基于xAPI的在線學(xué)習(xí)環(huán)境中精準(zhǔn)師訓(xùn)畫像構(gòu)建研究

黃建國 唐燁偉 范佳榮 鐘紹春

摘要：信息化時代對教師提出了新的更高要求，教師需要提高面向未來教育發(fā)展的教育教學(xué)創(chuàng)新的能力，因此，制定信息化發(fā)展規(guī)劃和教師研修計劃，開展引領(lǐng)性培訓(xùn)活動成為學(xué)校教育中的重要工作。該文首先對各地促進教師專業(yè)發(fā)展的培訓(xùn)進行了深入調(diào)查和研究，掌握了國內(nèi)教師培訓(xùn)的現(xiàn)狀，其次基于大量文獻分析了xAPI支持在線學(xué)習(xí)環(huán)境中精準(zhǔn)師訓(xùn)畫像構(gòu)建的可行性。同時剖析了基于xAPI的在線學(xué)習(xí)環(huán)境中精準(zhǔn)師訓(xùn)畫像構(gòu)建的流程，包括數(shù)據(jù)保存、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析、畫像生成和個性化推薦五個步驟，從而提供了清晰的框架指引。最后進行了精準(zhǔn)師訓(xùn)畫像建模，提出了個體畫像建模和群體畫像建模以及通過建立標(biāo)簽進行精準(zhǔn)師訓(xùn)畫像建模的方法。該文基于xAPI規(guī)范對在線學(xué)習(xí)環(huán)境中精準(zhǔn)師訓(xùn)畫像構(gòu)建的可行性、必要性、構(gòu)建框架和實現(xiàn)方法做了系統(tǒng)論述，旨在為相關(guān)教育決策者和一線教師促進教師專業(yè)發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：xAPI;精準(zhǔn)師訓(xùn);教師畫像;大數(shù)據(jù)

中圖分類號：G434

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1006-9860（2020）04-0102-07

一、引言

人工智能技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、學(xué)習(xí)分析技術(shù)的蓬勃發(fā)展使教育信息化在2.0時代對教師隊伍建設(shè)提出了更高要求。自2014年5月，《教育部關(guān)于實施卓越教師培養(yǎng)計劃的意見》發(fā)布，各地區(qū)相繼建立了三位一體培養(yǎng)機制，擴大卓越教師隊伍。我國職前師范生、職后教師的培訓(xùn)工作卓有成效，但是在取得成績的同時，也要應(yīng)對新技術(shù)帶來的新挑戰(zhàn)。近年來，為繼續(xù)推動教師主動適應(yīng)信息化、人工智能等新技術(shù)變革，積極有效開展教育教學(xué)，國家相繼出臺了多項政策文件?！吨袊逃F(xiàn)代化2035》強調(diào)“建設(shè)高素質(zhì)專業(yè)化創(chuàng)新型教師隊伍”“強化教師職前培養(yǎng)和職后發(fā)展的有機銜接”“夯實教師專業(yè)發(fā)展體系，推動教師終身學(xué)習(xí)和專業(yè)自主發(fā)展”?！度珖行W(xué)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提升工程2.0》要求“各地開展教師信息技術(shù)應(yīng)用能力培訓(xùn)，每人5年不少于50學(xué)時，其中實踐應(yīng)用學(xué)時不少于50%”。然而目前，國內(nèi)教師培訓(xùn)大多呈現(xiàn)規(guī)?；统B(tài)化的特點，不同教師對培訓(xùn)需求不盡相同，對于培訓(xùn)品質(zhì)的期望也在不斷提升，一些問題在教師培訓(xùn)的過程中逐漸凸顯，包括大規(guī)模培訓(xùn)的背景下關(guān)注教師的個性差異以及幫助教師培養(yǎng)實踐智慧、解決真實情境中間題的具體途徑和方法。教師是教研和培訓(xùn)的主要對象，對參培教師的需求、課程內(nèi)容、培訓(xùn)模式、評價方法等信息進行收集，并準(zhǔn)確判斷和分析，能夠最大限度地支持教師專業(yè)發(fā)展，切實響應(yīng)國家的各項政策，推動教育信息化。教育大數(shù)據(jù)的發(fā)展，為卓越教師的培養(yǎng)提供了新的解決思路?！蛾P(guān)于開展人工智能助推教師隊伍建設(shè)行動試點工作的通知》強調(diào)教育中應(yīng)當(dāng)采集教師各方面信息，匯聚成教師大數(shù)據(jù)，建立教師數(shù)字畫像。人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以采集教師在一體化平臺和網(wǎng)絡(luò)研修社區(qū)等的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，為構(gòu)建精準(zhǔn)師訓(xùn)畫像提供有力支持;數(shù)據(jù)分析技術(shù)，一方面可以挖掘教師在提高自身專業(yè)發(fā)展方面的特征、需求、行為和偏好等學(xué)習(xí)規(guī)律，解決個性化培養(yǎng)的問題，另一方面可以挖掘教師培養(yǎng)過程規(guī)律，為管理者進行更加科學(xué)、合理和個性化的研修決策提供支持，解決全程化培養(yǎng)的問題。因此，本研究旨在通過構(gòu)建教師的數(shù)字畫像，以個性、靈活、精準(zhǔn)、優(yōu)質(zhì)的樣態(tài)促進卓越教師隊伍建設(shè)。

二、現(xiàn)狀調(diào)查和相關(guān)研究

（一）現(xiàn)狀調(diào)查

為了解現(xiàn)階段中小學(xué)教師培訓(xùn)的情況，課題組隨機對國內(nèi)都江堰市、湛江市、大連市、邯鄲市等合作中小學(xué)、幼兒園、職業(yè)學(xué)校進行深入調(diào)研與走訪，關(guān)于促進教師職業(yè)發(fā)展相關(guān)培訓(xùn)方面，從師資培訓(xùn)方式、滿意度、培訓(xùn)內(nèi)容和信息技術(shù)培訓(xùn)認識與應(yīng)用四個指標(biāo)項進行測評。在師資培訓(xùn)方式指標(biāo)層面，各市教育局信息中心和學(xué)校都非常重視教師的信息技術(shù)應(yīng)用能力培訓(xùn)，統(tǒng)一組織教師參加線下培訓(xùn)和網(wǎng)上培訓(xùn)。在師資培訓(xùn)滿意度指標(biāo)層面，教師普遍反映面對面的線下培訓(xùn)課程使其負擔(dān)加重，培訓(xùn)效果欠佳，教師的滿意度不高。在培訓(xùn)內(nèi)容方面，培訓(xùn)活動缺乏針對性，即針對不同學(xué)科教學(xué)實際開展與之相適應(yīng)的培訓(xùn);信息技術(shù)應(yīng)用能力相關(guān)培訓(xùn)的次數(shù)較少，教師們更希望有信息技術(shù)應(yīng)用能力（微課制作等）、信息化教學(xué)設(shè)備操作（白板使用等）相關(guān)的培訓(xùn)。在信息技術(shù)培訓(xùn)認識與應(yīng)用指標(biāo)層面，大多數(shù)學(xué)校都會成立培訓(xùn)小組，以學(xué)科分類建立學(xué)科教師群，各學(xué)科的任課教師通過所在學(xué)科群分享資源和教學(xué)經(jīng)驗，不僅利用網(wǎng)絡(luò)研修社區(qū)主動獲取專業(yè)學(xué)習(xí)資源，還能引領(lǐng)和幫助其他教師開展研究活動，獲得發(fā)展。因此，基于在線學(xué)習(xí)環(huán)境開展有針對性的教師培訓(xùn)是促進教師專業(yè)發(fā)展、提高教師信息素養(yǎng)的重要途徑。

（二）相關(guān)研究

目前，國內(nèi)在教師畫像研究方面相對較少。通過文獻檢索和閱讀，2018年4月《中國教育報》刊登了華東師范大學(xué)閆寒冰教授的理論觀點，提出了教育信息化2.0時代，教師培訓(xùn)呈現(xiàn)的六大特征：尊重教師個性、開放資源生態(tài)、追求無縫連接、重視數(shù)據(jù)意識、教師參與決策和培訓(xùn)模式創(chuàng)新，強調(diào)利用信息技術(shù)為教師畫像。華南師范大學(xué)胡小勇教授（2019）提出教師畫像的四大應(yīng)用場景，涵蓋教師、決策者、教研服務(wù)提供方和學(xué)生等利益者視角。該研究從精準(zhǔn)教研視域下對教師畫像的實現(xiàn)必要性、實施可行性、實現(xiàn)方法和應(yīng)用場景作了系統(tǒng)論述。相似的概念其實早就存在，例如使用者（Actor）、用戶模型（User Archetype）、用戶畫像等。在用戶體驗設(shè)計中，最重要的原則就是了解用戶。用戶畫像時常等同于受眾定向，用來描述用戶群體的分布、價值和需求等，進行定制化的運營策略。從目的和意義上看，用戶畫像和教師畫像有明顯的相同之處，都是通過多維全面地描述特征，使服務(wù)更加精準(zhǔn)和個性化。在教師培訓(xùn)中，教師需要作為學(xué)習(xí)者進行角色轉(zhuǎn)換。因此有必要了解在實際系統(tǒng)中，學(xué)習(xí)者模型的相關(guān)規(guī)范。學(xué)習(xí)者模型對滿足系統(tǒng)需要的部分要素進行描述和表示。近年來，相關(guān)研究逐漸從理論研究走向?qū)嶋H應(yīng)用。例如學(xué)者郭光明博士基于社交大數(shù)據(jù)，提出了一種概率主題模型LUBD-CM，使用這種模型來統(tǒng)一建模文本數(shù)據(jù)和行為數(shù)據(jù)，獲取隱行為模式的信用畫像。隨著相關(guān)研究的深入，ADL項目組于2013年提出基于SCORM標(biāo)準(zhǔn)建立的接口規(guī)范xAPI，在這種技術(shù)規(guī)范的指導(dǎo)下，可以不考慮具體實現(xiàn)的平臺，任何可擴展的學(xué)習(xí)記錄、學(xué)習(xí)者信息和學(xué)習(xí)經(jīng)歷檔案都能被存儲和檢索。

xAPI是一種學(xué)習(xí)行為記錄的標(biāo)準(zhǔn)，在提高培訓(xùn)的效率和培訓(xùn)的質(zhì)量方面有著很大的潛力?；趚API標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)可以實時、跨平臺、跨終端地跟蹤記錄每一位在線培訓(xùn)教師的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，并對學(xué)習(xí)過程中的一系列數(shù)據(jù)進行跟蹤、處理和分析。參培教師能夠通過xAPI獲取自己的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，實施個性化的干預(yù)，高效地參與教研。同時，教學(xué)管理者可以從xAPI學(xué)習(xí)記錄系統(tǒng)中融合一個學(xué)校乃至一個地區(qū)的參培教師的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，全面了解整體情況，調(diào)整培訓(xùn)策略決策，優(yōu)化培訓(xùn)效益。因此，本研究基于xAPI標(biāo)準(zhǔn)以精準(zhǔn)教師培訓(xùn)為導(dǎo)向進行深入探討，推動相關(guān)領(lǐng)域的研究。

三、在線學(xué)習(xí)環(huán)境中參培教師特征分析

教師在開放的學(xué)習(xí)環(huán)境中進行學(xué)習(xí)培訓(xùn)，一個可信任的學(xué)習(xí)記錄提供者（LRP）通過啟動教師所學(xué)習(xí)內(nèi)容以及與內(nèi)容相關(guān)的其他數(shù)字化資源追蹤學(xué)習(xí)經(jīng)歷，將學(xué)習(xí)者所產(chǎn)生的活動定義。然后，LRP會創(chuàng)建該主體的學(xué)習(xí)記錄并生成語句，將其發(fā)送到一個或多個子學(xué)習(xí)記錄系統(tǒng)（LRS），LRS中的數(shù)據(jù)可量化，可分享，可追蹤。LRS對學(xué)習(xí)記錄進行匯聚存儲并將其提供給授權(quán)客戶，即學(xué)習(xí)記錄消費者（LRC），LRC可以訪問并使用學(xué)習(xí)記錄?；趚API的教師培訓(xùn)學(xué)習(xí)經(jīng)歷追蹤過程如下頁圖1所示。實現(xiàn)整個追蹤過程需要明確對教師的哪些特征進行追蹤和分析，正確表征教師的個體特征和行為特征是構(gòu)建畫像的基礎(chǔ)。這些特征是相輔相成、相互作用的整體，而非獨立存在，能夠較全面地描述教師在進行培訓(xùn)中真實的學(xué)習(xí)狀態(tài)，對其潛在的學(xué)習(xí)需求進行深層次挖掘，提供有針對性的支持服務(wù)，提高教師培訓(xùn)的效率和質(zhì)量。

xAPI技術(shù)規(guī)范的第二部分描述了基于xAPI使用的各種數(shù)據(jù)對象的數(shù)據(jù)模型。其中最核心的要素特征是Statement，聲明結(jié)構(gòu)是“執(zhí)行者（Actor）+動作（Verb）+對象（Object）”，Statement可記錄每一位教師在培訓(xùn)中的學(xué)習(xí)經(jīng)歷。執(zhí)行者是參與學(xué)習(xí)活動的主體，動作是該主體發(fā)出的行為，對象描述學(xué)習(xí)目標(biāo)。除了這三種必選的屬性外，Statement還規(guī)定了結(jié)果、前后情境、時間戳、存儲時間、授權(quán)、無效標(biāo)記等可選屬性。但是xAPI標(biāo)準(zhǔn)并未針對教育領(lǐng)域提出明確的設(shè)計內(nèi)容，因此本研究對在線培訓(xùn)環(huán)境中參培教師的學(xué)習(xí)經(jīng)歷進行分析和總結(jié)，提出基于xAPI的教師特征模型，如圖2所示。教師特征包括四個方面，即知識特征、行為特征、態(tài)度特征和資源偏好特征。由于能力提升工程對于“教師應(yīng)用能力培訓(xùn)”的關(guān)注和強調(diào)，信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合創(chuàng)新，教師的知識特征表現(xiàn)為由專業(yè)的學(xué)科知識（CK）、教學(xué)法知識（PK）、技術(shù)知識（TK）到最終形成整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)內(nèi)容知識（TPACK）。因此，教師知識特征通過以下三個可觀測、可評價、可追蹤的數(shù)據(jù)進行收集。一是學(xué)科內(nèi)容知識（CK）數(shù)據(jù)，判斷教師對于自己執(zhí)教學(xué)科專業(yè)領(lǐng)域知識學(xué)習(xí)的掌握程度，教師必須充分掌握學(xué)科內(nèi)容本身，才有可能在實際教學(xué)中教會學(xué)生學(xué)科內(nèi)容的基本知識和技能，以及拓展延伸的深刻內(nèi)涵，從而達成教學(xué)目標(biāo)，滿足學(xué)習(xí)需要。而是教學(xué)法知識（PK），判斷教師在教授學(xué)科內(nèi)容時是否能有效地幫助學(xué)生系統(tǒng)地形成對相關(guān)原理、定律或概念的正確理解，并采用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略。三是技術(shù)內(nèi)容知識（TK），判斷教師在教學(xué)過程中選擇并運用與當(dāng)前所教學(xué)科內(nèi)容相關(guān)的技術(shù)的掌握程度，其中包括對多媒體教學(xué)環(huán)境的類型與功能，加工制作和管理數(shù)字教育資源的工具與方法等陳述性知識的掌握情況;以及操作常用設(shè)備開展測驗、練習(xí)、評價等程序性知識的掌握情況。行為特征是學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)活動過程中通過外顯的動作表現(xiàn)出來的，包括觀看、下載、轉(zhuǎn)發(fā)等外顯活動以及分析、創(chuàng)造等高階思維的內(nèi)隱活動。從學(xué)習(xí)者的行為可以反映出資源偏好特征，即哪種資源更能滿足教師在學(xué)習(xí)中的需要以及哪種資源更能促進教師的有效學(xué)習(xí)。態(tài)度特征是教師在自主的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境中表現(xiàn)出的主動或被動的情緒，以學(xué)習(xí)滿意度和學(xué)習(xí)投入度兩個可測的數(shù)據(jù)衡量。

四、基于xAPI的在線學(xué)習(xí)環(huán)境中精準(zhǔn)師訓(xùn)畫像構(gòu)建

（一）基于xAPI的在線學(xué)習(xí)環(huán)境中精準(zhǔn)師訓(xùn)畫像的總體架構(gòu)設(shè)計

本文將畫像的構(gòu)建分為五個部分，分別是數(shù)據(jù)保存、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、畫像生成、模型推薦，從而構(gòu)成了一個閉環(huán)、自適應(yīng)的總體架構(gòu)，如下頁圖3所示。當(dāng)教師通過不同的終端訪問了不同的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源平臺，遵循xAPI規(guī)范的資源平臺的采集模塊就會產(chǎn)生統(tǒng)一格式的學(xué)習(xí)者記錄數(shù)據(jù)并存儲在LRS中，這是架構(gòu)的第一步即數(shù)據(jù)保存。數(shù)據(jù)保存為信息數(shù)據(jù)的交換奠定了基礎(chǔ)?？蛻舳藬?shù)據(jù)采集包括執(zhí)行者（Actor）、動作（Verb）、對象（Object）三方面的數(shù)據(jù)，并進行xAPI語句格式的轉(zhuǎn)換以“Statement”活動流的格式存儲于各個子記錄系統(tǒng)，此外，關(guān)于滿意度、學(xué)習(xí)投入、使用意愿等態(tài)度特征數(shù)據(jù)通過腦電設(shè)備測試參培教師的心理行為進行采集。采集到的數(shù)據(jù)通過WatershedLRS進行分析。標(biāo)簽引擎將各類xAPI格式的數(shù)據(jù)進行建模，生成涵蓋學(xué)習(xí)態(tài)度維度、行為偏好維度、資源偏好維度和知識掌握程度維度4個子模型的畫像，建立彼此的聯(lián)系，構(gòu)成標(biāo)簽體系。最后基于協(xié)同過濾的推薦算法篩選合適的個性化培訓(xùn)學(xué)習(xí)推送策略，精準(zhǔn)、有效支持在線學(xué)習(xí)環(huán)境中的教師培訓(xùn)活動。

以教師A為例描述其在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)社區(qū)或平臺中參與培訓(xùn)學(xué)習(xí)的經(jīng)歷。教師A在自己的專業(yè)發(fā)展中認為自己對于整合技術(shù)的學(xué)科內(nèi)容知識掌握不佳，于是在開放性的學(xué)習(xí)環(huán)境中進行學(xué)習(xí)，從他通過手機、便攜式筆記本、臺式電腦等終端登錄到學(xué)習(xí)平臺的那刻起，就開始追蹤他的學(xué)習(xí)經(jīng)歷。他的學(xué)習(xí)記錄庫就會增加這樣的記錄：A在某時間某地點（需要打開GPS）登錄到平臺。然后，他對flash進行關(guān)鍵詞搜索，記錄：A搜索了關(guān)鍵詞flash。呈現(xiàn)了搜索結(jié)果后，教師A選擇了一門flash課件制作課程，于是點擊該課程進入課程學(xué)習(xí)界面，則新的紀錄會描述為：A點擊某某課程主頁。在課程學(xué)習(xí)過程中，教師A觀看了講課視頻45分鐘，提交了課程作業(yè)，在論壇中發(fā)表了自己的看法，下載了該課的課件等等。教師A認為這門課對于提高他的flash操作技能還不夠，于是他又在平臺上瀏覽了相關(guān)的書籍信息，下載了其它教師上傳的制作好的資源。除此之外，他還想學(xué)習(xí)一下關(guān)于攝影攝像方面的課程，于是他對這類內(nèi)容又進行了一系列搜索、點擊、瀏覽、下載等，教師A所有的經(jīng)歷甚至包括完成時間、測試分數(shù)和錯題都會被采集數(shù)據(jù)，儲存到各個子學(xué)習(xí)記錄系統(tǒng)中，然后進行分析，反饋給教師A一個參考模型，即他更喜歡視頻類資源、更愿意在論壇與他人交流看法、他的技能操作方面知識匱乏并對此領(lǐng)域感興趣，于是平臺就會根據(jù)教師A的各項數(shù)據(jù)提出個性化的建議，并為其推薦感興趣的、有針對性的相關(guān)資源和知識。

（二）基于xAPI的在線學(xué)習(xí)環(huán)境中精準(zhǔn)師訓(xùn)畫像的構(gòu)建

1.基于xAPI的數(shù)據(jù)收集和分析

數(shù)據(jù)收集涉及收集數(shù)據(jù)的類型及方式，是進行下一步分析的基礎(chǔ)。也是“Statement”作為描述跟蹤學(xué)習(xí)體驗的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)語句，必須要明確的內(nèi)容。教師在在線學(xué)習(xí)環(huán)境中進行培訓(xùn)學(xué)習(xí)時，能利用便攜式筆記本、手機、電腦等設(shè)備登陸獲取在線學(xué)習(xí)平臺的各類資源，以進行交互，是“4A”學(xué)習(xí)模式的體現(xiàn)，滿足了教師異地、異步的學(xué)習(xí)需要，解決了集體學(xué)習(xí)中教學(xué)內(nèi)容沒有針對性、教學(xué)壓力增大等問題，最大限度地滿足了教師個人學(xué)習(xí)的需求。

xAPI標(biāo)準(zhǔn)要求語句具有“對象（Object）”屬性，指與執(zhí)行者進行交互的對象，在在線學(xué)習(xí)環(huán)境下的教師培訓(xùn)中，主要指教師需要操作的資源，本研究中的數(shù)字化資源對象有視頻錄像、帖子、圖片、文檔、論壇、課程、游戲等。在xAPI規(guī)范下，“動詞（Verb）”屬性是必不可少的，該模型中的行為特征用動詞詞匯表示，這些動詞描述了參培教師對資源的行為屬性，以了解二者之間的交互情況，比如“教師A觀看視頻半個小時”“教師B選擇了某個答案選項”。根據(jù)學(xué)習(xí)經(jīng)歷活動流Statement定義的“結(jié)果（Result）”屬性，用個體的知識特征來描述教師在一次登陸學(xué)習(xí)或者一段時間培訓(xùn)后的學(xué)習(xí)結(jié)果，從信息化社會要求現(xiàn)代教師具備TPACK知識和能力的角度，將參培教師在一個階段的學(xué)習(xí)中知識特征分為學(xué)科內(nèi)容知識（CK）、技術(shù)內(nèi)容知識（TK）、教學(xué)法知識（PK），以期幫助教師最終形成整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識（TPACK）?！皩ο蟆币?guī)范化的定義能夠幫助教師追蹤自己發(fā)生的學(xué)習(xí)行為并進行量化，建立xAPI格式的學(xué)習(xí)記錄數(shù)據(jù)。此外，研究中還定義了教師的態(tài)度特征，通過腦電設(shè)備對參培教師的心理行為特征進行測試，可獲得其對于經(jīng)歷該培訓(xùn)學(xué)習(xí)持有的肯定的或否定的行為傾向，參培教師對于某節(jié)課培訓(xùn)的滿意度和學(xué)習(xí)投入度，反映其處于主動還是被動的態(tài)度。

在線學(xué)習(xí)環(huán)境中，教師參與學(xué)習(xí)活動進行研修，在學(xué)習(xí)記錄系統(tǒng)中會儲存每一條Statement形式的學(xué)習(xí)經(jīng)歷記錄，這些學(xué)習(xí)信息會被分解成元數(shù)據(jù)、描述性信息以及補充數(shù)據(jù)。以Java技術(shù)為例，通過在Java中Servlet層設(shè)置識別判斷學(xué)習(xí)者行為或者活動的代碼來選取xAPI所提供的動詞庫與活動庫中的詞語，可以生成Statement形式的學(xué)習(xí)經(jīng)歷語句。知識特征的活動流設(shè)計以“教師（Actor）+提交/得分（Verb）+Flash教學(xué)課件/信息化教學(xué)設(shè)計/測試題等（Object）”來實現(xiàn)。行為特征的活動流設(shè)計分為三個方面：一是“教師A（Actor）+觀看（Verb）+Flash課件制作教學(xué)視頻（Object）”“教師B（Actor）+下載（Verb）+電子白板組成知識學(xué)案（Object）”等課程學(xué)習(xí)行為;二是“教師A（Actor）+提交（Verb）+Flash課件制作課程單元測試題（Object）”“教師B（Actor）+上傳（Verb）+個人學(xué)習(xí)報告（Object）”等總結(jié)反思行為;三是“教師A（Actor）+評論（Verb）+Flash課件制作課程論壇某帖子（Object）”“教師B（Actor）+轉(zhuǎn)發(fā)（Verb）+教師C學(xué)習(xí)筆記（Object）”等交流互動行為。資源偏好特征的活動流設(shè)計以“教師（Actor）+分享/下載/點擊/觀看/轉(zhuǎn)發(fā)（Verb）+視頻類/圖片類/文本類資源（Object）”等來實現(xiàn)。態(tài)度特征的活動流設(shè)計以“教師（Actor）+評論/參與/經(jīng)歷（Verb）+課程（Object）”來實現(xiàn)。xAPI活動流收集到的學(xué)習(xí)經(jīng)歷數(shù)據(jù)經(jīng)Watershed LRS進行分析，最終呈現(xiàn)可視化數(shù)據(jù)。還可利用多元分析、聚類分析、預(yù)測分析等方法確定影響成績的因素、分析學(xué)習(xí)遷移測試中聚類成員對參與者分數(shù)的影響程度以及對教師的認知水平進行信息預(yù)測等。

2.精準(zhǔn)師訓(xùn)畫像模型構(gòu)建

（1）精準(zhǔn)師訓(xùn)畫像類型

a.精準(zhǔn)師訓(xùn)個體畫像

精準(zhǔn)師訓(xùn)個體畫像從教師學(xué)習(xí)個體的角度描述知識特征、行為特征、資源偏好特征和態(tài)度特征的屬性。數(shù)據(jù)的標(biāo)簽化是畫像建模的核心，標(biāo)簽通常是對教師多維度特征進行高度精煉的標(biāo)識，從而進行描述和分類。將教師的姓名、年齡、學(xué)科、職位、職稱等數(shù)據(jù)進行標(biāo)識就屬于事實類基本屬性的標(biāo)簽。還有通過定義規(guī)則和關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)才能生成的建模標(biāo)簽，如經(jīng)xAPI標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的Statement活動流設(shè)計的數(shù)據(jù)：教師在在線學(xué)習(xí)活動中觀看課程的時長和次數(shù)，在論壇討論中與同行討論的主題、頻率以及課程學(xué)習(xí)的成績分數(shù)等數(shù)據(jù)綜合關(guān)聯(lián)，從而形成全面立體的精準(zhǔn)師訓(xùn)個體畫像。根據(jù)個體師訓(xùn)畫像，可以為教師挖掘在提高自身專業(yè)發(fā)展方面的特征、需求、行為和偏好等學(xué)習(xí)規(guī)律提供精準(zhǔn)的個性化服務(wù)。

b.精準(zhǔn)師訓(xùn)群體畫像

教師在開放的學(xué)習(xí)環(huán)境中作為學(xué)習(xí)者的身份參與學(xué)習(xí)需要有最佳的教研資源和最適合的教研伙伴。通過對行為數(shù)據(jù)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法分類、聚類算法可以建立不同特征的教師群。以知識特征、行為特征、資源偏好特征、態(tài)度特征為內(nèi)聚類中心，依次計算每個內(nèi)聚類中教師特征的相同或相似度，以進行歸類，在最后的聚類步驟中，兩個最相似的集群合并成一個集群，直到所有教師個體被分類到集群中，并且聚類中心保持不變。這是一個不斷迭代的過程，隨著教師個體的主觀變化，以及其他教師的加入，師訓(xùn)群體畫像也在動態(tài)得變化著，假設(shè)每個教師以唯一的ID標(biāo)識，則群體教師聚類圖如圖4所示。師訓(xùn)群體畫像將具有相同或相似的個體教師劃歸為同一個組群，幫助教師在教研中找到最佳的交流同伴，共享資源，共同進步，也使得教育管理者更加精確地掌握整體特征情況，制定教育決策。

（2）基于智能分析的精準(zhǔn)師訓(xùn)畫像建模

基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，提取學(xué)習(xí)者統(tǒng)計學(xué)、用戶行為與上下文相關(guān)特征，輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行建模，抽象出學(xué)習(xí)者的標(biāo)簽。建立標(biāo)簽是精準(zhǔn)師訓(xùn)畫像模型構(gòu)建至關(guān)重要的一步。首先用戶在注冊、登陸學(xué)習(xí)平臺的過程中會收集教師相關(guān)個人信息。通過對教師這類數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，得到精準(zhǔn)師訓(xùn)畫像的事實標(biāo)簽。這類標(biāo)簽有年齡標(biāo)簽（25-35歲、35-45歲、45歲以上）、學(xué)科標(biāo)簽（語文、數(shù)學(xué)、英語等）、職位標(biāo)簽（校長、學(xué)科主任、教研員、任課教師等）、職稱標(biāo)簽（中職、高職）等。這類標(biāo)簽的建立方便教育決策者和教師與畫像進行對照，從而做出更加科學(xué)的決策促進教師自身認知與專業(yè)發(fā)展。其次，應(yīng)用機器學(xué)習(xí)等智能分析技術(shù)，結(jié)合各種推薦算法，提取出可靠可用的教師知識特征、行為特征、資源偏好特征和態(tài)度特征，得到用戶畫像的模型標(biāo)簽。依據(jù)共性特征庫和經(jīng)xAPI標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的Statement活動流設(shè)計的學(xué)習(xí)經(jīng)歷數(shù)據(jù)，將學(xué)習(xí)者標(biāo)簽進行分層，使師訓(xùn)畫像基本成型。需要注意的是，數(shù)據(jù)的收集并非單一地儲存在某個地點，而是分布式地存在巨大的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中。隨著我們數(shù)據(jù)收集數(shù)量的增加，表示教師特征的維度也在增加，但是并不知道這些特征數(shù)據(jù)之間是如何相互關(guān)聯(lián)的。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有學(xué)習(xí)豐富的分布式數(shù)據(jù)表示的能力，即通過概念來發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間關(guān)聯(lián)的能力。通過組合數(shù)據(jù)低層特征形成更加抽象的高層表示特征，從而找到對于數(shù)據(jù)的良好表達，促進整個數(shù)據(jù)提取建模過程逐層進行，逐步抽象。模型標(biāo)簽生成預(yù)測標(biāo)簽，對教師的隱性學(xué)習(xí)興趣和需求以及教師對課程的滿意度和學(xué)習(xí)投入度進行分析和預(yù)測。補充上一階段預(yù)測的新標(biāo)簽進行模型迭代，實現(xiàn)對畫像的完善和更新，從而得出精準(zhǔn)師訓(xùn)下的教師畫像。本研究構(gòu)建的精準(zhǔn)師訓(xùn)畫像模型如圖5所示。

3.基于精準(zhǔn)師訓(xùn)畫像提供個性化推薦服務(wù)

傳統(tǒng)的教師培訓(xùn)需求分析不夠細致，無法提供針對性的培訓(xùn)服務(wù)，導(dǎo)致培訓(xùn)效果不明顯。在線學(xué)習(xí)環(huán)境中資源豐富、紛繁多雜，“網(wǎng)絡(luò)迷航”同樣也是教師在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中遇到的瓶頸性問題，因此需要針對不同的參培教師提供不同的服務(wù)，高品質(zhì)的教師精準(zhǔn)學(xué)習(xí)的基本保障條件是有能夠符合群體大多數(shù)教師需要為主的優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源，并個性化地推薦給教師。精準(zhǔn)師訓(xùn)畫像的構(gòu)建是提供個性化推薦服務(wù)的基石。通過創(chuàng)建豐富的教研培訓(xùn)活動，拓寬教師個性化教研的途徑，并通過豐富的學(xué)習(xí)內(nèi)容和先進的技術(shù)工具實時評價教師的教研進程和偏好。機器學(xué)習(xí)可以基于資源被點擊、下載、觀看、轉(zhuǎn)發(fā)的頻率或教師在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)虛擬社區(qū)和論壇中的語句表達，判定教師學(xué)習(xí)過程中對資源的情感取向。搜集對某資源具有正向情感的教師并結(jié)合其個人信息，為教師進行個性化推薦;協(xié)同過濾（Collaborative Filtering）推薦類型通過計算不同教師間的相似特征，把共同選擇的知識項目推薦給多個有共同需要的教師。最終促進教師培訓(xùn)自組織、自適應(yīng)，更加精準(zhǔn)和智能。

五、結(jié)語

新時代的教研模式是線上線下相結(jié)合的混合式學(xué)習(xí)模式，教師在教研中扮演了“學(xué)習(xí)者/教師”的雙重角色，有必要探討在線學(xué)習(xí)環(huán)境中進行精準(zhǔn)師訓(xùn)的組織形式和途徑。本研究基于xAPI規(guī)范，支持在線學(xué)習(xí)環(huán)境中精準(zhǔn)師訓(xùn)畫像的構(gòu)建，系統(tǒng)地探討了基于xAPI的在線學(xué)習(xí)環(huán)境中精準(zhǔn)師訓(xùn)畫像構(gòu)建的可行性、必要性、流程，以及通過建立標(biāo)簽進行精準(zhǔn)師訓(xùn)畫像建模的方法。以期在教育部能力提升工程2.0等相關(guān)政策的指導(dǎo)下，為教育相關(guān)決策者和利益者對卓越教師的培養(yǎng)提供新的解決思路。精準(zhǔn)師訓(xùn)畫像的應(yīng)用和實踐也是下一步研究工作的重點方向，并更加關(guān)注教師在學(xué)習(xí)過程中突發(fā)的情感體驗。

作者簡介：

黃建國：教授，在讀博士，研究方向為智慧學(xué)習(xí)（71067566@qq.com）。

唐燁偉：講師，博士后，研究方向為智慧學(xué)習(xí)環(huán)境（308793656@qq.com）。

范佳榮：碩士，研究方向為智慧學(xué)習(xí)環(huán)境（et_fanjiarong@163.com）。

鐘紹春：教授，博士生導(dǎo)師，研究方向為智慧教育、數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境（sczhong@sina.com）。

責(zé)任編輯：李雅瑄