學(xué)習(xí)分析技術(shù)在未來教育中的應(yīng)用

1、學(xué)習(xí)分析技術(shù)在未來教育中的應(yīng)用摘要：隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展， 各種用來支持學(xué)習(xí)的技術(shù)系統(tǒng)每天都在 搜集大量與學(xué)習(xí)者有關(guān)的數(shù)據(jù)，將這些收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理 后，高效地運用在教育教學(xué)過程中， 對提高我國的教育教學(xué)水平有著 重要意義。 對學(xué)習(xí)分析的定義進(jìn)行了解析， 并針對國內(nèi)外高校運用學(xué) 習(xí)分析技術(shù)的現(xiàn)狀， 提出了學(xué)習(xí)分析在我國的未來發(fā)展前景以及所要 面對的挑戰(zhàn)。關(guān)鍵詞：學(xué)習(xí)分析；學(xué)習(xí)分析技術(shù)；數(shù)據(jù)挖掘0 引言 自從“學(xué)習(xí)分析”這一理念被提出后，在教育界里就引起了很大 反響。美國新媒體聯(lián)盟與美國高校教育信息化協(xié)會合作的 “地平線項 目”在 2010和 2011兩年的年度報告中均預(yù)測學(xué)習(xí)分析技術(shù)將在未

2、來 的四到五年內(nèi)成為主流 1 。英國開放大學(xué)知識媒體研究所 2011 和 2012 年連續(xù)推出了 社會學(xué)習(xí)分析報告 ( Social Learning Analytics) 和學(xué)習(xí)分析現(xiàn)狀報告 ( The State of Learning Analytics in 2012： A Review and Future Challenges)2 。2011 年，以加拿大阿塞巴斯卡大 學(xué)的 G.Siemens 教授為主要召集人的學(xué)習(xí)分析學(xué)會( The Society for Learning Analytics， SoLAR )在第一屆學(xué)習(xí)與知識分析大會中將學(xué) 習(xí)分析定義為：測量、收集、分析、報告

3、學(xué)習(xí)者及其學(xué)習(xí)情境的相關(guān) 數(shù)據(jù)，以促進(jìn)對學(xué)習(xí)過程的理解， 并對學(xué)習(xí)及其發(fā)生的環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化 3 。著名的地平線報告在 2012 版中將學(xué)習(xí)分析定義為：通過 收集來自學(xué)生的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析， 從而對其學(xué)術(shù)表現(xiàn)進(jìn)行評價和預(yù) 測，并發(fā)現(xiàn)潛在的問題 4 。通過以上有關(guān)定義可以看出，學(xué)習(xí)分析 是利用學(xué)習(xí)分析技術(shù)，對學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)活動的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和建 模，對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行評估，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)中潛在的問題， 并對學(xué)習(xí)者行為進(jìn)行預(yù)測。學(xué)習(xí)分析技術(shù)在國內(nèi)外高校中的應(yīng)用 國外學(xué)科中，搜集的大量數(shù)據(jù)越來越成為重要的教育教學(xué)資源。 這樣的數(shù)據(jù)可以提供可視化或者非可視化的相關(guān)指標(biāo)。 研究人員通過 對這些指標(biāo)的分析

4、， 可以發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)狀況， 以此作為基礎(chǔ)為使 用者提供建議項目。澳大利亞臥龍崗大學(xué)( University of Wollongong )的研究人員則 運用“社會網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性教學(xué)實踐”應(yīng)用軟件SNAPP( SocialNetworks Adapting Pedagogical Practice)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。這種軟件可 以幫助用戶直觀了解學(xué)習(xí)者在論壇的發(fā)帖和回復(fù)情況， 通過直觀跟蹤 論壇交流內(nèi)容， 教師可以快速判斷用戶的行為模式， 覆蓋課程進(jìn)度的 任何階段。通過分析發(fā)帖者、回復(fù)對象、討論話題以及話題范圍， SNAPP 可以對數(shù)據(jù)加以分析并以社會網(wǎng)絡(luò)圖的形式呈現(xiàn)分析結(jié)果， 進(jìn)而對學(xué)業(yè)面臨風(fēng)險的

5、學(xué)習(xí)者進(jìn)行識別。美國普渡大學(xué)的信號燈系統(tǒng)在提高學(xué)生學(xué)業(yè)成績方面也有很大 幫助。這種信號燈系統(tǒng)運用了預(yù)測模型與“黑板視野( Blackboard Vista)”軟件共同提供的數(shù)據(jù)，對學(xué)習(xí)者的學(xué)業(yè)進(jìn)展情況進(jìn)行實時分 析，當(dāng)學(xué)習(xí)者的學(xué)業(yè)成績處于邊緣風(fēng)險狀況時， 信號燈系統(tǒng)就會發(fā)揮 其功能，指導(dǎo)學(xué)習(xí)者相應(yīng)地提高課程學(xué)習(xí)。 由于這種系統(tǒng)實時反饋性 很強，所以對教師和學(xué)習(xí)者幫助很大。通過運用學(xué)習(xí)分析技術(shù)來提高學(xué)習(xí)者成績的學(xué)校還有很多。 像德 雷塞爾大學(xué)( Drexel University )收集數(shù)據(jù)的方法是采用在線教學(xué)管 理系統(tǒng)的“視野之星報告(Vista Star Report”，進(jìn)而對學(xué)習(xí)者的在線

6、學(xué)習(xí)時間、登錄次數(shù)、下載量等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集評估。北卡羅來納 州立大學(xué)(North Carolina State University)也是運用學(xué)習(xí)分析技術(shù)對 學(xué)校已有的學(xué)生信息以及針對學(xué)習(xí)者進(jìn)行問卷調(diào)查等形式獲得的數(shù) 據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析后，預(yù)測學(xué)習(xí)者在第一學(xué)期的學(xué)習(xí)成績。在我國值得一提的是由浙江溫嶺市中學(xué)信息技術(shù)教師開發(fā)的一款信息技術(shù)教學(xué)輔助平臺一一ITtools3.0。這一教學(xué)輔助平臺從 2005 年起著手研發(fā)， 期間經(jīng)歷了幾個版本， 直到 2011年 5月才初步完成， 目前還在不斷改進(jìn)和完善。 這一信息技術(shù)教學(xué)輔助平臺目前已經(jīng)被我 國多所學(xué)校使用，如大連海灣高中、浙江省湖州五中、浙江省海鹽第

7、 二高級中學(xué)、 廣州宜州一中以及浙江省義烏市實驗小學(xué)等。 針對現(xiàn)在 機房對機器的特殊保護(hù)，不允許學(xué)生對計算機進(jìn)行改寫，所以，每當(dāng) 學(xué)生對計算機進(jìn)行相關(guān)學(xué)習(xí)任務(wù)的操作后， 再重新啟動計算機， 以前 的學(xué)習(xí)記錄就會消失， 信息技術(shù)教學(xué)輔助平臺的展示模塊解決了這一 令人無奈的問題。 該模塊可以對教師和學(xué)生的所有操作進(jìn)行記錄， 其 強大的查詢和展示功能對于學(xué)生來說， 不僅可以隨時查閱自己的學(xué)習(xí) 成果，對其他同學(xué)發(fā)布的學(xué)習(xí)作品也可進(jìn)行查詢， 大大提高了學(xué)生自 主學(xué)習(xí)的能力；對于教師來說，通過這一平臺對記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，教師針對分析結(jié)果， 可以即時調(diào)整自己的教學(xué)方式和方法， 從而提高 教學(xué)效果。學(xué)習(xí)分析

8、技術(shù)的未來發(fā)展前景向教師、學(xué)生及課程管理人員及時反饋 相關(guān)系統(tǒng)在搜集大量的數(shù)據(jù)后利用學(xué)習(xí)分析技術(shù)進(jìn)行分析， 將分 析結(jié)果及時反饋給教師、 學(xué)生及課程管理人員尤為必要。 利用學(xué)習(xí)分 析技術(shù)及其相關(guān)分析工具， 教師可獲得有關(guān)學(xué)生的學(xué)習(xí)績效、 學(xué)習(xí)過 程以及學(xué)習(xí)環(huán)境的信息。這些信息可以為教師改進(jìn)教學(xué)提供依據(jù) 5 。 不僅使教師能夠及時調(diào)整自己的教學(xué)策略，優(yōu)化自己的教育教學(xué)過 程，而且使學(xué)生能夠及時發(fā)現(xiàn)自己的不良學(xué)習(xí)行為，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。 通過對學(xué)習(xí)者活動數(shù)據(jù)的統(tǒng)計， 課程管理人員可以及時修訂課程， 發(fā) 現(xiàn)哪些學(xué)習(xí)資源是學(xué)習(xí)者經(jīng)常關(guān)注的， 哪些學(xué)習(xí)資源是學(xué)習(xí)者根本不 關(guān)心的，對于學(xué)習(xí)者比較感興趣的學(xué)習(xí)資

9、源加以豐富， 對于學(xué)習(xí)者不 感興趣的資源進(jìn)行刪除，以此來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)空間。 2.2 推薦相關(guān)學(xué)習(xí)資 源有關(guān)學(xué)習(xí)的推薦系統(tǒng)近年來獲得了越來越多的關(guān)注， 這些系統(tǒng)分 析了學(xué)習(xí)者的數(shù)據(jù)，通過統(tǒng)計學(xué)習(xí)者有關(guān)下載、標(biāo)注、觀看、閱讀等 行為頻次， 研究人員在比較分析后將學(xué)習(xí)者進(jìn)行分類， 最后將學(xué)習(xí)者 分等級來獲得課程， 并為學(xué)習(xí)者推薦合適的學(xué)習(xí)資源， 例如推薦學(xué)習(xí) 者選擇初級、 中級還是高級課程。 通過這一系統(tǒng)可以使學(xué)習(xí)者在有限 的時間內(nèi)提高自身的學(xué)習(xí)效率，另外還可以提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣。2.3 優(yōu)化社會學(xué)習(xí)環(huán)境在技術(shù)提高學(xué)習(xí)這一環(huán)境下， 學(xué)習(xí)者彼此之間的交互是如何學(xué)習(xí) 的一個核心部分。 在計算機支持的協(xié)作學(xué)

10、習(xí)中， 許多研究已經(jīng)集中到 了對網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)者的分析上。 相關(guān)的學(xué)習(xí)分析技術(shù)通過對聊天工具、 論 壇，或者電子郵件客戶端中被捕獲的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析， 不但會對學(xué)習(xí)者 進(jìn)行預(yù)測而且還會建議有關(guān)的小組學(xué)習(xí)活動。 例如，某些學(xué)習(xí)者在某 些學(xué)習(xí)系統(tǒng)中注冊了個人賬戶， 如果所填的個人信息某些方面表示對 天文知識感興趣， 課程推薦系統(tǒng)會建議學(xué)習(xí)者參加天文學(xué)習(xí)小組。 學(xué) 習(xí)者在這個小組中通過彼此之間的信息交流、 資源共享等， 不僅可以 吸引到更多有相同愛好的學(xué)習(xí)者， 而且對提高自身研究領(lǐng)域的學(xué)術(shù)水 平也有很大幫助。結(jié)語 目前，雖然對教育數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集和分析會對教育教學(xué)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的 影響，但是為了使在這一領(lǐng)域的研究者能夠

11、共享和重復(fù)使用有效的教 育數(shù)據(jù)，還面臨很多挑戰(zhàn)。確定搜集數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)在數(shù)據(jù)收集中由于對交互數(shù)據(jù)缺少統(tǒng)一的陳述標(biāo)準(zhǔn)， 從而在系統(tǒng) 中阻止了有關(guān)數(shù)據(jù)的共享和重復(fù)使用。 另外，如果學(xué)習(xí)者的一個自定 義的數(shù)據(jù)信息格式?jīng)]有被記錄， 當(dāng)其他人使用這一數(shù)據(jù)時就很難理解 被存儲數(shù)據(jù)信息的意義，想要對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行重復(fù)使用則很難。明確使用數(shù)據(jù)合法性 這是有關(guān)隱私權(quán)和教育數(shù)據(jù)收集許可的問題。 雖然研究者在學(xué)習(xí) 環(huán)境中會獲得大量的數(shù)據(jù)， 但是使用數(shù)據(jù)的權(quán)利等相關(guān)問題需要從兩個視角來解決：一方面，從使用者的角度來說，學(xué)習(xí)者需要被告知在 課程學(xué)習(xí)活動中要搜集相關(guān)數(shù)據(jù)， 并且需要得到學(xué)習(xí)者本人的準(zhǔn)許才 能搜集他們的個人信息

12、； 另一方面， 這些數(shù)據(jù)的組織或提供者也需要 同意搜集和共享這些數(shù)據(jù)。為了避免研究者花費大量的人力、物力、 財力通過某些方式搜集到相關(guān)的數(shù)據(jù)后才發(fā)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)不可被使用 的現(xiàn)象發(fā)生， 讓數(shù)據(jù)能夠合法進(jìn)行搜集， 我國相關(guān)法律法規(guī)的完善刻 不容緩。提高數(shù)據(jù)搜集相關(guān)技術(shù)在學(xué)習(xí)分析探索性研究中， 數(shù)據(jù)追蹤為學(xué)習(xí)管理提供了一個良好 的基礎(chǔ)。 學(xué)習(xí)者除了使用學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)外， 還經(jīng)常使用各種各樣的工 具和相關(guān)的學(xué)習(xí)服務(wù)，所以提高相關(guān)技術(shù)來獲得更多的數(shù)據(jù)非常必 要，比如，可以在相關(guān)學(xué)習(xí)系統(tǒng)中安裝開發(fā)的小插件，以此來搜集有 關(guān)數(shù)據(jù)。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)：The Horizon Report 2011 editionDB/OL.http ： ， 2012.BUCKINGHAM SHUM S， FERGUSON R.Social learning analyticsDB/OL.http ：， 2012.Society for learning