摘 要:對學(xué)習(xí)者自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)過程的準確評價,是實現(xiàn)教學(xué)干預(yù)的必要前提。然而,已有評價方法多為總結(jié)性評價,實時性不足。為此,本研究提出了數(shù)據(jù)驅(qū)動的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)動態(tài)評價模型。以學(xué)習(xí)任務(wù)為單位對學(xué)習(xí)過程進行時序化處理,并構(gòu)建學(xué)習(xí)過程中生成性數(shù)據(jù)到自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài)的映射關(guān)系。研究結(jié)果表明:(1)生成性數(shù)據(jù)是評價學(xué)習(xí)者自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài)的有力因素,模型具有較高的有效性。(2)學(xué)習(xí)者的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài)在不同評價維度呈現(xiàn)出差異性變化趨勢,其中任務(wù)分析、自我激勵的信念和自我觀察維度趨于穩(wěn)定,而自我控制、自我判斷和自我反應(yīng)3個維度呈現(xiàn)明顯波動性變化。(3)高低績效群體在自我激勵的信念、自我控制和自我反應(yīng)3個評價維度上表現(xiàn)出顯著差異,而在任務(wù)分析、自我觀察和自我判斷有3個維度上沒有統(tǒng)計學(xué)差異。
關(guān)鍵詞:自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí);生成性數(shù)據(jù);指標體系;人工智能;學(xué)習(xí)分析
中圖分類號:G431 文獻標志碼:A 文章編號:2096-0069(2024)01-0019-07
引言
自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)(Self-Regulated Learning,簡稱SRL)是指學(xué)習(xí)者積極激勵自己并且使用適當(dāng)策略的學(xué)習(xí)[1]。研究表明,對學(xué)習(xí)者自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)進行實時、有效的評價,是發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)困難、制定針對性學(xué)習(xí)干預(yù)策略的基礎(chǔ)[2]。目前,對自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)評價的研究大多是學(xué)期末的問卷、訪談等靜態(tài)評價、總結(jié)性評價,實時性不足[3]。但對學(xué)習(xí)者而言,學(xué)習(xí)就是一個自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)的過程,對自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)的實時動態(tài)評價是幫助學(xué)習(xí)者及時發(fā)現(xiàn)問題并保持較高學(xué)習(xí)動機的關(guān)鍵[4]。為此,如何實現(xiàn)對學(xué)習(xí)者自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)的動態(tài)評價成為學(xué)界關(guān)注的熱點。
本研究在巴里·J.齊默曼(Barry J. Zimmerman) [5]自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)理論的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了數(shù)據(jù)驅(qū)動的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)動態(tài)評價模型。以學(xué)習(xí)任務(wù)為單位對學(xué)習(xí)過程中的生成性數(shù)據(jù)進行時序編碼,并利用人工智能技術(shù)挖掘生成性數(shù)據(jù)到自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài)的映射關(guān)系,然后對時序化的生成性數(shù)據(jù)進行連續(xù)映射,實現(xiàn)對學(xué)習(xí)者的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài)的動態(tài)評價。最后,將模型應(yīng)用于教學(xué)實踐,對學(xué)習(xí)者的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài)進行跟蹤分析,并比較了高低績效群體自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài)的差異性。
一、相關(guān)研究
(一)自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)評價的進展
目前,關(guān)于自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)的評價方法主要有兩種,即自我報告法和數(shù)據(jù)分析法。其中,自我報告法指學(xué)習(xí)者利用口頭(如訪談)或書面(如問卷)等形式對實時或一段時間內(nèi)的學(xué)習(xí)過程進行匯報。克塞尼婭·維爾科娃(Kseniia Vilkova)[6]使用在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)問卷OSLQ從目標設(shè)定、時間管理等6個維度對MOOC學(xué)習(xí)者進行自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài)測量,并驗證了自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài)對輟學(xué)率的影響。蘭國帥等[7]使用學(xué)習(xí)動機策略量表MSLQ測量了探究社區(qū)中學(xué)習(xí)者的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài),發(fā)現(xiàn)良好的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)有助于深度學(xué)習(xí)和知識建構(gòu)的發(fā)生與發(fā)展。
數(shù)據(jù)分析法則是通過對學(xué)習(xí)過程中的操作行為、單元測試成績等生成性數(shù)據(jù)進行挖掘與分析,實現(xiàn)對自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài)的自動評價。有研究者認為學(xué)習(xí)過程中的視頻完成率、視頻瀏覽時間、瀏覽的視頻部分和視頻拖動操作能夠有效反映學(xué)生的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài)[8]。何宇(He Yu)等[9]從交互行為角度將學(xué)習(xí)過程分為微觀互動和高級互動,并通過邏輯回歸等算法證實了微觀互動是評價學(xué)生自我調(diào)節(jié)狀態(tài)的有效指標。也有研究者從目標設(shè)定、學(xué)習(xí)策略計劃等6個維度定義了自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài),并利用懲罰性回歸算法對MOOC學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)時長、會話次數(shù)等生成性數(shù)據(jù)進行分析,實現(xiàn)對自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài)的評價[10]。
自我報告法因簡單易行而被廣泛應(yīng)用,但反復(fù)測量會增加學(xué)習(xí)者的負擔(dān),而且易受到學(xué)習(xí)者主觀意志的影響。數(shù)據(jù)分析法則解決了自我報告法的上述問題,然而,目前的數(shù)據(jù)分析法多是學(xué)期末的總結(jié)性評價,結(jié)果存在滯后性[3]。
(二)自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)理論模型
理論模型對構(gòu)建自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)動態(tài)評價具有重要的理論支撐和指導(dǎo)作用。本研究采用巴里·J.齊默曼理論模型作為啟動框架,該理論模型將自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)分為事先計劃、監(jiān)控執(zhí)行和自我反思3個階段。①事先計劃階段:指學(xué)習(xí)者設(shè)定目標并規(guī)劃自身的學(xué)習(xí)活動。該階段包含任務(wù)分析和自我激勵的信念兩個維度。其中,任務(wù)分析是學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)目標進行分解,建立個人目標結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)計劃,并對學(xué)習(xí)資源進行組織和管理;自我激勵的信念是學(xué)習(xí)者預(yù)感或期望學(xué)習(xí)的結(jié)果,調(diào)動自身積極性完成學(xué)習(xí)的動機與信念。②監(jiān)控執(zhí)行階段:指學(xué)習(xí)者監(jiān)控自身的學(xué)習(xí)過程,在需要時尋求幫助。該階段包含自我控制和自我觀察兩個維度。其中,自我控制是學(xué)習(xí)者根據(jù)實際學(xué)習(xí)情況,對個人目標結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)計劃進行調(diào)整和完善;自我觀察指學(xué)習(xí)者對自我學(xué)習(xí)行為的頻率或強度進行觀察和記錄的過程。③自我反思階段:指學(xué)習(xí)者反思自身進展和使用的認知策略。該階段包含自我判斷和自我反應(yīng)兩個維度。其中,自我判斷是學(xué)習(xí)者根據(jù)學(xué)習(xí)目標的達成情況,進行自我評價和探尋歸因;自我反應(yīng)是反思個人學(xué)習(xí)目標和學(xué)習(xí)計劃是否合理、學(xué)習(xí)策略是否有效,并在后續(xù)學(xué)習(xí)中繼續(xù)保持或修正。
二、數(shù)據(jù)驅(qū)動的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)動態(tài)評價模型
(一)模型建構(gòu)
學(xué)習(xí)平臺詳細記錄了大量的學(xué)習(xí)行為、測試成績等生成性數(shù)據(jù),為自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)的動態(tài)評價提供了數(shù)據(jù)支持。人工智能技術(shù)能夠利用非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)挖掘出潛在的關(guān)聯(lián)關(guān)系,為自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)的動態(tài)評價提供了可行性技術(shù)支撐。為此,本研究在巴里·J.齊默曼理論模型的指導(dǎo)下,以生成性數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),以學(xué)習(xí)任務(wù)為時序單位,引入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法,構(gòu)建了數(shù)據(jù)驅(qū)動的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)動態(tài)評價模型,如圖1所示(見下頁)。
模型包括3個核心部分:①指標體系建立。該體系包含評價指標體系和生成性數(shù)據(jù)指標兩部分。其中,評價指標體系是將評價目標按照其本質(zhì)屬性分解為清晰的、可操作的結(jié)構(gòu),是評價的前提和基礎(chǔ);生成性數(shù)據(jù)指標則是分類選擇能夠表現(xiàn)評價目標的學(xué)習(xí)行為、績效狀態(tài)等生成性數(shù)據(jù)集合。②評價引擎訓(xùn)練。該部分是挖掘生成性數(shù)據(jù)和自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài)間的復(fù)雜映射關(guān)系,依據(jù)生成性數(shù)據(jù)獲得學(xué)習(xí)者的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài)。本研究提出了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的評價引擎,該引擎的構(gòu)建需要使用帶標簽(由自我報告產(chǎn)生)的生成性數(shù)據(jù)對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練。③自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)動態(tài)評價。該部分包含數(shù)據(jù)采集與時序編碼、動態(tài)評價兩個核心步驟。其中,前者是收集目標學(xué)習(xí)者的生成性數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)者的各類行為、狀態(tài)等信息分別進行計算和時序編碼;后者則是使用訓(xùn)練好的評價引擎對時序化的生成性數(shù)據(jù)進行分析,得到學(xué)習(xí)者在連續(xù)任務(wù)上的多維度自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài),并繪制出自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài)的動態(tài)曲線。
(二)指標體系
依據(jù)理論模型,本研究將自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)的評價指標體系劃分為事先計劃、監(jiān)控執(zhí)行、自我反思3個階段和任務(wù)分析、自我激勵的信念等6個評價維度,并參考何宇等[9]、勒內(nèi)·基齊爾切克(René F. Kizilcec)等[10]的研究,分別為每個評價維度篩選了生成性數(shù)據(jù)指標。
第一,事先計劃階段。任務(wù)分析維度的生成性數(shù)據(jù)指標包含:查看課程說明頻次、瀏覽大綱頻次、查看學(xué)習(xí)目標頻次、添加/修改學(xué)習(xí)目標頻次、瀏覽資源結(jié)構(gòu)/屬性頻次;自我激勵的信念維度的指標包含:查看學(xué)習(xí)目標頻次、瀏覽資源結(jié)構(gòu)/屬性頻次、修改學(xué)習(xí)目標頻次。
第二,監(jiān)控執(zhí)行階段。自我控制維度的指標包含:修改學(xué)習(xí)目標頻次、瀏覽資源結(jié)構(gòu)/屬性頻次、瀏覽資源頻次、瀏覽視頻時間、登錄平臺時間、發(fā)貼數(shù)、回貼數(shù)、作業(yè)完成度;自我觀察維度的指標包含:組織/查詢資源頻次、修改學(xué)習(xí)目標頻次、查看登錄時間頻次、查看視頻瀏覽時間頻次、查看資源瀏覽頻次、查看發(fā)/回貼數(shù)量頻次。
第三,自我反思階段。自我判斷維度的指標包含:查看學(xué)習(xí)目標頻次、測試成績、測試頻次、查看作業(yè)評價頻次、查看測試成績頻次;自我反應(yīng)維度的指標包含:視頻瀏覽時間變化、作業(yè)完成度變化、登錄平臺時間變化、發(fā)貼數(shù)變化、回貼數(shù)變化、測試成績、測試次數(shù)、添加/修改學(xué)習(xí)反思次數(shù)。
(三)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的評價引擎
評價引擎的作用是依據(jù)生成性數(shù)據(jù)獲得自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài),為精準挖掘兩者間的復(fù)雜變換關(guān)系,本研究構(gòu)建了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的評價引擎,如圖2所示(見下頁)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法擁有自學(xué)習(xí)、自組織和自適應(yīng)的特性,可以充分挖掘生成性數(shù)據(jù)與自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài)間的深層次關(guān)系,能夠有效提升目前評價研究中常用的線性回歸等線性方法的準確性。
構(gòu)建好的評價引擎可以通過輸入生成性數(shù)據(jù)(如圖2中fi,bi為偏置項,恒為1)得到自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài)(如圖2中t)。但引擎的構(gòu)建需要使用訓(xùn)練數(shù)據(jù)集(即帶標簽的生成性數(shù)據(jù))進行模型訓(xùn)練,研究使用自我報告法為部分生成性數(shù)據(jù)產(chǎn)生標簽(即自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài)),以此產(chǎn)生訓(xùn)練數(shù)據(jù)集。模型的訓(xùn)練主要包含3個主要步驟:
第一,前向計算。將生成性數(shù)據(jù)向前迭代,將數(shù)據(jù)映射到評價維度空間,以模擬從生成性數(shù)據(jù)到自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài)的復(fù)雜變換關(guān)系,如圖2所示,按箭頭方向逐步計算。前向計算包含線性計算和激活兩步,計算方法如公式(1)所示。其中,Z表示某個神經(jīng)元結(jié)點的線性運算結(jié)果,f(z)表示激活函數(shù),本研究使用Sigmoid函數(shù),表示權(quán)重向量(如圖2中W1),是自然常數(shù)。
第二,數(shù)據(jù)輸出。將經(jīng)過前向計算的數(shù)據(jù)進行處理,得到輸出(即自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài)),本研究選擇分類中最大概率(使用Softmax函數(shù)計算)的狀態(tài)值輸出。如圖2中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類概率為(對應(yīng)輸出值1~3),則最后的結(jié)果為最大概率(0.73)對應(yīng)的輸出分類值3。
第三,反向傳播更新。依據(jù)計算結(jié)果與標簽結(jié)果的差異,對正向傳播過程進行調(diào)整,以使計算更加精確。反向傳播更新包括誤差表示、殘差計算和權(quán)重更新3個子步驟。誤差是輸出結(jié)果和標簽真實結(jié)果差異程度,本文中使用交叉熵損失函數(shù)表示;殘差是反向傳播的誤差,利用誤差的偏導(dǎo)數(shù)和前面一層進行加權(quán)求和;權(quán)重更新則是通過每個節(jié)點的殘差值反向更新該節(jié)點與上一層中節(jié)點間的權(quán)重。3個子步驟的計算方法如公式(2)所示。其中,c表示誤差,ei表示節(jié)點i的殘差,wtij表示第t次迭代時節(jié)點i和j連接的權(quán)重,sj是輸出層的最大輸出值(即最大概率值,表明分類結(jié)果),Next(i)表示節(jié)點i右層神經(jīng)元集合,wij是節(jié)點i和間j的權(quán)重系數(shù),f'(i)表示激活函數(shù)的偏導(dǎo)數(shù),xi表示節(jié)點的i輸出值,η表示學(xué)習(xí)率,本文中取常數(shù)0.6。
(四)生成性數(shù)據(jù)的時序編碼與動態(tài)評價
為實現(xiàn)自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)的動態(tài)評價,需要以時間變量為主軸對學(xué)習(xí)過程進行分析。任務(wù)分析、自我判斷等評價維度是基于時間的累積量,而非瞬時狀態(tài)。為此,本研究提出以學(xué)習(xí)任務(wù)為單位對生成性數(shù)據(jù)進行時序化編碼,以將連續(xù)的動態(tài)評價轉(zhuǎn)換為離散的評價序列。然后,將每個學(xué)習(xí)任務(wù)對應(yīng)生成性數(shù)據(jù)輸入評價引擎,得到學(xué)習(xí)者在該學(xué)習(xí)任務(wù)中的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài)。最后,將所有學(xué)習(xí)任務(wù)的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài)進行連接和可視化,即可生成學(xué)習(xí)者在整個學(xué)習(xí)過程的動態(tài)評價。
生成性數(shù)據(jù)的時序化編碼過程如下:①抽取生成性數(shù)據(jù)。對于數(shù)據(jù)庫中的狀態(tài)數(shù)據(jù),如單元測試成績等,直接讀取學(xué)習(xí)者ID、學(xué)習(xí)任務(wù)號、數(shù)據(jù)值。對于日志中的行為數(shù)據(jù),需要先分離出形如學(xué)習(xí)者ID、行為類型、行為目標、學(xué)習(xí)任務(wù)號、Session ID、時間戳的操作流,然后將同一事件對應(yīng)的操作流相匹配,生成行為數(shù)據(jù)集。②數(shù)據(jù)清洗與編碼。數(shù)據(jù)清洗是檢查數(shù)據(jù)一致性,并處理無效值和缺失值;編碼是將有效數(shù)據(jù)生成編碼數(shù)據(jù)集,例如,將任務(wù)分析維度的生成性數(shù)據(jù)指標編碼為ti,將自我反應(yīng)維度的指標編碼為rk。③建立學(xué)習(xí)過程映射。將狀態(tài)數(shù)據(jù)與行為數(shù)據(jù)以學(xué)習(xí)者ID和學(xué)習(xí)任務(wù)號為主次關(guān)鍵字進行匹配關(guān)聯(lián),生成每個學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程映射數(shù)據(jù)集。如學(xué)習(xí)者S1的學(xué)習(xí)過程映射為<t11,t12,t13,…,r77,r78>,其中,t12表示該學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)任務(wù)1中t2生成性數(shù)據(jù)指標的值。
三、動態(tài)評價模型的實踐應(yīng)用
(一)應(yīng)用情境
實踐課程為某師范大學(xué)2020—2021學(xué)年春季“數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用”課程,授課周期為 18 周。課程使用“學(xué)習(xí)通”+“騰訊會議”的在線平臺開展,前者為教學(xué)提供了資源管理、測試、學(xué)習(xí)計劃、論壇等功能;后者則提供了實時互動課堂功能。參與研究的學(xué)生為教育技術(shù)學(xué)專業(yè)本科二年級學(xué)生,包括11名男生和45名女生,均具有在線學(xué)習(xí)經(jīng)歷。
(二)應(yīng)用流程設(shè)計
課程分為關(guān)系數(shù)據(jù)理論、完整性約束等7個學(xué)習(xí)任務(wù),每個學(xué)習(xí)任務(wù)均包括課前預(yù)習(xí)、課上講解、課后練習(xí)3個階段。課前預(yù)習(xí)是學(xué)生通過教師提供的學(xué)習(xí)資料自主學(xué)習(xí);課上講解是教師對重難點知識或共性問題進行講解,并指導(dǎo)學(xué)生開展任務(wù)實踐;課后加強則是課后完成復(fù)習(xí)、單元測試和課程作業(yè)。
此外,評價引擎的訓(xùn)練需要帶標簽(即自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài))的訓(xùn)練集。為此,課程中的前3個學(xué)習(xí)任務(wù)要求學(xué)生使用自我報告法對當(dāng)前任務(wù)的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài)進行匯報,以生成訓(xùn)練數(shù)據(jù)集;后面的學(xué)習(xí)任務(wù)則使用訓(xùn)練好的評價引擎對學(xué)習(xí)者的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài)進行評價。
(三)測量工具與方法
本研究中的自我報告所采用的量表,是依據(jù) “學(xué)習(xí)動機策略問卷使用手冊(MSLQ)”和“大學(xué)生學(xué)習(xí)自主性量表”改編而成的[11-12],包括事先計劃、監(jiān)控執(zhí)行和自我反思3個大類和6個小類的內(nèi)容,共42個項目。量表采用7級李克特評分,從完全不符合(1分)到非常符合(7分),量表的Cronbach 系數(shù)為0.853,表明量表具有較高的可靠性和內(nèi)部一致性。
(四)數(shù)據(jù)分析結(jié)果
1.模型的有效性分析
為驗證動態(tài)模型的有效性,本研究從準確率、召回率和F1值3個方面對模型的評價結(jié)果進行了檢測,結(jié)果表明,模型在3個階段上的評價結(jié)果均較好。其中,在任務(wù)分析、自我控制和自我反應(yīng)3個評價維度上,準確率、召回率和F1值均接近或大于70%(最低69.36%,最高80.64%),評價有效性較高;盡管在自我激勵的信念、自我觀察、自我評價3個評價維度上的結(jié)果稍差,但也均高于60%(最低62.08%),表明模型的評價結(jié)果亦可接受。此外,在6個評價維度上,模型評價結(jié)果和量表結(jié)果的Kappa一致性檢驗值均大于0.65,說明兩者之間具有較好的一致性。綜上,可以認為本研究提出的動態(tài)評價模型在自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)6個評價維度上的評價結(jié)果是令人滿意或可接受的。
2.自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài)動態(tài)分析
為探究學(xué)習(xí)者的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)動態(tài)變化趨勢,本研究從事先計劃、監(jiān)控執(zhí)行和自我反思3個階段跟蹤學(xué)習(xí)者的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)動態(tài),并對所有學(xué)習(xí)任務(wù)的數(shù)據(jù)進行了方差分析,結(jié)果如表1所示(見下頁)。
事先計劃階段。由表1可知:第一,任務(wù)分析狀態(tài)基本呈現(xiàn)平穩(wěn)態(tài)勢(p=0.564>0.05),表明在教師的指導(dǎo)下,學(xué)生能較好地理解學(xué)習(xí)目標和策略。第二,任務(wù)分析狀態(tài)在學(xué)習(xí)任務(wù)1和6上的均值稍低,表明學(xué)習(xí)內(nèi)容的抽象程度對學(xué)生的任務(wù)分析狀態(tài)有一定影響;前者是學(xué)期開始,學(xué)生對新內(nèi)容較陌生;后者的學(xué)習(xí)內(nèi)容是數(shù)據(jù)庫設(shè)計范式,內(nèi)容抽象。第三,自我激勵的信念狀態(tài)雖有一定波動,但整體上仍然表現(xiàn)穩(wěn)定(p=0.71>0.05)。第四,學(xué)習(xí)內(nèi)容難度對自我激勵的信念存在滯后性影響,學(xué)習(xí)任務(wù)1、3和6的難度較高,導(dǎo)致學(xué)生在下一學(xué)習(xí)任務(wù)開始時信心降低,其中,學(xué)習(xí)任務(wù)3為SQL語句。雖然內(nèi)容具體,但邏輯性較強。
監(jiān)控執(zhí)行階段。由表1可知:第一,學(xué)生的自我控制狀態(tài)會隨著學(xué)習(xí)任務(wù)的不同產(chǎn)生明顯差異性(p=0.040<0.05),結(jié)合學(xué)習(xí)任務(wù)的難度,可知越是知識點繁冗和困難的任務(wù),需要學(xué)生投入的自我控制精力越多。第二,對于困難的學(xué)習(xí)任務(wù)6,學(xué)生的自我控制狀態(tài)雖然較高,但未達到期望值。第三,學(xué)生的自我觀察狀態(tài)評分值較低且整體表現(xiàn)穩(wěn)定(p=0.994>0.05),表明學(xué)生對學(xué)習(xí)過程的關(guān)注整體較少;另外,學(xué)生對學(xué)習(xí)過程的觀察較難反饋到平臺數(shù)據(jù)中,也會對該方面的評價產(chǎn)生一定影響。
自我反思階段。由表1可知:第一,學(xué)生的自我判斷狀態(tài)隨著學(xué)習(xí)內(nèi)容呈現(xiàn)明顯波動趨勢(p=0.004<0.05),較難的學(xué)習(xí)任務(wù)(1、3、6)會導(dǎo)致較低的自我判斷狀態(tài),表明學(xué)習(xí)任務(wù)的難度對學(xué)生的自我判斷具有較大的影響。第二,學(xué)生的自我反應(yīng)狀態(tài)同樣隨著學(xué)習(xí)內(nèi)容呈現(xiàn)明顯波動(p=0.017<0.05),學(xué)習(xí)任務(wù)1、3、6同樣對應(yīng)較低的自我反應(yīng)狀態(tài)。第三,學(xué)生自我反應(yīng)狀態(tài)的評價包含適應(yīng)/防御,是學(xué)生對前一學(xué)習(xí)任務(wù)的反應(yīng),因此,該維度缺少任務(wù)1的評價。
3.高低績效群體自我調(diào)節(jié)狀態(tài)的動態(tài)變化
為了進一步揭示自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài)與學(xué)習(xí)績效的關(guān)系,本研究采用t檢驗對高低績效組的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài)進行比較。其中,最終考核成績高于70分的作為高績效者(H),低于70分的則為低績效者(L)。
事先計劃階段。在任務(wù)分析維度,高低績效群體沒有顯著差異(t=0.530,p=0.606>0.05),說明學(xué)生對學(xué)習(xí)目標的定位和學(xué)習(xí)策略的設(shè)計均比較清晰;而在自我激勵的信念維度上,高低績效群體則呈現(xiàn)出顯著差異(t=2.777,p=0.024<0.05),結(jié)合均值(MeanH=5.50>MeanL=5.34)可知,高績效組能更長時間地對學(xué)習(xí)內(nèi)容保持興趣,也具有更高的自我效能感。
監(jiān)控執(zhí)行階段。在自我控制維度,高低績效群體存在極顯著差異(t=3.474,p=0.007<0.01),結(jié)合具體的評價值發(fā)現(xiàn),對于較難的學(xué)習(xí)任務(wù)(如學(xué)習(xí)任務(wù)6),高績效組會表現(xiàn)出更積極努力的狀態(tài)(如MeanH6=5.81>MeanL6=5.11);在自我觀察維度上,高低績效群體沒有表現(xiàn)出顯著差異(t=1.338,p=0.368>0.05),兩組的自我觀察狀態(tài)均隨著學(xué)習(xí)的進行而呈現(xiàn)出下降趨勢。
自我反思階段。在自我判斷維度,高低績效群體未表現(xiàn)出顯著差異(t=0.224,p=0.826>0.05),結(jié)合均值發(fā)現(xiàn),兩組均處于較低水平;在自我反應(yīng)維度上,高低績效群體表現(xiàn)出顯著差異(t=2.270,p=0.049<0.05),結(jié)合均值和方差數(shù)據(jù)可知,高績效組在整個學(xué)習(xí)過程中具有較高的自我調(diào)節(jié)能力且相對更穩(wěn)定(MeanH=5.32>MeanL=5.12, SDH=0.124<SDL=0.172),特別是在面臨困難的學(xué)習(xí)任務(wù)時表現(xiàn)得尤為明顯。
四、總結(jié)與討論
本研究提出了數(shù)據(jù)驅(qū)動的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)動態(tài)評價模型,通過挖掘?qū)W習(xí)過程中的生成性數(shù)據(jù)實現(xiàn)學(xué)習(xí)者的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)動態(tài)評價。與以往研究不同的是,本研究提出使用學(xué)習(xí)任務(wù)對學(xué)習(xí)過程進行時序劃分,實現(xiàn)了連續(xù)動態(tài)評價的離散化轉(zhuǎn)換。另外,本研究使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法擬合生成性數(shù)據(jù)與自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)狀態(tài)間的復(fù)雜變換關(guān)系,提升了擬合的準確度。
研究雖然為自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)的動態(tài)跟蹤提供了可行性解決方案,為智能輔導(dǎo)系統(tǒng)(ITS)和個性化教學(xué)干預(yù)等提供重要的決策支撐,但仍存在一定的局限性。比如,模型僅使用了學(xué)習(xí)者的在線生成性數(shù)據(jù)作為評價依據(jù),評價在準確度、召回率等有效性上仍有進一步的提升空間。
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(責(zé)任編輯 孫興麗)
A Study of a Data-Driven Dynamic Evaluation Model for Self-Regulated Learning
Kong Weiliang1, Zhang Junkai1, Han Shuyun2, Ye Haizhi1
(1. Faculty of Education, Henan Normal University, Xinxiang, Henan, China 453007;
2. Faculty of Artificial Intelligence in Education, Central China Normal University, Wuhan, Hubei, China 430079)
Abstract: Accurate evaluation of learners’ self-regulated learning process is a necessary prerequisite for the realization of pedagogical interventions. However, most of the existing evaluation methods are summative and insufficient in real time. For this reason, the study proposes a data-driven dynamic evaluation model of self-regulated learning. The learning process is temporalized in terms of learning tasks, and the mapping of generative data to self-regulated learning states is constructed in the learning process. The results of the study show that: (1) Generative data is a powerful factor in evaluating learners’ self-regulated learning state, and the model has high validity. (2) The learners’ self-regulated learning state shows a trend of differential changes in different evaluation dimensions, in which the dimensions of task analysis, self-motivated beliefs and self-observation tend to be stable, while the three dimensions of self-control, self-judgement, and self-response show obvious fluctuating changes. (3) The high and low performance groups show significant differences in the three evaluation dimensions of self-motivated beliefs, self-control and self-reaction, while there are no statistical differences in the three dimensions of task analysis, self-observation and self-judgment.
Key words: Self-regulated learning; Generative data; Metrics system; Artificial intelligence; Learning analytics