全新的挑战，强烈地冲击着人类一直致力追求知识的确定性、探索知识确定性的原因的思维传统。在这种背景下，以传导关于知识的科学性、真实性、价值性等为根本的教育思维也会受到很大的影响。
这种思维转换改变了师生对知识确定性的认知。二十世纪以来，虽说知识翻倍的时间在不断缩短，人们在一定程度上仍然认为知识是有限的，即使个人不能穷尽这些知识，但是人类还是可以实现这一目标的。因为在小数据时代，人们对于知识的确证思维是基于随机抽样的小样本而假定把握了数据的整体样本，然后通过对小样本数据的精细化、精确化分析而确信所获得结论和知识的科学性、稳定性、自洽性等。于是，教学思维立足于知识世界是可控的，教学活动必须、也能够传授和学习人类已经确信的知识。然而，在大数据时代，这种情况正在发生改变。根据IDC（Internet Data Center）的调研，全球数据量大约每两年翻一番，2012年全球产生2.4ZB数据，相当于3万亿张DVD的容量，到2020年，数据还将增长14倍，达到40ZB。如此海量的信息，将每个人置身于数据海洋之中，极大地增加了人类穷尽所有知识的难度，甚至成为一件人类无法完成的任务，迅速地消解人类对知识有限性的感知。因为毫无疑问，大数据一方面快速地在已有知识基础上衍生新知识，另一方面按照统计规律分析大量的个别现象而发现新知识，“有时候甚至可以处理和某个特别现象相关的所有数据，而不再依赖于随机采样”，“适当忽略微观层面上的精确性”，从而迅速增大知识的数量及扩展知识的类型。在这种情形下，教学思维需要适度降低教育在科学性、真实性等方面所倡导的严格性，更好地适应知识世界的不可控性，让教学活动可以传授和学习更多人类来不及精准地确信而又由大数据所提供的总体样本所确信的知识，尤其是基本符合统计规律而人类却感觉结构不良的知识。
这种思维转换改变了师生确信知识存在的方式。追求“为什么”的思维是在数据非常有限的情况下，通过随机抽样以最少的数据获得最多的信息，采取归纳法及演绎法而精准地确信知识存在，再通过探寻“为什么”而确信知识存在的合理性，尤其是在发现了确切的因果关系的情形下人类就更加有充分的理由确信知识存在。相应地，追求“为什么”的教学思维就是为了提供给学生准确的、确信的、永恒的、正确的知识，致力于发现教学内容的结构完整性、要素之间的因果性逻辑关系，从而让学生确信知识存在的无限合理性。而追求“是什么”的思维是在大数据、甚至海量数据的情形下，不再依赖于随机抽样而保证数据来源的广泛性，而是直接依赖于全体数据，甚至还可以依赖与个别现象相关的全体数据。而且数据的极度丰富性让人类不一定非得追求知识的精确性，而是快捷高效地发现数据之间的关联性，按照“所见即所得”的方式准确地预测事件发生的可能性。快速更新的“是什么”在某种程度上代偿了“为什么”在确信知识存在上的功能，主要基于时间的推移，参照连绵不断的“是什么”对事件发展趋势的预测效果，通过不断调整、完善“是什么”而保证“是什么”的准确性与正确性。因此，追求“是什么”的教学思维主要是追求“是什么”与“是什么”之间的关系，快速涌来的“是什么”使得“是什么”之间的关系变得异常复杂，师生已经很难有足够的时间和精力去探究全部的“是什么”及其它们之间关系存在的“为什么”。于是，教学活动不能完全地依赖探究“为什么”，让学生建构起对所有知识体系的确信。在一定范围内，教学活动可以适当地减少与学生思维水平不相符的“为什么”，或者学生来不及思考的“为什么”，让学生随着时间的推移、根据连绵不断的“是什么”而合理地建构和确认自己的知识体系，也为自己的知识体系的未来调整与扩展留下一定的开放空间。如将教学内容以问题形式或是主题形式呈现，提供丰富的数据信息，让每个学生根据自己的习惯和立场，选择与问题或主题相关的数据及并发现他们之间的关联性，从而实现个性化学习。通过学生主动接受教学内容和自我创生教学资源，让学生见证和经历了知识产生的过程，自己确信知识存在，有利于学生理解自己与知识之间的深刻意义，激发学生的学习兴趣，引导学生由被动学习转向主动学习。
二、大数据诱发的教学结构变革
在世纪之交，“信息技术与课程整合”作为技术驱动教育变革的方式，试图通过教育信息化推动教育现代化。但是信息技术在教育领域的应用成效非常不显著，对教学活动的影响也是非常表层的。究其原因，信息技术以嫁接和嵌入的方式进入教学活动，作为一种教学手段，可以被选用，也可以不被选用，从而游离于教学活动，无法有效地推动教学变革。而且在这一段时间里，以多媒体和互联网为核心的信息技术实际上主要改变了信息的存储方式与传输方式，再加上这些方式还没有完全惠及每一个人，使得教学活动仍然可以在教师的主导下在教室里独立运行。因此，信息技术难以有效地触动教学活动的基本结构和核心要素。
当信息技术的发展重心从技术设备构建转向数据信息生产，信息技术从本质上改变人类的知识图景，彻底消弭了知识生产者和知识消费者之间的清晰界限，使得每一个人都成为一个知识的生产者和消费者，改变了知识消费者与数据之间的排斥性，实现了人与数据的友好融合。于是，信息技术就不仅仅是以工具形式出现，被作为一种纯粹的教学手段，而是以其驱动人类制造的大数据作为教育的信息基础，改变了“我要学习知识”的教育信条，将人人创新知识这一理念深深地植入教育活动，促进信息技术与教育活动的深度融合，“实现教育系统的结构性变革”，从而也驱动教学活动的结构性变革。
教学目标作为教学活动的出发点，确定着教学活动的功能，根据“结构决定功能”的原理，以教学目标确定的教学功能有时在一定程度上倒逼教学活动的结构变革。教学目标的改变会或多或少地驱动教学结构变革。教学目标是全面发展教育目的与教学具体实践、特别是特殊价值功能相结合的产物。这表明作为尚未达到与现代社会的现代性同等高度的一种非本质现象，大数据不能改变由现代性基本确定的全面发展教育目的所界定的教学目标的本质，但是也深刻地影响着教学目标。大数据将人类置入无法计数、类型繁多的数据信息和数据知识之中，使得人类已经长期面临的“生有崖而学无崖”的认知矛盾更加突出，任何个人甚至人类无力理解和掌握极速增加的知识。这迫使人类必须有选择地学习整个人类知识体系中最为基础的知识，理解大数据背景下知识体系的基本图景，根据需要有效地选用各种知识。因而，有必要审视三维课程目标所决定的三维教学目标，首当其冲的是，立足“知识与技能”这一目标维度而审视“双基”教学目标。“双基”包含两层意思：一是普遍性与适应性最广、且有发生性功能的基础知识与技能，如基本学科、基本概念、基本原则、基本联系、读写算的基本技能等；二是知识是基础，是智力、能力、道德、态度、情感等培养、形成和发展的基础。当有效地掌握了基础知识、基本结构及基本技能，通过知识迁移，学生可以创造性地运用大数据所提供的数据信息和数据知识来解决问题，并在此过程中潜在地促进道德、态度、情感等目标的实现。教学目标的结构性调整有利于教学活动在功能上让学生避免成为大数据的附庸，有效地抓住大数据的“牛鼻子”，化解数据信息和数据知识的极速膨胀所带来的新的课业负担，分享数据财富而促进自身的发展。
教学目标是教学活动的出发点和着力点，对教学活动的结构及过程具有重要影响。正是大数据诱导下教学目标实现调整，相应地教学活动会发生某种程度的结构性变革，教学要素的地位、作用及其之间的关系也会发生重大转变。大数据影响教学活动的基本路线大致是最初丰富了数据信息，学生利用信息终端获取与教学内容相关的信息资源，从而加深了对原有的教学内容及教学活动的怀疑度，在此情形下倒逼教学活动作出变革。因此此处遵照这一基本顺序来分析教学活动的结构性变革。
首先，大数据极大地丰富教学内容。教学内容不在局限于小数据时代的课程和教材，而是包含了以互联网为载体的海量数据信息和数据知识。后者作为一种教学资源，如最近兴起的云课程，“建立在云技术(云计算)、智能移动等新技术基础上的新课程形态”“,较好地概括诸如视频共享课、网络课程、数字教材、虚拟课堂、远程同步教学、学科资源中心、数字化学校等信息技术所带来的课程与教学的形式变化”。这种教学资源已经不在是传统意义上的教辅，已经成为教学内容的一个非常重要的组成部分，对课程和教材所具有的知识经典地位构成极大的威胁。在此种情形下，课程和教材需要根据教学目标回归基础的要求，有意识地剔除相对陈旧的知识和过于凌乱的“知识碎片”，着重表述学科的基本概念、基本结构、基本方法等，更要清晰地阐明大数据的基本图景、基本架构等。
其次，大数据极大地拓展教学时空。学生可以在任何地方使用信息终端从大数据库中获取自己所需要的信息，这使得原来封闭的教室再也无法成为封装教学信息的闭合空间，变成无限广阔的聚合教学信息的开放空间。即使当下有些学校在课堂上禁止学生使用各种类型的信息终端，但是在课后学生还是可以无限扩展课堂空间，轻松地获取与教学内容相关的数据信息和数据知识。正是由于教学空间被极大地改变和拓展，学生可以根据意义建构的需要在任何时候将相关的知识和数据整合在一起，从而打破了遵照知识发生发展的逻辑进程及出现顺序而展开的教学过程，这在一定程度上改变了教学时间的线性特征。而且，信息技术改变了人类的时空结构，使得任何学习者获取知识不再局限于学校教育阶段，拓展和延伸了学习空间，为非正式学习提供了环境。作为信息技术的核心，大数据正极速改变着教学时空。当下正在流行的翻转课堂颠倒了学生学习的传统教学时空顺序，而微课在一定程度上根据微型教学主题的需求而切割40分钟的教学时间，这些恰恰是在大数据背景下所产生的教学资源库提供了必要的信息支撑。
再次，大数据有效地凸显学习方式。教学活动将更多地倾向共享大数据，更加有利于师生运用大数据进行自主教学、合作教学、探究教学等，让教学方法的选用标准从关注教师的教更多地转向围绕学生的学。对于以互联网为核心的信息技术物质环境丰富而可资利用的信息资源很少或没有的不对称状况，大数据的运用正在改变这种现状，使得信息技术真正具有改变教学活动的可能性和现实性，将教学媒体从适应教师的教的外在式点缀或某些教学工具的替代品转化成为学生的必不可少的学习工具和认知工具，极大地延伸了学生的认知世界的感官。
最后，大数据赋予教学主体丰富内涵。在小数据时代，教师拥有所教学科的大多数知识，在相对封闭的教学活动中作为绝对主宰。而在大数据时代，教师作为知识绝对占有者的角色正被解构，尤其在教师的知识结构相对固化的情形下，教师所拥有的知识相对较为陈旧，不能有效地追踪学科知识发展的前沿，这种情况更为明显。教师更多地作为教学活动的引导者，学生理解知识的促进者，学生养成良好情感的培育者。而学生作为学习主体的地位将进一步被彰显，可以在任何时候通过大数据验证和完善教师所教知识的正确性和丰富性。在这种情形下，教师在掌握知识、获取信息等方面的能力可能远不如学生，教师先知于学生的传统观念将被颠覆，教师先知于学生的可能只剩下因教师先于学生出生、拥有丰富的生活经验等而比学生成熟的、更为严密的思维方式。在一定程度上，“主导-主体”的师生关系将被调整为“主体-主导”的生师关系，教师走下高高在上的讲台，在与学生进行教学对话的过程中实现自身的“教学相长”，而学生也在这一过程中实现自主的意义建构。
正是因为教师的传授功能被弱化、对教学活动的掌控感降低、教学时空被泛化等，而学生的自主学习能力加强、对教学活动的质疑增加、教学时空被拓展等，教学主体与教学内容、教学时空等的主客体关系就不再界限清晰。当教学主体在无限次选用大数据的过程中，大数据可以将教学主体所偏好的教学方式、所喜欢的教学内容、所依赖的教学时空等数字化，并将这些数据信息整合，建构出教学主体的数字化“副本”，即产生一个虚拟的教学主体，在特定情景中甚至可以替代真实的教学主体实现某些“教学行为”。这使得教学活动之中的主客体关系变成主客体交融的样态。
三、大数据诱发的教学方式变革
大数据使得教学思维从追问“为什么”到探寻“是什么”，改变了师生对知识确定性的认知及确信知识存在的认知。大数据也使得教学目标回归基础知识与基本结构，并在此基础上改变了教学结构。大数据与大数据改变的教学思维和教学结构，共同对教学方式产生极大影响。教学方式作为教学活动方式，是教学活动在实践层面的方法论，规范着教学过程得以展开的立场、依据、标准等，涉及到教学方法、教学策略、教学手段等。显然，大数据透过教学活动的思维及结构，深刻地影响着教学在实践层面的方法论及其具体的方式方法。
首先，大数据影响师生生成意义的方式。大数据极大地支撑和强化了互联网的共享特性，进一步弱化了特定的组织或个人对特定数据信息和数据知识所拥有的、已经比较微弱的专属性，可以采用云计算等技术手段分析与某些零散的现象而得到特定的数据信息和数据知识，并可以将它们以不同的呈现形式、在不同的网络节点、经过不同的人或组织在互联网中即时发布。这使得任何人可以在大数据中找到自己所需要的数据信息和数据知识成为可能。受此影响，教师与学生均作为学习主体，根据教学主题在大数据中随时提取所需的数据信息和数据知识，基于自己对教学主题的特定理解而实现对教学内容的自我意义建构，从而使得教学活动成为教师与学生通过交流各自所理解和建构的知识及观念，在认识的碰撞、甚至冲突中共同达成某种程度的意义一致性的过程。显然，这在一定程度上压缩了以讲授法为核心的授受式教学方式方法的适用范围，非常有利于采取自主、合作、探究等教学方式方法，凸显学生的学习主体性，提升学生学习的自主性。
其次，大数据影响师生创生文化的方式。大数据将知识的接受者和生产者统合为一体，让每一个人可以发现并接受所需的知识与信息，而这些关于特定教学主题的知识与信息具有鲜明的丰富性和综合性，有利于极大地压缩每一个人整合信息的过程，增大创生知识的可能性。这使得教师和学生在发现、接受、学习人类已有知识的时候，可以有效地对知识与信息进行认识与评价、关联与组合、发现与创生，从而提供新的信息、甚至发现新的知识。在这一层面上，教学活动不但是一种传承人类文化的过程，而且也是一个创生文化的过程。这要求教学活动不是为了保存人类已经拥有的知识数据，而是让师生打破知识的继承与创生的界限而生成新的知识数据，注重激发学生的创新精神和创新能力，促使学生发现自己对于人类文化发展的作用和价值。同时，这有利于提高学生对大数据的基本架构的熟悉度，让学生理解大数据的基本图景，通过迁移知识结构和法则而解决新的问题、甚至构建新型的知识结构和法则。
再次，大数据影响师生数字化生存的方式。由于大数据的价值密度低，提纯就是必须的环节，通过收集海量信息，利用分析工具深度挖据有价值的数据信息和数据知识。因为随着数据的不断增长，“数据垃圾”不断增长，成为扰乱人类数据认知能力、分析能力和应用能力的“数据困惑”。而且大量的数据是通过简单的复制和转述而产生的，在本质上并没有增加数据，却放大了数据的冗余度，这显著地增加了人类掌握和运用大数据的负担。对此，教学活动要有效地提纯大数据，去伪存真。教师与学生要学会依据教学主题鉴别大数据的真伪，剔除大数据中的冗余信息，保留大数据中合理的、真实的信息。教师和学生还要学会利用云技术等分析工具深度挖掘数据信息，获得有教育价值的数据知识，并在此过程中培育选择、分析、运用大数据的能力。因此，教师与学生不能仅仅将教学媒体作为搜索数据信息的工具，更不能只是将教学媒体作为制造数据垃圾的工具。而是要让教学媒体成为更新教师和学生的数据认知能力、分析能力和应用能力的有力助手，改变教师和学生在“被大数据”中痛苦生存状态，提升教师和学生的数字化生存能力。
此外，大数据影响师生更新知识的方式。大数据具有“所见即所得”的特征，数据的处理快速高效，数据分析的结果更新非常快。这要求教学活动改变传统“以不变应万变”的方式，跟上大数据时代知识更新的速度，随时挖据大数据中有教育价值的信息，动态更新教学内容，保证教学内容的时代性、新颖性，至少不要让学生感觉教学内容太陈旧而提不起学习兴趣。大数据强烈冲击着教学活动，深刻地改变教学思维，整体地调整教学结构，独特地影响教学方式，从而为大数据与教学活动的深度融合提供了必要的前提，在一定程度上打通了信息技术与教育活动的深度融合的重要关节，有力地推动着教育信息化和教育现代化。
