唐小燕 張承江 郭永洪

(常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇常州 213164)

0 引言

中國特色高水平高職學(xué)校和專業(yè)建設(shè)計劃(“雙高計劃”)將廣泛應(yīng)用線上線下混合教學(xué),促進(jìn)自主、泛在、個性化學(xué)習(xí)作為提升高等職業(yè)教育信息化水平的重要內(nèi)容[1]。個性化學(xué)習(xí)是指以反映學(xué)生個性差異為基礎(chǔ)、以促進(jìn)學(xué)生個性發(fā)展為目標(biāo)的學(xué)習(xí)范式[2]。該概念最早在二十世紀(jì)初提出,與其他一般的學(xué)習(xí)模式相比,個性化學(xué)習(xí)的理念強調(diào)最大程度地尊重和關(guān)注學(xué)生的個性差異,根據(jù)學(xué)生的個性特征和發(fā)展?jié)撃懿扇∏‘?dāng)?shù)姆椒?、策略、?nèi)容、過程和評價等,讓學(xué)生有更多獨立思考、獨立實踐的學(xué)習(xí)機會,提升素質(zhì)并發(fā)揮潛能。

個性化學(xué)習(xí)的實現(xiàn),需借助大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)從海量學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)中挖掘?qū)W生的特征和變化規(guī)律,通過個性化學(xué)情分析分辨隱含的關(guān)聯(lián)關(guān)系,從而準(zhǔn)確地預(yù)測學(xué)習(xí)路徑及其發(fā)展趨勢,為學(xué)生提供具有針對性的學(xué)習(xí)資源推薦以及學(xué)習(xí)引導(dǎo),定制適合其自身發(fā)展的學(xué)習(xí)方法和策略,讓學(xué)生得到更好的個性化發(fā)展。國家級職業(yè)教育專業(yè)教學(xué)資源庫是教育部“職業(yè)教育專業(yè)能力建設(shè)專項”支持的教育信息化重點項目,是推動信息技術(shù)在職業(yè)教育專業(yè)教學(xué)領(lǐng)域綜合應(yīng)用的重要手段[3]。高職教學(xué)資源庫為建立開放、高效的新型教學(xué)模式提供了更多的手段和方法,其內(nèi)涵豐富、形式多樣、形象生動、多維延伸、易于更新、智能交互,為以學(xué)生為主體的求知與技能訓(xùn)練相融合的、主動式、啟發(fā)式、協(xié)作式、探索型和自主型相結(jié)合的智慧學(xué)習(xí)提供了必要的基礎(chǔ)條件。高職教學(xué)資源庫擁有大量的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù),以此作為數(shù)據(jù)集,可以利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)進(jìn)行提取、加工、處理、歸納,整理成學(xué)習(xí)行為特征數(shù)據(jù),形成分類知識庫,從而指導(dǎo)學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)。

1 高職教學(xué)資源庫建設(shè)的意義

1.1 對高職教育的支撐作用明顯

高職教學(xué)資源庫是高質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的核心支撐,是提升網(wǎng)絡(luò)教學(xué)水平的關(guān)鍵,引導(dǎo)著網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的深入發(fā)展和未來走向。職業(yè)教育專業(yè)教學(xué)資源庫自2010年正式啟動建設(shè)以來,已立項建設(shè)國家級資源庫203個,覆蓋所有專業(yè)大類,參建院校1 314所,建成標(biāo)準(zhǔn)化課程7 069門,惠及1 734萬學(xué)生,帶動了一批省級、校級資源庫建設(shè)[4]。日趨豐富且使用規(guī)模龐大的高職教學(xué)資源庫促進(jìn)了高效課堂的建設(shè),實現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)資源的跨地區(qū)共享,對高職教育的支撐作用明顯。特別是“雙高”建設(shè)院校在資源庫智能化方面投入了大量的人力、物力,有效改善了教學(xué)方法,促進(jìn)了人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升。

1.2 滿足日益增長的在線學(xué)習(xí)需求

高職教學(xué)資源庫發(fā)展迅猛,在彰顯職業(yè)教育類型特色、開展線上學(xué)習(xí)中發(fā)揮著重要作用。以“智慧職教”平臺為例,截至2021年底,平臺共開放國家級資源庫161個,省、校級資源庫677個,課程1.1萬余門,資源380萬余條,線上學(xué)習(xí)人次達(dá)到3 990萬[5],滿足了學(xué)生日益增長的在線學(xué)習(xí)需求。

1.3 推動高等職業(yè)教育教學(xué)改革

高職教學(xué)資源庫通過加強設(shè)計、更新內(nèi)容、優(yōu)化運行機制等可以為學(xué)生提供更加個性化的學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方式,為實施高等職業(yè)教育教學(xué)改革提供了基礎(chǔ)平臺和技術(shù)支撐。

1.4 滿足個性化學(xué)習(xí)需求

隨著社會的發(fā)展和進(jìn)步,新型互聯(lián)網(wǎng)思維對高職院校教育教學(xué)模式的改革和創(chuàng)新起到了積極的推動作用,以互聯(lián)網(wǎng)為載體的新型學(xué)習(xí)模式和學(xué)習(xí)手段深受學(xué)生青睞。線上學(xué)習(xí)具有受眾廣泛、生源多元的特點,不同個體對知識、技能和素養(yǎng)提升的要求不盡相同,但線上學(xué)習(xí)中師生之間缺少面對面溝通,個性化學(xué)習(xí)很難真正實現(xiàn)。高職教學(xué)資源庫借助大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等技術(shù),分析、獲取學(xué)生的個性化特征,幫助教師有針對性地提出指導(dǎo)方案,可以滿足學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求[6]。

2 高職教學(xué)資源庫對個性化學(xué)習(xí)支持存在的不足

2.1 教學(xué)資源庫在設(shè)計理念上對個性化學(xué)習(xí)支持不足

目前高職教學(xué)資源庫主要面向規(guī)?；逃?旨在為學(xué)生提供優(yōu)質(zhì)數(shù)字資源和在線應(yīng)用服務(wù)[7]。在這種設(shè)計理念下,高職教學(xué)資源庫是一種單一地向?qū)W生提供教學(xué)資源的普適性平臺,是傳統(tǒng)教學(xué)模式的輔助手段,缺乏個性化的課程資源,對課堂教學(xué)組織形式的創(chuàng)新不足,師生互動方式有限,缺少對學(xué)生自主學(xué)習(xí)的引導(dǎo),導(dǎo)致高職資源庫對學(xué)生個性化學(xué)習(xí)的支持不足。

2.2 教學(xué)資源庫在數(shù)據(jù)處理上對個性化學(xué)習(xí)支持不足

線上學(xué)習(xí)中,師生時空分離,交互空間虛擬化,具有與傳統(tǒng)線下學(xué)習(xí)不一樣的特征。學(xué)生在使用教學(xué)資源庫時,由于知識水平、學(xué)習(xí)風(fēng)格、動機和目標(biāo)等的不同,學(xué)習(xí)行為模式也不同,會產(chǎn)生不同的交互行為數(shù)據(jù)。但高職教學(xué)資源庫通常記錄的是一些粗粒度的、離散的終極數(shù)據(jù),缺少行為過程數(shù)據(jù)的記錄,如在編程類課程學(xué)習(xí)中,學(xué)生可能提交多次代碼進(jìn)行調(diào)試,但系統(tǒng)只記錄最后一次提交的結(jié)果。高職教學(xué)資源庫對個性化學(xué)習(xí)所需的全方位數(shù)據(jù)支持存在不足,對教學(xué)進(jìn)程的控制和調(diào)整支持不足。此外,高職教學(xué)資源庫中的資源信息在上傳發(fā)布過程中沒有詳細(xì)的信息標(biāo)注,資源之間的并列、包含等屬性交代不清,導(dǎo)致個性化學(xué)生畫像、學(xué)習(xí)行為預(yù)測、學(xué)習(xí)評估、學(xué)習(xí)反饋與建議、教育決策等缺少數(shù)據(jù)依據(jù),一定程度上制約了個性化學(xué)習(xí)的開展。

2.3 教學(xué)資源庫在系統(tǒng)功能上對個性化學(xué)習(xí)支持不足

目前,高職教學(xué)資源庫擁有海量資源,但沒有被科學(xué)地收集、處理,資源庫中沒有提供功能完整的模塊或工具對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析挖掘。當(dāng)前許多功能還停留在純數(shù)字分析層面,如計算學(xué)習(xí)進(jìn)度百分比,統(tǒng)計登錄次數(shù)、發(fā)帖次數(shù)、回復(fù)次數(shù)、測試分?jǐn)?shù)等,對體現(xiàn)學(xué)生內(nèi)隱學(xué)習(xí)態(tài)度和感受的分析較少,如分析挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)意愿、心理狀態(tài)、評價態(tài)度、實際認(rèn)知水平等,致使大量數(shù)據(jù)無法得到充分利用,教師不能及時、全面、深入地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,無法進(jìn)行個性化引導(dǎo)。

3 高職教學(xué)資源庫學(xué)習(xí)行為大數(shù)據(jù)分析對個性化學(xué)習(xí)的支持

3.1 基于學(xué)習(xí)行為大數(shù)據(jù)分析提升個性化學(xué)習(xí)效果的可行性

在高職教學(xué)資源庫的建設(shè)與使用中,教師與系統(tǒng)開發(fā)者不斷探索提高網(wǎng)絡(luò)教學(xué)質(zhì)量的途徑,致力于建設(shè)優(yōu)質(zhì)的智能學(xué)習(xí)平臺,積累了許多經(jīng)驗,對學(xué)習(xí)行為大數(shù)據(jù)與個性化學(xué)習(xí)效果內(nèi)在聯(lián)系的認(rèn)識逐步加深,在改善師生交流、加強協(xié)作學(xué)習(xí)等方面取得了許多成效。近年來,數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)、機器學(xué)習(xí)與大數(shù)據(jù)分析以及可視化技術(shù)的快速發(fā)展,為學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)的采集、清洗、轉(zhuǎn)換、篩選、儲存、標(biāo)記、定量和定性分析以及多維展示提供了有力的支持。因此,可以依據(jù)大數(shù)據(jù)分析結(jié)果,基于教師的經(jīng)驗和學(xué)生的意見,建立“學(xué)習(xí)行為特征—學(xué)習(xí)引導(dǎo)”數(shù)據(jù)模型,分析學(xué)生的風(fēng)格、預(yù)測學(xué)生行為[8],對學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)式引導(dǎo),提供個性化學(xué)習(xí)建議,定制推送學(xué)習(xí)資源,不斷改善教學(xué)資源庫的個性化學(xué)習(xí)支持功能。

3.2 基于學(xué)習(xí)行為大數(shù)據(jù)分析提升個性化學(xué)習(xí)效果

1) 高職教學(xué)資源庫學(xué)習(xí)行為大數(shù)據(jù)的特征。高職教學(xué)資源庫具有清晰的業(yè)務(wù)邏輯流程和數(shù)據(jù)流程,對學(xué)生的訪問過程可以進(jìn)行完整的記錄,能夠獲取的個體學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)包括:學(xué)生ID、登錄時間、學(xué)習(xí)時長、學(xué)習(xí)資源ID、學(xué)習(xí)資源類型、閱讀延伸標(biāo)記、習(xí)題選擇、測試或考核成績、課堂發(fā)言、建議等。學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)按存儲方式可分為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù);按時間特性可分為流數(shù)據(jù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)。學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)可以在某種程度反映學(xué)生的習(xí)慣學(xué)習(xí)時段、學(xué)習(xí)進(jìn)度、學(xué)習(xí)偏好、期望目標(biāo)、關(guān)注要點、關(guān)聯(lián)知識、解題能力、應(yīng)用能力、理解深度等特征。高職教學(xué)資源庫既可以按照一定的策略對學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)全集或子集進(jìn)行選取及匯總,形成特征參考值,作為長期資料保存并以此構(gòu)建知識庫,也可以對個體數(shù)據(jù)進(jìn)行動態(tài)性或階段性提取并分析對比,從而歸納學(xué)生的個性特征參考值。

2) 個性化學(xué)習(xí)支持路徑構(gòu)建。個性化學(xué)習(xí)支持的首要環(huán)節(jié)是分析學(xué)生的特征,進(jìn)而準(zhǔn)確判斷其個性化學(xué)習(xí)需求。學(xué)習(xí)行為特征數(shù)據(jù)包括學(xué)生ID、性別、訪問時間、學(xué)習(xí)資源ID、知識類型、媒體類型、實踐操作程度等,基本數(shù)據(jù)單元為學(xué)習(xí)時長。通過學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)處理技術(shù),如機器學(xué)習(xí)的分類、聚類、Web挖掘等大數(shù)據(jù)分析技術(shù)以及可視化技術(shù),對學(xué)習(xí)行為原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清理、相關(guān)性分析、標(biāo)記、數(shù)據(jù)變換與規(guī)約、泛化等預(yù)處理,構(gòu)建二維表和數(shù)據(jù)倉庫,形成學(xué)習(xí)行為訓(xùn)練數(shù)據(jù)集,深入挖掘、分析學(xué)生行為,構(gòu)建個性化畫像。然后運用恰當(dāng)?shù)姆诸惡途垲愃惴?構(gòu)造分類器,處理學(xué)習(xí)行為訓(xùn)練數(shù)據(jù)集。再用隨機獲取的檢驗數(shù)據(jù)集對分類器進(jìn)行評估并加以修正,有效識別學(xué)生的個性畫像特征,進(jìn)行智能化分析和整理,從而提高個性化學(xué)習(xí)指導(dǎo)的準(zhǔn)確性。

根據(jù)特定的學(xué)習(xí)行為特征統(tǒng)計分析結(jié)果,建立學(xué)習(xí)行為特征知識庫。設(shè)計個性化學(xué)習(xí)資源推薦策略并構(gòu)造支持引擎,該引擎可自動觸發(fā),運用分類器對個體學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)進(jìn)行評估,得出學(xué)生的類別特征,依據(jù)分類結(jié)果可以向?qū)W生定時推薦學(xué)習(xí)方案及學(xué)習(xí)資源。

3) 個性化學(xué)習(xí)支持實踐。以常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院構(gòu)建的“高等職業(yè)教育軟件技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫”中的歷史學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)集為研究對象,采用描述與預(yù)測相結(jié)合的方法,運用例證法、對比法和實驗法,在不同的數(shù)據(jù)抽象層,尋找學(xué)生的群體共性并進(jìn)行分類;再以此為參照,比對學(xué)生的突出特性并進(jìn)行歸類,依此預(yù)測學(xué)習(xí)行為,并自動提供個性化支持。

4 高職教學(xué)資源庫提升個性化學(xué)習(xí)效果的策略

4.1 設(shè)計理念上強化對個性化學(xué)習(xí)的支持

高職教學(xué)資源庫在設(shè)計理念上要充分遵循“以數(shù)據(jù)為中心”的思維模式,通過優(yōu)化頂層設(shè)計、數(shù)據(jù)規(guī)劃和業(yè)務(wù)流程,引導(dǎo)教師主動更新教學(xué)理念、思維方式和工作方法,改變傳統(tǒng)教學(xué)中依靠感覺、直覺進(jìn)行教學(xué)決策的思維模式,通過客觀的數(shù)據(jù)分析、嚴(yán)密細(xì)致的邏輯推理識別影響學(xué)生學(xué)習(xí)的因素,根據(jù)學(xué)生個性化學(xué)習(xí)需求及時調(diào)整教學(xué)策略[9]。

4.2 數(shù)據(jù)處理上做好學(xué)習(xí)行為過程記錄

目前高職教學(xué)資源庫對個性化學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)的收集還不夠過程化,對數(shù)據(jù)的解釋還停留在形式化的層面。高職教學(xué)資源庫應(yīng)圍繞數(shù)據(jù)處理的全流程,不斷完善學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的記錄與處理,做好學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)的全過程記錄,形成核心數(shù)據(jù)字典、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、接口規(guī)范,以得到全面、準(zhǔn)確、細(xì)粒度、多維度的交互數(shù)據(jù),快速形成數(shù)據(jù)服務(wù)能力,提供個性化學(xué)習(xí)智能化決策支持。

4.3 系統(tǒng)功能上實現(xiàn)對個性化學(xué)習(xí)的支持

在移動互聯(lián)時代,學(xué)生使用學(xué)習(xí)終端的多樣化給高職教學(xué)資源庫的個性化學(xué)習(xí)支持服務(wù)提出了新的功能需求。教學(xué)資源庫應(yīng)支持學(xué)生合理地調(diào)整和設(shè)置媒體格式、顯示方式、設(shè)備分辨率等不同參數(shù),構(gòu)建“人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時時可學(xué)”的移動學(xué)習(xí)新模式,促進(jìn)差異化、個性化的泛在學(xué)習(xí)。此外,未來高職教學(xué)資源庫的建設(shè)應(yīng)依托數(shù)理統(tǒng)計、數(shù)據(jù)挖掘、人工智能、知識圖譜等技術(shù)手段,基于差異化的專業(yè)能力、認(rèn)知水平、興趣愛好等因素,提供智能化的學(xué)習(xí)工具,實現(xiàn)宏觀、中觀和微觀層面的統(tǒng)計分析和研判預(yù)測,及時做出預(yù)警及引導(dǎo),針對不同學(xué)生制訂個性化學(xué)習(xí)策略,提升用戶體驗。

4.4 加大教學(xué)資源庫與其他網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺的對接力度

高職教學(xué)資源庫的建設(shè)還應(yīng)考慮與校內(nèi)外其他網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)共享、整合。打通組織壁壘,連通數(shù)據(jù)孤島,加大數(shù)據(jù)的對接力度,從整體、全域的角度審視、利用數(shù)據(jù);對數(shù)據(jù)進(jìn)行歸集整合、清洗加工、存儲共享處理,制訂數(shù)據(jù)資源歸集、治理、共享、應(yīng)用、安全等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、流程及管理辦法,為后續(xù)更精準(zhǔn)、智能化的數(shù)據(jù)應(yīng)用提供基礎(chǔ)支撐。

5 結(jié)束語

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)教學(xué)發(fā)揮著越來越重要的作用,學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源質(zhì)量的期待也越來越高。動態(tài)智能的個性化學(xué)習(xí)支持能促進(jìn)學(xué)習(xí)質(zhì)量的提升。今后將不斷收集并分析高職教學(xué)資源庫中反映學(xué)生內(nèi)隱學(xué)習(xí)態(tài)度和感受的數(shù)據(jù)記錄,加強學(xué)習(xí)行為的形式化理解,不斷提高個性化學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)的分析與挖掘技術(shù),進(jìn)一步提升學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)效果。