張文青,傅鋼善
陜西師范大學(xué)教育學(xué)院, 西安 710062
基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的個性化學(xué)習(xí)國內(nèi)現(xiàn)狀研究
張文青,傅鋼善
陜西師范大學(xué)教育學(xué)院, 西安 710062
個性化學(xué)習(xí)是一種以學(xué)生為中心的,有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的學(xué)習(xí)方式。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)為個性化學(xué)習(xí)平臺的創(chuàng)設(shè),個性化資源的建設(shè)提供了有力的技術(shù)支持。該文對近十余年來的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行分析、整理,旨在揭示基于數(shù)據(jù)挖掘的個性化學(xué)習(xí)在國內(nèi)的研究現(xiàn)狀,預(yù)測其研究趨勢,以促進(jìn)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與個性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)的深度融合。
數(shù)據(jù)挖掘;個性化學(xué)習(xí);文獻(xiàn)分析
在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天,各類數(shù)據(jù)充斥著我們的生活。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)為這些看似無聯(lián)系的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)橛幸嬗谌藗兩a(chǎn)發(fā)展的數(shù)據(jù)和知識提供了可能,該技術(shù)的應(yīng)用也正在創(chuàng)造教育領(lǐng)域的新景觀。
學(xué)生在個體差異、興趣、學(xué)習(xí)風(fēng)格等方面的差異,很大程度上影響著學(xué)習(xí)的效果。“以學(xué)生為中心”的個性化學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)以學(xué)生的興趣、學(xué)習(xí)風(fēng)格、認(rèn)知水平等方面的差異為基礎(chǔ),為每一個學(xué)生提供最適合自己的學(xué)習(xí)資源和教學(xué)設(shè)計,力求提升學(xué)習(xí)效率,真正做到因材施教。數(shù)據(jù)挖掘就是從大量的不完整的、有噪聲的、模糊的、隨機(jī)的數(shù)據(jù)中抽取出潛在的、有價值的知識(模型或規(guī)則)的過程,是一類深層次的數(shù)據(jù)分析方法[1]。該方法主要是利用特定的技術(shù),將各種未知規(guī)律從大量數(shù)據(jù)中進(jìn)行提取和發(fā)掘,并最終實(shí)現(xiàn)教學(xué)服務(wù)的個性化要求。數(shù)據(jù)挖掘為個性化學(xué)習(xí)條件的創(chuàng)設(shè),個性化學(xué)習(xí)資源的推送以及個性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)的開發(fā)方面提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。
為全面揭示國內(nèi)基于數(shù)據(jù)挖掘的個性化學(xué)習(xí)研究現(xiàn)狀、預(yù)測其研究趨勢,該文對該研究的研究人員構(gòu)成、研究主題與研究類別做了詳細(xì)、全面地梳理,并對其現(xiàn)狀出現(xiàn)的原因做出了可能性分析。
1.1 研究樣本確定
筆者以個性化學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)挖掘為主題在中國知網(wǎng)進(jìn)行檢索,并對在2003年1月1日到2013年12月31日期間的相關(guān)中文文獻(xiàn)進(jìn)行搜索、剔除、歸類、整理、分析,最終確定38篇文獻(xiàn)作為該文的研究樣本。通過統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),該研究整體趨勢穩(wěn)定,但由于其重要性的凸顯和需求的加大,該研究在最近一年時間明顯增多,其整體趨勢如圖1所示。
圖1 2003-2013年間相關(guān)論文發(fā)表數(shù)量趨勢圖
1.2 研究人員組成
筆者在馬衛(wèi)民、張玉芹所提出的研究人員類型的基礎(chǔ)上[2],初步將研究人員分為專家學(xué)者、高校教師、在校學(xué)生、中小學(xué)教師、行政人員五個類別。統(tǒng)計中發(fā)現(xiàn)并沒有行政人員和中小學(xué)教師參與研究,故將其類別剔除。這里的專家學(xué)者是指大學(xué)教授,單獨(dú)設(shè)立的教育科研所、各級單位的圖書、檔案館人員;高校教師是指各個大學(xué),高等院校的教師;在校學(xué)生則全部是在校研究生,研究人員類型確定以文章的第一作者為主。最終人員構(gòu)成如表1所示。
表1 研究人員類型統(tǒng)計
從表1可知:在校學(xué)生尤其是碩士研究生以58%的文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量居于領(lǐng)先地位,緊跟其后的是高校教師,占總比例的39%,而專家學(xué)者的研究只有3%。通過分析發(fā)現(xiàn),高校的教師、學(xué)生重視數(shù)據(jù)挖掘在個性化學(xué)習(xí)方面的研究,他們是研究的主體。但此項研究幾乎沒有專家學(xué)者參與其中。沒有專家學(xué)者的指導(dǎo)與幫助,該研究在研究方向的把握上,研究的系統(tǒng)性方面很可能事倍而功半。而中小學(xué)教師身處于教學(xué)第一線則沒有重視該項技術(shù),其原因可能是數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在教育中的運(yùn)用還不夠成熟,不易掌握,且中小學(xué)教師的精力有限,大部分時間都投入到教育教學(xué)第一線,也不排除中小學(xué)教師理論能力有限,尚不能將所觀察到的現(xiàn)象和所收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)化的分析,沒能形成有效的論點(diǎn)。
1.3 研究主題
通過統(tǒng)計、梳理,筆者將其研究主題分為四個類別:①個性化學(xué)習(xí)模型、系統(tǒng)的研究;②個性化學(xué)習(xí)模型、系統(tǒng)、平臺的設(shè)計實(shí)現(xiàn);③個性化系統(tǒng)在教學(xué)中的實(shí)際運(yùn)用;④相關(guān)的前沿研究。具體數(shù)據(jù)如表2所示。
表2 論文主題統(tǒng)計
表2顯示,個性化學(xué)習(xí)模型、系統(tǒng)的研究占總研究數(shù)量的42%,居于第一位;模型、系統(tǒng)的構(gòu)建,算法的設(shè)計,平臺的實(shí)現(xiàn)以39%的研究比例緊隨其后;其應(yīng)用研究只占到總比例的16%,其中包括對授導(dǎo)系統(tǒng)的研究、學(xué)習(xí)空間的探索和行為現(xiàn)狀的研究等方面;前沿研究在數(shù)量上只有一篇,占3%,但是前沿研究為基于數(shù)據(jù)挖掘的個性化學(xué)習(xí)指出了方向,有著不可忽視的重要作用。
將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用于學(xué)習(xí)系統(tǒng)是一個年輕的領(lǐng)域,它需要更多的專門面向該領(lǐng)域的挖掘算法。這也就是文獻(xiàn)的研究主題主要集中在模型與系統(tǒng)的研究與構(gòu)建上,而其運(yùn)用研究領(lǐng)域還比較缺乏的原因。要將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與學(xué)習(xí)系統(tǒng)進(jìn)行深度融合,其設(shè)計開發(fā)需要大量人員作為此類研究的先行者,積極地參與合作、深入探究,從而促使技術(shù)在個性化學(xué)習(xí)中的運(yùn)用更快成熟。更重要的是,研究決不能閉門造車,要積極從各種渠道獲得相關(guān)技術(shù)或者關(guān)于個性化學(xué)習(xí)分析的前沿信息,分析其各類需求,才能使所研究開發(fā)出的平臺與服務(wù)具有普世價值,才能成功地激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣,符合其認(rèn)知風(fēng)格,幫助其獲得最大的學(xué)習(xí)收益。
1.4 研究類型
樣本文獻(xiàn)中采用的研究類型是根據(jù)我國學(xué)者呂巾嬌、李世改等在研究教育技術(shù)相關(guān)內(nèi)容時所提出的分類框架進(jìn)行界定的[3]。研究中主要涉及到的理論研究是指用邏輯分析進(jìn)行理論的描述和推導(dǎo),最終形成理論性研究成果。此類研究重在邏輯思辨,帶有書齋式研究特點(diǎn);訪談研究是指采用訪談的形式進(jìn)行研究;實(shí)驗研究是指操縱自變量,對受試者施加一定的影響,檢查其效果;解釋性研究是指通過描述、觀察某類現(xiàn)象,進(jìn)行意義的理解和闡釋,在此基礎(chǔ)上形成解決問題的策略方法或具體方案;開發(fā)研究是指開發(fā)新的材料、理論或技術(shù),以解決特定的問題,最終形成理論體系或技術(shù)成果,研究過程主要是進(jìn)行開發(fā)性工作[4]。具體統(tǒng)計數(shù)據(jù)如表3所示。
表3 論文發(fā)表時間與論文研究類型統(tǒng)計
表3顯示:①解釋性研究占34%。解釋性研究能發(fā)現(xiàn)研究中存在的現(xiàn)象,從背后分析其原因,從而使研究更好、更順利地進(jìn)行。但自2010年后,解釋性研究數(shù)量明顯下降,這與研究層次沒能層層深入,只停留在表面現(xiàn)象有一定的關(guān)系;②開發(fā)性研究占31%。近11年在數(shù)量上保持穩(wěn)定。開發(fā)性研究雖然一直在進(jìn)行,但是強(qiáng)度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,究其原因與數(shù)據(jù)挖掘的專業(yè)難度、我國現(xiàn)階段的國情和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在教育領(lǐng)域的研究還處在發(fā)展階段有關(guān)[5];③理論研究占總數(shù)的29%;④訪談研究與實(shí)驗研究分別占據(jù)了3%。
通過以上分析,我們對數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在個性化學(xué)習(xí)中的研究有了一個定量的認(rèn)識,認(rèn)為該研究將會呈現(xiàn)以下趨勢:
2.1 高校教師與碩士研究生仍然是數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在個性化學(xué)習(xí)研究中的實(shí)踐者與引導(dǎo)者
中國有世界上最多的教育技術(shù)從業(yè)人員,接受過教育技術(shù)培訓(xùn)的各級各類教師數(shù)量巨大[6]。在這個群體中,高校教師與在校碩士研究生、博士生一直走在教育信息化改革的研究前端,他們以極大的熱情與精力投入其中,碩果累累。在數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用于個性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)這一方面,高校教師與碩士研究生十幾年來一直緊跟前沿,對其研究進(jìn)行深刻的分析與思考,并將其研究一步步推進(jìn),才使得數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)能從教育數(shù)據(jù)的汪洋中提取不易被發(fā)現(xiàn)的數(shù)據(jù)與規(guī)律,在教育信息化的進(jìn)程中有了更大的影響力。
但是,要將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在教育中更快、更好地推進(jìn),僅憑高校教師與學(xué)生的努力探究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,專家學(xué)者的理論指導(dǎo),一線教師應(yīng)用的有效反饋,行政人員的政策推進(jìn),社會力量的大力支持都是該研究走向成功不可忽視的因素。
2.2 個性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)的研究與設(shè)計實(shí)現(xiàn)仍然需要不斷推進(jìn),其應(yīng)用研究也將引領(lǐng)一個新的研究領(lǐng)域
目前,數(shù)據(jù)挖掘方法論已日趨成熟。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)研究重點(diǎn)逐漸從發(fā)現(xiàn)方法轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)用[7]。將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用于個性化學(xué)習(xí)系統(tǒng),可以對學(xué)習(xí)風(fēng)格分類和學(xué)習(xí)成績之間、學(xué)習(xí)風(fēng)格與學(xué)習(xí)方法之間進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析,能夠根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)風(fēng)格按照規(guī)則庫中的規(guī)則組織適合學(xué)習(xí)者個人的學(xué)習(xí)內(nèi)容[8]。但是,數(shù)據(jù)挖掘是一門涉及多個學(xué)科的復(fù)雜技術(shù),將其應(yīng)用于教學(xué)活動中必須遵循教學(xué)的規(guī)律,而教育領(lǐng)域某些具體對象的屬性難以用數(shù)量方法描述[9],所以開發(fā)應(yīng)用的難度較大。
該研究仍然需要投入大量的時間與精力去研究、運(yùn)用、反饋、調(diào)整,從而開發(fā)出各級各類的應(yīng)用平臺,使得教學(xué)設(shè)計、教學(xué)過程、教學(xué)評價等一系列的教學(xué)活動更適合學(xué)生的個性化發(fā)展。隨著個性化學(xué)習(xí)模型的搭建、個性化資源的豐富、各級應(yīng)用的不斷完善、系統(tǒng)構(gòu)架的整體成熟,如何將個性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)運(yùn)用于我們的日常教學(xué)中,如何將該系統(tǒng)與傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式深度融合,則是每一個教育工作者需要認(rèn)真思考的問題。系統(tǒng)開發(fā)的質(zhì)量決定著應(yīng)用領(lǐng)域的效果,反之,應(yīng)用領(lǐng)域的探索也極大地影響著開發(fā)的方向、性能等方面,個性化學(xué)習(xí)的應(yīng)用研究將是一個新的研究領(lǐng)域。
2.3 研究方法多樣化,應(yīng)以實(shí)證研究為支撐、質(zhì)的研究為引導(dǎo)
在模型搭建、算法設(shè)計、系統(tǒng)研究階段,研究者大都針對具體的應(yīng)用模塊進(jìn)行了解釋性分析和開發(fā)研究,為系統(tǒng)的設(shè)計完善提供了有力支持。但是,其中缺乏調(diào)查研究、實(shí)驗研究來獲得相關(guān)的數(shù)據(jù),這將導(dǎo)致研究結(jié)果有可能偏離目標(biāo),實(shí)際可操作性不強(qiáng)。以實(shí)驗性與量化為主流的實(shí)證主義研究傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向質(zhì)的研究已是社會科學(xué)的一項整體趨勢[4],質(zhì)的研究能從不同的側(cè)面較為全面地反映該研究的實(shí)際情況,能對研究的復(fù)雜性和過程性全面深入地作出分析,能反映被研究者的真實(shí)聲音,具有強(qiáng)烈的人文關(guān)懷和平民意識[10],使研究避免陷入閉門造車的困境。
數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在學(xué)習(xí)系統(tǒng)中的應(yīng)用提高了個性化服務(wù)水平,為系統(tǒng)的決策分析提供了輔助手段?;跀?shù)據(jù)挖掘的個性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)的開發(fā)要綜合考慮到學(xué)習(xí)者的性格特點(diǎn)、智能優(yōu)勢、認(rèn)知水平,其復(fù)雜性要求在研究過程中采用更加多元化的研究方法,逐步完善研究體系,也要求專家、教師與企業(yè)、政府深度合作,從而形成質(zhì)量優(yōu)良的研究共同體。該研究還要繼續(xù)全面、深入地進(jìn)行,直至將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與個性化學(xué)習(xí)服務(wù)系統(tǒng)深度融合,最終成熟地運(yùn)用于學(xué)習(xí)的各個環(huán)節(jié)。該研究也是一個循序漸進(jìn)的過程,其逐步深入地進(jìn)行將有助于進(jìn)一步推進(jìn)我國信息化教學(xué)的進(jìn)程。
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Domestic situation of personalized learning based on data mining
ZhangWenqing,FuGangshan
SchoolofEducation,ShaanxiNormalUniversity,Xi'an710062,China
Personalized learning, a student-centered learning style, helps improve students' innovative thinking. Data mining technology provides a strong technical support for creating a person- alized learning platform and developing personalized resources. The article analyzes relevant literature in the past decade to reveal the domestic situation of personalized learning based on data mining and predicts the research trend so as to promote the in-depth integration of data mining technology with personalized learning system.
data mining; personalized learning; literature analysis
2013陜西師范大學(xué)首批信息化示范課程(現(xiàn)代教育技術(shù))建設(shè)項目前期研究成果。
2014-11-13
張文青(1989-),女,山西陽泉人,碩士研究生在讀,主要研究方向:網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程教育。
G40-057
A
1004-5287(2015)03-0243-03
:10.13566/j.cnki.cmet.cn61-1317/g4.201503002