教育信息化背景下教學(xué)理念與學(xué)情分析的共變

[摘要]學(xué)情分析與教學(xué)理念是互相促進(jìn)、共同發(fā)展的關(guān)系。教學(xué)理念的變革彰顯了學(xué)情分析的重要性，與此同時(shí)，學(xué)情分析自身的發(fā)展也在反哺教學(xué)大環(huán)境的變革。隨著教育信息化的深入推進(jìn)，涵蓋行為、認(rèn)知、情感等多方面的學(xué)情分析理論框架逐漸形成，學(xué)情數(shù)據(jù)采集與分析技術(shù)的迅速發(fā)展則有效助推了新理論框架的落地。不過，當(dāng)前的學(xué)情分析發(fā)展仍是有限的，伴隨著倫理和教學(xué)實(shí)踐等多方面的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)此，學(xué)校、教師等需要有效聯(lián)動(dòng)，采取措施，以盡可能地規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。

[關(guān)鍵詞]學(xué)情分析；教學(xué)理念；教育信息化；變革

[中圖分類號(hào)]G420? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A? ?[文章編號(hào)]1005-4634（2023）06-0036-061

1教學(xué)理念與學(xué)情分析的共同變革

1.1教學(xué)理念變革：指引學(xué)情分析發(fā)展

學(xué)情分析正日漸成為教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)踐中的重要部分，與課堂教學(xué)構(gòu)成合二為一、一體兩面的關(guān)系。教學(xué)理念的變革凸顯了學(xué)情分析的重要性，并指引了學(xué)情分析變革的方向。

教學(xué)理念變革對(duì)學(xué)情分析發(fā)展的影響主要體現(xiàn)在4個(gè)方面：第一，當(dāng)前的教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施更加強(qiáng)調(diào)學(xué)生視角而非教師視角、學(xué)習(xí)視角而非教學(xué)視角。隨著建構(gòu)主義、后現(xiàn)代課程觀的興起，越來越多的教育工作者認(rèn)可學(xué)生在課堂中的主體地位，支持學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中自主生成知識(shí)?！耙詫W(xué)定教”理念日益彰顯出超越“以考定教”路徑的先進(jìn)性，學(xué)情分析的重要性愈加明晰。第二，現(xiàn)代教學(xué)日漸充溢濃厚的“科學(xué)興趣”，強(qiáng)調(diào)尊重學(xué)生的真實(shí)性和完整性。杜威在《對(duì)兒童研究的解釋》中曾提出兒童研究具有政治的、審美的和科學(xué)的三大興趣來源。其中，對(duì)兒童的政治興趣旨在關(guān)注兒童社會(huì)化的過程，兒童被簡(jiǎn)單地視為一個(gè)無生命的社會(huì)成分，其對(duì)應(yīng)的教學(xué)模式難免是苛刻和機(jī)械的；對(duì)兒童的審美興趣則將兒童視為理想人，其對(duì)應(yīng)的教學(xué)模式具有象征性；對(duì)兒童的科學(xué)興趣則強(qiáng)調(diào)兒童是真實(shí)、完整的人，教育者希望對(duì)兒童本人進(jìn)行全方位細(xì)致的解讀。其中，科學(xué)興趣指明了當(dāng)前學(xué)情分析的發(fā)展方向。第三，當(dāng)前的教學(xué)愈加推崇學(xué)者與教師身份的結(jié)合，以及兒童研究和課程教學(xué)的結(jié)合。美國(guó)教育學(xué)者Duckworth E認(rèn)為，教學(xué)過程本質(zhì)上是理解和探究?jī)和倪^程。英國(guó)課程專家Stenhouse L進(jìn)一步主張教師成為研究者（teacher as researcher），即教師需要從傳道授業(yè)解惑的執(zhí)行者轉(zhuǎn)變?yōu)檠芯繉W(xué)生情況和制定相應(yīng)教學(xué)策略的教學(xué)專家。這一趨勢(shì)強(qiáng)調(diào)了教師參與學(xué)情分析的重要性。第四，現(xiàn)代教學(xué)對(duì)精準(zhǔn)教學(xué)（precision teaching）的向往日益強(qiáng)烈。隨著精準(zhǔn)教學(xué)的迭代升級(jí)，學(xué)情分析框架日臻完善，學(xué)情分析技術(shù)日益進(jìn)步。

在上述四方面的推動(dòng)下，學(xué)情分析宛如海洋中的巨冰，被教學(xué)理念的變革托出洋面。同時(shí)，學(xué)情分析發(fā)展的方向也得以初步明晰，即追求以學(xué)生為中心的、個(gè)性化的精準(zhǔn)教學(xué)。

1.2學(xué)情分析理論框架的形成：呼應(yīng)教學(xué)變革

早期的學(xué)情分析框架受到精準(zhǔn)教學(xué)1.0版本的影響。精準(zhǔn)教學(xué)的概念于20世紀(jì)60年代由美國(guó)學(xué)者Lindsley O提出。Lindsley在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，研究者依據(jù)被試的行為頻次、響應(yīng)速度、正確率等數(shù)據(jù)來調(diào)整被試行為，能夠顯著提升被試的學(xué)習(xí)效果。受此啟發(fā)，在精準(zhǔn)教學(xué)1.0版本中，教師借鑒斯金納行為主義理論，依據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)形成的標(biāo)準(zhǔn)變速圖表（Standard Celeration Charts，簡(jiǎn)稱SCC）作出教學(xué)決策。可見，對(duì)學(xué)生的行為分析是早期學(xué)情分析框架中的重要部分。在此基礎(chǔ)上，一些學(xué)者強(qiáng)調(diào)從認(rèn)知角度對(duì)學(xué)情進(jìn)行分析。如，徐夢(mèng)杰和曹培英基于920份各科教師提供的教學(xué)前端分析優(yōu)秀案例，提出“四知分析模式”，認(rèn)為從學(xué)生的已知、未知、能知和想知4個(gè)方面進(jìn)行學(xué)情分析是有效教學(xué)的基礎(chǔ)。馮曉英等引介了Henri的認(rèn)知能力分析框架，將認(rèn)知水平分為澄清、深入澄清、推理、判斷、策略等5個(gè)等級(jí)。進(jìn)一步地，隨著我國(guó)“三維教學(xué)目標(biāo)”的提出，有學(xué)者基于上海市靜安區(qū)的一線教學(xué)情況，在學(xué)情分析框架中加入了動(dòng)機(jī)態(tài)度、方法習(xí)慣等。李慧強(qiáng)調(diào)了分析學(xué)習(xí)者情感的重要性。Wang則認(rèn)為可以從行為、情感等方面進(jìn)行學(xué)情分析。這些研究促使學(xué)情分析的理論框架日益完善，說明了教師應(yīng)從行為、認(rèn)知、情感等方面展開具體的學(xué)情分析。

可見，學(xué)情分析的理論框架首先萌芽于教育工作者對(duì)精準(zhǔn)教學(xué)的憧憬。繼而，研究者出于對(duì)學(xué)生主體性和個(gè)體完整性的尊重，使學(xué)情分析的理論框架得以繼續(xù)擴(kuò)展。在此過程中，一線教師的洞察和反思也發(fā)揮了重要作用。學(xué)情分析理論框架的形成過程呼應(yīng)了教學(xué)理念的各方面變革，最終使學(xué)情分析的理論分析框架基本確立。

2技術(shù)支持的學(xué)情分析轉(zhuǎn)向

教育信息化推進(jìn)了學(xué)情分析技術(shù)的發(fā)展，為學(xué)情分析理論的落地提供了有效支持。幾十年來，學(xué)情分析技術(shù)經(jīng)歷了由延遲到實(shí)時(shí)、由單一到多維、由靜止到動(dòng)態(tài)的變化。

早期，教師使用紙筆手動(dòng)記錄學(xué)生的行為頻次、響應(yīng)時(shí)間。這種方式不僅效率低下、準(zhǔn)確性不足、維度有限，還為教師帶來了沉重的工作負(fù)擔(dān)。如，曹培英發(fā)現(xiàn)小學(xué)語文教師課前常用的3種學(xué)情分析方式包括聽讀一遍課文、設(shè)計(jì)兩類問題和訪談三名學(xué)生。同時(shí)，受到分析技術(shù)的局限，大多數(shù)教師只做課前或課后分析，忽視對(duì)學(xué)生課中變化的觀察和分析，學(xué)情分析缺乏完整性。陳隆升認(rèn)為，學(xué)情分析應(yīng)是對(duì)完整學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的分析，包括學(xué)習(xí)起點(diǎn)、狀態(tài)和結(jié)果3個(gè)部分。徐夢(mèng)杰和曹培英也提出，學(xué)情分析應(yīng)是長(zhǎng)期的連續(xù)體，課前、課上、課后都是教師進(jìn)行學(xué)情分析的重要機(jī)會(huì)。課前分析前承上次課的課后學(xué)情，課后分析又下啟下次課的學(xué)情分析，學(xué)情分析是循環(huán)往復(fù)、不斷修正和完善的長(zhǎng)期工作。但技術(shù)的落后使學(xué)情分析的理想與現(xiàn)實(shí)之間形成了一道鴻溝，教師無法達(dá)到“觀察—教學(xué)設(shè)計(jì)—觀察—反思和調(diào)整—觀察”的要求。此外，一些教師為避免繁重的學(xué)情分析工作，武斷地憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行學(xué)情分析。這使得整個(gè)教學(xué)過程依賴教師的想象，其實(shí)質(zhì)仍然是教師中心的和低效的。這些缺陷導(dǎo)致早期的學(xué)情分析具有濃厚的理想化色彩，缺少實(shí)際作用。數(shù)據(jù)采集和分析技術(shù)的落后蠶食著學(xué)情分析的本質(zhì)，學(xué)情分析與課堂教學(xué)本質(zhì)上是分離和割裂的，學(xué)情分析陷于名存實(shí)亡的境地。

進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感器技術(shù)、人工智能技術(shù)等飛速發(fā)展，教育與科技的聯(lián)系愈加緊密。2016年，祝智庭教授基于教育信息化對(duì)教育變革的帶動(dòng)作用，提出精準(zhǔn)教學(xué)需向新的版本轉(zhuǎn)變。這一版本以“個(gè)性化和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”為核心，追求教學(xué)的高效性。教育部2018年發(fā)布的《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》提出，教育信息化進(jìn)入2.0版本是新時(shí)代的應(yīng)有之義，要繼續(xù)推進(jìn)“三通兩平臺(tái)（寬帶網(wǎng)絡(luò)校校通、優(yōu)質(zhì)資源班班通、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間人人通，教育資源公共服務(wù)平臺(tái)、教育管理公共服務(wù)平臺(tái)）的落實(shí)。在浙江，《浙江省教育信息化三年行動(dòng)計(jì)劃（2018—2020年）》明確要在３年內(nèi)推動(dòng)基礎(chǔ)教育精準(zhǔn)教學(xué)的發(fā)展，并開設(shè)了300個(gè)基于技術(shù)的精準(zhǔn)教學(xué)試點(diǎn)和1 000個(gè)基于技術(shù)的教與學(xué)方式變革試點(diǎn)。楊現(xiàn)民、田雪松等編著的《中國(guó)基礎(chǔ)教育大數(shù)據(jù)2016—2017：走向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的精準(zhǔn)教學(xué)》一書則指出，未來的學(xué)情分析技術(shù)需向精準(zhǔn)化、全過程、多維度數(shù)據(jù)采集與分析的方向發(fā)展。

在學(xué)界和政策的大力推動(dòng)下，學(xué)情分析技術(shù)開始迅速發(fā)展。首先，在數(shù)據(jù)收集層面，教師可以使用各類新型設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)多模態(tài)數(shù)據(jù)的采集。這些學(xué)情數(shù)據(jù)不僅包含學(xué)生在線上、線下多種學(xué)習(xí)通道的表現(xiàn)，還包括學(xué)生在情感、個(gè)性、注意力等方面的內(nèi)隱數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，教師利用人工智能等技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的及時(shí)整合、反饋與預(yù)測(cè)，使課堂教學(xué)更能滿足學(xué)生的個(gè)性化和高效學(xué)習(xí)的需求。在這兩方面技術(shù)的支持下，學(xué)情分析片段化、主觀化的問題得以緩解，教師能夠基于更真實(shí)、更完備的數(shù)據(jù)來分析學(xué)生的完整學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。

3學(xué)情數(shù)據(jù)采集方式的變革：多模態(tài)數(shù)據(jù)采集

學(xué)情數(shù)據(jù)采集是展開后續(xù)學(xué)情分析和預(yù)測(cè)的前提。數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性能夠極大地影響學(xué)情分析的質(zhì)量。新近形成的學(xué)情分析理論框架認(rèn)為，教師需要從行為、認(rèn)知、情感等多個(gè)方面分析學(xué)情，因而學(xué)情數(shù)據(jù)采集也應(yīng)該是多方位的。隨著教育學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、信息技術(shù)等學(xué)科的交叉研究逐漸深入，多模態(tài)數(shù)據(jù)采集技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。多模態(tài)數(shù)據(jù)采集是指使用者用多種方式獲取行為數(shù)據(jù)、心理數(shù)據(jù)、生理數(shù)據(jù)等信息。其中，心理與生理方面的學(xué)情數(shù)據(jù)大多是合二為一的。因?yàn)樾睦頂?shù)據(jù)通常內(nèi)隱而不可測(cè)，而生理數(shù)據(jù)能夠?qū)?nèi)隱的心理數(shù)據(jù)顯表化。

3.1行為數(shù)據(jù)采集

行為層面的數(shù)據(jù)采集起初表現(xiàn)為：教師進(jìn)入課堂，依據(jù)事先制定的量表對(duì)學(xué)生行為進(jìn)行觀察和編碼記錄。這種采集方式難度大，準(zhǔn)確度低，且主觀性強(qiáng)，研究者很難在有限時(shí)間內(nèi)有效觀察和記錄所有學(xué)生的學(xué)習(xí)行為。對(duì)此，早先主要有兩種解決方式：其一，每位研究者選擇一位學(xué)生重點(diǎn)關(guān)注，進(jìn)行焦點(diǎn)學(xué)生學(xué)習(xí)歷程觀察；其二，研究者利用多媒體技術(shù)進(jìn)行教學(xué)實(shí)錄，對(duì)視頻進(jìn)行反復(fù)觀看，確證編碼的合理性。不過，這兩種方式都存在效率低下的問題，不利于研究者高效研究課堂教學(xué)的調(diào)整優(yōu)化方式。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，在線教學(xué)、混合式教學(xué)成為重要的教學(xué)形態(tài)，研究者可以利用在線課程平臺(tái)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為日志、交互信息進(jìn)行批量采集和統(tǒng)計(jì)分析?；诖?，教育工作者可以對(duì)所有學(xué)生的集體性和個(gè)體性學(xué)習(xí)行為、學(xué)習(xí)成果等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并迅速做出反應(yīng)。如，Crossley等對(duì)MOOC課程進(jìn)行點(diǎn)擊流數(shù)據(jù)分析和自然語言處理（Natural Language Analysis，簡(jiǎn)稱NLA），發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為（如觀看視頻、下載學(xué)習(xí)資料、論壇發(fā)言）可以較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)學(xué)生的MOOC課程完成率。趙磊等發(fā)現(xiàn)中國(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)上的界面交互、內(nèi)容交互、人機(jī)交互和參與考核等學(xué)習(xí)行為與學(xué)習(xí)成績(jī)顯著相關(guān)。這些研究都在學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上展開學(xué)情分析，并提出了相應(yīng)的教學(xué)優(yōu)化策略。

3.2心理與生理數(shù)據(jù)采集

心理與生理數(shù)據(jù)彼此相融。依托于生理心理學(xué)迅速發(fā)展起來的傳感等技術(shù)，教育工作者可以通過學(xué)生的生理信息，間接獲取其內(nèi)隱的心理數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可能涉及情緒、注意力、學(xué)習(xí)投入度等多個(gè)方面。相比于行為層數(shù)據(jù)的獲取，心理層和生理層數(shù)據(jù)的獲取更加復(fù)雜和深入，并且不容易受到教師或?qū)W生主觀意愿的干擾，具有更強(qiáng)的客觀性。相關(guān)的生物識(shí)別數(shù)據(jù)主要來自皮膚電反應(yīng)（GSR）、腦電（EGG）、眼動(dòng)（EM）、心率（HR）等。采集這些數(shù)據(jù)的設(shè)備大多具有輕便性、可穿戴性和非侵入性，教師可以據(jù)此方便快捷地獲取信息。

皮膚電數(shù)據(jù)能夠反映學(xué)生的情緒狀態(tài)。當(dāng)人的情緒處于情緒喚醒狀態(tài)（緊張或興奮）時(shí)，汗腺會(huì)排出更多汗液，因此流經(jīng)皮膚的微弱電流受到的電阻變小，皮膚電增強(qiáng)。皮膚電信號(hào)主要包括皮膚電導(dǎo)水平（SCL）和皮膚電導(dǎo)反應(yīng)（SCR），其中皮膚電導(dǎo)水平變化較為微弱，且易受到個(gè)體個(gè)性特征的影響，而皮膚電導(dǎo)反應(yīng)則變化幅度更大、變化速度更快。由于人體的手指、手掌和腳等部位的汗液分泌受到情緒的影響更大，數(shù)據(jù)采集者通常將傳感器置于這些部位。日本的一些學(xué)校率先在教育場(chǎng)景中收集皮膚電。其中，日本宮城教育大學(xué)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在實(shí)際課堂中使用皮膚電來展開教學(xué)研究。國(guó)內(nèi)也已有學(xué)者投入皮膚電與學(xué)情分析的相關(guān)研究。如，白學(xué)軍和姚海娟使用無線生理記錄儀系統(tǒng)信號(hào)探測(cè)器等記錄被試的皮膚電，用于表征其時(shí)間壓力，據(jù)此發(fā)現(xiàn)創(chuàng)造性強(qiáng)的人受到時(shí)間壓力的影響更小。不過，皮膚電數(shù)據(jù)只能反映個(gè)體情緒喚醒的程度，不能揭示情緒的正負(fù)性。因此，單獨(dú)使用皮膚電數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)情分析是有限的，教師需要結(jié)合其他的數(shù)據(jù)采集方式，以完整地了解學(xué)生狀況。

腦電波則是大腦自發(fā)的神經(jīng)電運(yùn)動(dòng)，常被用于了解個(gè)體的情緒和注意力。根據(jù)其頻率，腦電波可以被分為δ波、θ波、α波和β波4類。禹東川提出，β/θ的比值可以用于評(píng)定學(xué)生的注意力。與功能性磁共振成像、腦磁圖等腦信號(hào)獲取方式相比，腦電波價(jià)格相對(duì)低廉、時(shí)間靈敏度較高。同時(shí)，隨著可穿戴腦電儀器的研發(fā)，腦電波在教學(xué)環(huán)境中被逐步推廣。獲取腦電波的數(shù)據(jù)包括移動(dòng)腦波儀、頭戴式無線腦電傳感器等。張琪提出，具備無線干電極的EEG/ERP系統(tǒng)尤其適合在各類學(xué)習(xí)場(chǎng)景中使用。已有學(xué)者將腦電波數(shù)據(jù)采集用于學(xué)情分析的相關(guān)研究。如，趙鑫碩等用Mindwave Mobile腦波儀采集被試的腦電信號(hào)，通過對(duì)這些信號(hào)做復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算，標(biāo)記被試的專注度與放松度，發(fā)現(xiàn)移動(dòng)設(shè)備上的課件字幕的呈現(xiàn)形式會(huì)影響學(xué)生的注意力和學(xué)習(xí)成績(jī)。

另外，眼動(dòng)和心率也是重要的生物信息。教育工作者可以利用眼動(dòng)儀測(cè)量學(xué)生眼球的運(yùn)動(dòng)，記錄其眼動(dòng)軌跡、眼跳、注視等指標(biāo)，從而實(shí)時(shí)了解學(xué)生的注意力情況?！熬酃鉄衾碚摗闭J(rèn)為，學(xué)生傾向于在困難的地方注視更長(zhǎng)時(shí)間。眼跳則是眼球在若干注視點(diǎn)之間跳動(dòng)的情況，反映了個(gè)體對(duì)信息的加工難度與閱讀效率。目前，眼動(dòng)已成為教學(xué)研究者獲取學(xué)情數(shù)據(jù)的主要方式之一。如，王玨等采集被試眼動(dòng)中的首次注視時(shí)間、注視次數(shù)、總次數(shù)時(shí)間、回視次數(shù)以及瞳孔直徑，來表征其在多媒體閱讀理解中的初期加工、整體理解、深度加工和認(rèn)知負(fù)荷，從而研究文章難度與呈現(xiàn)方式對(duì)被試多媒體閱讀的影響。心率方面，楊海茹團(tuán)隊(duì)開發(fā)了可穿戴式心率信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；周聰聰?shù)乳_發(fā)了腕戴式無線低功耗心率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置。這些設(shè)備能夠輕松獲取學(xué)生的心率數(shù)據(jù)，方便教師了解學(xué)生的情緒波動(dòng)、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度等方面的狀況，尤其適合用于體育類課程。

事實(shí)上，人類真實(shí)的學(xué)習(xí)與交流本身就是多種模態(tài)的混合，包括調(diào)用多種感官、涉及內(nèi)在與外在的多個(gè)層次、表現(xiàn)出情緒和注意力多方面的波動(dòng)等。通過可自動(dòng)抓取的多源性數(shù)據(jù)的相互補(bǔ)充，教師可以更真實(shí)地還原學(xué)習(xí)者內(nèi)在與外在的學(xué)習(xí)過程及其所處的學(xué)習(xí)情境，從而更好地滿足智慧學(xué)情分析的需求。多模態(tài)數(shù)據(jù)采集使學(xué)情的完整意義建構(gòu)成為可能，據(jù)此研究者能夠探究更深層的學(xué)習(xí)機(jī)制，從而加快落實(shí)教學(xué)理念變革背景下的新型學(xué)情分析理論框架。

4學(xué)情數(shù)據(jù)的分析、預(yù)測(cè)和個(gè)性化：人工智能技術(shù)

人工智能（Artificial Intelligence，簡(jiǎn)稱AI）概念是1956年由美國(guó)達(dá)特茅斯學(xué)院McCarthy J教授等提出的，其核心涵義是讓機(jī)器像人一樣認(rèn)知、思考和學(xué)習(xí)。隨著人工智能技術(shù)被越來越普遍地運(yùn)用于教學(xué)場(chǎng)景，這一技術(shù)被視為推動(dòng)教育信息化的重要工具之一。國(guó)務(wù)院于2017年7月頒布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知》，指出要推動(dòng)人工智能在教學(xué)中的應(yīng)用，為學(xué)生提供精準(zhǔn)推送的教育服務(wù)，實(shí)現(xiàn)教育資源的定制化。

盡管人工智能技術(shù)中的人臉識(shí)別、語音識(shí)別等也可用于學(xué)情數(shù)據(jù)的采集，但它的主要用途是幫助使用者整合與分析已有數(shù)據(jù)，并基于模型結(jié)果做出預(yù)測(cè)，以支持學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的需求。

基于人工智能技術(shù)的學(xué)情分析首先在學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中實(shí)時(shí)追蹤和記錄學(xué)生的活動(dòng)，提取學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)進(jìn)度、知識(shí)盲區(qū)、認(rèn)知風(fēng)格等數(shù)據(jù)，形成學(xué)生個(gè)人畫像，在此基礎(chǔ)上再為學(xué)生推送合適的學(xué)習(xí)內(nèi)容和渠道。在該模式下，自適應(yīng)學(xué)習(xí)成為常態(tài)。學(xué)生個(gè)性逐漸取代學(xué)生共性，成為教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)踐的基礎(chǔ)。目前，已有許多研究團(tuán)隊(duì)研制出基于人工智能技術(shù)的學(xué)情分析系統(tǒng)。如，K12智能教育平臺(tái)“一起作業(yè)網(wǎng)”能夠追蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，分析其知識(shí)盲區(qū)，形成個(gè)性化學(xué)情診斷報(bào)告?？拼笥嶏w的智能教學(xué)系統(tǒng)和智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)專門為師生提供學(xué)情分析服務(wù)。此外，兒童教育公司芝麻街（Sesame Street）運(yùn)用認(rèn)知系統(tǒng)Watson，根據(jù)每位學(xué)生的學(xué)習(xí)模式匹配個(gè)性化學(xué)習(xí)工具。在線學(xué)習(xí)工具LearnSmart則根據(jù)學(xué)生對(duì)關(guān)鍵概念的認(rèn)知測(cè)試結(jié)果，為學(xué)生調(diào)整最適合的學(xué)習(xí)內(nèi)容。應(yīng)用人工智能技術(shù)分析學(xué)情并形成個(gè)性化學(xué)習(xí)方案已成為教育信息化2.0進(jìn)程中學(xué)情分析的重要方法。

5學(xué)情分析變革的風(fēng)險(xiǎn)

5.1倫理風(fēng)險(xiǎn)

基于現(xiàn)代技術(shù)的智能學(xué)情分析有效提升了學(xué)情分析的精準(zhǔn)性、實(shí)時(shí)性、完整性和個(gè)性化，但一些倫理風(fēng)險(xiǎn)也隨之產(chǎn)生。

首要的風(fēng)險(xiǎn)是，實(shí)時(shí)收集多維度的學(xué)情分析數(shù)據(jù)可能侵犯了學(xué)生的自由和隱私權(quán)。美國(guó)印第安納大學(xué)教育學(xué)院與信息學(xué)院雙職教授Curtis J B認(rèn)為，學(xué)生一邊學(xué)習(xí)一邊被采集相關(guān)數(shù)據(jù)，像是處于高清攝像遍布的區(qū)域，難免會(huì)有被侵犯的感覺。對(duì)此，學(xué)校應(yīng)將學(xué)生意見置于首位，將智能學(xué)情分析的利弊充分告知學(xué)生和家長(zhǎng)，允許學(xué)生決定自己的學(xué)情是否被記錄和分析，避免以“提高教學(xué)效率”之名草率做出決定。然而，一些校外人員惡意盜取學(xué)情數(shù)據(jù)的事件說明，上述做法仍無法完全保護(hù)學(xué)生的隱私。龐茗月指出，便捷的個(gè)性化學(xué)習(xí)服務(wù)常是以泄露隱私為代價(jià)獲得的。如，2017年5月，澳大利亞Blackburn高中學(xué)生的個(gè)人信息、家庭信息、醫(yī)療信息等被惡意發(fā)布在公共網(wǎng)站上，影響惡劣。我國(guó)類似的學(xué)生信息泄露案例也不在少數(shù)。為此，建議學(xué)校嚴(yán)格評(píng)估教育科技公司和相關(guān)產(chǎn)品的資質(zhì)，將相關(guān)事項(xiàng)明確地寫在合作條款中，同時(shí)安排專門團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)智能學(xué)情分析系統(tǒng)的安全維護(hù)。

第二項(xiàng)倫理風(fēng)險(xiǎn)是給學(xué)生貼上固化標(biāo)簽。在過去學(xué)情數(shù)據(jù)局部化、片段化的時(shí)代，每一個(gè)學(xué)生都呈現(xiàn)出模糊性，這種模糊性實(shí)際上為學(xué)生的可塑性提供了空間。如今，當(dāng)學(xué)生的一舉一動(dòng)，乃至心理生理數(shù)據(jù)都被記錄在案時(shí)，學(xué)習(xí)者很容易被貼上標(biāo)簽。這一方面可能會(huì)強(qiáng)化學(xué)習(xí)稟賦差的學(xué)生遭遇歧視的情況，阻礙這些學(xué)生的健康成長(zhǎng)。另一方面，所謂的個(gè)性化推送只是利用過往數(shù)據(jù)的計(jì)算，忽略了學(xué)生作為真實(shí)的人的創(chuàng)造性和可變性。定制化學(xué)習(xí)方案在延長(zhǎng)學(xué)生長(zhǎng)板的同時(shí)，扼殺了其短板在未來發(fā)展的可能。對(duì)此，學(xué)校在培訓(xùn)教師使用智能學(xué)情分析系統(tǒng)的過程中，應(yīng)明確隨意公開學(xué)情數(shù)據(jù)的后果，同時(shí)充分告知教師學(xué)情數(shù)據(jù)的局限性。

第三項(xiàng)倫理風(fēng)險(xiǎn)則是對(duì)學(xué)生身體健康的危害。盡管許多學(xué)情記錄設(shè)備已盡量符合人體的生理特征，但日復(fù)一日的設(shè)備穿戴也可能對(duì)學(xué)生的視力、肌肉等造成負(fù)面影響。面對(duì)這些倫理風(fēng)險(xiǎn)，鄧國(guó)民認(rèn)為應(yīng)該在使用現(xiàn)代教育技術(shù)時(shí)，考慮系統(tǒng)創(chuàng)建者、教師、學(xué)生和監(jiān)測(cè)員等利益相關(guān)者，斟酌有關(guān)福祉、是非善惡、公平正義、人權(quán)和尊嚴(yán)、自由自治、責(zé)任和問責(zé)的倫理問題，而不是簡(jiǎn)單地以教學(xué)改革為名剝奪學(xué)生自由學(xué)習(xí)、健康成長(zhǎng)的權(quán)利。因而，學(xué)校和教師需有節(jié)制地使用相關(guān)設(shè)備采集學(xué)情數(shù)據(jù)。

5.2教學(xué)風(fēng)險(xiǎn)

首先，教師信息素養(yǎng)的不足可能會(huì)阻礙學(xué)情分析變革的推進(jìn)。目前，我國(guó)還有很多教師不具備高效使用網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)設(shè)備等設(shè)施的能力，一些師范教育也沒有足夠重視師范生的信息素養(yǎng)培養(yǎng)。以往，優(yōu)秀的學(xué)情分析依賴于教師的耐心、責(zé)任心、洞察力、應(yīng)變力，現(xiàn)在則受到教師信息素養(yǎng)的影響。由于我國(guó)各地區(qū)經(jīng)濟(jì)、教育發(fā)展的不平衡，一些中西部地區(qū)和鄉(xiāng)村的教師難以迅速掌握學(xué)情數(shù)據(jù)收集和分析的軟硬件，這可能會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致我國(guó)教育發(fā)展的地域不均衡。對(duì)此，需要將信息素養(yǎng)培訓(xùn)納入中高等師范教育和教師繼續(xù)教育中，同時(shí)配合國(guó)家扶貧攻堅(jiān)項(xiàng)目，推進(jìn)貧困地區(qū)的學(xué)校信息化建設(shè)。

此外，一些教師可能會(huì)誤解教育技術(shù)在教學(xué)中的作用，產(chǎn)生排斥或依賴心理。排斥者認(rèn)為自己的教學(xué)能力會(huì)被機(jī)器取代，拒絕使用智能化學(xué)情分析技術(shù)。依賴者則甘愿做技術(shù)的附屬品，認(rèn)為智能化的學(xué)情分析技術(shù)能夠使其脫身于繁雜的學(xué)情分析任務(wù)，因此懶散懈怠。這些都是教師不能適應(yīng)人機(jī)協(xié)同的工作環(huán)境的表現(xiàn)。教師的數(shù)據(jù)素養(yǎng)不僅在于學(xué)會(huì)使用技術(shù)設(shè)備，更在于學(xué)會(huì)思考如何用技術(shù)優(yōu)化教學(xué)、如何利用技術(shù)給予教師的“閑暇”和便利促進(jìn)教學(xué)轉(zhuǎn)型升級(jí)，即形成較強(qiáng)的數(shù)據(jù)解讀能力、分析能力、問題解決能力和教學(xué)機(jī)智。

6結(jié)語

在教學(xué)理念變革的影響下，學(xué)情分析的重要性日益凸顯、發(fā)展方向愈漸明晰。學(xué)情分析框架從精準(zhǔn)教學(xué)1.0版本出發(fā)，最終形成了涵蓋行為、認(rèn)知、情感等方面的分析系統(tǒng)，呼應(yīng)了教學(xué)理念的四方面變革。在教學(xué)理念與學(xué)情分析的理論互動(dòng)中，技術(shù)的進(jìn)步促使學(xué)情分析的理論框架加速落地。這主要體現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感器技術(shù)等支持的多模態(tài)學(xué)情數(shù)據(jù)采集，以及人工智能技術(shù)支持的學(xué)情數(shù)據(jù)整合與分析、個(gè)性化資源推送上。目前，學(xué)情分析變革已取得顯著進(jìn)展，但也伴隨著倫理和教學(xué)方面的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，許多研究的焦點(diǎn)仍停留在如何促進(jìn)技術(shù)層面的更新?lián)Q代，很少深思如何利用技術(shù)助推學(xué)習(xí)和教學(xué)模式的轉(zhuǎn)型。對(duì)此，學(xué)校、教師、企業(yè)、家庭等多方面有必要高效聯(lián)動(dòng)，來推動(dòng)教育信息化背景下學(xué)情分析的深度發(fā)展。如，學(xué)校需尊重學(xué)生的隱私權(quán)，同時(shí)嚴(yán)審教育科技公司資質(zhì)、重視系統(tǒng)維護(hù)；教師需正確認(rèn)識(shí)學(xué)情分析技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與局限，同時(shí)努力增強(qiáng)自身的信息素養(yǎng)，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步思考如何利用信息技術(shù)優(yōu)化教學(xué)。

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Interplay of teaching philosophy and student analysis??under the background of educational informatization

SHAO Zhuo-yue

（Institute of Curriculum and Instruction， East China Normal University， Shanghai200062， China）

Abstract Student analysis and teaching philosophy promote each other and develop together.Because the transform of teaching philosophy shows the importance of student analysis，while the latter in turn fosters the former.With the continuous and essential promotion of educational informatization，the complete theoretical framework of student analysis has formed，which includes the domains of behavior，cognition，and emotion.And the rapid development of the technology of data collection and analysis has made the new theoretical framework more practical at a faster speed.Nevertheless，the current transform of student analysis is still limited，facing some ethical and practical risks.So systematic measures of schools and teachers are required to avoid the risks to the greatest extent.

Keywords student analysis;teaching philosophy;educational informatization;transform

[責(zé)任編輯 孫菊]

[收稿日期]2021-12-02

[作者簡(jiǎn)介]*邵卓越（1998—），女，浙江紹興人。博士研究生，主要研究方向?yàn)榻虒W(xué)論。