基于極課大數(shù)據(jù)的個(gè)性化“教”與“學(xué)”應(yīng)用

在以移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘、學(xué)習(xí)分析等綜合技術(shù)為基礎(chǔ)的大數(shù)據(jù)時(shí)代，技術(shù)正在引領(lǐng)教育發(fā)生深刻的改變，教育變革具有了規(guī)模化、數(shù)字化、個(gè)性化、開(kāi)發(fā)性、系統(tǒng)性、快捷性、融通性、滲透性、惠普性等一系列的關(guān)鍵特征。[1]強(qiáng)大的數(shù)據(jù)收集終端記錄的每一個(gè)人的數(shù)據(jù)，使得社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域的研究能夠從宏觀全體走向微觀個(gè)人，從而使研究個(gè)人成為可能。

教育步入大數(shù)據(jù)時(shí)代，基于數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)分析將成為教育領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。利用學(xué)習(xí)分析技術(shù)，采用大數(shù)據(jù)方法，對(duì)促進(jìn)完善個(gè)性化學(xué)習(xí)者檔案、分析預(yù)測(cè)個(gè)性化學(xué)習(xí)行為、優(yōu)化個(gè)性化教育決策、改善個(gè)性化學(xué)習(xí)評(píng)估、提供個(gè)性化學(xué)習(xí)反饋及建議頗具價(jià)值。首屆學(xué)習(xí)分析技術(shù)與知識(shí)國(guó)際會(huì)議對(duì)學(xué)習(xí)分析的定義為： “測(cè)量、收集、分析和報(bào)告有關(guān)學(xué)習(xí)者及其學(xué)習(xí)情景的數(shù)據(jù)集，以理解和優(yōu)化學(xué)習(xí)及其發(fā)生情景?！盵2]

對(duì)于教師而言，在獲得學(xué)生的作業(yè)數(shù)據(jù)和考試數(shù)據(jù)后，要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和解讀，從而構(gòu)建數(shù)據(jù)與教學(xué)之間的關(guān)聯(lián)，并根據(jù)學(xué)情大數(shù)據(jù)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)踐、教學(xué)評(píng)估、教學(xué)反思和教學(xué)決策。

本文從三個(gè)方面構(gòu)建數(shù)據(jù)與教學(xué)之間的關(guān)聯(lián)：一是學(xué)情大數(shù)據(jù)為何而用；二是學(xué)情大數(shù)據(jù)從何而來(lái)；三是學(xué)情大數(shù)據(jù)如何而用。

一、 學(xué)情大數(shù)據(jù)為何而用

傳統(tǒng)的教育評(píng)價(jià)往往容易因?yàn)殡y以收集評(píng)價(jià)依據(jù)或只收集到片段化的評(píng)價(jià)信息而忽略了一些本應(yīng)該評(píng)價(jià)的方面，并且容易在評(píng)價(jià)過(guò)程中因?yàn)槿狈煽康囊罁?jù)而過(guò)于依賴經(jīng)驗(yàn)判斷或主觀評(píng)價(jià)。大數(shù)據(jù)意味著對(duì)教育數(shù)據(jù)進(jìn)行全方位與全程性采集，不但注意對(duì)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的收集，也重視對(duì)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的收集。[3]因此，基于大數(shù)據(jù)的教育評(píng)價(jià)與傳統(tǒng)教育評(píng)價(jià)不同，不僅有對(duì)于學(xué)生考試成績(jī)的分析，也有對(duì)于學(xué)習(xí)過(guò)程中的數(shù)據(jù)分析，使碎片化的學(xué)習(xí)過(guò)程更加系統(tǒng)化，保障了評(píng)價(jià)的全面性和可持續(xù)性。

《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃 （2011-2020）》中明確提到學(xué)校教育改革教學(xué)方式要在改變學(xué)生多樣性、個(gè)性化學(xué)習(xí)等方面取得突破；在總體戰(zhàn)略中明確指出要全力為每位學(xué)生提供個(gè)性化的、符合自身發(fā)展的學(xué)習(xí)環(huán)境及服務(wù)。[4]大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析為個(gè)性化學(xué)習(xí)的實(shí)現(xiàn)提供了可能，為 “促進(jìn)有效教學(xué)、推動(dòng)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展”奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

個(gè)性化學(xué)習(xí)的實(shí)現(xiàn)，要通過(guò)大量數(shù)據(jù)分析學(xué)情變化的規(guī)律，依據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)分析出隱含的關(guān)聯(lián)，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)學(xué)生學(xué)習(xí)路徑及其發(fā)展趨勢(shì)，為學(xué)生提供針對(duì)其自身的課程資源、學(xué)習(xí)內(nèi)容以及學(xué)習(xí)反饋和建議，定制適合其自身發(fā)展的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)策略，促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展。

二、 學(xué)情大數(shù)據(jù)從何而來(lái)

筆者所在的學(xué)校利用極課大數(shù)據(jù)系統(tǒng)獲取學(xué)生作業(yè)與考試數(shù)據(jù)，建立學(xué)生學(xué)業(yè)檔案，提供學(xué)生學(xué)情客觀過(guò)程性評(píng)價(jià)。[5]教師利用辦公軟件編輯每日作業(yè)紙或試卷，導(dǎo)入極課系統(tǒng)制作答題卡，打印成紙質(zhì)稿，利用二維碼識(shí)別學(xué)生身份。教師只需要批改主觀題，通過(guò)閱卷儀掃描批改的答題卡就可以獲取答題情況。[6]

圖1-1 考試成績(jī)概況

圖1-2 試卷的題型作答分析

圖1-3 試卷的知識(shí)點(diǎn)分析

圖1-4 試卷的學(xué)生作答分析

教師針對(duì)試題進(jìn)行分類(lèi)，進(jìn)而有效使用數(shù)據(jù)。其中，試題分類(lèi)涉及題型、難度系數(shù)、調(diào)用次數(shù)、章節(jié)、基本知識(shí)點(diǎn)、專題等方面。

基于極課系統(tǒng)掃描獲得試題數(shù)據(jù)，獲取成績(jī)分布、分?jǐn)?shù)段分布、題型作答分析、知識(shí)點(diǎn)分析、學(xué)生作答分析等。如圖1所示：

三、學(xué)情大數(shù)據(jù)如何而用

利用學(xué)情大數(shù)據(jù)分析可以了解教學(xué)的總體情況，發(fā)現(xiàn)差異，尋找差異的原因，滿足學(xué)校教學(xué)管理的需求；教師通過(guò)分析了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)知識(shí)的薄弱處，為補(bǔ)償教學(xué)提供依據(jù)；學(xué)生通過(guò)分析量化學(xué)習(xí)狀況，知曉薄弱點(diǎn)，為補(bǔ)缺學(xué)習(xí)和練習(xí)提供方向。

圖2 大數(shù)據(jù)對(duì)個(gè)性化學(xué)習(xí)中相關(guān)方面的影響

1.學(xué)科方面。

（1）從學(xué)生開(kāi)始學(xué)習(xí)某一學(xué)科時(shí)，便記錄每一次學(xué)情數(shù)據(jù)，構(gòu)成該學(xué)科發(fā)展的過(guò)程與軌跡，綜合反映學(xué)生在該學(xué)科的變動(dòng)方向和變動(dòng)程度，以分析學(xué)科發(fā)展變化的趨勢(shì)。進(jìn)行學(xué)科評(píng)價(jià)的目的一是為了提高本學(xué)科的教學(xué)水平，二是對(duì)學(xué)生在本學(xué)科的發(fā)展提供一些客觀依據(jù)。但是，該數(shù)據(jù)反映的只是該學(xué)科在過(guò)去某時(shí)間段所達(dá)到的水準(zhǔn)，并不能說(shuō)明未來(lái)發(fā)展走勢(shì)和可能達(dá)到的水平。所以應(yīng)客觀、科學(xué)地看待大數(shù)據(jù)的指導(dǎo)價(jià)值，不能盲目夸大其作用。

（2）針對(duì)在一次考試成績(jī)變化的學(xué)生予以充分的關(guān)注，或是肯定，或是鼓勵(lì)，關(guān)愛(ài)每一個(gè)學(xué)生的成長(zhǎng)。利用一次或多次的考試數(shù)據(jù)、作業(yè)數(shù)據(jù)幫助學(xué)生分析知識(shí)的薄弱處，提出學(xué)習(xí)建議，并予以持續(xù)關(guān)注與督促。

（3）通過(guò)對(duì)比學(xué)生的總分在年級(jí)的排名結(jié)果和學(xué)科年級(jí)排名結(jié)果，將落差較大的學(xué)科統(tǒng)計(jì)為弱勢(shì)學(xué)科。一門(mén)弱勢(shì)學(xué)科會(huì)直接影響一個(gè)學(xué)生步入高一級(jí)學(xué)習(xí)的層次，所以弱勢(shì)學(xué)科的教師對(duì)于該學(xué)生應(yīng)予以足夠的重視，提出學(xué)習(xí)建議，鼓勵(lì)和督促學(xué)生，提高其在本學(xué)科的成就感，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

學(xué)情大數(shù)據(jù)不僅僅是為了關(guān)注考試成績(jī)，還應(yīng)關(guān)注學(xué)生的成長(zhǎng)。通過(guò)學(xué)情大數(shù)據(jù)分析，對(duì)學(xué)科、教學(xué)、學(xué)習(xí)提供客觀指導(dǎo)，促進(jìn) “教”與 “學(xué)”。學(xué)情大數(shù)據(jù)的分析推動(dòng)學(xué)校管理從單一、感性的評(píng)價(jià)體系走向全面、理性，幫助教師從煩瑣的工作中解放出來(lái)，促使學(xué)生從低效學(xué)習(xí)走向高效學(xué)習(xí)。

2.教學(xué)方面。教育測(cè)量與評(píng)價(jià)是教育科學(xué)領(lǐng)域中的一門(mén)應(yīng)用科學(xué)，是當(dāng)今世界教育科學(xué)研究的三大領(lǐng)域之一。在 “教” “學(xué)” “練” “考”學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中，考試既是目標(biāo)之一，又具有評(píng)估和反饋的作用。因此，平時(shí)作業(yè)的分析和考試結(jié)果的分析，是教育質(zhì)量測(cè)量的一個(gè)重要依據(jù)。通過(guò)針對(duì)考試結(jié)果的分析，以學(xué)校、年級(jí)、班級(jí)的教育成果和質(zhì)量，分析出每個(gè)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)和能力點(diǎn)的掌握細(xì)節(jié)，并對(duì)其學(xué)習(xí)能力做出評(píng)估，進(jìn)而可以改善 “教”與 “學(xué)”質(zhì)量。

（1）有針對(duì)性地教學(xué)。通過(guò)對(duì)每日作業(yè)和考試情況的統(tǒng)計(jì)，了解學(xué)生知識(shí)點(diǎn)、能力點(diǎn)的掌握程度。數(shù)據(jù)以報(bào)表形式羅列 （如圖3），方便教師隨時(shí)查看與調(diào)用信息。通過(guò)大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，使得教學(xué)方式更理性、更全面、更靈活，除了每日講解學(xué)生上一次作業(yè)中存在的問(wèn)題，也可以階段性地往復(fù)訓(xùn)練，以鞏固教學(xué)目標(biāo)。

圖3 知識(shí)點(diǎn)失分統(tǒng)計(jì)圖

（2）與同學(xué)科教師取長(zhǎng)補(bǔ)短。教師因性格、教齡、經(jīng)驗(yàn)等方面的差別，導(dǎo)致其教學(xué)方式和側(cè)重點(diǎn)不同，所達(dá)成的教學(xué)效果有差異。通過(guò)大數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)生知識(shí)點(diǎn)、能力點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)，診斷出教學(xué)中存在的優(yōu)勢(shì)與不足，與同學(xué)科教師交流改進(jìn)下一階段的教學(xué)策略，提高教學(xué)水平。

（3）個(gè)性化地輔導(dǎo)學(xué)生。通過(guò)大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析得到前/后十名學(xué)生信息，可以針對(duì)前十名進(jìn)行培優(yōu)、后十名學(xué)生進(jìn)行補(bǔ)差。課堂上盡量保證前十名學(xué)生有所收獲，后十名學(xué)生聽(tīng)得懂。這里的前后十名只是一個(gè)概數(shù)，教師應(yīng)當(dāng)根據(jù)班級(jí)不同學(xué)情適當(dāng)調(diào)整。

3.學(xué)習(xí)方面?？鬃釉u(píng)價(jià)弟子顏回： “不遷怒，不二過(guò)”。如何做到“不二過(guò)”——在階段性學(xué)習(xí)評(píng)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上，完成從錯(cuò)題到分析再到補(bǔ)救的學(xué)習(xí)實(shí)踐。

通過(guò)每日作業(yè)紙數(shù)據(jù)分析，學(xué)生了解自己的薄弱知識(shí)點(diǎn)和復(fù)習(xí)重點(diǎn) （如圖4）。平時(shí)針對(duì)自己存在的學(xué)習(xí)漏洞及時(shí)請(qǐng)教同學(xué)和老師，對(duì)不理解的知識(shí)進(jìn)行舉一反三練習(xí)。在階段性復(fù)習(xí)時(shí)，針對(duì)該階段存在的錯(cuò)題進(jìn)行回顧，通過(guò)再練習(xí)以達(dá)到掌握知識(shí)或能力的目標(biāo)。

舉一反三的習(xí)題來(lái)源于基于大數(shù)據(jù)建設(shè)的校本題庫(kù)的精準(zhǔn)推送。校本題庫(kù)中的試題按照試題知識(shí)、試題類(lèi)型、解題方法、難度系數(shù)等方面進(jìn)行分類(lèi)，立足有序存儲(chǔ)，方能精準(zhǔn)調(diào)用，學(xué)習(xí)過(guò)程有的放矢，讓學(xué)生更快地提高學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量。[7]

通過(guò)大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析所收集到的數(shù)據(jù)使學(xué)生的學(xué)習(xí)檔案更加完善，使教師更加準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展需求，從而提供真正的個(gè)性化教學(xué)。

圖4 學(xué)生知識(shí)點(diǎn)掌握情況統(tǒng)計(jì)

學(xué)情大數(shù)據(jù)的獲取、分析和應(yīng)用是信息時(shí)代教育發(fā)展的趨勢(shì)。在傳統(tǒng)教學(xué)模式的 “教、學(xué)、測(cè)、補(bǔ)”的前提下，以 “測(cè)”為切入點(diǎn)，采用多元化的數(shù)據(jù)持續(xù)采集技術(shù)，通過(guò) “精準(zhǔn)的測(cè)量”和 “專業(yè)的分析”把有效的數(shù)據(jù)融入現(xiàn)有教學(xué)中。利用大數(shù)據(jù)使教育決策更加精準(zhǔn)高效，教師可以實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、連續(xù)、全過(guò)程、全方面地了解每一個(gè)學(xué)生， “教”與 “學(xué)”更加個(gè)性化、精準(zhǔn)化。

大數(shù)據(jù)時(shí)代，通過(guò)對(duì)學(xué)情數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析與挖掘，使個(gè)性化教育在數(shù)字化環(huán)境中得以展開(kāi)。[8]學(xué)生的思維方式、自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力都將得以提高，學(xué)生的成長(zhǎng)將朝著個(gè)性化方向更好的發(fā)展。

教師使用大數(shù)據(jù)的態(tài)度與能力決定了大數(shù)據(jù)在教育中可以發(fā)揮多大的作用。不能為了使用大數(shù)據(jù)而使用，這樣會(huì)導(dǎo)致教學(xué)負(fù)擔(dān)加重，而應(yīng)因?yàn)榇髷?shù)據(jù)對(duì)于教學(xué)具有不可替代的輔助作用，能提高教學(xué)效力與效能，為學(xué)生學(xué)習(xí)提供智能化、個(gè)性化的服務(wù)，對(duì)其有效利用可以在一定程度上將教師從復(fù)雜的工作中解放出來(lái)。