胡小勇 林梓柔

[摘? ?要] 面對(duì)新時(shí)代教師隊(duì)伍建設(shè)的要求，教研有必要向個(gè)性化、精準(zhǔn)化轉(zhuǎn)型。依托各種智能技術(shù)對(duì)教師畫(huà)像，成了破解精準(zhǔn)教研難題的創(chuàng)新途徑。然而，目前精準(zhǔn)教研視域下的教師畫(huà)像研究，在國(guó)內(nèi)尚屬空白。文章從教研數(shù)據(jù)采集、分類及其有效關(guān)聯(lián)等角度闡釋了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教師畫(huà)像的實(shí)施可行性;同時(shí)，剖析了教師畫(huà)像的實(shí)現(xiàn)流程，包括教研數(shù)據(jù)預(yù)處理、教師畫(huà)像模型建構(gòu)、教師個(gè)體標(biāo)簽體系建立和教師畫(huà)像質(zhì)量評(píng)估四大環(huán)節(jié)，從而提供了清晰的框架指引。文章最后提出教師畫(huà)像的四大應(yīng)用場(chǎng)景，涵蓋教師、決策者、教研服務(wù)提供方和學(xué)生等利益者視角。該研究從精準(zhǔn)教研視域下教師畫(huà)像的實(shí)現(xiàn)必要性、實(shí)施可行性、實(shí)現(xiàn)方法和應(yīng)用場(chǎng)景作了系統(tǒng)論述，旨在為相關(guān)研究提供參考。

[關(guān)鍵詞] 精準(zhǔn)教研; 教師畫(huà)像; 數(shù)據(jù); 流程; 應(yīng)用場(chǎng)景

[中圖分類號(hào)] G434? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A

[作者簡(jiǎn)介] 胡小勇（1978—），男，江西奉新人。教授，博士，主要從事信息化教學(xué)教研、智慧教學(xué)的理論與應(yīng)用等方面的研究。E-mail：huxiaoy@scnu.edu.cn。

一、引? ?言

2018年1月，新中國(guó)成立以來(lái)第一個(gè)專門(mén)面向教師隊(duì)伍建設(shè)的國(guó)家政策文件《關(guān)于全面深化新時(shí)代教師隊(duì)伍建設(shè)改革的意見(jiàn)》明確提出，要“全面提高中小學(xué)教師質(zhì)量，建設(shè)一支高素質(zhì)專業(yè)化的教師隊(duì)伍”[1]。教研是一種促進(jìn)中小學(xué)教師發(fā)展的重要活動(dòng)。然而，傳統(tǒng)教研方式存在著服務(wù)“千人一面”、資源分配失衡以及無(wú)法精準(zhǔn)評(píng)價(jià)和反饋調(diào)適等不足，致使教研長(zhǎng)期存在效能低下的現(xiàn)象。更加個(gè)性化和精準(zhǔn)化，是新時(shí)代教師教研的新要求。教師作為教研服務(wù)的主要對(duì)象，其特征、需求、偏好和行為等信息的準(zhǔn)確判斷，是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)教研的重要前提。

2018年8月，教育部印發(fā)了《關(guān)于開(kāi)展人工智能助推教師隊(duì)伍建設(shè)行動(dòng)試點(diǎn)工作的通知》[2]，提出在試點(diǎn)學(xué)校開(kāi)展教師大數(shù)據(jù)行動(dòng)，“通過(guò)采集教師各方信息，匯聚成教師大數(shù)據(jù)，建立教師數(shù)字畫(huà)像，以支持學(xué)校決策，改進(jìn)教師管理，優(yōu)化教師服務(wù)”。當(dāng)前，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能等新一代信息技術(shù)快速發(fā)展，無(wú)處不在的數(shù)據(jù)構(gòu)成了“互聯(lián)網(wǎng)+”世界的分子，數(shù)據(jù)的指數(shù)式增長(zhǎng)和數(shù)據(jù)采集技術(shù)的快速升級(jí)也讓教研邁入了“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”的時(shí)代。教師專業(yè)發(fā)展生涯中產(chǎn)生的多模態(tài)數(shù)據(jù)能夠描摹出其個(gè)體畫(huà)像，為精準(zhǔn)教研的多維應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。因此，本研究將聚焦如何通過(guò)教研數(shù)據(jù)構(gòu)建教師畫(huà)像，研究其邏輯框架和實(shí)現(xiàn)流程，以及教師畫(huà)像最終如何驅(qū)動(dòng)和服務(wù)精準(zhǔn)教研。

二、精準(zhǔn)教研視域下的教師畫(huà)像

（一）教研需要精準(zhǔn)“表征、發(fā)現(xiàn)和預(yù)測(cè)”教師的行為特征

在教育領(lǐng)域，對(duì)“精準(zhǔn)”的關(guān)注最先聚焦于教學(xué)領(lǐng)域。Lindsley最早提出“精準(zhǔn)教學(xué)”的概念，他認(rèn)為精準(zhǔn)教學(xué)是指學(xué)習(xí)者利用標(biāo)準(zhǔn)化工具持續(xù)記錄和監(jiān)控自身的學(xué)業(yè)成就變化，為教師決策提供數(shù)據(jù)支持的過(guò)程。Lindsley 通過(guò)實(shí)踐證明這種方式能夠有效表征學(xué)情，便于教師提供個(gè)性化輔導(dǎo)，大大提高了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效益[3]。近年來(lái)，對(duì)教師發(fā)展的精準(zhǔn)性研究開(kāi)始受到關(guān)注。在精準(zhǔn)扶貧的政策背景下，教育幫扶成為重要突破口[4]，如何通過(guò)對(duì)教師精準(zhǔn)培訓(xùn)來(lái)促進(jìn)落后地區(qū)的教育均衡發(fā)展成了關(guān)注焦點(diǎn)[5-6]。然而，精準(zhǔn)培訓(xùn)不應(yīng)只關(guān)注落后地區(qū)，培訓(xùn)也不是教師發(fā)展的單一途徑，包含教師培訓(xùn)在內(nèi)的各類教師教研活動(dòng)更要精準(zhǔn)關(guān)注每一位教師的專業(yè)發(fā)展路徑[7]。由于教師的年齡、任教經(jīng)歷、學(xué)習(xí)風(fēng)格等主體特征具有較大的個(gè)體差異性，精準(zhǔn)“表征、發(fā)現(xiàn)和預(yù)測(cè)”不同教師個(gè)體的特征、需求、偏好和行為是精準(zhǔn)教研的三大現(xiàn)實(shí)需求。

首先，需要實(shí)時(shí)客觀表征教師的教研特征。在教研活動(dòng)中，教師希望能夠客觀認(rèn)知自己的教研軌跡，教育決策者希望能夠準(zhǔn)確了解教研的總體情況，例如參與教研的教師具備什么群體特征，有哪些教研行為習(xí)慣等?？陀^表征能夠?yàn)榻萄性u(píng)價(jià)和決策提供依據(jù)，是精準(zhǔn)教研的首要需求。

其次，需要準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)教師的教研需求和偏好。教師參與教研的主要目的是為了提升專業(yè)技能和自身競(jìng)爭(zhēng)力，因此，教師希望教研平臺(tái)主動(dòng)推薦符合自身需求和興趣的資源和服務(wù)，涵蓋教師感興趣的、近期關(guān)注的以及不擅長(zhǎng)但重要的教研主題，降低教師的主動(dòng)檢索成本。

最后，需要?jiǎng)討B(tài)預(yù)測(cè)教師的教研行為變化。在海量教研數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，能夠預(yù)測(cè)和預(yù)警教師的教研行為，是精準(zhǔn)教研在大數(shù)據(jù)時(shí)代的新需求，多模態(tài)數(shù)據(jù)采集技術(shù)的發(fā)展為此提供了可能。決策者基于預(yù)測(cè)或預(yù)警結(jié)果可以有效管理和監(jiān)控教研活動(dòng)，為教師提供更加優(yōu)化的教研服務(wù)。

（二）通過(guò)教師畫(huà)像能夠有效服務(wù)精準(zhǔn)教研

用戶畫(huà)像的概念源于企業(yè)。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，數(shù)據(jù)不斷積累、更新，呈爆炸式增長(zhǎng)。電子商務(wù)企業(yè)為實(shí)現(xiàn)最大盈利，采集大量用戶數(shù)據(jù)以分析其行為習(xí)慣，助力產(chǎn)品的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)和精準(zhǔn)營(yíng)銷。交互設(shè)計(jì)之父Alan Cooper最早提出用戶畫(huà)像（Persona）的概念，他認(rèn)為用戶畫(huà)像是基于大量真實(shí)數(shù)據(jù)構(gòu)建出來(lái)的虛擬用戶模型[8]。實(shí)際上，用戶畫(huà)像就是為特定對(duì)象打上“數(shù)字化標(biāo)簽”的過(guò)程，畫(huà)像構(gòu)建需要采集大量真實(shí)有效的用戶數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類和抽象，利用數(shù)據(jù)集訓(xùn)練和優(yōu)化畫(huà)像模型，生成一個(gè)個(gè)具有明確含義、可表征和預(yù)測(cè)用戶行為的語(yǔ)義化標(biāo)簽。

文獻(xiàn)顯示，近年來(lái)用戶畫(huà)像的應(yīng)用研究主要集中于醫(yī)學(xué)、心理學(xué)、情報(bào)科學(xué)和行為科學(xué)等領(lǐng)域，其共同點(diǎn)是通過(guò)人的外顯行為挖掘內(nèi)隱因素，如人的病因、行為動(dòng)機(jī)或需求。大數(shù)據(jù)支持將人“數(shù)據(jù)化”，進(jìn)而更客觀地挖掘和解讀內(nèi)隱信息。同時(shí)，計(jì)算機(jī)科學(xué)為用戶畫(huà)像提供了技術(shù)支持，關(guān)注如何借助用戶畫(huà)像技術(shù)實(shí)現(xiàn)個(gè)性化表征和精準(zhǔn)推薦[9]，涵蓋用戶標(biāo)簽體系的創(chuàng)建[10]、畫(huà)像建模[11]、用戶畫(huà)像應(yīng)用效果評(píng)估[12]等方面。

教育是研究人的學(xué)習(xí)行為的學(xué)科?；诖耍脩舢?huà)像技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用同樣具有需求指向性和實(shí)施可行性。當(dāng)前，教育領(lǐng)域的用戶畫(huà)像研究已經(jīng)興起，有研究者對(duì)學(xué)習(xí)者畫(huà)像在精準(zhǔn)教學(xué)中的意義和實(shí)現(xiàn)途徑進(jìn)行了闡述。例如，陳海建等人構(gòu)建了遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)者畫(huà)像并證明這對(duì)個(gè)性化教學(xué)有積極作用[13];而肖君等人[14]和張雪等人[15]分別聚焦不同類型的線上學(xué)習(xí)者，通過(guò)構(gòu)建畫(huà)像來(lái)聚類不同特征的學(xué)習(xí)者群體，旨在研究影響不同群體學(xué)習(xí)效果的因素或指標(biāo)。在教師畫(huà)像研究領(lǐng)域，陳堯在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上，通過(guò)學(xué)生評(píng)教數(shù)據(jù)構(gòu)建了教師畫(huà)像模塊[16];方丹丹等人則對(duì)教師畫(huà)像的理論構(gòu)建和應(yīng)用作了闡述[17]。目前國(guó)內(nèi)僅有可查的兩項(xiàng)教師畫(huà)像研究，但并未聚焦于教師教研，在教研視域下開(kāi)展的教師畫(huà)像系統(tǒng)研究尚屬空白。本研究提出的教師畫(huà)像是指通過(guò)抓取和分析與教師教研緊密相關(guān)的數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘和用戶畫(huà)像技術(shù)來(lái)構(gòu)建的虛擬教師模型。該模型是教師個(gè)體標(biāo)簽體系的集合，能夠描述教師的特征、需求、偏好和行為。

三、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教師畫(huà)像的實(shí)現(xiàn)

數(shù)據(jù)是指對(duì)客觀事件進(jìn)行記錄并可以鑒別的符號(hào)，具有描述現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)關(guān)系、評(píng)價(jià)效果及預(yù)測(cè)趨勢(shì)的功能。根據(jù)DIKW金字塔層次體系[18]，從下往上依次是數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)和智慧，處于上方的信息、知識(shí)和智慧全都離不開(kāi)數(shù)據(jù)的表征。教師畫(huà)像的構(gòu)建需要有效運(yùn)用全過(guò)程多模態(tài)的教研數(shù)據(jù)，才能有效地表征教研情況、發(fā)現(xiàn)隱性信息和預(yù)測(cè)教師教研行為變化，以支持教研決策智慧的生成。

（一）智能技術(shù)與教研數(shù)據(jù)采集

智能技術(shù)的興起和教育應(yīng)用，使各類教研數(shù)據(jù)以更大容量和更快速度產(chǎn)生和匯聚于各類便捷的智能設(shè)備中，形成“教研大數(shù)據(jù)”。教育是一個(gè)復(fù)雜的育人系統(tǒng)，對(duì)包括教研在內(nèi)的一切教育決策的容錯(cuò)性較小，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教師畫(huà)像要求科學(xué)精準(zhǔn);此外，參與教研只是教師眾多社會(huì)屬性之一，指向精準(zhǔn)教研的教師畫(huà)像需要聚焦于與教研活動(dòng)緊密相關(guān)的數(shù)據(jù)，相比數(shù)據(jù)體量的絕對(duì)大小，本研究更強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)的“教研相關(guān)性”和“價(jià)值密度”。與教研數(shù)據(jù)采集相關(guān)的智能技術(shù)可以分為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、富媒體技術(shù)和感知技術(shù)。

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持抓取描摹教師教研行為軌跡的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，如教研社交網(wǎng)站公開(kāi)數(shù)據(jù)和教研管理平臺(tái)用戶日志。教研管理平臺(tái)面向所有參研教師，提供教師需要的教研資源以及同伴交流、聽(tīng)評(píng)課和個(gè)人電子檔案袋等線上功能模塊，這些數(shù)據(jù)具有較高教研相關(guān)性和價(jià)值;教研社交網(wǎng)站為教師提供了跨時(shí)空的同伴交流平臺(tái)，教師可以組建志同道合的教研共同體。

富媒體技術(shù)支持抓取圖文聲像和超鏈接等多種媒體形式的交互式教研數(shù)據(jù)。教研管理平臺(tái)中海量的教研資源和數(shù)字化教研實(shí)踐成果多以富媒體形式呈現(xiàn)，如教學(xué)設(shè)計(jì)、課例視頻等，這類非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)提升了教研數(shù)據(jù)的可挖掘性，但也對(duì)數(shù)據(jù)采集和處理提出了更大挑戰(zhàn)。

感知技術(shù)支持抓取教師在教研過(guò)程中產(chǎn)生的聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)和觸覺(jué)等感知交互數(shù)據(jù)，這類技術(shù)借助智能終端或可穿戴設(shè)備實(shí)時(shí)獲取教師的感官數(shù)據(jù)，如教師的語(yǔ)言、行為、面部情緒、眼神等，能夠輔助發(fā)現(xiàn)教師教研的內(nèi)隱信息。

相較于一般網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)據(jù)，教研數(shù)據(jù)具有更高更特殊的用戶價(jià)值，因其關(guān)乎教師群體的隱私，并且伴有學(xué)生數(shù)據(jù)以及其他教育數(shù)據(jù)，因此，在數(shù)據(jù)采集前應(yīng)使利益相關(guān)者知情并取得其許可，同時(shí)，在數(shù)據(jù)處理中規(guī)范脫敏，保護(hù)隱私。

（二）五類數(shù)據(jù)描摹教師教研全過(guò)程

為了從多維度對(duì)教師進(jìn)行精準(zhǔn)畫(huà)像，需要對(duì)教師的教研數(shù)據(jù)進(jìn)行分類。綜合考慮教師畫(huà)像需求和數(shù)據(jù)的可及性，涵蓋教師的人口統(tǒng)計(jì)學(xué)、內(nèi)隱心理和外顯行為等特征，本研究提出了教師畫(huà)像所需的五大類教研數(shù)據(jù)，具體見(jiàn)表1。

（1）教師特征數(shù)據(jù)包括教師的個(gè)人信息，能夠唯一地表征某位教師，初步描摹教師畫(huà)像的輪廓，此類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，包含明確的屬性和元組，可以通過(guò)教師人事系統(tǒng)或教研管理平臺(tái)直接導(dǎo)入完成采集。（2）教研心理數(shù)據(jù)是指反映教師參與教研過(guò)程的心理狀態(tài)數(shù)據(jù)，例如滿意度、效能感等，由于這類數(shù)據(jù)具有較強(qiáng)的主觀性，需要通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查或訪談等方法獲取，為了減少主觀因素的干擾，目前也可以利用可穿戴設(shè)備實(shí)時(shí)捕獲和分析教師的心跳、眼動(dòng)、表情等生物特征數(shù)據(jù)。（3）社會(huì)交互數(shù)據(jù)映射出教師參與教研的內(nèi)隱交互情況，側(cè)重教師的網(wǎng)絡(luò)交互，如交互同伴、交互主題、交互時(shí)間和交互頻率等，此類數(shù)據(jù)可以判斷和預(yù)測(cè)教師的興趣和偏好。（4）教研行為數(shù)據(jù)涵蓋教師線上瀏覽、評(píng)論和下載教研資源、在線磨課、在線聽(tīng)評(píng)課等教研行為。對(duì)于發(fā)生在線下的教研行為，可以通過(guò)視頻采集系統(tǒng)記錄、標(biāo)注和分析，實(shí)現(xiàn)線下數(shù)據(jù)的數(shù)字化轉(zhuǎn)換。（5）教研成果數(shù)據(jù)是教師在教研過(guò)程中伴隨式產(chǎn)出的數(shù)字化成果，如教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)案例、科研論文等，該類數(shù)據(jù)能夠反映教師關(guān)注的學(xué)科主題和教研的階段性成效。五類數(shù)據(jù)相輔相成，共同構(gòu)建出教師畫(huà)像。

（三）數(shù)據(jù)間的有效關(guān)聯(lián)，使教師畫(huà)像更豐富精準(zhǔn)

數(shù)據(jù)并非僅有單一的使用維度和價(jià)值指向，不同數(shù)據(jù)之間的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)可產(chǎn)生不可估量的價(jià)值。要構(gòu)建豐富精準(zhǔn)的教師畫(huà)像，需要在保證核心教研數(shù)據(jù)完整采集的基礎(chǔ)上，盡可能多地有效關(guān)聯(lián)其他對(duì)教師畫(huà)像有價(jià)值的數(shù)據(jù)。如圖1所示，從不同主體的視角看，與教師教研相關(guān)的還有教師的課程教學(xué)數(shù)據(jù)、學(xué)生學(xué)情大數(shù)據(jù)、學(xué)校的公開(kāi)教育數(shù)據(jù)以及區(qū)域教育部門(mén)的教育大數(shù)據(jù)，組成了構(gòu)建教師畫(huà)像的外延數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)通過(guò)多維度和多層次關(guān)聯(lián)，能夠搭載不同的教研應(yīng)用場(chǎng)景并發(fā)揮作用。

（1）教師的課程教學(xué)數(shù)據(jù)是指教師日常教學(xué)實(shí)踐產(chǎn)生的行為數(shù)據(jù)，此類數(shù)據(jù)不在教研范疇內(nèi)，但教研與教學(xué)息息相關(guān)，分析課程教學(xué)行為能夠更好地指向教師在教研中存在的問(wèn)題;（2）學(xué)生的學(xué)情大數(shù)據(jù)可以構(gòu)建學(xué)生畫(huà)像，為師生畫(huà)像的匹配應(yīng)用提供基礎(chǔ);（3）學(xué)校公開(kāi)教育數(shù)據(jù)可以反映教師個(gè)體的專業(yè)發(fā)展情境;（4）教育部門(mén)擁有的區(qū)域教育大數(shù)據(jù)能夠豐富教師群體畫(huà)像的數(shù)據(jù)維度。聚焦核心教研數(shù)據(jù)可以使教師畫(huà)像更精準(zhǔn)，而有效關(guān)聯(lián)核心數(shù)據(jù)和外延數(shù)據(jù)可以使教師畫(huà)像更豐富。

四、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)支持的教師畫(huà)像

邏輯框架與實(shí)現(xiàn)流程

畫(huà)像建構(gòu)要以真實(shí)性、科學(xué)性和精準(zhǔn)性為原則。表征和預(yù)測(cè)教師在教研過(guò)程中的行為方式，能夠塑造一個(gè)虛擬化的真實(shí)教師模型，為教研服務(wù)的提質(zhì)增效提供事實(shí)性參考和預(yù)測(cè)性依據(jù)。本研究提出了精準(zhǔn)教研視域下的教師畫(huà)像的邏輯框架和實(shí)現(xiàn)流程，如圖2所示。

（一）教研數(shù)據(jù)預(yù)處理

在智能技術(shù)的支持下，教研數(shù)據(jù)采集得以完成。由于數(shù)據(jù)來(lái)源于多個(gè)異構(gòu)的原始數(shù)據(jù)庫(kù)，會(huì)存在格式不統(tǒng)一、噪聲干擾、數(shù)值缺失或不規(guī)范等情況，因此，有必要在數(shù)據(jù)分析之前進(jìn)行預(yù)處理，這更方便計(jì)算機(jī)進(jìn)行后續(xù)數(shù)據(jù)處理。關(guān)鍵的技術(shù)思路和步驟包括數(shù)據(jù)清理（Data Cleaning）、數(shù)據(jù)集成（Data Integration）、數(shù)據(jù)歸約（Data Reduction）和數(shù)據(jù)變換（Data Transforming）[19]。

數(shù)據(jù)清理主要是對(duì)屬性缺失和不符合畫(huà)像目標(biāo)的值進(jìn)行偏差檢測(cè)，再利用清理工具進(jìn)行變換或處理。例如采集社會(huì)交互數(shù)據(jù)過(guò)程中可能爬取了教師在公開(kāi)網(wǎng)站上的日常交互數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)沒(méi)有指向教研活動(dòng)，價(jià)值甚微。數(shù)據(jù)集成是指把采集到的異源教研數(shù)據(jù)集成至同一邏輯視圖中。為保證教師畫(huà)像后續(xù)構(gòu)建的準(zhǔn)確性和易操作性，需要先建立一個(gè)教師畫(huà)像數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中合并、處理和管理多源異構(gòu)的教研數(shù)據(jù)，該步驟需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題有實(shí)體識(shí)別和數(shù)據(jù)值沖突的檢測(cè)和解決。接下來(lái)需要對(duì)這些可能非常龐大的數(shù)據(jù)集進(jìn)行歸約，通常有維歸約、數(shù)量歸約和數(shù)據(jù)壓縮三種思路和策略。數(shù)據(jù)變換是指將數(shù)據(jù)變換統(tǒng)一成適合畫(huà)像挖掘的格式[20]。

（二）教師畫(huà)像模型構(gòu)建

教師畫(huà)像模型的構(gòu)建是至關(guān)重要的一步，本研究的教師畫(huà)像模型基于前面的五大類教研數(shù)據(jù)分別進(jìn)行建模，形成教師特征模型、教研心理模型、社會(huì)交互模型、教研行為模型和教研成果模型，每類模型的數(shù)據(jù)處理和訓(xùn)練方法因數(shù)據(jù)屬性差異有所不同，最終生成事實(shí)標(biāo)簽、模型標(biāo)簽或預(yù)測(cè)標(biāo)簽。

統(tǒng)計(jì)分析生成事實(shí)標(biāo)簽。對(duì)于描述既定事實(shí)的數(shù)據(jù)，可以利用文本挖掘算法、自然語(yǔ)言處理方法將原始數(shù)據(jù)按照特定的統(tǒng)計(jì)算法生成事實(shí)標(biāo)簽，事實(shí)標(biāo)簽是預(yù)測(cè)標(biāo)簽的基礎(chǔ)。比如通過(guò)教研管理系統(tǒng)中的用戶設(shè)置獲取教師的個(gè)人信息，如性別、年齡和教齡等，直接統(tǒng)計(jì)轉(zhuǎn)化生成教師特征標(biāo)簽。

建模分析生成模型標(biāo)簽。建模分析是教師畫(huà)像構(gòu)建最重要的技術(shù)步驟，模型標(biāo)簽是指原始數(shù)據(jù)中不存在直接對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，而是需要通過(guò)定義規(guī)則和關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)才能生成的標(biāo)簽實(shí)例，它是教師標(biāo)簽體系的核心。教師畫(huà)像模型可以通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行特征提取和選擇，輸入大量數(shù)據(jù)訓(xùn)練集，選擇適宜算法進(jìn)行訓(xùn)練，不斷優(yōu)化并達(dá)到訓(xùn)練標(biāo)準(zhǔn)。比如要為M教師參與某教研活動(dòng)的滿意度打上數(shù)字化標(biāo)簽，需要綜合關(guān)聯(lián)教師在參研中瀏覽活動(dòng)內(nèi)容的時(shí)長(zhǎng)、頻率，與教研同伴交互討論的頻率、主題，以及在此次教研活動(dòng)中產(chǎn)出的成果等數(shù)據(jù)，并計(jì)算定義不同行為標(biāo)簽的權(quán)重，標(biāo)簽權(quán)重由衰減因子、行為權(quán)重、接觸點(diǎn)權(quán)重、數(shù)據(jù)量和隨機(jī)誤差之間的數(shù)學(xué)關(guān)系決定[21]，最終得到一個(gè)M教師滿意程度的標(biāo)簽。

模型預(yù)測(cè)生成預(yù)測(cè)標(biāo)簽。在事實(shí)標(biāo)簽和模型標(biāo)簽的基礎(chǔ)上，可以通過(guò)預(yù)測(cè)算法和聚類算法對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練優(yōu)化，輸出更多具有概率預(yù)測(cè)和價(jià)值預(yù)測(cè)功能的標(biāo)簽。例如基于教研數(shù)據(jù)挖掘來(lái)判斷教師的專業(yè)發(fā)展短板，或是通過(guò)識(shí)別教師高頻瀏覽的教研資源來(lái)預(yù)測(cè)教師下一步需要的服務(wù)和資源以實(shí)現(xiàn)智能推送。此外，預(yù)測(cè)標(biāo)簽還能彌補(bǔ)事實(shí)標(biāo)簽的缺失。假設(shè)教師任教學(xué)科的信息丟失了，而在社會(huì)交互模型中，預(yù)測(cè)算法通過(guò)語(yǔ)義判斷教師與同伴交流過(guò)程中主題關(guān)鍵詞多為英語(yǔ)教學(xué)方面的內(nèi)容，初步判別該教師的交互圈中多為英語(yǔ)學(xué)科教師，則該教師在一定概率上也可能是英語(yǔ)教師，基于這個(gè)預(yù)測(cè)結(jié)果，可以為教師推薦更多相關(guān)的資源。

在實(shí)際建模中，需要根據(jù)不同畫(huà)像標(biāo)簽的特點(diǎn)和需求選擇建模算法，以此優(yōu)化教師畫(huà)像，更加精準(zhǔn)地描摹出教研教師的虛擬特征。

（三）教師個(gè)體標(biāo)簽體系建立

面向場(chǎng)景應(yīng)用的教師個(gè)體標(biāo)簽體系（Personal Tags System）是在教研數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，通過(guò)合理有效的模型和算法為不同教師打上的數(shù)字化語(yǔ)義標(biāo)簽集。標(biāo)簽體系的分類需要遵循相互獨(dú)立、完全窮盡的原則，每一個(gè)子標(biāo)簽集應(yīng)能覆蓋父標(biāo)簽集的所有數(shù)據(jù)。本研究構(gòu)建的完整教師畫(huà)像標(biāo)簽體系如圖3所示，X、Y、Z三個(gè)維度分別描述了標(biāo)簽體系的不同屬性，立體化指向精準(zhǔn)教研應(yīng)用場(chǎng)景。

教師畫(huà)像標(biāo)簽體系的X維是五類標(biāo)簽，由左往右分別是教師特征標(biāo)簽、教研心理標(biāo)簽、社會(huì)交互標(biāo)簽、教研行為標(biāo)簽和教研成果標(biāo)簽，每類標(biāo)簽的原始數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)表1的數(shù)據(jù)分類。從數(shù)據(jù)的時(shí)效性看，從左往右也可以將標(biāo)簽分為靜態(tài)屬性標(biāo)簽和動(dòng)態(tài)屬性標(biāo)簽。前者是指相對(duì)穩(wěn)定不變的教研數(shù)據(jù)，例如人口統(tǒng)計(jì)學(xué)屬性的數(shù)據(jù)：教師的基本信息、教育背景和工作經(jīng)歷。動(dòng)態(tài)屬性標(biāo)簽是指根據(jù)用戶行為產(chǎn)生而不斷動(dòng)態(tài)更新的教研數(shù)據(jù)，例如教研行為標(biāo)簽。

教師畫(huà)像標(biāo)簽體系的Y維是每一類標(biāo)簽的下級(jí)標(biāo)簽集合。標(biāo)簽體系共劃分為三級(jí)，教師基本特征是一級(jí)標(biāo)簽，基本信息是二級(jí)標(biāo)簽，姓名是三級(jí)標(biāo)簽，第四級(jí)是具體描述姓名的語(yǔ)義化標(biāo)簽實(shí)例，其他標(biāo)簽同理類推。

教師畫(huà)像標(biāo)簽體系的Z維是標(biāo)簽屬性。由教師畫(huà)像構(gòu)建可知，事實(shí)標(biāo)簽、模型標(biāo)簽和預(yù)測(cè)標(biāo)簽三種不同屬性標(biāo)簽基于不同數(shù)據(jù)處理方法而產(chǎn)生，三種標(biāo)簽的平衡搭配能夠提高教師畫(huà)像表征、發(fā)現(xiàn)與預(yù)測(cè)教研行為的精準(zhǔn)性和可靠性。

（四）教師畫(huà)像質(zhì)量評(píng)估

面對(duì)每位教師的個(gè)性化畫(huà)像，如何對(duì)畫(huà)像的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估是畫(huà)像輸出應(yīng)用之前的重要環(huán)節(jié)。質(zhì)量評(píng)估需要評(píng)價(jià)已生成的畫(huà)像在多大程度滿足精準(zhǔn)教研的需求，即表征、發(fā)現(xiàn)和預(yù)測(cè)教師的教研特征、需求、偏好和行為有效程度多高，常用的評(píng)估指標(biāo)包括準(zhǔn)確率、覆蓋率和時(shí)效性。

首先，準(zhǔn)確率是畫(huà)像質(zhì)量評(píng)估的首要指標(biāo)。準(zhǔn)確率的驗(yàn)證可以通過(guò)抽取部分測(cè)試數(shù)據(jù)集來(lái)計(jì)算正確的教師標(biāo)簽數(shù)量占教師標(biāo)簽總樣本的比值。其次，覆蓋率的驗(yàn)證則通過(guò)計(jì)算標(biāo)簽覆蓋的教師比值來(lái)評(píng)價(jià)標(biāo)簽覆蓋廣度，計(jì)算覆蓋教師的人均標(biāo)簽數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)標(biāo)簽覆蓋密度。值得注意的是，準(zhǔn)確率和覆蓋率是一組互斥指標(biāo)，在畫(huà)像的評(píng)估和迭代改進(jìn)中需要權(quán)衡取舍，在保證準(zhǔn)確率的前提下，盡可能提高畫(huà)像模型的覆蓋率。最后，時(shí)效性對(duì)某些標(biāo)簽的質(zhì)量評(píng)估至關(guān)重要，例如，教研興趣標(biāo)簽、教研偏好標(biāo)簽以及教研行為變化軌跡標(biāo)簽等，需要有良好的更新機(jī)制來(lái)保障此類標(biāo)簽的時(shí)效性。

五、教師畫(huà)像支持的教研應(yīng)用場(chǎng)景

在評(píng)估、反饋和迭代優(yōu)化之后，可以通過(guò)教師畫(huà)像管理系統(tǒng)的可視化工具輸出教師畫(huà)像。通常使用標(biāo)簽云來(lái)呈現(xiàn)出教師個(gè)體的完整畫(huà)像，繼而統(tǒng)計(jì)生成專業(yè)詳盡的教師教研分析報(bào)告，為頂層的教研應(yīng)用場(chǎng)景提供服務(wù)，如圖3所示。

（一）對(duì)照個(gè)體畫(huà)像，促進(jìn)教師自身認(rèn)知與發(fā)展

教師既是畫(huà)像的核心對(duì)象，也是畫(huà)像的首要服務(wù)用戶。語(yǔ)義明確的數(shù)字化標(biāo)簽構(gòu)成了教師個(gè)人的專業(yè)發(fā)展報(bào)告，可視化呈現(xiàn)了教師參與教研過(guò)程的績(jī)效表現(xiàn)，是教師數(shù)據(jù)化的自我，能夠促進(jìn)其對(duì)自身更加客觀和深層次的認(rèn)知與評(píng)價(jià)。

首先，教師借助畫(huà)像進(jìn)行教研績(jī)效的自我診斷和評(píng)價(jià)。教師往往缺乏對(duì)所參與的教研活動(dòng)反思的自主性，教師畫(huà)像作為工具輔助教師回憶和審視教研活動(dòng)全過(guò)程，幫助其多維度認(rèn)知行為表現(xiàn)、優(yōu)缺點(diǎn)和現(xiàn)存疑問(wèn)等，摒棄以往片面的經(jīng)驗(yàn)性感知。其次，教師借助畫(huà)像規(guī)劃專業(yè)發(fā)展路線。在時(shí)代和政策的導(dǎo)向下，教師參照優(yōu)秀教師的畫(huà)像，對(duì)比自身不足，了解自身的角色定位，制定專業(yè)發(fā)展規(guī)劃，這能夠督促和引導(dǎo)教師不斷提升自我。最后，教師借助自身畫(huà)像優(yōu)化課堂教學(xué)。教師畫(huà)像中包含同伴聽(tīng)課的評(píng)價(jià)標(biāo)簽，同時(shí)，關(guān)聯(lián)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和評(píng)教數(shù)據(jù)。積極的評(píng)價(jià)能極大增強(qiáng)教師的效能感，激勵(lì)他們朝更高目標(biāo)繼續(xù)努力，較低的評(píng)價(jià)也能幫助教師診斷自身教學(xué)能力，有針對(duì)性地訓(xùn)練特定的教學(xué)技能。

（二）整合群體畫(huà)像，驅(qū)動(dòng)教育決策者循證管理

對(duì)于決策者而言，當(dāng)教師畫(huà)像管理系統(tǒng)存儲(chǔ)的畫(huà)像樣本量足夠大的時(shí)候，教師的群體畫(huà)像整合而成的發(fā)展報(bào)告可以呈現(xiàn)本?；虮緟^(qū)域全體教師的教研總體情況，支持循證化管理和監(jiān)控教研活動(dòng)的組織和開(kāi)展，制定教研決策方案。

其一是教研活動(dòng)的評(píng)價(jià)和管理。在國(guó)家日益重視教師隊(duì)伍建設(shè)的背景下，通過(guò)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)更加適配教師專業(yè)發(fā)展的精準(zhǔn)評(píng)價(jià)，是反促教研效能提升的重要抓手，教師畫(huà)像可以更加客觀地對(duì)教師進(jìn)行基于過(guò)程的伴隨式教研評(píng)價(jià)?；诮處煯?huà)像報(bào)告，決策者可以在區(qū)域范圍內(nèi)將優(yōu)秀學(xué)?；騼?yōu)秀教師隊(duì)伍的專業(yè)發(fā)展軌跡進(jìn)行特征抽取，形成優(yōu)秀教師畫(huà)像數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)和方法的分享，帶動(dòng)新手教師快速成長(zhǎng)，促進(jìn)協(xié)同發(fā)展。對(duì)于教研效能低下的學(xué)?；蚪處熽?duì)伍，需要仔細(xì)分析成因，吸收優(yōu)秀教師隊(duì)伍的經(jīng)驗(yàn)，從教研資源分配、教研環(huán)境規(guī)劃、教研專家輔助各方面對(duì)癥下藥，針對(duì)教研的痛點(diǎn)、難點(diǎn)調(diào)整和規(guī)劃新一輪教研計(jì)劃，并持續(xù)監(jiān)控和預(yù)警該群體的發(fā)展?fàn)顩r。

其二是區(qū)域教研資源精準(zhǔn)配置。我國(guó)地域間信息化水平差異巨大，不同地區(qū)的教師隊(duì)伍發(fā)展需求不同。教研員作為教師專業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)者和引領(lǐng)者、教研活動(dòng)的設(shè)計(jì)組織者，需要為不同實(shí)際的區(qū)域提供個(gè)性化解決方案。一方面，教研員可以利用教師群體畫(huà)像為不同需求的教師設(shè)計(jì)個(gè)性化教研活動(dòng)。以往教師培訓(xùn)為所有教師提供“千人一面”的研修服務(wù)，有了教師畫(huà)像，教研員可以在設(shè)計(jì)研修活動(dòng)之前對(duì)教師群體進(jìn)行特征分析，抽取存在相似需求的，來(lái)自不同學(xué)科、不同學(xué)校甚至不同區(qū)域的教師組成小型工作坊，提供更加沉浸適切的研修活動(dòng)，提高教師興趣和教研效率，讓每一次研修都能產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性效能。另一方面，教研員可以為貧困落后地區(qū)提供精準(zhǔn)化教研幫扶方案，如適配當(dāng)?shù)貙?shí)際的教研活動(dòng)、教研資源和教師發(fā)展策略，提升專業(yè)發(fā)展機(jī)會(huì)公平性，改善貧困地區(qū)教育落后帶來(lái)的惡性循環(huán)發(fā)展困境。

其三是關(guān)于教師隊(duì)伍建設(shè)的政策制定。政策制定具有宏觀導(dǎo)向性，以往由于數(shù)據(jù)采集和分析技術(shù)的落后，限制了決策者對(duì)大范圍教師專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的考察，只能通過(guò)抽樣調(diào)查和實(shí)地走訪等形式了解小樣本的情況，難免存在數(shù)據(jù)不全面、不準(zhǔn)確，甚至“一刀切”的現(xiàn)象，而基于教師畫(huà)像庫(kù)，教師隊(duì)伍建設(shè)政策和方針的制定可從經(jīng)驗(yàn)決策轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)決策。

（三）關(guān)聯(lián)教研資源服務(wù)，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)式精準(zhǔn)推薦

智能推薦引擎是教育領(lǐng)域的關(guān)注焦點(diǎn)，基于學(xué)習(xí)者認(rèn)知模型構(gòu)建智能推薦引擎，自適應(yīng)地為用戶提供個(gè)性化的資源服務(wù)推薦是具有重要意義的。教師在教研活動(dòng)中作為參與者，也是自主發(fā)展的特殊學(xué)習(xí)者，更加需要優(yōu)質(zhì)的資源和服務(wù)來(lái)支持其專業(yè)發(fā)展。精準(zhǔn)的教師畫(huà)像可以客觀描述教師的個(gè)體特征，還可以跟蹤發(fā)現(xiàn)和動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)教師的興趣和需求變化，這為教研資源供應(yīng)方的服務(wù)優(yōu)化提供了參考方向。

一方面，教師畫(huà)像能夠支持已有教研資源的精準(zhǔn)推薦。教師畫(huà)像中社會(huì)交互類標(biāo)簽和教研行為標(biāo)簽?zāi)軌虮碚骱皖A(yù)測(cè)教師的需求及偏好，這些數(shù)據(jù)在個(gè)性化推薦引擎中表征不同教師的學(xué)習(xí)需求和學(xué)習(xí)風(fēng)格。教研管理系統(tǒng)據(jù)此以良好的資源組織形式和推送途徑，為不同教師提供個(gè)性化的優(yōu)質(zhì)教研資源、教研活動(dòng)、教研同伴、教研共同體組織和信息化教學(xué)工具等，還可以為教師制定專業(yè)發(fā)展路線。具體的實(shí)現(xiàn)思路為：將教師群體畫(huà)像導(dǎo)入教研資源智能推薦引擎，通過(guò)改進(jìn)符合教師特征的學(xué)習(xí)者模型，訓(xùn)練教研資源的語(yǔ)義表征，完成教師個(gè)體和資源的雙向匹配。

另一方面，教師畫(huà)像還能輔助面向需求的教研資源精準(zhǔn)設(shè)計(jì)。在開(kāi)發(fā)教研資源之前，傳統(tǒng)用戶研究的方式是進(jìn)行走訪調(diào)查，只了解部分教師代表的訴求，沒(méi)法量化對(duì)某一資源設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性評(píng)價(jià)，盲目開(kāi)發(fā)而導(dǎo)致資源浪費(fèi)。如果能夠精確了解目標(biāo)用戶的需求，例如通過(guò)標(biāo)簽聚類對(duì)教師群體進(jìn)行同質(zhì)或異質(zhì)的聚合，了解到年輕教師偏好資源的功能豐富性，年長(zhǎng)教師更注重資源的易用性，教研資源服務(wù)提供方將能精準(zhǔn)地為不同類型的教師設(shè)計(jì)資源并精準(zhǔn)投放，實(shí)現(xiàn)雙贏。

（四）搭載學(xué)生畫(huà)像，支持師生個(gè)性化配對(duì)

教師通過(guò)教研促進(jìn)專業(yè)發(fā)展，最終是為了服務(wù)教學(xué)而促進(jìn)學(xué)生發(fā)展。教育界對(duì)“因材施教”的個(gè)性化教學(xué)的要求和呼聲越來(lái)越高，傳統(tǒng)學(xué)校教育中每一位學(xué)科教師固定負(fù)責(zé)一群學(xué)生的教學(xué)，學(xué)生之間的學(xué)習(xí)風(fēng)格迥異，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的接受方式和接受頻率不一，即使目前已經(jīng)開(kāi)始在課堂教學(xué)中引入大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，教師能夠了解不同學(xué)生的學(xué)情，但一位教師在課堂上仍無(wú)力滿足幾十位學(xué)生的個(gè)性化需求。“雙師服務(wù)”提出為每位學(xué)生匹配在線教師，提供一對(duì)一的個(gè)性化輔導(dǎo)[22]。將教師畫(huà)像和學(xué)生畫(huà)像進(jìn)行匹配，將能夠支持這一應(yīng)用場(chǎng)景的有效實(shí)現(xiàn)。學(xué)生在學(xué)業(yè)上遇到難題，平臺(tái)能夠?yàn)槠渫扑]和匹配最擅長(zhǎng)該知識(shí)點(diǎn)的在線教師;平臺(tái)能夠?qū)⒔處煹慕虒W(xué)風(fēng)格和學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格進(jìn)行模型構(gòu)建，輸出相互適配的師生組合;教師可以基于學(xué)生畫(huà)像，精確了解學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)需求、學(xué)習(xí)短板等，反過(guò)來(lái)激勵(lì)教師更有針對(duì)性地參與教研活動(dòng)，提升教學(xué)技能和水平。

六、結(jié)? ?語(yǔ)

教師隊(duì)伍建設(shè)邁入了新時(shí)代，教師教研也面臨著精準(zhǔn)化的需求和契機(jī)。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教師畫(huà)像，為此提供了一種技術(shù)解決方案。當(dāng)前，在國(guó)內(nèi)對(duì)教研視域下的教師畫(huà)像研究尚屬空白的背景下，本文系統(tǒng)探討了教師畫(huà)像構(gòu)建的必要性、可行性和具體實(shí)施方法，并闡釋了相關(guān)應(yīng)用場(chǎng)景。對(duì)教師畫(huà)像的關(guān)注必將引發(fā)更多相關(guān)研究，未來(lái)，教師畫(huà)像在精準(zhǔn)教研中的應(yīng)用落地和實(shí)踐檢驗(yàn)是重點(diǎn)，同時(shí)，還需要重點(diǎn)加強(qiáng)教師畫(huà)像實(shí)現(xiàn)技術(shù)中的多源數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、數(shù)據(jù)開(kāi)放共享和數(shù)據(jù)隱私保護(hù)等工作和研究。

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