國內(nèi)學(xué)習(xí)分析技術(shù)研究綜述

信息技術(shù)的快速發(fā)展及其在教育和互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生了許多教育和學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)，記錄和存儲了大量學(xué)生的信息和學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)。如何將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為有效信息和知識，優(yōu)化學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)資源，優(yōu)化教育決策和學(xué)習(xí)優(yōu)化服務(wù)，最終提高學(xué)習(xí)效率。這些都受到教育和學(xué)生的高度贊揚。收集、分析、并合理利用這些數(shù)據(jù)成為了關(guān)鍵,學(xué)習(xí)分析技術(shù)應(yīng)運而生。繼2013年《地平線報告》中預(yù)測學(xué)習(xí)分析技術(shù)將成為未來2~3年的技術(shù)主流之后,2014年的最新的《地平線報告》中更是作出了學(xué)習(xí)分析技術(shù)將在一年內(nèi)成為技術(shù)主流的預(yù)測,并指出學(xué)習(xí)分析有助于使教育發(fā)生潛在的變化,從而能精準(zhǔn)的迎合學(xué)生的學(xué)習(xí)需要和興趣。國內(nèi)學(xué)者在學(xué)習(xí)分析技術(shù)領(lǐng)域已有研究關(guān)注了哪些?主要做出了怎樣的研究成果?國內(nèi)學(xué)習(xí)分析技術(shù)有哪些實踐應(yīng)用?筆者以中國知網(wǎng)作為文獻(xiàn)來源,在高級檢索下的專業(yè)檢索中以“SU=學(xué)習(xí)分析技術(shù)”進(jìn)行檢索,共檢索到相關(guān)文獻(xiàn)44篇(網(wǎng)絡(luò)出版時間截至2014年9月10號),其中2012年7篇,2013年19篇,2014年18篇(不完全統(tǒng)計),采用內(nèi)容分析法,對上述文獻(xiàn)進(jìn)行梳理。一、學(xué)習(xí)分析技術(shù)研究運用內(nèi)容分析法可以了解,2012年的文獻(xiàn)中,有6篇是作理論研究,僅有1篇是結(jié)合實踐進(jìn)行探討。2013年這一趨勢得到扭轉(zhuǎn),許多學(xué)者專家開始結(jié)合自己的研究方向從學(xué)習(xí)分析技術(shù)的理論基礎(chǔ)尋找突破口作實踐研究和探討?？偟膩碚f,對學(xué)習(xí)分析的研究集中在學(xué)習(xí)分析技術(shù)相關(guān)概念的理論探討、學(xué)習(xí)分析技術(shù)的應(yīng)用研究、學(xué)習(xí)分析系統(tǒng)框架的構(gòu)建等三個方面。首先是學(xué)習(xí)分析技術(shù)相關(guān)概念的理論探討。從2012年2月(這個時間開始出現(xiàn)學(xué)習(xí)分析技術(shù)相關(guān)文獻(xiàn))到2013年上半年,主要研究者有顧小清、李逢慶、李青、李艷燕、孫洪濤、魏順平、祝智庭、朱珂、陳律等。顧小清認(rèn)為,學(xué)習(xí)分析技術(shù)是圍繞與學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)信息相關(guān)的數(shù)據(jù),運用不同的分析方法和數(shù)據(jù)模型來解釋這些數(shù)據(jù),根據(jù)解釋的結(jié)果來探究學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程與情境,發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)規(guī)律;或者根據(jù)數(shù)據(jù)闡釋學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)表現(xiàn),為其提供相應(yīng)反饋從而促進(jìn)更加有效學(xué)習(xí)的技術(shù)。李青則認(rèn)為,要將學(xué)習(xí)分析技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)用,需要將信息技術(shù)更高效更全面地運用到課程與教學(xué)中。魏順平從未來發(fā)展的角度出發(fā)認(rèn)為學(xué)習(xí)分析技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域有待進(jìn)一步拓展,比如面向整個網(wǎng)絡(luò)高等教育領(lǐng)域。祝智庭則從智慧教育的角度出發(fā),認(rèn)為學(xué)習(xí)分析技術(shù)為改變教學(xué)和干預(yù)學(xué)生學(xué)習(xí)過程提供科學(xué)依據(jù),成為智慧教育的重要支柱。其次是學(xué)習(xí)分析技術(shù)的應(yīng)用研究。從2013年下半年至2014年9月,涉及應(yīng)用研究較多。顧曉試圖通過對研究的實施環(huán)境的介紹構(gòu)建學(xué)習(xí)分析技術(shù)應(yīng)用與高中信息模式的教學(xué)模式,以此檢驗學(xué)習(xí)分析技術(shù)對于高中信息技術(shù)教學(xué)的效果與意義。郁曉華、顧小清以學(xué)習(xí)活動流為主題,基于學(xué)習(xí)分析對學(xué)習(xí)環(huán)境的多元化和學(xué)習(xí)活動的持續(xù)性問題進(jìn)行探討。還有學(xué)者將學(xué)習(xí)分析滲透到MOOCS的研究中。再次是學(xué)習(xí)分析系統(tǒng)框架的構(gòu)建。自2012年學(xué)術(shù)界關(guān)注學(xué)習(xí)分析技術(shù)開始,關(guān)于學(xué)習(xí)分析系統(tǒng)的框架構(gòu)建就一直受到關(guān)注。魏順平認(rèn)為,學(xué)習(xí)分析模式應(yīng)由“學(xué)習(xí)分析流程”、“工具與算法”及“數(shù)據(jù)與信息”三要素構(gòu)成。祝智庭則引用了Greller&Drachsler提出的具有六個緯度的學(xué)習(xí)分析技術(shù)通用設(shè)計框架,即關(guān)益者、目標(biāo)、數(shù)據(jù)、工具、外部限制、內(nèi)部限定。二、學(xué)習(xí)與分析技術(shù)的內(nèi)涵(一)學(xué)習(xí)分析的定義到目前為止,學(xué)習(xí)分析技術(shù)的定義尚無統(tǒng)一認(rèn)識。學(xué)習(xí)分析領(lǐng)域的專家、加拿大阿塞巴斯卡大學(xué)的G.Siemens教授在其博客上首先提出了他對學(xué)習(xí)分析的定義,即學(xué)習(xí)分析使用智能數(shù)據(jù),學(xué)習(xí)者產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和分析模型來發(fā)掘信息和社會聯(lián)系,以對學(xué)習(xí)進(jìn)行預(yù)測和建議。第一屆學(xué)習(xí)分析和知識國際大會上,指出學(xué)習(xí)分析的定義是:測量、收集、分析和報告學(xué)習(xí)者及其學(xué)習(xí)情境所產(chǎn)生的相關(guān)數(shù)據(jù),以促進(jìn)對學(xué)習(xí)過程的理解,并對學(xué)習(xí)及其產(chǎn)生的環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化。2012年發(fā)表的全部7篇文獻(xiàn)都談到了學(xué)習(xí)分析的定義,2013的19篇文獻(xiàn)中,有8篇涉及學(xué)習(xí)分析的定義。其中顧小清結(jié)合第一屆學(xué)習(xí)分析和知識國家大會和Siemens給出的關(guān)于學(xué)習(xí)分析的定義做出自己的看法:學(xué)習(xí)分析技術(shù)是圍繞與學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)信息相關(guān)的數(shù)據(jù),運用不同的分析方法和數(shù)據(jù)模型來解釋這些數(shù)據(jù),根據(jù)解釋的結(jié)果來探究學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程與情境,發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)規(guī)律;或者根據(jù)數(shù)據(jù)闡釋學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)表現(xiàn),為其提供相應(yīng)反饋從而促進(jìn)更加有效學(xué)習(xí)的技術(shù)。(二)基于數(shù)據(jù)挖掘和分析技術(shù)的學(xué)習(xí)分析提到學(xué)習(xí)分析技術(shù)(LA)的概念,很容易想到教育數(shù)據(jù)挖掘(EDM)和學(xué)術(shù)分析(AA,商業(yè)智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用)。正是由于這高度的相似性,概念辨析這一環(huán)節(jié)得到研究者的關(guān)注。2012年有6篇文章涉及到LA、EDM以及AA的概念界定。在2013年的19篇文獻(xiàn)中,有5篇以不同的說法涉及到LA、EDM和AA的區(qū)別。顧小清認(rèn)為從縱向發(fā)展的角度看,學(xué)習(xí)分析是CMI(計算機管理教學(xué))和DDDM(基于數(shù)據(jù)的決策支持)的繼承和發(fā)展,從橫向發(fā)展的角度看,學(xué)習(xí)分析是網(wǎng)絡(luò)分析和學(xué)術(shù)分析綜合應(yīng)用的結(jié)果。李青指出,學(xué)習(xí)分析是商業(yè)智能、網(wǎng)絡(luò)分析、教育數(shù)據(jù)挖掘和學(xué)術(shù)分析等技術(shù)的繼承和滲透,并從數(shù)據(jù)加工的實時性、收集數(shù)據(jù)的來源和面向的用戶三個不同角度對相似概念進(jìn)行比較。綜上可知,學(xué)習(xí)分析技術(shù)的目的是為了改善學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)分析的核心理念就是利用數(shù)據(jù)挖掘和分析技術(shù)收集、分析學(xué)習(xí)系統(tǒng)里面所產(chǎn)生的數(shù)據(jù),并為學(xué)習(xí)系統(tǒng)的參與者提供相應(yīng)的支持和服務(wù)。學(xué)習(xí)分析技術(shù)與教育數(shù)據(jù)挖掘和學(xué)術(shù)分析有密切的聯(lián)系,教育數(shù)據(jù)挖掘是學(xué)習(xí)分析和學(xué)術(shù)分析的共同支撐技術(shù)。三、學(xué)習(xí)分析的要素2010年8月,Siemens在其博文中提出了學(xué)習(xí)分析的過程簡化圖。國內(nèi)的文獻(xiàn)研究中涉及到學(xué)習(xí)分析的過程以及要素的文章僅有5篇,并且都是以Siemens提出來的過程模型作為研究基礎(chǔ)。據(jù)此可知,國內(nèi)許多研究學(xué)者對Siemens提出來的過程模型表示肯定。顧小清認(rèn)為學(xué)習(xí)分析的要素應(yīng)該包括數(shù)據(jù)收集、分析、學(xué)生學(xué)習(xí)、聽眾、干預(yù)五個部分。對于學(xué)習(xí)分析技術(shù)應(yīng)用模型的研究主要有G.Siemens,TanyaElias,WolfgangGreller,MalcolmBrown,雖然眾多研究者參與學(xué)習(xí)分析應(yīng)用模型研究,但沒有一個標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用模型。MalcolmBrown認(rèn)為學(xué)習(xí)分析核心在于搜集和分析與學(xué)習(xí)行為相關(guān)的數(shù)據(jù),包含數(shù)據(jù)收集、分析、學(xué)習(xí)、受益方和干預(yù)五大要素。TanyaElias認(rèn)為學(xué)習(xí)分析分為數(shù)據(jù)收集、信息加工和知識應(yīng)用三階段和獲取、選擇、聚集、預(yù)測、使用、優(yōu)化六種活動。WolfgangGreller等從目標(biāo)、數(shù)據(jù)來源、分析方法、約束條件,競爭力、利益相關(guān)方構(gòu)建了學(xué)習(xí)分析的要素模型。明確學(xué)習(xí)分析技術(shù)的要素和過程,對學(xué)習(xí)分析系統(tǒng)的構(gòu)建有非常大的幫助。通過對他們觀點的分析,可以將學(xué)習(xí)分析過程簡單縮減為數(shù)據(jù)收集-數(shù)據(jù)利用-數(shù)據(jù)再收集-數(shù)據(jù)再利用的循環(huán)過程。四、數(shù)據(jù)分析方法研究者認(rèn)為學(xué)習(xí)分析技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)有網(wǎng)絡(luò)分析法、話語分析法和內(nèi)容分析法。李逢慶提到了儀表盤技術(shù)和語境分析技術(shù),他認(rèn)為儀表盤技術(shù)面臨的最大挑戰(zhàn)是給最需要的人提供正確且有意義的信息,此外,還有時間、準(zhǔn)確性及可用性等問題。另外,李艷燕根據(jù)分析對象的不同,概括了五類典型的數(shù)據(jù)分析方法:(1)從教與學(xué)的過程分析;(2)從教學(xué)資源的角度分析;(3)從學(xué)習(xí)者間網(wǎng)絡(luò)的分析;(4)從學(xué)習(xí)者的特征分析;(5)從學(xué)習(xí)者行為與情感分析;并給予每個視角一個技術(shù)支撐。國內(nèi)關(guān)于分析工具的開發(fā)很少,研究者更多的是引用國外經(jīng)典分析工具對其進(jìn)行探討分析。孟玲玲、顧小清從多個角度對學(xué)習(xí)分析進(jìn)行分類,并從使用環(huán)境、數(shù)據(jù)支持格式、是否可視化等維度進(jìn)行詳細(xì)比較,分析討論了24種學(xué)習(xí)分析工具的特點及其功能,對學(xué)習(xí)分析工具作了一個系統(tǒng)全面的分析。數(shù)據(jù)分析是學(xué)習(xí)分析技術(shù)的核心環(huán)節(jié),分析數(shù)據(jù)結(jié)果的可視化是這些工具的特點也是對其基本要求。隨著分析技術(shù)和分析工具的不斷進(jìn)步與創(chuàng)新,異構(gòu)數(shù)據(jù)的收集與整合將不再成為困難,學(xué)習(xí)分析技術(shù)將在學(xué)習(xí)過程等領(lǐng)域展現(xiàn)巨大的發(fā)展前景。五、學(xué)習(xí)分析技術(shù)應(yīng)用(一)可視化學(xué)習(xí)環(huán)境的研究國外經(jīng)典案例有:(1)美國北亞利桑那大學(xué)研發(fā)的GPS,主要用于評估該校全日制學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)績效;(2)澳大利亞伍倫貢大學(xué)開發(fā)的SNAPP應(yīng)用軟件,從學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)和論壇中收集學(xué)習(xí)者的數(shù)據(jù)和行為數(shù)據(jù),并可將分析結(jié)構(gòu)可視化;(3)印度甘霖大學(xué)為農(nóng)村學(xué)生提供一個多語言平臺;(4)哈佛大學(xué)馬祖爾團(tuán)隊研發(fā)的學(xué)習(xí)促進(jìn)平臺,提供課堂一對一教學(xué),并提供實時反饋;(5)美國圣莫妮卡學(xué)院利用玻璃課堂,通過分析學(xué)習(xí)環(huán)境產(chǎn)生的數(shù)據(jù)提高學(xué)生和教師的表現(xiàn);(6)美國斯坦福大學(xué)多莫態(tài)學(xué)習(xí)分析,可以通過學(xué)生手勢、語音和其他表達(dá)方式來評估以項目為基礎(chǔ)的活動。(二)學(xué)習(xí)分析技術(shù)國內(nèi)關(guān)于學(xué)習(xí)分析技術(shù)的應(yīng)用的文獻(xiàn)較少,顧曉通過對研究的實施環(huán)境的介紹構(gòu)建學(xué)習(xí)分析技術(shù)應(yīng)用與高中信息模式的教學(xué)模式,以此檢驗學(xué)習(xí)分析技術(shù)對于高中信息技術(shù)教學(xué)的效果與意義。孫洪濤分析了學(xué)習(xí)分析技術(shù)在遠(yuǎn)程教學(xué)交互當(dāng)中的應(yīng)用。魏順平等人通過選取中央廣播電視大學(xué)的學(xué)習(xí)管理系統(tǒng),基于學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)的日志數(shù)據(jù)以及教育管理信息系統(tǒng)有關(guān)學(xué)籍、課程、教師的數(shù)據(jù),從不同用戶視角包括管理者、輔導(dǎo)教師、學(xué)習(xí)者展示了學(xué)習(xí)分析技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)過程分析中的應(yīng)用過程。在已有文獻(xiàn)中只有兩篇涉及到學(xué)習(xí)分析技術(shù)的開發(fā)設(shè)計方面,楊慶安以荷蘭開放大學(xué)的學(xué)習(xí)分析框架為基礎(chǔ),提出可應(yīng)用于教育實踐的學(xué)習(xí)分析技術(shù)的一般設(shè)計框架;朱珂、劉清堂則通過對Sakai學(xué)習(xí)平臺的二次開發(fā)利用,以實現(xiàn)自適應(yīng)系統(tǒng)的各種功能。與國外的研究相比較,國內(nèi)對于學(xué)習(xí)分析技術(shù)的研究偏向于理論的探討和簡單的應(yīng)用探索,在學(xué)習(xí)分析技術(shù)設(shè)計方面比較缺乏。在這個以MOOCS為代表的在線學(xué)習(xí)模式不斷豐富的時代,學(xué)習(xí)分析技術(shù)在未來的運用愈顯關(guān)鍵,教育機構(gòu)以及學(xué)者專家應(yīng)該盡早完成學(xué)習(xí)分析技術(shù)的研究重點從理論到設(shè)計開發(fā)的重要過渡。六、學(xué)習(xí)分析的挑戰(zhàn)對于學(xué)習(xí)分析技術(shù)的未來發(fā)展前景,學(xué)習(xí)分析領(lǐng)域?qū)＜襍iemens認(rèn)為其中有兩點很重要:(1)現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)收集;(2)移動學(xué)習(xí),移動學(xué)習(xí)提供大量的學(xué)生運動、信息搜索行為、社會交往、環(huán)境(位置)因素等數(shù)據(jù)。2012年和2013年發(fā)表的文獻(xiàn)中大都以教師、學(xué)生、教育研究者三個相關(guān)利益者角度闡述發(fā)展前景的理論性分析。到2014年發(fā)表的文獻(xiàn)大多數(shù)基于學(xué)習(xí)分析技術(shù)分析某一教育領(lǐng)域的實踐性應(yīng)用。對于學(xué)習(xí)分析的挑戰(zhàn),已有文獻(xiàn)分析均是從數(shù)據(jù)角度帶來的挑戰(zhàn)著手,分析認(rèn)為主要有以下挑戰(zhàn):(1)數(shù)據(jù)隱私問題;(2)分析反饋結(jié)果的準(zhǔn)確性問題;(3)兼容性問題;(4)干預(yù)行為的責(zé)任承擔(dān)問題;(5)分析所得數(shù)據(jù)的版權(quán)問題。Siemens認(rèn)為學(xué)習(xí)分析面臨的最大的問題是如何擴大數(shù)據(jù)捕捉范圍。綜上,研究者普遍將數(shù)據(jù)安全作為未來重大挑戰(zhàn)之一,考慮學(xué)習(xí)分析技術(shù)發(fā)展成果所帶來的數(shù)據(jù)安全固然很重要,但如何更大范圍的擴大數(shù)據(jù)捕捉,如何提高分析數(shù)據(jù)技術(shù)的效益以尋找最高效的教育方式才是作為初級階段的學(xué)習(xí)分析技術(shù)所應(yīng)該考