大數(shù)據(jù)時代學習分析與高職院校教育改革

陳永

doi=10.3969/j.issn.1001-8794.2014.07.017

【摘 要】面對來勢洶涌的大數(shù)據(jù)時代，如何有效度量、發(fā)現(xiàn)、評估與操縱信息化學習管理系統(tǒng)中積累的海量數(shù)據(jù)，已成為未來高職院校教育改革過程中不可回避的棘手問題。學習分析是大數(shù)據(jù)時代高職院校教育改革的助推器，是解決這一現(xiàn)實問題的有效途徑之一。從高職院校教育改革在大數(shù)據(jù)時代所遭遇的挑戰(zhàn)出發(fā)，闡述學習分析技術對高職院校教育改革的推動作用，并從高職院校教育管理、教師教學與學生學習三個方面分析學習分析技術對高職院校教育改革的影響。

【關鍵詞】高職院校；大數(shù)據(jù)；學習分析；教育改革

【中圖分類號】G7185

【文獻標識碼】A

【文章編號】1001-8794(2014)07-0060-03

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【收稿日期】2014-04-25

【基金項目】山東省教育教學改革立項課題“基于能力鏈的工商管理人才協(xié)同培養(yǎng)模式研究”，項目編號為2012475

2008年9月，美國《Nature》雜志刊登“Big Data: Science in the Petabyte Era”一文，正式提出“大數(shù)據(jù)(Big Data)”一詞。作為繼云計算、物聯(lián)網(wǎng)之后又一顛覆性技術革命，大數(shù)據(jù)理念迅速滲透到教育領域，一方面，大數(shù)據(jù)有助于更好地掌握學生的個人學習行為和學習程度，能為學生提供個性化的教學內容、支持和指導；另一方面，大數(shù)據(jù)的規(guī)模效應也使教育數(shù)據(jù)的存儲、管理以及分析面臨極大挑戰(zhàn)。

集中于“測量、收集、分析和報告涉及學生及其學習環(huán)境的數(shù)據(jù)，用以領會和改善學習及其產生環(huán)境”的學習分析技術有助于發(fā)揮學習過程數(shù)據(jù)的價值，使數(shù)據(jù)成為審慎決策、過程優(yōu)化的核心依據(jù)。因此，探究大數(shù)據(jù)時代學習分析技術將如何推動高職院校教育的改革，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

一、大數(shù)據(jù)時代對高職院校教育改革的訴求

自教育信息化推行以來，多媒體計算機、遠程教學、數(shù)字化教學資源等開始進入教育領域，學習載體不再局限于紙質教材，教學工具不再局限于黑板，學習環(huán)境也從單純的“黑板+粉筆”逐步進入數(shù)字化時代。然而，大多數(shù)教學活動并沒有真正改變知識傳遞的傳統(tǒng)方式，只是簡單地將紙質教學知識數(shù)字化，教師教學方式過多依賴于多媒體，課堂教學知識從“人灌”過渡到“電灌”。總體而言，高校教育教學改革仍停留在低級階段，局限于培養(yǎng)高校學生的“回憶、理解和應用”低階認知目標。既然現(xiàn)有學習環(huán)境無法達成學習者“分析、評價和創(chuàng)造”的高階認知目標，就需要考慮重構學習環(huán)境，滿足大數(shù)據(jù)時代學習者個性化學習的需求，使其與大數(shù)據(jù)時代高校教育目標相適應。

學習環(huán)境隨教學活動的發(fā)生而演變，構建學習環(huán)境是實現(xiàn)學與教方式變革的基礎。［1］在新的學習環(huán)境中，技術及衍生工具正在重構現(xiàn)代人的思維方式，技術不再是教育的輔助工具，而成為教育活動中不可或缺的組成部分。在大數(shù)據(jù)時代，高職院校學生吸收新知識的速度加快，學習者課堂外學到的知識遠遠超過課堂上教師講授的知識量。在外部環(huán)境的沖擊下，學習者的學習觀、知識觀和能力觀也必然發(fā)生轉變，精加工式的學習方式向貫通式過渡，［2］“以教師為本”的教學范式徹底向“以學生為本”過渡。因此，創(chuàng)造自主學習環(huán)境，推廣學生個性化學習就成為高職院校教育改革的發(fā)展趨勢。個性化教育是當代國際教育思想改革的重要標志之一。［3］在聯(lián)合國教科文組織1972年發(fā)表的報告《學會生存》中提到，當代教育的基本宗旨是促進人個性的和諧、全面發(fā)展。

大數(shù)據(jù)在教育領域的應用主要集中在教育數(shù)據(jù)挖掘和學習分析。［4］其中，學習分析技術為自主、個性化學習方式的推進提供了有力支持，推進了個性化學習由奢談向現(xiàn)實的演變。隨著教育信息化的推進以及網(wǎng)絡學習方式的滲透，學習分析技術在職業(yè)教育教學改革實踐中的重要性日益凸顯?！秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》中提到，宏觀上要整合異構的信息化教育資源，完善教育管理信息系統(tǒng)，強化應用信息技術，鼓勵教師應用信息技術，激勵學生利用信息手段主動學習、自主學習。當教育信息化成為高職院校的發(fā)展目標，以信息技術推進高職院校教育改革就成為高職院校的主要任務，學習分析的重要性不言而喻。若能有效結合學習分析技術與其他教改實踐，必將為高職院校教育改革創(chuàng)造無限可能。

二、學習分析：大數(shù)據(jù)時代高職院校教育教學改革的助推器

一般認為，學習分析技術在四個方面推動了高職院校教育改革的進程：一是推進了學生學習活動的轉變；二是推進了教師教學方式的轉變；三是推進了高職院校教學管理規(guī)則的轉變；四是推進了教師、學生與教學資源間傳統(tǒng)關系的轉變。目前，對于“學習分析”的概念，學術界尚未達成共識。學習分析協(xié)會(The Society for Learning Analytics Research, SoLAR)將學習分析定義為“預測、采集、評價和報告一系列學習情境中所產生的數(shù)據(jù)，以便掌握和改善學習者的學習過程”；［5］2011年新媒體聯(lián)盟地平線項目(The New Media Consortiums Horizon Project)報告將學習分析定位為“借助數(shù)據(jù)挖掘、推斷和建模等技術幫助教師對教學、學生對學習的認識和了解，進而推動個性化教育的開展”；［6］加拿大阿薩巴薩卡大學George Siemens教授認為，從根本上說，學習分析就是收集、測量學生學習過程中產生的海量數(shù)據(jù)，通過分析、評價所包含的信息，并將結果反饋給學習者的過程；［7］顧小青等提出學習分析是運用不同的分析方法和數(shù)據(jù)模型來解釋與學習者信息有關的數(shù)據(jù)，進而探究學習者的學習過程與規(guī)律。［8］盡管以上定義表述不同，但存在一個普遍的觀點，學習分析是指用于預測學習結果、診斷學習問題、優(yōu)化學習效果的教學技術集合。

學習分析技術具有傳統(tǒng)的學習實踐無法比擬的優(yōu)勢，具體如下：增加了教學手段與教學評估的多樣性與便捷性，優(yōu)化了教學方式改革；通過挖掘學習管理系統(tǒng)積累的海量數(shù)據(jù)，分辨教學過程中可能遇到的問題學生，并主動干預，幫助解答學生疑惑；借助智能化學習管理系統(tǒng)提供自動化監(jiān)控和分析手段，在減少教師工作量的同時，有效提升學生的學習體驗；引導學生自我監(jiān)督、自我管理和自我激勵，養(yǎng)成良好的學習習慣；憑借智能化的數(shù)據(jù)分析獲得較全面的評估報告，總結教學方式的長處與短處；能顯著提升高職院校教育管理的決策效率和優(yōu)化分配高職院校的教育資源。

現(xiàn)在教育領域已經(jīng)開發(fā)和應用了多款學習分析系統(tǒng)，主要集中在績效評估、學習過程預測與學習活動干預三個方面。［9］

績效評估：如美國Northern Arizona University研發(fā)的GPS(Grade Performance Status)系統(tǒng)，可實現(xiàn)全校在校大學生的課堂學習績效評估。該系統(tǒng)能為教師提供最新的學生出勤情況、學生的反饋意見，為學生提供教師的最新評價以及重大事項的提醒。

學習過程預測：如澳大利亞University of Wollongong研發(fā)的Snapp(Social Networks Adapting Pedagogical Practice)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以記載和分析在線學習者的網(wǎng)絡活動情況(如學生在線時間、瀏覽論壇次數(shù)、聊天內容等)，使教師能深入了解學習者的行為模式，進而調整教學方式，最大化地為學習者提供適應的教學指導。

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學習活動干預：可分為人工干預和自動干預，現(xiàn)在主要集中在人工干預上，借助績效評估工具和學習活動預測工具，由教師完成學習干預。自動干預是未來學習分析技術發(fā)展的方向，大數(shù)據(jù)將為這一目標的實現(xiàn)提供強大動力。

三、學習分析技術支持下的高職院校教育改革

學習分析以教育大數(shù)據(jù)為分析對象，在大數(shù)據(jù)背景下不斷升級，融合人工智能領域、專家系統(tǒng)和教師領域的知識，為教學和學習提供支持服務，完成監(jiān)督和跟蹤教學和學習過程、評估教學和學習效果，以此促進個性化的職業(yè)教育支持系統(tǒng)，為新時代高職院校教育的深入改革提供前進動力。2012年新媒體聯(lián)盟發(fā)布的《地平線報告：2012年職業(yè)教育版》中指出，在未來2-3年內，學習分析將成為主流技術，在推動教育發(fā)展與改革方面發(fā)揮重要作用。

在教育管理改革方面，學習分析能為高職院校教育管理系統(tǒng)的方方面面提供指導教學管理活動的相關數(shù)據(jù)。依靠這些數(shù)據(jù)，高職院校管理部門可以有針對性地完善不足之處，修訂教育管理方案，優(yōu)化教學資源配置，并最終評估修訂方案及資源配置情況。

在教學改革方面，學習分析技術能真正意義上營造信息化的教學環(huán)境，保證教師提供的學習服務契合學習者個性化學習、協(xié)作學習的需要。傳統(tǒng)教學模式中，教師無法保證所提供的學習資源能真正滿足學生的學習需求，無法適時調整和分配資源，無法提供個性化地學業(yè)指導，無法及時了解學習過程中出現(xiàn)的障礙與疑惑。這些問題都限制了高職院校教育改革的深度，而學習分析技術恰恰可以彌補這些缺陷。通過應用學習分析的相關工具和技術，教師可以及時獲取學生的學習行為數(shù)據(jù)，從而支持一種既能體現(xiàn)教師主導作用，又能兼顧學生主體地位的新型教學方式，以最大化地激發(fā)學生的潛能，為新世紀培養(yǎng)創(chuàng)新性人才。

在學習方式改革方面，學習分析技術的作用在于：自動識別學習情境，能夠從大量紛雜的數(shù)據(jù)中自動分析出學習者的特征信息，根據(jù)其需要推送適應的目標資源，并提供學習建議以協(xié)助學習者修訂自己的學習任務；學習者可以實時調整自己的學習計劃，預約輔導以解答學習疑惑；在特定情況下，還可以通過鎖定學習者所在地理區(qū)域、學習特點等因素劃分學習小組，以滿足個別學習者的協(xié)作學習需求。此外，學習分析能為在校學生提供個性化的學習指導建議，以幫助學生規(guī)劃在校學習路徑，明確其學業(yè)成就的期望。

四、結束語

大數(shù)據(jù)標志著面向數(shù)據(jù)的應用已從起步階段過渡到成熟和深化階段。［10］學習分析技術構建下的智能學習環(huán)境，能感知學生學習行為、識別適宜的學習資源、改變教學信息傳遞方式及內容、自動追蹤網(wǎng)絡學習過程、提供實時信息反饋，是教育信息化進程的高級階段，是高職院校教育改革的重要發(fā)展方向。毫無疑問，學習分析技術是大數(shù)據(jù)時代極具發(fā)展后勁的領域，借助其廣泛的應用前景，必將為新時代高職院校教育改革的推進提供嶄新的視角。

【參考文獻】

［1］黃榮懷,楊俊峰,胡永斌.從數(shù)字學習環(huán)境到智慧學習環(huán)境：學習環(huán)境的變革與趨勢［J］.開放教育研究, 2012, 18(1): 75-84.

［2］黃榮懷,等.關于技術促進學習的五定律［J］.開放教育研究, 2010, 16(1): 11-19.

［3］李廣,姜英杰.個性化學習的理論建構與特征分析［J］.東北師大學報：哲學社會科學版, 2005，(3): 152-156.

［4］Bienkowski M, Feng M, Means B. Enhancing teaching and learning through educational data mining and learning analytics: an issue brief［R］. Washington, D.C. Office of Educational Technology, U.S. Department of Education, 2012: 9-13.

［5］魏雪峰,宋靈青.學習分析：更好地理解學生個性化學習的過程［J］.中國電化教育, 2013，(9): 1-4.

［6］EDUCAUSE. The new media consortium. Learning Analytics［J/OL］. The Horizon Report 2011 Edition, 2011: 28-30.

［7］George Siemens. What is learning analytics［EB/OL］. 

http://www.elearnspace.org/blog/2010/08/25/what-are-learning-analytics/about, 2010-07-22. 

［8］顧小清,張進良,蔡慧英.學習分析：正在浮現(xiàn)中的數(shù)據(jù)技術［J］.遠程教育雜志, 2012，(1):18-25.

［9］李艷燕,馬韶茜.學習分析技術：服務學習過程設計和優(yōu)化［J］.開放教育研究, 2012，(10): 18-24.

［10］馮芷艷,等.大數(shù)據(jù)背景下商務管理研究若干前沿課題［J］.管理科學學報, 2013,16(1): 1-9.

Learning Analytics and Higher Vocational Schools Educational Reform in the Big Data Era

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CHEN Yong

(Weifang Medical University, Weifang 261053, China)

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【Abstract】Facing the Big Data Era with a sudden rush, it have become a hot problem that how to measure, discover, evaluate and operate the huge amounts of data produced in the information learning management system. Learning analytics is the booster of high vocational schools educational reform, and one of efficient routes to solve the practical problem. From the severe challenge for high vocational schools educational reform, this paper expounded the positive promotion and the influences that learning analytics have strongly worked on the educational reform.

【Key words】big data; learning analytics; educational reform

（編輯/趙曉東）

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