權(quán)國龍 趙春 蔡慧英 顧小清

[摘? ?要] 創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略下“知能發(fā)展”是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要目標。在技術(shù)融合應(yīng)用中，可以充分利用教育數(shù)據(jù)促進主體“知能發(fā)展”以發(fā)揮其支持創(chuàng)新人才培養(yǎng)、驅(qū)動教育創(chuàng)新發(fā)展的作用。在教育系統(tǒng)全景中考慮驅(qū)動“知能發(fā)展”的技術(shù)形態(tài)和技術(shù)架構(gòu)，在分布式格局中思考系統(tǒng)化建設(shè)的技術(shù)途徑，并通過教育數(shù)據(jù)的技術(shù)設(shè)計支持主體“知能發(fā)展”圖景，可以最大化教育數(shù)據(jù)的“使能創(chuàng)新”作用?；谖墨I調(diào)研和實踐展開分析，在信息與數(shù)據(jù)教育應(yīng)用的理性邏輯和實踐經(jīng)驗間尋求技術(shù)結(jié)合點，可為數(shù)據(jù)驅(qū)動主體“知能發(fā)展”的系統(tǒng)建設(shè)提供建設(shè)性方案。研究認為，聯(lián)結(jié)教育數(shù)據(jù)的表征本相和教育系統(tǒng)活動特征，以“知能圖譜”和微型化學(xué)習(xí)系統(tǒng)為架構(gòu)基礎(chǔ)，將基于微型系統(tǒng)的分布式架構(gòu)置于中心地位，實行數(shù)據(jù)驅(qū)動的微型化“知能”訓(xùn)練模式，可以通過可定位、可連續(xù)、可精準的學(xué)習(xí)歷程促進主體“知能發(fā)展”，支持科創(chuàng)人才培養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞] 教育信息化2.0; 教育數(shù)據(jù); 知能圖譜; 微型學(xué)習(xí)系統(tǒng); 分布式共建共享

[中圖分類號] G434? ? ? ? ? ? [文獻標志碼] A

[作者簡介] 權(quán)國龍（1983—），男，甘肅高臺人。副教授，博士，主要從事學(xué)習(xí)科學(xué)與技術(shù)、可視化設(shè)計與應(yīng)用、知識表征與建模、STEM教育研究。E-mail：quangl@jiangnan.edu.cn。

一、引? ?言

在群體預(yù)見中，信息技術(shù)對教育教學(xué)活動的深入影響，將造就數(shù)字化學(xué)習(xí)新格局。實際應(yīng)用中，點對點式的資源共享與信息流通和多對多型的師生間與學(xué)習(xí)者之間的聯(lián)系，已經(jīng)形成了通達而復(fù)雜的新型數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境。與此同時，數(shù)字化學(xué)習(xí)理念、架構(gòu)、資源與服務(wù)要與時俱進，才能切實幫助學(xué)習(xí)者提高學(xué)習(xí)績效、增強學(xué)習(xí)體驗、改善學(xué)習(xí)效果，進而達成個體發(fā)展?！敖逃畔⒒?.0行動計劃”和“教育現(xiàn)代化2035”中都明確指出，未來教育發(fā)展必須貫徹實行教育強國國策，必須聚焦人才培養(yǎng)新需求。這就要求信息化教育措施要以主體知識與能力發(fā)展（簡稱“知能發(fā)展”）為先[1]。核心素養(yǎng)、STEM教育、“創(chuàng)客”教育等的涌現(xiàn)與推進，都是對科教興國國策的積極響應(yīng);尤其是在創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略背景下，STEM教育的推進和人工智能技術(shù)的發(fā)展，為科技創(chuàng)新人才的培養(yǎng)提供了又一次契機。所以，如何充分利用信息技術(shù)優(yōu)勢，在教育系統(tǒng)的信息化實踐中有力地支持主體知能發(fā)展，以促進教育信息化發(fā)展和科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)，是非常值得探索的問題。

在大數(shù)據(jù)視野下，教育數(shù)據(jù)可被理解為對復(fù)雜教育系統(tǒng)的表征[2]。雖然教育大數(shù)據(jù)研究的熱點和偏向透射了教育數(shù)據(jù)應(yīng)用的熱潮，但缺少對其應(yīng)用“理法”的研究[3];實踐中需要加強其關(guān)鍵技術(shù)方法和基礎(chǔ)理論的研究，從模型構(gòu)建轉(zhuǎn)向設(shè)計與應(yīng)用及實證研究[4]。完整、可用的數(shù)據(jù)知識是數(shù)據(jù)分析的前提，要利用數(shù)據(jù)來準確描述或解釋客觀現(xiàn)象，還需要有科學(xué)、合理的分析模型[5]。所以，對教育大數(shù)據(jù)的研究與應(yīng)用，仍需要“理”定“本相”“法”正“金身”，以使其在教育系統(tǒng)中發(fā)揮信息技術(shù)的變革作用。同時，在全日制學(xué)習(xí)體制內(nèi)和終身學(xué)習(xí)背景下，將教育數(shù)據(jù)用于學(xué)習(xí)者持續(xù)、長期的知能發(fā)展，需要宏圖架構(gòu)。信息化環(huán)境下針對學(xué)習(xí)者、學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)結(jié)果等的教育數(shù)據(jù)應(yīng)用，情境多有不同、過程相互獨立、數(shù)據(jù)各有不同。事實上，多種多樣原因?qū)е铝私逃龜?shù)據(jù)實踐的不足[6]。這雖然有益于解決特定的教育現(xiàn)象、活動、議題，但不利于長遠的教育目標的實現(xiàn)，如學(xué)習(xí)者的知能發(fā)展。實際應(yīng)用中數(shù)據(jù)孤立、數(shù)據(jù)不相融、數(shù)據(jù)缺少來源或來源不可靠、學(xué)習(xí)需求多樣等問題的解決，需要在信息化環(huán)境和大數(shù)據(jù)背景下形成面向未來的上位架構(gòu)，以深化教育數(shù)據(jù)應(yīng)用、滿足人才培養(yǎng)需要。

從此上位著眼，本研究立意于教育數(shù)據(jù)的應(yīng)用效力，以及基于教育數(shù)據(jù)的持續(xù)、長期的主體知能發(fā)展，聚焦于指向主體知能發(fā)展的知能圖譜、微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)與分布式共建共享架構(gòu)?；谖墨I內(nèi)容分析，在勾繪教育數(shù)據(jù)與教育系統(tǒng)關(guān)系的基礎(chǔ)上闡述信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)系統(tǒng)的雙層分立，在教育數(shù)據(jù)應(yīng)用理論結(jié)合教育實踐需求的分析中主張以“知能體系”為綱，在共享框架下建立微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)的分布式架構(gòu)，從而達成以教育數(shù)據(jù)驅(qū)動主體知能發(fā)展及創(chuàng)新人才培養(yǎng)的戰(zhàn)略目標。這也將為學(xué)習(xí)領(lǐng)域研究、部門監(jiān)測與管理等帶來實用的教育信息化支持。

二、教育數(shù)據(jù)驅(qū)動的主體知能發(fā)展

從教育系統(tǒng)的全景視角透視教育數(shù)據(jù)與教育系統(tǒng)的關(guān)系，有利于把握其研究與應(yīng)用重點，聚焦其實踐應(yīng)用的關(guān)鍵之處。教育系統(tǒng)培養(yǎng)創(chuàng)新人才的使命，必然使教育數(shù)據(jù)應(yīng)用鎖定主體知能發(fā)展。

（一）數(shù)據(jù)驅(qū)動：主體知能發(fā)展

教育數(shù)據(jù)是對教育系統(tǒng)的人為的數(shù)據(jù)化表征。作為教育系統(tǒng)在現(xiàn)實中的生成性表現(xiàn)[2]，教育數(shù)據(jù)是對教育活動的過程性或狀態(tài)性的符號記錄。教育大數(shù)據(jù)之所以主要針對復(fù)雜系統(tǒng)，主要原因是具體的應(yīng)用中要使用高維、高密的大規(guī)模數(shù)據(jù)，而人力無法把握、存儲、處理大規(guī)模數(shù)據(jù);而且，大數(shù)據(jù)的來源決定了這種表征并不是系統(tǒng)化的、一致完整的。數(shù)據(jù)與反映意義的理論和體現(xiàn)意義的實踐當具有同一指向性，即其符合價值與目標取向的“有”與“用”才是重點。而支撐主體知能發(fā)展，當是教育數(shù)據(jù)的重要價值體現(xiàn)之一。

以數(shù)據(jù)驅(qū)動主體知能發(fā)展，就要基于教育活動中數(shù)據(jù)產(chǎn)生過程對教學(xué)過程數(shù)據(jù)的捕捉、記錄、分析和利用，來支持并服務(wù)于課程資源建設(shè)、學(xué)習(xí)環(huán)境塑造、教學(xué)科學(xué)評價和教師能力提升等活動[7]。根據(jù)活動性質(zhì)與主體需要的不同，數(shù)據(jù)的維、密、形、義也會不同，其特定意義指向下的運算會有差異，如將數(shù)據(jù)用于幫助教師教導(dǎo)學(xué)生、調(diào)整教導(dǎo)行為就需要“換維”處理數(shù)據(jù)。而教育數(shù)據(jù)的“實踐指向、歷史性、多元性和動態(tài)性”為教育大數(shù)據(jù)的架構(gòu)提供了一個比較完整的頂層設(shè)計維度[7]。

面向主體知能發(fā)展的教育數(shù)據(jù)應(yīng)用中，要清楚其價值追求、目標需要、針對事物、建構(gòu)方法、數(shù)據(jù)對象，進而通過數(shù)據(jù)處理與利用達成目標。“理論是數(shù)據(jù)采集處理的尺度”“理論在場，數(shù)據(jù)才有意義”;價值目標、理論依憑、數(shù)據(jù)對象是構(gòu)造有價值數(shù)據(jù)的三個要素。而沒有科學(xué)、合理的數(shù)據(jù)生產(chǎn)方法與途徑，就難以實現(xiàn)教育活動與系統(tǒng)的數(shù)據(jù)支持與驅(qū)動作用。側(cè)重主體知能發(fā)展的學(xué)習(xí)系統(tǒng)，其目的是幫助、引導(dǎo)或輔助學(xué)習(xí)者達成目標并獲得發(fā)展，其目標是在與學(xué)習(xí)者的交互中幫助學(xué)習(xí)者完成特定的學(xué)習(xí)任務(wù)、操作并達到特定的學(xué)習(xí)結(jié)果，其理論基礎(chǔ)是根據(jù)所秉持的學(xué)習(xí)理念而選擇的學(xué)習(xí)理論與原理，數(shù)據(jù)對象是按理論的情境映射而確定的數(shù)據(jù)實體，數(shù)據(jù)流是數(shù)據(jù)在完成系統(tǒng)目標前所經(jīng)歷的過程，而數(shù)據(jù)的價值歸依就是由其支持的系統(tǒng)目標所實現(xiàn)的目的。以“數(shù)據(jù)流—態(tài)”[8]和邏輯結(jié)構(gòu)完成的學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計，就是設(shè)計者對面向主體知能發(fā)展的教育活動的數(shù)字化理解，就是其對該教育活動數(shù)據(jù)關(guān)系的系統(tǒng)架構(gòu)。

（二）數(shù)據(jù)驅(qū)動：分布式架構(gòu)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)

學(xué)習(xí)系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用的代表KNEWTON，結(jié)合了學(xué)習(xí)者數(shù)據(jù)、統(tǒng)計、心理測量、機器學(xué)習(xí)、標記統(tǒng)一的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，能幫助使用者構(gòu)建成熟、實時的學(xué)生數(shù)據(jù)分析，進而可以大規(guī)模地實現(xiàn)個人化服務(wù)[9]。知識圖譜（Knowledge Graph）、學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)、心理測量和推理機制是其重要的組織部分。匹配知識圖譜與學(xué)生數(shù)據(jù)是其完成實時心理測量與推斷的主要手段。與之相比，一方面國內(nèi)在知識圖譜、心理測量和推理等技術(shù)要件上難以在短時間內(nèi)發(fā)展起來，另一方面創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的主體知能發(fā)展需求又亟待解決。在這種情形下，分布式的數(shù)據(jù)系統(tǒng)與信息系統(tǒng)架構(gòu)可用以緩解信息技術(shù)教育應(yīng)用的瓶頸問題，減輕技術(shù)促進教育發(fā)展和主體發(fā)展的阻力。

教育系統(tǒng)全景視角下的學(xué)習(xí)系統(tǒng)，可被理解為一種開放的架構(gòu)?，F(xiàn)實的學(xué)習(xí)系統(tǒng)多種多樣，而其數(shù)據(jù)通常不能對接。但從學(xué)生主體發(fā)展的路徑上完整理解其所經(jīng)歷的教育系統(tǒng)，就可以映射出連續(xù)、有序的數(shù)據(jù)系統(tǒng)。而分布式的教育歷程與學(xué)習(xí)活動，也就決定了其數(shù)據(jù)化過程及數(shù)據(jù)系統(tǒng)的分布式架構(gòu)。分布式架構(gòu)下將數(shù)據(jù)系統(tǒng)與信息系統(tǒng)并舉，可以把對教育活動的表征與教育實踐的運行完整地統(tǒng)一起來，更好地支持教育活動的實施，以及主體知能的發(fā)展。分布式數(shù)據(jù)架構(gòu)中的知識圖譜、心理測量、預(yù)測分析等問題，也可以通過模塊、接口方式在開放、協(xié)作中得到緩解，在“眾籌”[10]中得到保障，在科學(xué)研究中得到優(yōu)化與補償[11-12]。

三、基于“知能圖譜”的分布式共建共享架構(gòu)

在較高的抽象與概括層面上，教育組織視角或?qū)W習(xí)主體視角的知能發(fā)展目標是有某種特征的“知能體系”。它是一個秩序井然的有關(guān)知識、技能與能力的有限集，可結(jié)合發(fā)展需要形成群體或個體的“知能”圖譜。此圖譜，將成為分布式架設(shè)學(xué)習(xí)或訓(xùn)練系統(tǒng)的藍圖，使連續(xù)、系列或相關(guān)的系統(tǒng)基于數(shù)據(jù)與信息通過分布式共享框架服務(wù)于主體持續(xù)的“知能”延展。

（一）以“知能圖譜”導(dǎo)航主體知能發(fā)展

以學(xué)習(xí)系統(tǒng)支持主體知能發(fā)展，需要在連續(xù)的學(xué)習(xí)歷程中考慮學(xué)習(xí)者自身相對完整的、連續(xù)的知能體系的形成與延展。已有各類學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用，無力顧及學(xué)習(xí)者體系化發(fā)展的“知能結(jié)構(gòu)”，系統(tǒng)數(shù)據(jù)與信息的割裂就是其中致命的原因。以“知能圖譜”為技術(shù)手段和向標輔助于學(xué)習(xí)主體的知能發(fā)展，在學(xué)習(xí)者知能發(fā)展歷程中非常必要。

知能圖譜是主體需要達到的知識、技能與能力體系的圖示化表達?；谛抻啺娴牟剪斈方虒W(xué)目標分類，它可以從知識結(jié)構(gòu)和認知水平兩個維度考慮，用以標定學(xué)習(xí)者在專業(yè)上要達到的知識與能力要求。知識圖譜的重要性在于，它是具有基礎(chǔ)性參照功用、可作動態(tài)調(diào)整的“知能”體系藍圖，是諸多學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)的目標依據(jù)，用以輔助主體不斷形成知能積累并形成體系化的知能發(fā)展。事實上，知能圖譜的存在符合教育系統(tǒng)發(fā)展的現(xiàn)實目標，因為它們的服務(wù)目標一致，其指向更為明確，而且在以“有限”目標應(yīng)對無限發(fā)展的工作中更具技術(shù)上的優(yōu)勢。知能圖譜可以以課程標準、學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)、數(shù)字化學(xué)習(xí)核心素養(yǎng)等理念與理論研究為基礎(chǔ)提煉，并可以依賴已有工作形成（如教育實踐中的各級各類“知能”目標，以及像布魯姆教育目標分類等已有的理論研究），盡管這樣的知能體系并不容易繪制。知能圖譜可按學(xué)科或領(lǐng)域進行組織，也可以按“知能”培養(yǎng)預(yù)期將之體系化。它在本質(zhì)上是一個高質(zhì)量的參照樣本，是國家教育對培養(yǎng)對象的基本的或核心的要求。知能圖譜的要求是有限的、體系化的、符合教育實際的、預(yù)期可達的。

以“知能圖譜”導(dǎo)航，利用指向有限/特定“知能”目標的微型化系統(tǒng)，以及可持續(xù)知能延展的分布式架構(gòu)，可使數(shù)據(jù)驅(qū)動、信息互連、系統(tǒng)輔助的主體學(xué)習(xí)活動、計劃、行動獲得更多助益。學(xué)習(xí)系統(tǒng)微型化的重要性就在于目標明確、內(nèi)設(shè)精良、過程明晰、評測相映。對于有限的知能目標，學(xué)習(xí)者容易在短期內(nèi)達成。而對于系統(tǒng)的研發(fā)，其人力要求相應(yīng)降低，周期也會縮短，也容易實施并推行。對于中長期的連續(xù)的、緊密相關(guān)的知能發(fā)展，則需要一個可依賴的“知能”藍圖。相應(yīng)地，系統(tǒng)研發(fā)中就需要一個共享框架，為特定“知能”目標的微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)連接和知能體系聯(lián)結(jié)的支持。

（二）基于“知能圖譜”分布式共建學(xué)習(xí)系統(tǒng)

分布式架構(gòu)比較適合于教育系統(tǒng)中主體階段性、連續(xù)性的學(xué)習(xí)活動實情?；凇爸軋D譜”分布式架構(gòu)適配于共享框架的信息（系統(tǒng)）與數(shù)據(jù)體系。因此，可以通過“知能”目標明確、獨立且完整的微型系統(tǒng)，以開放、擴展的方式支持主體在學(xué)習(xí)歷程中持續(xù)發(fā)展。應(yīng)學(xué)習(xí)群體的各式學(xué)習(xí)目的和需要，可以基于數(shù)據(jù)接口標準將諸多針對單一或局部“知能”目標的微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)統(tǒng)攝于共享框架之下。這樣就可以讓學(xué)習(xí)主體靈活選擇相近或相似的學(xué)習(xí)目標，實現(xiàn)學(xué)習(xí)或教育中的知能發(fā)展目的。

以微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)為單位的分布式架構(gòu)，針對的是教育教學(xué)的實踐要求、課程與資源建設(shè)的需要，以及不同學(xué)習(xí)群體的數(shù)字化學(xué)習(xí)需求。它更具有體制內(nèi)大規(guī)模應(yīng)用的可能。分布式共建微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)可以充分發(fā)揮“供給側(cè)百花齊放”的優(yōu)勢，使微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)的共建得到足夠的發(fā)展空間。同時，在“需求側(cè)多源共用”，使學(xué)習(xí)者在分布式共享環(huán)境下獲取足夠的微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)大資源。即，在開放的信息化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，相關(guān)供給者提供針對特定“知能”目標的、帶有某種適應(yīng)性的微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)，并在共享框架與接口標準的規(guī)約之下，允許其他學(xué)習(xí)群體共享這些微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)。

分布式共建可以發(fā)揮主體優(yōu)勢。在共享方面：（1）不同地域的微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)供給者，可以根據(jù)自身需要快速開發(fā)微型學(xué)習(xí)系統(tǒng);（2）通過共建框架，不同地域群體對不同學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)目標的需要可在更大程度上得到滿足;（3）圍繞“知能圖譜”，不同地域供給者可以提供豐富的、各具特色的學(xué)習(xí)系統(tǒng)，甚至可以合作共建，優(yōu)勢互補。在個性化方面：（1）供給側(cè)在微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)中，在內(nèi)容選擇、材料準備、功能設(shè)定等方面帶有區(qū)域的、團體的特色，這是個性化的體現(xiàn);（2）微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)的共享，使得學(xué)習(xí)主體對相同或相近學(xué)習(xí)目標、主題，可以在學(xué)習(xí)方式、操作功能等方面有多樣化的選擇;（3）對于相同的學(xué)習(xí)需求，也可在不同難度、不同路徑、不同風(fēng)格上得到滿足。大量的微型化系統(tǒng)的開發(fā)與共享，使個性化產(chǎn)品的總體豐富性與學(xué)習(xí)者個性差異的豐富性[2]通過知能圖譜、搜索、知能分析與推薦關(guān)聯(lián)起來，使主體知能發(fā)展服務(wù)得以優(yōu)化?？梢哉f，只要建立完善的共享規(guī)約和微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)創(chuàng)建、集成、使用、管理規(guī)則，就能充分實現(xiàn)分布式架構(gòu)在支持共享式與個性化方面的預(yù)期。

（三）以分布式共建共享框架支持知能發(fā)展

數(shù)據(jù)驅(qū)動的主體知能培養(yǎng)與發(fā)展，需要表征活動與“知能”狀態(tài)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)與支持活動的信息系統(tǒng)的并立分布;而分布式共建共享框架及數(shù)據(jù)與信息并立的微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)，則需要明確自身的服務(wù)功能，確定實施的目的、要素、過程與方法，以支撐多源共享微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)工程的實現(xiàn)。這些可以落實為國家或區(qū)域?qū)用娴墓步ü蚕砥脚_。共建共享框架主要涉及共建共享規(guī)約、微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)信息、用戶數(shù)據(jù)和學(xué)情報告、知能學(xué)習(xí)推薦、推進引擎和知能圖譜等幾大部分。其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

共建共享框架定位于管理視角和服務(wù)立場，配套共建共享規(guī)約，以確定微學(xué)習(xí)系統(tǒng)的準入許可、建設(shè)者和使用者的權(quán)益和義務(wù)，以及相應(yīng)的其他條件和附加信息?？蚣芤匀菁{針對“知能”目標而設(shè)計的學(xué)習(xí)活動支持系統(tǒng)為主要目標，以數(shù)據(jù)空間的建立與數(shù)據(jù)收集為根本目的，通過微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)（如功能類型、學(xué)習(xí)目的、內(nèi)容種類、系統(tǒng)特征等相關(guān)信息）、學(xué)習(xí)者數(shù)據(jù)以及知識圖譜和分析推理引擎，奠定以數(shù)據(jù)驅(qū)動學(xué)習(xí)者知能發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ)。

分布式框架中的數(shù)據(jù)空間設(shè)計，需要充分考慮目的、內(nèi)容、活動與用戶間的關(guān)系。在設(shè)計上需要包容目標有別、內(nèi)容各異、方式不同的微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)的表征;在數(shù)據(jù)記錄上，要能充分反映活動的特征、類型、方式、過程和結(jié)果，以及學(xué)生學(xué)習(xí)方式、進度、結(jié)果、體驗等。它們構(gòu)成了學(xué)習(xí)報告中推薦后續(xù)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)接口是一個重點，涉及分布式框架與微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)的開放式整合和相融互通，并直接關(guān)系到對群體與個體知能發(fā)展的分析與推理、報告與推薦。相應(yīng)地，系統(tǒng)、活動與用戶的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是核心工程。未來的研究可以基于當前適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)的研究，在結(jié)合數(shù)字化學(xué)習(xí)實際問題與關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)的基礎(chǔ)上，加強數(shù)據(jù)系統(tǒng)設(shè)計與系統(tǒng)整合性能。在后續(xù)研發(fā)中，需要著力鉆研數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)共享協(xié)議與框架、數(shù)據(jù)推理規(guī)則等數(shù)據(jù)技術(shù)，以形成教育系統(tǒng)與教育應(yīng)用的大數(shù)據(jù)驅(qū)動策略，促進教育養(yǎng)成中的知能發(fā)展。

分布式框架對微型系統(tǒng)的容納，以知能圖譜為基本依據(jù)之一，并與分析和推理引擎緊密結(jié)合，為支撐實踐應(yīng)用的報告與推薦部分提供支持。在實際應(yīng)用中，共建共享框架主要通過使用者搜索和系統(tǒng)推薦兩個途徑完成共建共享中的交互應(yīng)答，保證框架運行的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。學(xué)習(xí)者通過使用一個或多個微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)，一套完整的知識與技能就可以形成，其相應(yīng)能力也逐漸形成。分析推理引擎是基于微型系統(tǒng)數(shù)據(jù)與學(xué)習(xí)者數(shù)據(jù)，對當前“知能”狀態(tài)的判斷，以及對進一步可使用的微型系統(tǒng)的建議。分析推理模塊可兼容搜索功能，為學(xué)習(xí)者自主設(shè)定知能目標、自主搜索特定微型系統(tǒng)提供便利。換言之，學(xué)習(xí)者可以基于系統(tǒng)報告、知能圖譜及微型系統(tǒng)參數(shù)，自主選擇微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)。而所累積的個人數(shù)據(jù)與所生成的個人報告，也可以通過數(shù)據(jù)分離由自己獨立使用。

四、基于數(shù)據(jù)映射的微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)創(chuàng)建

“知能目標”明確的學(xué)習(xí)或訓(xùn)練系統(tǒng)，是分布式共建共享框架的基本單位。微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)是符合共建框架技術(shù)要求，具有明確可達的知能目標，具備知能缺口檢測、完善的學(xué)習(xí)資料與學(xué)習(xí)活動、學(xué)習(xí)效果測評、學(xué)習(xí)分析與推薦報告，以及完備的數(shù)據(jù)記錄與生成功能的學(xué)習(xí)或訓(xùn)練系統(tǒng)。利用它可以使學(xué)習(xí)者在“形神”兼?zhèn)涞南到y(tǒng)支持下在有限的學(xué)習(xí)歷程內(nèi)達成既定目標，即微型學(xué)習(xí)。微型學(xué)習(xí)主體體現(xiàn)在目標和結(jié)果微化具體、內(nèi)容與過程微化練達、數(shù)據(jù)與方法微化集成三個方面。

（一）微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)之目標和結(jié)果的微化具體：靶向具體“知能”目標

分布式共建共享框架下微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)的“知能目標”源于教育系統(tǒng)預(yù)置或動態(tài)生成的知能圖譜。在圖譜明晰、協(xié)議明確的分布式共建共享框架內(nèi)，眾多微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)（組）的建立過程，也是分化“知能圖譜”為具體目標的過程。分布式多源共建共享可以在更廣范圍內(nèi)滿足不同群體或個體的學(xué)習(xí)需要。學(xué)習(xí)者不僅可以通過微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)彌補知能缺口，而且還可以通過自選或推薦，選擇相關(guān)或相連“知能”目標的微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)，促進自身知能發(fā)展。

微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)直接面向?qū)W習(xí)者特定的“知能”需求，具有特定的學(xué)習(xí)目標、學(xué)習(xí)材料、學(xué)習(xí)方式與測試內(nèi)容，在分布式共享框架的約束下被設(shè)計并實現(xiàn)，用以幫助學(xué)習(xí)個體或群體達到延展知能的目的。靶向特定“知能目標”的微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)，其設(shè)計目標明確、內(nèi)容集中而完整;主體學(xué)習(xí)后的知能結(jié)果也是明確而具體的。相較于已有諸多學(xué)習(xí)系統(tǒng)而言，以“知能”為目標的微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)在設(shè)計與實現(xiàn)方面的優(yōu)勢在于：（1）共享框架，以及可重用目標、內(nèi)容、活動、測試與分析模塊，可以極大地方便設(shè)計與研發(fā)者開發(fā)微型學(xué)習(xí)系統(tǒng);（2）目的明確、目標集中的微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)，更易于做到適應(yīng)性設(shè)計與設(shè)置;（3）微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)實現(xiàn)周期短，便于維護。同時，微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)在應(yīng)用中也兼具個性化支持共享服務(wù)能力：（1）學(xué)習(xí)者可以在目的明確的微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)的支持下靈活地訓(xùn)練;（2）學(xué)習(xí)者可以圍繞相近學(xué)習(xí)目標，選擇更多共享的微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)進一步訓(xùn)練，以擴展知能結(jié)構(gòu);（3）通過分布式共享框架的服務(wù)，學(xué)習(xí)者可以利用多源微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)（組）進行更多靈活而個性的選擇，以促進自身知能發(fā)展。

（二）微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)之內(nèi)容與活動的微化凝練：定向模塊化適應(yīng)性設(shè)計

以特定“知能”為目標的微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)，以前后測為“知能”狀態(tài)檢測手段，通過具有一定適應(yīng)性的學(xué)習(xí)材料與適宜的學(xué)習(xí)活動幫助學(xué)習(xí)者擁有或提高目標知識、技能和能力水平。其微化具體的“知能”目標由其多種特點保證：（1）它可以設(shè)計、開發(fā)成多種形態(tài)，供學(xué)習(xí)者選擇;（2）它兼有內(nèi)容與活動的一些適應(yīng)性，媒體多樣、難度分級、活動分型等;（3）有靈活、可選的測試安排;（4）帶有數(shù)據(jù)記錄、分析與反饋功能。所以，有“知能”目標靶向的微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)在開發(fā)中需要滿足其基本要素，如目標與內(nèi)容、方式與過程、測試、分析和報告，以及一定的共建與共享要求，如標記系統(tǒng)信息、記錄系統(tǒng)內(nèi)容數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)主體數(shù)據(jù)等。

微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)可基于目標、內(nèi)容、活動、測試和數(shù)據(jù)等組件，進行模塊化設(shè)計與實現(xiàn)。在功能上可由如下模塊組成：系統(tǒng)目標、主題內(nèi)容、學(xué)習(xí)活動、學(xué)習(xí)測評數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)報告生成與知能學(xué)習(xí)推薦，以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)記錄與存儲。其系統(tǒng)基礎(chǔ)模型，如圖2所示。

其中，學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)活動是重要的組成部分。如何把“知能”形成與學(xué)習(xí)內(nèi)容及學(xué)習(xí)活動的適應(yīng)性設(shè)計相統(tǒng)一，以幫助彌補學(xué)習(xí)主體的知能缺口、提高其知能狀態(tài)，是決定系統(tǒng)設(shè)計成敗的關(guān)鍵部分。所以，對學(xué)習(xí)內(nèi)容的適應(yīng)性調(diào)整、材料運用的適應(yīng)性設(shè)計，以及學(xué)習(xí)活動的適應(yīng)性安排，就顯得比較重要。而排列有序、媒體多樣、難度分級、活動分型等可成為適應(yīng)性設(shè)計的主要手段，在主體學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和目標測試數(shù)據(jù)的支持下，完成適應(yīng)性優(yōu)化。實際上，現(xiàn)有數(shù)字化資源的設(shè)計的確需要作適應(yīng)性改進[13];而在微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)中，指向特定“知能”目標的適應(yīng)性設(shè)計更加容易實現(xiàn)。

另外，分布式共享框架和微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)可以通過知識圖譜推薦“知能”目標相近或相關(guān)的系統(tǒng)，適應(yīng)主體的“知能”需求。像系統(tǒng)信息、知能目標、學(xué)習(xí)內(nèi)容信息、活動過程信息、測評數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)常模數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)可被用于分析分布式框架中微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計效能、學(xué)習(xí)者體驗、學(xué)習(xí)方式、內(nèi)容質(zhì)量及彼此間的關(guān)系;在分析中形成結(jié)論與規(guī)則之后，用于未來微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計指導(dǎo)與可重用部件的設(shè)計與開發(fā)。

（三）微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)之數(shù)據(jù)與測評的微化集成：數(shù)據(jù)驅(qū)動知能狀態(tài)和系統(tǒng)改良

微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)的另一大特征，就是將學(xué)習(xí)信息與數(shù)據(jù)相統(tǒng)一，使教育活動與數(shù)字系統(tǒng)緊密結(jié)合。如圖3中，測評與分析報告模塊就是這一特征的集中反映，它使學(xué)習(xí)系統(tǒng)在數(shù)據(jù)層面將系統(tǒng)的“知能”目標和內(nèi)部測評功能統(tǒng)一起來。測試模塊中的學(xué)前測試，用于了解個體對本系統(tǒng)學(xué)習(xí)目標和內(nèi)容的了解程度，并為學(xué)習(xí)者轉(zhuǎn)至學(xué)習(xí)活動的相應(yīng)序列和學(xué)習(xí)材料的相應(yīng)難度。學(xué)后測試用于評測學(xué)習(xí)者學(xué)完后所達到的水平是否滿足系統(tǒng)預(yù)設(shè)知識、技能與能力的要求。通過前后測，既可以明確學(xué)習(xí)者的“知能缺口”，又能判斷學(xué)習(xí)者利用系統(tǒng)學(xué)習(xí)后的狀態(tài)差異，這能保證“知能”目標的達成。微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)的分析報告反映學(xué)習(xí)主體的學(xué)習(xí)過程與結(jié)果，如以識記為主還是以練習(xí)與項目為主、材料學(xué)習(xí)時間分布特點、附帶習(xí)題正確率，以及子目標與技能練習(xí)達成率等。分析報告以前后測和過程記錄為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，有群體報告與個體報告兩個模板，除反映學(xué)習(xí)狀態(tài)與結(jié)果外，還簡要分析影響知能學(xué)習(xí)結(jié)果的過程性環(huán)節(jié)，并給予針對“知能目標”的學(xué)情建議。

微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)基于數(shù)據(jù)的表征與可計算特性，使其自身具備精準改良的能力。在其生存周期內(nèi)，開發(fā)者可基于所記錄的系統(tǒng)、主體、活動、測試等數(shù)據(jù)（如學(xué)習(xí)行動表現(xiàn)、學(xué)習(xí)體驗情況、學(xué)習(xí)測評結(jié)果），依據(jù)“知能”目標和系統(tǒng)設(shè)計效力要求，對學(xué)前測試設(shè)計的準確度、學(xué)習(xí)內(nèi)容的適當性、學(xué)習(xí)材料的適宜度、學(xué)習(xí)活動的合理性、學(xué)習(xí)方式的適配性、學(xué)習(xí)難度的適宜性、測評方式的科學(xué)性、測評過程的合理性等進行改良。

作為學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)，微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)在應(yīng)用中有鮮明的特點：（1）將“知能”目標與學(xué)習(xí)內(nèi)容相分離。這樣對于同一或相近的知能目標，可以有多種訓(xùn)練設(shè)計，相當于“同課異構(gòu)”，這為“供給側(cè)”提供了更大的發(fā)揮空間。（2）其“知能”目標是教育視角下學(xué)科或領(lǐng)域內(nèi)特定的知識、技能和能力要求，是當前知能學(xué)習(xí)的標靶，代表學(xué)習(xí)者知能發(fā)展的特定階段。“知能”目標可以以中心化視圖明暗有別地呈現(xiàn)當前目標知能，并作為標識之一動態(tài)改變其明暗，以幫助學(xué)習(xí)者了解目前的“知能”狀態(tài)，也了解可進一步學(xué)習(xí)的“知能”目標。（3）設(shè)置學(xué)前和學(xué)后測試，使學(xué)習(xí)目標的達成具有可靠的依據(jù)，保證學(xué)習(xí)者在訓(xùn)練前后其目標“知能”發(fā)生改變。（4）作為重要的分布式學(xué)習(xí)架構(gòu)中的共享對象，它也被作為一種更為完善的學(xué)習(xí)對象、一種大資源進行考慮，既能被收納于分布式學(xué)習(xí)架構(gòu)中集中管理，又能基于數(shù)據(jù)以成熟組件的方式進行系統(tǒng)內(nèi)的分析與報告和系統(tǒng)外的共享與推薦。

五、結(jié)? ?語

數(shù)據(jù)與信息的系統(tǒng)并立和分布式架構(gòu)方式適應(yīng)于教育系統(tǒng)運行和學(xué)習(xí)主體知能發(fā)展的需求。網(wǎng)絡(luò)空間作為一個新型的生存空間，是一個虛擬的世界，它的諸多可能性只有在網(wǎng)絡(luò)生活中不斷顯現(xiàn)出來后，才能被真正認識。[14]綜合對教育數(shù)據(jù)與教育系統(tǒng)、信息系統(tǒng)與教育活動，以及微型系統(tǒng)與知能發(fā)展間關(guān)系的認識，可以有以下結(jié)論：（1）重視教育數(shù)據(jù)生產(chǎn)與連接是教育信息化2.0進程中促進主體知能發(fā)展的重要方向;（2）以“知能圖譜”為綱分布式架構(gòu)微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)可用以滿足共建共享、持續(xù)支持、多維適應(yīng)、數(shù)據(jù)說話、數(shù)據(jù)驅(qū)動、服務(wù)決策等多種需求;（3）以特定知能為目標的微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)，可以作為學(xué)習(xí)活動的基本單位，具備目標診斷、引導(dǎo)學(xué)習(xí)、結(jié)果記錄和后續(xù)建議的功能，以在完整的學(xué)習(xí)周期內(nèi)通過“知能”狀態(tài)數(shù)據(jù)記錄與處理支持主體知能發(fā)展;（4）分布式共享框架是實現(xiàn)共建共享的重要設(shè)施，而微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)是輔助知能發(fā)展的基礎(chǔ)單位?；谝陨辖Y(jié)論，對教育數(shù)據(jù)實踐應(yīng)用有如下建議：一是在同一愿景與目的引導(dǎo)下，架構(gòu)、組織并生產(chǎn)數(shù)據(jù)，為分析、診斷、推薦、管理等利益相關(guān)者提供支持;二是在系統(tǒng)、卓越的教育頂層設(shè)計下建立具有適應(yīng)度的教育數(shù)據(jù)標準，為數(shù)據(jù)融合、信息溝通和事務(wù)需求提供最大支持;三是在清晰、明確的教育目標指引下應(yīng)用教育數(shù)據(jù)，為面向?qū)W習(xí)主體與管理者的教育服務(wù)提供支持。

數(shù)據(jù)是現(xiàn)實教育系統(tǒng)或活動的符號化表征，信息系統(tǒng)就是對它的信息化映射。所不同的是，數(shù)據(jù)代表了教育活動的情況和結(jié)果，系統(tǒng)則意味著教育活動的展開過程。在這個意義上，作為教育活動的價值追求，學(xué)習(xí)主體的“知能”目標在信息化實踐中被忽視太久——沒有在數(shù)據(jù)系統(tǒng)層面運行起來。數(shù)據(jù)視角的學(xué)習(xí)設(shè)計與技術(shù)補償，將使信息化理論在信息化實踐中更加系統(tǒng)化——上有知能之本，下連數(shù)據(jù)之源。在人工智能沒有高度發(fā)展的情況下，放低大數(shù)據(jù)對教育應(yīng)用關(guān)照的姿態(tài)，將大數(shù)據(jù)的技術(shù)處理與應(yīng)用置于輔助學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)的位置，會讓數(shù)據(jù)技術(shù)的價值邊際不斷放大，讓數(shù)據(jù)驅(qū)動的教育活動更有魅力。因為，在這種模式下，學(xué)習(xí)主體可以根據(jù)教育規(guī)劃或自主計劃的“知能”發(fā)展藍圖，更有理有據(jù)地選擇微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)大資源中的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方式，并根據(jù)框架服務(wù)與學(xué)習(xí)系統(tǒng)中的分析報告，掌握自己的學(xué)習(xí)進度與效果，在持續(xù)學(xué)習(xí)中不斷完善、實現(xiàn)自我;而且，資源設(shè)計者可以獲得數(shù)據(jù)型、系統(tǒng)化大資源開發(fā)的空間，從而刺激微型系統(tǒng)大資源的多源供給。

總之，面向主體“知能”發(fā)展的分布式共建共享框架及其微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)，可以盡顯人才培養(yǎng)中輔助主體“知能”發(fā)展、資源建設(shè)中大資源共享共建、大數(shù)據(jù)時代數(shù)據(jù)驅(qū)動的優(yōu)勢。將教育數(shù)據(jù)應(yīng)用置于運轉(zhuǎn)信息系統(tǒng)、連通數(shù)據(jù)與需求、服務(wù)學(xué)習(xí)和教學(xué)的關(guān)鍵位置，可以在科創(chuàng)人才培養(yǎng)背景下最大化數(shù)據(jù)技術(shù)的教育價值，活化教育數(shù)據(jù)創(chuàng)新應(yīng)用和教育信息化2.0發(fā)展。然而，尚有技術(shù)設(shè)計與數(shù)據(jù)架構(gòu)等方面的問題，需要更多詳盡研究。如，“知能圖譜”、數(shù)據(jù)接口、共享規(guī)約等。

教育信息化2.0背景下，“知能為標”的分布式學(xué)習(xí)架構(gòu)，優(yōu)勢顯著。在大數(shù)據(jù)視野下，它可為廣域教育計劃的實施提供平臺。

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