宋萑 王小寒 劉孟垚

宋萑

教授、博士生導(dǎo)師，國家重大人才工程青年學(xué)者，教育部普通高校人文社會科學(xué)重點(diǎn)研究基地北京師范大學(xué)教師教育研究中心副主任、北京師范大學(xué)教育學(xué)部教師教育研究所所長，兼任華東師范大學(xué)教授、香港教育大學(xué)亞太領(lǐng)導(dǎo)力與變革研究中心資深研究員、高等教育學(xué)會教師教育分會副秘書長，主持國家級、省部級課題等近20項，發(fā)表SSCI、CSSCI及其他中英文學(xué)術(shù)論文100余篇，提交咨政報告數(shù)十份，出版專著多部。

學(xué)習(xí)分析與循證教學(xué)思想高度契合。在實(shí)際操作過程中，教師雖不能將信息化的學(xué)習(xí)分析技術(shù)完全應(yīng)用于教學(xué)過程中，但數(shù)據(jù)的采集、分析、反饋等可以為教師的教學(xué)活動提供科學(xué)的依據(jù)。學(xué)者顧小清、黃景碧等人認(rèn)為，在教學(xué)實(shí)踐中利用學(xué)習(xí)分析技術(shù)及相關(guān)的分析工具，教師可以獲得學(xué)生學(xué)習(xí)績效、學(xué)習(xí)過程及學(xué)習(xí)環(huán)境等方面的信息，這些信息可以為教師提供改進(jìn)教學(xué)的依據(jù)（顧小清、黃景碧等，《開放教育研究》2010年第10期）。美國教育發(fā)展中心和學(xué)生與技術(shù)中心對學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄與分析，并生成網(wǎng)絡(luò)報告，接受調(diào)查的77%的教師表示，他們能利用網(wǎng)絡(luò)報告了解自己的教學(xué)成果（顧小清、張進(jìn)良、蔡慧英，《遠(yuǎn)程教育雜志》2012年第30期）。這說明通過循證化的學(xué)習(xí)分析及反饋，教師可以更科學(xué)、有效地反思和改進(jìn)教學(xué)過程，實(shí)現(xiàn)育人目標(biāo)。

一、學(xué)習(xí)分析的要素及過程

近年來，學(xué)習(xí)分析的相關(guān)模型已經(jīng)得到了一定程度的發(fā)展。喬治·西門子（Siemens）提出學(xué)習(xí)分析技術(shù)過程模型，伊萊亞斯（Elias）提出關(guān)于學(xué)習(xí)分析的持續(xù)改進(jìn)環(huán)模型，布朗（Brown）認(rèn)為學(xué)習(xí)分析的要素包括數(shù)據(jù)采集、分析、學(xué)生學(xué)習(xí)、聽眾、干預(yù)五個部分（Brown，M.Learning Analytics：The Coming Third Wave.2011.）。這些學(xué)習(xí)分析的相關(guān)模型，大部分借助信息技術(shù)投入教育實(shí)踐應(yīng)用之中。學(xué)者李艷燕等人綜合學(xué)界關(guān)于學(xué)習(xí)分析模型的現(xiàn)有研究成果，進(jìn)一步總結(jié)了學(xué)習(xí)分析的基本組成要素，即學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)環(huán)境、教育環(huán)境、受眾和“五個環(huán)節(jié)”。其中的“五個環(huán)節(jié)”是學(xué)習(xí)分析技術(shù)的核心要素，包括數(shù)據(jù)采集，即從學(xué)習(xí)環(huán)境及學(xué)習(xí)過程中采集數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)儲存，即按照數(shù)據(jù)類型和特點(diǎn)對大規(guī)模的數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化儲存；數(shù)據(jù)分析，即從三個角度（學(xué)習(xí)者規(guī)模、時間維度、粒度）根據(jù)不同的應(yīng)用需求篩選數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析；數(shù)據(jù)表示，即將數(shù)據(jù)分析結(jié)果可視化；應(yīng)用服務(wù)，包括績效評估、過程預(yù)測與活動干預(yù)（李艷燕、馬韶茜、黃榮懷，《開放教育研究》2012年第18期）。學(xué)界現(xiàn)有的學(xué)習(xí)分析要素及環(huán)節(jié)，為教師在教學(xué)實(shí)踐中開展循證視角下的學(xué)習(xí)分析提供了參考。

二、學(xué)習(xí)分析的實(shí)施路徑

目前，學(xué)習(xí)分析主要從大數(shù)據(jù)挖掘的角度應(yīng)用于教育領(lǐng)域。本文參考學(xué)習(xí)分析的現(xiàn)有模型，整合、改進(jìn)李艷燕等提出的學(xué)習(xí)分析的“五個環(huán)節(jié)”，并在此基礎(chǔ)上論述一線教師可采取的具體、可行的學(xué)習(xí)分析策略。

在循證教學(xué)實(shí)踐中，學(xué)習(xí)分析的具體實(shí)施路徑如下：一是查閱現(xiàn)有文獻(xiàn)，選擇并利用合適的工具采集學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)資源的相關(guān)數(shù)據(jù)；二是采用科學(xué)的統(tǒng)計方法、運(yùn)用適當(dāng)?shù)墓ぞ叻治鰯?shù)據(jù)，一般可以按照不同的應(yīng)用需求從學(xué)習(xí)者規(guī)模、時間維度及粒度三個方面解釋數(shù)據(jù)；三是可視化呈現(xiàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，改進(jìn)現(xiàn)有教學(xué)模式，并將相關(guān)結(jié)果提供給學(xué)生和家長。

1.數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)，教師可以應(yīng)用相關(guān)工具從學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境及學(xué)習(xí)過程中采集相關(guān)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可以劃分為學(xué)習(xí)者數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)資源數(shù)據(jù)兩類。針對學(xué)習(xí)者采集相關(guān)數(shù)據(jù)時，除了采集學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的學(xué)習(xí)日志、學(xué)習(xí)成果，還需要分析他們的學(xué)習(xí)路徑。教師采集數(shù)據(jù)的過程中，一是要結(jié)合實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗并根據(jù)現(xiàn)有研究證據(jù)，確認(rèn)數(shù)據(jù)采集的聚焦點(diǎn)，也就是回答“分析什么”；二是要根據(jù)需求選擇數(shù)據(jù)采集的工具，回答“怎樣分析”。

首先，教師要查閱文獻(xiàn)，了解并明確影響學(xué)生學(xué)習(xí)的有關(guān)因素。王海燕、李芒等人通過文獻(xiàn)調(diào)研，總結(jié)出直接影響中小學(xué)生學(xué)習(xí)的15個因素，即智力水平、知識技能、成就動機(jī)、學(xué)習(xí)熱情、學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)計劃、學(xué)習(xí)毅力、注意品質(zhì)、學(xué)習(xí)焦慮、班級氣氛、學(xué)校環(huán)境、人際關(guān)系、身心健康、學(xué)習(xí)風(fēng)格、學(xué)習(xí)方法（王海燕、李芒、時俊卿，《中國電化教育》2001年第5期）。這些都可以作為學(xué)習(xí)分析的聚焦點(diǎn)。

其次，從具體操作來看，教師期望通過學(xué)習(xí)分析優(yōu)化班級互動、提升學(xué)習(xí)氛圍與學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度時，可以采集以下數(shù)據(jù)為后續(xù)研究提供支撐：采集學(xué)生參與課堂互動的數(shù)據(jù)，如學(xué)生回答問題的頻率、質(zhì)疑的次數(shù)、與教師和其他學(xué)生的互動情況等，以評估學(xué)生的主動參與程度和互動質(zhì)量；采集學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)表現(xiàn)數(shù)據(jù)，如作業(yè)的完成情況、小組合作的效果、實(shí)驗或項目的結(jié)果等，以反映學(xué)生在課堂互動中的學(xué)習(xí)表現(xiàn)和成果；采集學(xué)生對課堂互動的反饋數(shù)據(jù)，如通過調(diào)查問卷、小組討論或個別談話等方式獲取學(xué)生的意見，以了解學(xué)生對互動體驗的感受和建議；采集學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)或在線學(xué)習(xí)平臺提供的學(xué)習(xí)分析數(shù)據(jù)，如學(xué)生的學(xué)習(xí)活動記錄、課程瀏覽記錄、討論參與情況等，以分析學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和參與情況；采集學(xué)生在課堂互動中的情感數(shù)據(jù)，如通過情感識別技術(shù)獲取學(xué)生的情緒狀態(tài)，通過學(xué)生的口頭或書面表達(dá)了解其態(tài)度、情感或情緒，以評估學(xué)生在互動中的情感體驗和情緒狀態(tài)，為優(yōu)化互動提供參考。

需要注意的是，教師在采集數(shù)據(jù)時要確保學(xué)生的隱私和數(shù)據(jù)安全，并遵守相關(guān)的法規(guī)；教師還應(yīng)該向?qū)W生明確解釋數(shù)據(jù)采集的目的，并尊重學(xué)生的權(quán)益。

2.數(shù)據(jù)分析

教師采集數(shù)據(jù)后，需要根據(jù)需求對數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的分析、整理、歸納。數(shù)據(jù)分析可以從三個角度進(jìn)行。首先，根據(jù)學(xué)習(xí)者規(guī)模進(jìn)行分析。教師可以分析學(xué)習(xí)者個人學(xué)業(yè)數(shù)據(jù)，獲取學(xué)生個人的學(xué)習(xí)狀況、學(xué)習(xí)動機(jī)及學(xué)習(xí)興趣；也可以分析全班學(xué)生的學(xué)業(yè)數(shù)據(jù)，得到整個班級學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度以及對教師的接受程度等方面的信息。其次，以時間段為單位分析學(xué)習(xí)者某個時間段的數(shù)據(jù)。比如，學(xué)生在學(xué)期初、學(xué)期中、學(xué)期末的學(xué)習(xí)過程性變化，以及各個學(xué)年學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況等。最后，可以分析學(xué)生學(xué)習(xí)單門課程或多門課程的狀況，了解學(xué)生對不同課程、不同教師的教學(xué)方法的滿意度與接受度等。在這個環(huán)節(jié)，教師要運(yùn)用統(tǒng)計學(xué)方法了解學(xué)生學(xué)習(xí)狀況的基本表征，可以分析不同班級、不同學(xué)年的數(shù)據(jù)差異，也可以根據(jù)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的結(jié)果，結(jié)合已有研究證據(jù)及相關(guān)理論對學(xué)生的學(xué)習(xí)表征、差異化結(jié)果等做進(jìn)一步的分類與解釋，為后續(xù)的教學(xué)改進(jìn)提供更科學(xué)的建議。

以“數(shù)學(xué)概念學(xué)習(xí)中的錯誤分析”為例。教師收集學(xué)生作答的課堂習(xí)題，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在數(shù)學(xué)概念學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的不同問題后，就可以查閱相關(guān)文獻(xiàn)，了解現(xiàn)有的概念學(xué)習(xí)錯誤類別。已有研究指出，數(shù)學(xué)概念學(xué)習(xí)中的錯誤主要分為過程性錯誤和合理性錯誤（李善良，《數(shù)學(xué)教育學(xué)報》2022年第3期）。過程性錯誤包括“用日常生活概念代替數(shù)學(xué)概念”“用概念原型替代概念”“用形象描述代替數(shù)學(xué)概念”等，合理性錯誤包括“慣性”“偏好”致使學(xué)生在學(xué)習(xí)新概念時出現(xiàn)的錯誤及“用原有思維審視新的概念”等類型。過程性錯誤具有短暫性和外顯性，是可以預(yù)防的，而合理性錯誤則具有隱蔽性和長期性，較難避免。由此，教師就可以通過對學(xué)生課堂習(xí)題中的錯誤分類，更全面、科學(xué)地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并據(jù)此改進(jìn)教學(xué)。

3.數(shù)據(jù)呈現(xiàn)及教學(xué)改進(jìn)

從本質(zhì)上講，學(xué)習(xí)分析是為了改進(jìn)現(xiàn)有的教學(xué)模式。因此，一線教師如何更好地呈現(xiàn)數(shù)據(jù)、如何將學(xué)習(xí)分析的結(jié)果應(yīng)用于教學(xué)改進(jìn)之中尤為重要。教師要思考如何將學(xué)習(xí)結(jié)果以可視化的形式反饋給學(xué)生，引導(dǎo)他們利用數(shù)據(jù)發(fā)展自我，提高主動學(xué)習(xí)的能力，還要更加全面地了解學(xué)生對知識的掌握情況，預(yù)測學(xué)生在未來學(xué)習(xí)中可能出現(xiàn)的風(fēng)險，為他們提供適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)支持。

在可視化呈現(xiàn)學(xué)習(xí)分析數(shù)據(jù)時，教師要考慮師生的需求和技能水平，選擇合適的可視化方式，以便學(xué)生能清晰、直觀地理解學(xué)習(xí)分析的結(jié)果，并從中獲得有價值的信息。例如，教師可以使用圖表和圖形，如條形圖、折線圖、散點(diǎn)圖、雷達(dá)圖、軌跡圖、詞云圖、餅圖等，呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的分布、趨勢和比較情況；可以使用信息化程度較高的數(shù)據(jù)可視化工具，如Tableau、Power BI、Google數(shù)據(jù)工作室等，把學(xué)習(xí)分析數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成儀表盤視圖，將多個可視化元素組合在一起，通過學(xué)生的學(xué)習(xí)行為、成績、參與度等指標(biāo)展示綜合的學(xué)習(xí)情況概覽；也可以創(chuàng)建交互式可視化工具，如添加篩選器、下拉菜單、滑塊等交互元素，讓學(xué)生與數(shù)據(jù)互動，從而更加深入地分析數(shù)據(jù)，獲取個性化的數(shù)據(jù)信息；還可以結(jié)合可視化元素編寫故事，解釋數(shù)據(jù)背后的意義、發(fā)現(xiàn)和推論，通過解釋和講述，幫助學(xué)生更好地理解數(shù)據(jù)分析的結(jié)果。

通過學(xué)習(xí)分析獲得的數(shù)據(jù)是改進(jìn)教學(xué)的依據(jù)，教師要用好這些數(shù)據(jù)。以陳夢媛老師2023年3月在《中學(xué)歷史教學(xué)參考》上發(fā)表的文章《強(qiáng)化學(xué)習(xí)生成分析 讓歷史教學(xué)精準(zhǔn)化》為例。在設(shè)計“鋼鐵長城”教學(xué)方案之前，陳老師通過調(diào)查問卷開展學(xué)情分析，得出大多數(shù)學(xué)生因時代所限對新中國成立以來的歷史、國防和軍隊建設(shè)知之甚少，因而對該課程內(nèi)容缺乏共鳴的分析結(jié)果。她據(jù)此運(yùn)用“精選典型：用鮮活故事引發(fā)學(xué)生共鳴”“強(qiáng)化對比：用艱辛曲折凸顯成就斐然”“升華主旨：讓立德樹人成為課堂之魂”三種方法，設(shè)計了具有實(shí)操性的精準(zhǔn)化教學(xué)實(shí)施方案，取得了很好的教學(xué)效果（陳夢媛，《中學(xué)歷史教學(xué)參考》2023年第8期）。這說明，教師積極運(yùn)用學(xué)習(xí)分析理論改進(jìn)教學(xué)，不僅能讓教學(xué)實(shí)踐更科學(xué)有效，而且能提升自身教學(xué)能力，促進(jìn)其個性化和持續(xù)性的專業(yè)成長，繼而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，全面落實(shí)立德樹人根本任務(wù)。

（作者單位：宋萑，北京師范大學(xué)教師教育研究中心，貴州省畢節(jié)市金沙教育研究院；王小寒、劉孟垚，北京師范大學(xué)教師教育研究中心）

［專欄文章系國家自然科學(xué)基金面上項目“如何提升教師培養(yǎng)質(zhì)量：教師教育項目對師范生專業(yè)學(xué)習(xí)及其從教表現(xiàn)的影響效應(yīng)與機(jī)制研究”（課題編號：71974016）、中國高等教育學(xué)會教師教育分會2020年度重大課題“京津冀教育協(xié)同發(fā)展背景下大學(xué)—政府—學(xué)校（UGS）伙伴協(xié)作支持教師專業(yè)發(fā)展機(jī)制研究”（課題編號：20ZSJSJYZG01）的成果］

責(zé)任編輯? 姜楚華