智慧教育環(huán)境中促進(jìn)教與學(xué)的可視化學(xué)習(xí)分析

吳 忭,陳思思

(華東師范大學(xué) 教育信息技術(shù)學(xué)系,上海 200062)

一、從智慧教育到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)決策

(一)大數(shù)據(jù)時(shí)代的智慧教育

信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的普遍應(yīng)用產(chǎn)生了海量的多模態(tài)數(shù)據(jù),使社會(huì)步入了大數(shù)據(jù)時(shí)代。在教育領(lǐng)域,大數(shù)據(jù)正對(duì)教育研究和實(shí)踐產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響[1]?；诮逃髷?shù)據(jù)的人工智能技術(shù)應(yīng)用掀起了新的教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型,并進(jìn)一步推動(dòng)了智慧教育的發(fā)展。智慧教育是通過構(gòu)建技術(shù)融合的生態(tài)化學(xué)習(xí)環(huán)境,通過培植人機(jī)協(xié)同的數(shù)據(jù)智慧、教學(xué)智慧與文化智慧,讓教師能夠探索嘗試高成效的教學(xué)方法,讓學(xué)習(xí)者能夠獲得適宜的個(gè)性化學(xué)習(xí)服務(wù)和美好的發(fā)展體驗(yàn),從而培養(yǎng)全面發(fā)展的人才[2]。而當(dāng)前的智慧教育也面臨挑戰(zhàn),例如,智慧教育理論創(chuàng)新難以付諸實(shí)踐,智能技術(shù)和課程整合的智慧教育實(shí)踐模式尚待探索完善,以及教師與機(jī)器如何相互賦能以實(shí)現(xiàn)循證教學(xué)的智慧教育目標(biāo)。

教育大數(shù)據(jù)的深度理解和有效應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)智慧教育的基礎(chǔ)。只有從教育大數(shù)據(jù)提煉出有價(jià)值的信息,歸納總結(jié)成知識(shí),洞悉凝結(jié)為智慧,才能夠成為數(shù)據(jù)智慧,以更好地服務(wù)于智慧教育[3]。數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)和智慧的層級(jí)結(jié)構(gòu)被稱為數(shù)據(jù)金字塔,在智慧教育體系中,數(shù)據(jù)是教育相關(guān)人員親身踐行與機(jī)器的感知記錄而來,通過對(duì)數(shù)據(jù)的描述性分析和可視化表征,使之躍升成具有意義的教育信息,而后師生對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步感知和理解,接著通過特征提取、信息?；湍Ｊ浇忉?使教育信息模式化,形成新的知識(shí),最終通過機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)、生成決策服務(wù)于人才培養(yǎng),實(shí)現(xiàn)知識(shí)向智慧的躍升,從數(shù)據(jù)智慧轉(zhuǎn)換為教學(xué)智慧[2]。

大數(shù)據(jù)所帶來的技術(shù)革新給予教育更大的發(fā)展空間,但也給教學(xué)的改革和發(fā)展帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。面對(duì)復(fù)雜而龐大的數(shù)據(jù),教師僅憑借個(gè)體的教育經(jīng)驗(yàn)來理解和解決教育問題越來越困難[4]。而智慧數(shù)據(jù)借助智能技術(shù),可以將分散、客觀地存在于教育環(huán)境中的各種原始數(shù)據(jù),關(guān)聯(lián)、組織、派生成數(shù)據(jù)智慧,并將數(shù)據(jù)智慧服務(wù)于教學(xué)決策,對(duì)教學(xué)的實(shí)踐與研究產(chǎn)生巨大影響。在當(dāng)前的教育背景下,教師作為課堂的主導(dǎo),其如何采取教學(xué)決策、實(shí)施教學(xué)活動(dòng)常常會(huì)受個(gè)人經(jīng)驗(yàn)的影響,而缺少了教育數(shù)據(jù)作為教師行動(dòng)的依據(jù),教師的個(gè)人主觀性會(huì)極大影響教與學(xué)的成效。鑒于此,利用智能技術(shù),對(duì)廣泛的教育數(shù)據(jù)收集過程進(jìn)行解釋,以客觀的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)和依據(jù),幫助教師和學(xué)生評(píng)估教學(xué)績(jī)效和進(jìn)步,預(yù)測(cè)未來績(jī)效、進(jìn)行教學(xué)管理和決策,并確定與學(xué)業(yè)規(guī)劃、研究、教學(xué)和學(xué)習(xí)相關(guān)的潛在問題,對(duì)化解當(dāng)前的教育困境具有極大的利用價(jià)值[5]。

(二)人工智能賦能教學(xué)決策制定

教學(xué)決策是指教師在教學(xué)過程中根據(jù)教學(xué)實(shí)際進(jìn)一步選擇教學(xué)行動(dòng),調(diào)整和完善教學(xué)實(shí)踐,使教學(xué)活動(dòng)促進(jìn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)和發(fā)展。相較于傳統(tǒng)以教師個(gè)人教學(xué)經(jīng)驗(yàn)制定的教學(xué)決策,數(shù)據(jù)智慧在教育領(lǐng)域的應(yīng)用能夠給教師教學(xué)決策提供支持,通過人機(jī)協(xié)同的交互方式促進(jìn)教師對(duì)教學(xué)數(shù)據(jù)的主動(dòng)探究,教學(xué)儀表盤給教師提供透明的數(shù)據(jù)支持[6],幫助教師更好地對(duì)可視化教學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行意義建構(gòu),以客觀的數(shù)據(jù)為依據(jù)實(shí)現(xiàn)基于證據(jù)的教學(xué)決策,避免基于經(jīng)驗(yàn)決策的隨意性和主觀性[7]。例如,基于教學(xué)儀表盤的人機(jī)協(xié)同方式,教師采用數(shù)據(jù)可視化工具,通過自上而下的數(shù)據(jù)鉆取,有目的地放大教育數(shù)據(jù)的精細(xì)度,發(fā)現(xiàn)存在學(xué)習(xí)問題的學(xué)生群體,從而更好地識(shí)別、探索數(shù)據(jù)并運(yùn)用適當(dāng)?shù)母深A(yù)促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)[8]。

數(shù)據(jù)智慧是通過人機(jī)交互促進(jìn)數(shù)據(jù)探究、利用數(shù)據(jù)可視化表征實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)模型的透明化和可解釋性、提供基于證據(jù)的教學(xué)決策支持,進(jìn)而為教師循證教學(xué)與教學(xué)過程的優(yōu)化和再造提供可能。鑒于教學(xué)環(huán)境中所生成的數(shù)據(jù)的復(fù)雜性,基于智能技術(shù)的教學(xué)決策實(shí)踐需要善用學(xué)習(xí)科學(xué)理論和學(xué)習(xí)分析技術(shù),通過可視化教育數(shù)據(jù)來展示教育數(shù)據(jù)的意義之網(wǎng)[9]。

二、可視化學(xué)習(xí)分析的理論緣起和內(nèi)涵

(一)數(shù)據(jù)可視化的目的

可視化學(xué)習(xí)分析(visual learning analytics)作為一個(gè)新興的研究領(lǐng)域,其核心是數(shù)據(jù)可視化,即將學(xué)習(xí)者及其學(xué)習(xí)環(huán)境中收集的數(shù)據(jù)通過圖示化表征進(jìn)行外化。數(shù)據(jù)可視化包括數(shù)據(jù)、意義和可視化三個(gè)要素,是貫穿于數(shù)據(jù)探究和數(shù)據(jù)溝通過程始終的[10]。數(shù)據(jù)探究是測(cè)量、收集、整理、分析和驗(yàn)證數(shù)據(jù),旨在揭示有關(guān)數(shù)據(jù)特性和支持?jǐn)?shù)據(jù)推斷,獲得認(rèn)識(shí)并支持進(jìn)一步的決策。數(shù)據(jù)溝通能夠?qū)?shù)據(jù)通過圖示化表征,以數(shù)字、圖片和符號(hào)等可視化形式呈現(xiàn)證據(jù)支持的觀點(diǎn)、洞見和結(jié)論,從而引起使用者的視覺注意和促進(jìn)認(rèn)知建構(gòu)。數(shù)據(jù)可視化將大量數(shù)據(jù)有意義地精細(xì)化,使數(shù)據(jù)集之間獲得連接,構(gòu)成有意義、有價(jià)值的信息,并通過可視化形式有效地表征和呈現(xiàn),以支持?jǐn)?shù)據(jù)探究和溝通。教育數(shù)據(jù)可視化面向?qū)W習(xí)者、教師和教育研究者,以促進(jìn)學(xué)習(xí)、改進(jìn)教學(xué)活動(dòng)和提高績(jī)效為直接目的[11]。教育數(shù)據(jù)可視化不僅有助于學(xué)習(xí)者探索學(xué)習(xí)路徑,支持學(xué)習(xí)者選擇合適的學(xué)習(xí)策略,了解課堂表現(xiàn)并促進(jìn)學(xué)習(xí)者反思,最終達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),也給教師提供了解學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)狀態(tài)、表現(xiàn)和反饋的手段,促進(jìn)教師優(yōu)化教學(xué)活動(dòng)和教學(xué)指導(dǎo),還可以幫助教育研究者洞察學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)、預(yù)測(cè)教學(xué)趨勢(shì),有助于揭示學(xué)習(xí)的作用機(jī)制和真實(shí)環(huán)境中復(fù)雜因素對(duì)學(xué)習(xí)結(jié)果的影響[12]。

(二)可視化學(xué)習(xí)分析的雙重含義

可視化學(xué)習(xí)分析是學(xué)習(xí)分析和可視化分析相互交叉而形成的新興研究領(lǐng)域,是指利用計(jì)算工具和方法理解教育現(xiàn)象的交互式數(shù)據(jù)可視化[13],強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)的自動(dòng)化分析和可視化優(yōu)勢(shì)對(duì)人類推理和決策過程的支持,有助于理解復(fù)雜的學(xué)習(xí)現(xiàn)象和解決復(fù)雜的學(xué)習(xí)問題[14]?？梢暬瘜W(xué)習(xí)分析具有雙重含義:一方面指學(xué)習(xí)分析的工具技術(shù)和設(shè)計(jì)制品,通常稱為學(xué)習(xí)分析儀表盤(learning analytics dashboard, 簡(jiǎn)稱LAD);另一方面也代表一種學(xué)習(xí)分析的過程方法,強(qiáng)調(diào)人機(jī)協(xié)同的交互式數(shù)據(jù)探究過程。

學(xué)習(xí)分析儀表盤是關(guān)于學(xué)習(xí)者、學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)情境的不同測(cè)評(píng)指標(biāo)的一種或者多種數(shù)據(jù)可視化表征。學(xué)習(xí)分析儀表盤能夠?qū)W(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行精密追蹤,記錄并整合大量學(xué)習(xí)信息和學(xué)習(xí)情境信息[15],洞悉學(xué)生的表現(xiàn)及學(xué)習(xí)進(jìn)展,及時(shí)可視化呈現(xiàn)詳細(xì)的學(xué)習(xí)反饋信息,以評(píng)估、預(yù)測(cè)學(xué)習(xí)活動(dòng),發(fā)現(xiàn)潛在問題,解決在線學(xué)習(xí)中缺少“人性交互”的問題,從而為學(xué)習(xí)者、教師、學(xué)生提供學(xué)習(xí)分析,為教與學(xué)提供有效指引[16]。

作為一種數(shù)據(jù)探究方法,可視化學(xué)習(xí)分析這種過程視角強(qiáng)調(diào)參與式設(shè)計(jì)和用戶中心的設(shè)計(jì),即在生成可視化圖表的過程中,需要教師參與決策,教師能夠?yàn)g覽數(shù)據(jù)、過濾數(shù)據(jù),根據(jù)教學(xué)過程中時(shí)間尺度的數(shù)據(jù)變化趨勢(shì),選擇感興趣的數(shù)據(jù)片段,并根據(jù)問題需求和數(shù)據(jù)特點(diǎn)選擇合適的圖表符號(hào),聚焦有意義的關(guān)鍵信息,在適合的數(shù)據(jù)粒度上有目的地聚合、鉆取和展示數(shù)據(jù)[17]。

在數(shù)據(jù)探究和數(shù)據(jù)溝通過程的不同階段,可視化學(xué)習(xí)分析可以分為探索性數(shù)據(jù)可視化和解釋性數(shù)據(jù)可視化。探索性數(shù)據(jù)可視化強(qiáng)調(diào)教師以問題驅(qū)動(dòng)、目標(biāo)導(dǎo)向的開放性、探索性視角,參與到數(shù)據(jù)過濾和選擇的過程中,能夠探索性地挖掘數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與趨勢(shì),有選擇地進(jìn)行深度的數(shù)據(jù)挖掘與探究,指導(dǎo)進(jìn)一步的驗(yàn)證性數(shù)據(jù)分析,并最終形成數(shù)據(jù)洞見和數(shù)據(jù)智慧。解釋性數(shù)據(jù)可視化是指對(duì)于數(shù)據(jù)探究結(jié)果,通過直觀、清晰的圖示化呈現(xiàn)方式,幫助教師向同儕更有效、透明和客觀地解釋交流數(shù)據(jù)洞見,形成教師共同體的數(shù)據(jù)探究共識(shí)的過程。

(三)可視化學(xué)習(xí)分析的知識(shí)本體

可視化學(xué)習(xí)分析經(jīng)過十余年的發(fā)展已經(jīng)逐步從學(xué)術(shù)研究走進(jìn)真實(shí)的課堂實(shí)踐場(chǎng)域,為教師開展循證教學(xué)提供了新的技術(shù)方法。與此同時(shí),可視化學(xué)習(xí)分析對(duì)教師在專業(yè)發(fā)展上提出了新的能力訴求?？梢暬瘜W(xué)習(xí)分析主要是三個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)構(gòu)建,包括學(xué)習(xí)科學(xué)、數(shù)據(jù)科學(xué)、可視化科學(xué)。圖1使用文氏圖表示了可視化學(xué)習(xí)分析的知識(shí)本體。學(xué)習(xí)科學(xué)研究人是如何學(xué)習(xí)的,即學(xué)習(xí)的基本機(jī)制以及如何改進(jìn)人類學(xué)習(xí),關(guān)注學(xué)習(xí)環(huán)境、技術(shù)、工具、模式、方法、策略的設(shè)計(jì),并以學(xué)習(xí)理論為基礎(chǔ)揭示了教學(xué)過程的組成要素和各要素之間存在的直接、間接的聯(lián)系,能夠?yàn)榭梢暬瘜W(xué)習(xí)分析過程中有關(guān)學(xué)習(xí)問題和關(guān)鍵變量的操作化方法提供理論依據(jù)。數(shù)據(jù)科學(xué)關(guān)注數(shù)據(jù)探究的全過程,包括采集、存儲(chǔ)、整理、分析、驗(yàn)證,并為不同的問題需求如診斷、預(yù)測(cè)、分類、關(guān)聯(lián)、因果等提供工具技術(shù)和分析方法?？梢暬茖W(xué)研究知識(shí)和信息的圖示化表征方式,涉及可視化的理論基礎(chǔ),例如視覺素養(yǎng)、認(rèn)知心理、人機(jī)交互、可視化的設(shè)計(jì)原則、繪制圖表的元素規(guī)則、用于可視化的圖表類型和可視化分析工具?？梢暬瘜W(xué)習(xí)分析在這三個(gè)領(lǐng)域的相互融合中應(yīng)運(yùn)而生:數(shù)據(jù)可視化是數(shù)據(jù)科學(xué)和可視化科學(xué)的結(jié)合,相比知識(shí)圖譜、信息圖等已經(jīng)過加工萃取的表征對(duì)象,它更關(guān)注來自特定領(lǐng)域的原始量化數(shù)據(jù)的可視化表征,幫助人們更好地理解和捕捉數(shù)據(jù)特征;知識(shí)表征由可視化科學(xué)和學(xué)習(xí)科學(xué)結(jié)合而成,如概念圖、思維導(dǎo)圖,是將特定領(lǐng)域的知識(shí)與可視化的技術(shù)結(jié)合以呈現(xiàn)知識(shí)組織結(jié)構(gòu)的技術(shù),也往往作為外化學(xué)習(xí)者思維過程的認(rèn)知工具;學(xué)習(xí)分析基于學(xué)習(xí)相關(guān)的行為、心理、生理等多模態(tài)數(shù)據(jù),利用數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)學(xué)習(xí)行為、學(xué)習(xí)狀態(tài)、學(xué)習(xí)表現(xiàn)和相關(guān)影響因素進(jìn)行分析、建模和預(yù)測(cè),是數(shù)據(jù)科學(xué)和學(xué)習(xí)科學(xué)領(lǐng)域的結(jié)合。數(shù)據(jù)可視化、知識(shí)表征、學(xué)習(xí)分析的進(jìn)一步融合,形成了可視化學(xué)習(xí)分析。

圖1 可視化學(xué)習(xí)分析的知識(shí)本體文氏圖

作為一個(gè)交叉研究領(lǐng)域,可視化學(xué)習(xí)分析在賦能智慧教育的過程中,仍然面臨學(xué)校實(shí)踐層面的諸多挑戰(zhàn),包括應(yīng)用目的是“新瓶舊酒”還是學(xué)習(xí)科學(xué)理念下的教學(xué)變革、可視化學(xué)習(xí)分析工具的同質(zhì)化、數(shù)據(jù)儀表盤背后數(shù)據(jù)探究過程的黑箱、數(shù)據(jù)理解難以轉(zhuǎn)變?yōu)樾袆?dòng)智慧困境、教師角色如何從可視化學(xué)習(xí)分析的消費(fèi)者轉(zhuǎn)變?yōu)槿藱C(jī)協(xié)同的參與者。因此,下文將通過梳理當(dāng)前可視化學(xué)習(xí)實(shí)證研究,構(gòu)建可視化學(xué)習(xí)分析邏輯框架,并進(jìn)一步分析展示該領(lǐng)域的典型應(yīng)用案例,為教師教育者和一線教師提供培養(yǎng)可視化學(xué)習(xí)分析相關(guān)技能及開展教研實(shí)踐的指引。

三、可視化學(xué)習(xí)分析的邏輯框架

(一)可視化學(xué)習(xí)分析的應(yīng)用目的

可視化學(xué)習(xí)分析的應(yīng)用目的是從教學(xué)需求的視角出發(fā),應(yīng)對(duì)教學(xué)理論和實(shí)踐層面存在的問題與挑戰(zhàn)?？梢暬瘜W(xué)習(xí)分析能夠解決傳統(tǒng)教學(xué)存在的學(xué)習(xí)問題,這些學(xué)習(xí)問題涉及認(rèn)知、非認(rèn)知、社交、元認(rèn)知等方面,與認(rèn)知相關(guān)的學(xué)習(xí)問題包括在知識(shí)建構(gòu)、問題解決等學(xué)習(xí)活動(dòng)中關(guān)注學(xué)習(xí)者的批判性思維、創(chuàng)造性思維等高階思維能力的發(fā)展,如想法線程繪圖工具能夠?qū)W(xué)習(xí)者的想法和知識(shí)核心以樹形結(jié)構(gòu)進(jìn)行連線,將新舊知識(shí)聯(lián)結(jié),促進(jìn)學(xué)習(xí)者高階思維和認(rèn)知的發(fā)展[18];非認(rèn)知的學(xué)習(xí)問題如衡量學(xué)習(xí)者的實(shí)踐技能、學(xué)習(xí)投入、努力程度等,能夠幫助師生更加直觀地了解學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)非認(rèn)知性的問題,如 ViSeq可視化分析系統(tǒng)能夠可視化分析MOOC學(xué)習(xí)中不同學(xué)習(xí)者群體的學(xué)習(xí)序列,幫助師生更好地理解學(xué)習(xí)行為背后的原因[19];在元認(rèn)知方面,學(xué)習(xí)規(guī)劃能力培養(yǎng)問題涉及對(duì)學(xué)習(xí)過程的計(jì)劃、自我評(píng)價(jià)和監(jiān)控,可視化分析能夠輔助學(xué)習(xí)規(guī)劃、監(jiān)控學(xué)習(xí)過程等,促進(jìn)學(xué)習(xí)者的元認(rèn)知能力和元認(rèn)知的學(xué)習(xí),如基于元認(rèn)知提示的可視化學(xué)習(xí)分析系統(tǒng)能夠向?qū)W習(xí)者提供元認(rèn)知信息(如任務(wù)難度)、提供元認(rèn)知幫助,促進(jìn)學(xué)習(xí)者反思推斷、改進(jìn)時(shí)間管理和時(shí)間分配,增強(qiáng)尋求幫助的需求意識(shí),以提高元認(rèn)知技能[20];協(xié)作學(xué)習(xí)中的社交能力培養(yǎng)問題則關(guān)注學(xué)生群體之間的社交網(wǎng)絡(luò)關(guān)系,了解學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)環(huán)境中如何交流和互動(dòng)、扮演何種角色以促進(jìn)學(xué)習(xí)者間觀點(diǎn)的交流、交互與協(xié)作。

(二)可視化學(xué)習(xí)分析的應(yīng)用場(chǎng)景

可視化學(xué)習(xí)分析能夠應(yīng)用于多樣化的典型教育場(chǎng)景和教育模式,包括線上的自主學(xué)習(xí)、線下的課程學(xué)習(xí)和線上線下混合學(xué)習(xí),以教師為主導(dǎo)的傳統(tǒng)教學(xué)課堂和以學(xué)生為中心的建構(gòu)主義課堂等。線上、線下和混合學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)場(chǎng)景包括各種開放在線學(xué)習(xí)平臺(tái)(如慕課)、學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)(如Moodle、Blackboard)、傳統(tǒng)課堂和混合式課堂等?？梢暬瘜W(xué)習(xí)分析在這些教育場(chǎng)景中的應(yīng)用,旨在賦能教師與教學(xué)管理者更好地管理與監(jiān)控線上和線下的教學(xué)過程,及時(shí)了解學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)進(jìn)程與困難,進(jìn)行有效的反饋和評(píng)價(jià)。在以教師為主導(dǎo)的課堂中,可視化學(xué)習(xí)分析能夠用于收集學(xué)習(xí)者的問題解答、討論情況等數(shù)據(jù),為教師掌握課堂的進(jìn)度與節(jié)奏提供依據(jù),強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的學(xué)科能力與素養(yǎng);而以學(xué)生為中心的教學(xué)模式如基于問題的學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)等,可視化學(xué)習(xí)分析也能夠作為自主學(xué)習(xí)的支持工具,幫助學(xué)習(xí)者更好地進(jìn)行反思實(shí)踐,強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)習(xí)者問題解決、批判性思維等高階的學(xué)習(xí)技能并優(yōu)化學(xué)習(xí)過程。由此可見,可視化學(xué)習(xí)分析的應(yīng)用可服務(wù)于不同的使用對(duì)象,面向教師的可視化學(xué)習(xí)分析能夠幫助教師深入了解學(xué)情,包括學(xué)習(xí)者的認(rèn)知風(fēng)格、先備知識(shí)、學(xué)習(xí)水平、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)投入、迷思概念和學(xué)習(xí)表現(xiàn)等,有效地監(jiān)控教學(xué)過程,靈活調(diào)整課堂教學(xué);面向?qū)W習(xí)者的可視化學(xué)習(xí)分析幫助學(xué)習(xí)者掌握學(xué)習(xí)進(jìn)度、獲得學(xué)習(xí)反饋、理解知識(shí)結(jié)構(gòu)等;面向教師實(shí)踐共同體的可視化學(xué)習(xí)分析,可以作為教研活動(dòng)中的討論焦點(diǎn),用于解讀課堂、理解學(xué)習(xí)和改進(jìn)教學(xué),從而提升教師的數(shù)據(jù)素養(yǎng)和循證教學(xué)能力。

(三)可視化學(xué)習(xí)分析的教育數(shù)據(jù)來源和采集方法

可視化學(xué)習(xí)分析的教育數(shù)據(jù)主要分為網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)、線下學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)情境數(shù)據(jù)等。網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)依據(jù)不同的學(xué)習(xí)環(huán)境可以是來自學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)、智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)和其他個(gè)人在線學(xué)習(xí)環(huán)境(如移動(dòng)教育應(yīng)用、教育游戲、仿真學(xué)習(xí)軟件等)。學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)收集學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的具體學(xué)習(xí)行為(如觀看學(xué)習(xí)視頻、討論、提交作業(yè)等)、學(xué)習(xí)表現(xiàn)、學(xué)習(xí)時(shí)間與地點(diǎn)、學(xué)習(xí)成績(jī)及趨勢(shì)、學(xué)習(xí)反饋與評(píng)價(jià)等數(shù)據(jù);智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)收集學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中相關(guān)的數(shù)據(jù),形成學(xué)習(xí)者個(gè)人畫像,以促進(jìn)學(xué)習(xí)者個(gè)性化和自適應(yīng)的學(xué)習(xí),個(gè)人在線學(xué)習(xí)環(huán)境相關(guān)的數(shù)據(jù)集包括學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)交互日志等數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)采集的常用方法主要有三類,基于服務(wù)器端的采集、基于客戶端的采集和基于服務(wù)器端和客戶端相結(jié)合的采集[21]。線下學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)集主要通過錄播教室、智慧教室的音視頻采集設(shè)備和其他物聯(lián)網(wǎng)傳感器自動(dòng)采集,也可以是教師、助教、學(xué)生、家長(zhǎng)等相關(guān)人員通過人工方式記錄。線下學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)包括課堂的學(xué)習(xí)行為,如舉手次數(shù)、提問次數(shù)、課堂行為表現(xiàn)、教師反饋等數(shù)據(jù);課后的學(xué)習(xí)行為,如作業(yè)、測(cè)驗(yàn)、參加社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)情況等數(shù)據(jù)。課堂學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)采集方式主要通過教師主動(dòng)觀察、記錄、收集,課后的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)可以通過家長(zhǎng)、教師共同觀察和記錄的方式采集。學(xué)習(xí)情境數(shù)據(jù)的主要來源是各類移動(dòng)端設(shè)備和智能學(xué)習(xí)環(huán)境。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)的發(fā)展,學(xué)習(xí)者更多地使用手機(jī)、平板等設(shè)備進(jìn)行移動(dòng)學(xué)習(xí),在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中學(xué)習(xí)。情境數(shù)據(jù)集主要收集學(xué)習(xí)者所處學(xué)習(xí)環(huán)境的相關(guān)數(shù)據(jù)信息,包括學(xué)習(xí)者的個(gè)人信息、平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)信息、所處的環(huán)境信息等。情境數(shù)據(jù)的采集方法主要通過移動(dòng)設(shè)備和智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中的傳感器收集,以表征學(xué)習(xí)者所處的學(xué)習(xí)環(huán)境和情境的特點(diǎn)?？梢暬瘜W(xué)習(xí)分析不僅需要對(duì)學(xué)生生成的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)有全息的刻畫,更需要利用學(xué)習(xí)在何時(shí)、何地、由何人、如何發(fā)生的情境數(shù)據(jù)來還原和提供對(duì)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)意義的理解。

(四)可視化學(xué)習(xí)分析中的數(shù)據(jù)表征和可視化交互方式

依據(jù)學(xué)習(xí)分析的不同目的和多樣性的數(shù)據(jù)類型、不同的數(shù)據(jù)特征,數(shù)據(jù)的表征和呈現(xiàn)方式也存在差異。學(xué)習(xí)分析中可視化的數(shù)據(jù)表征常用方式包括直方圖、散點(diǎn)圖、桑基圖、熱力圖、樹形圖、時(shí)序圖、網(wǎng)絡(luò)圖等,此外,還有一些直觀有趣的數(shù)據(jù)表征方式,如使用植物的生長(zhǎng)表示學(xué)生的努力程度,用不同顏色的花朵顯示學(xué)習(xí)者的參與度等[22],多維度的數(shù)據(jù)表征還可使用復(fù)合的圖表呈現(xiàn)。常用的可視化學(xué)習(xí)分析中的數(shù)據(jù)表征方式、特征及適用場(chǎng)景如表1和圖2所示。

表1 數(shù)據(jù)的表征方式、特征及適用場(chǎng)景

圖2 可視化學(xué)習(xí)分析的問題需求、圖表類型和數(shù)據(jù)類型的映射關(guān)系

可視化學(xué)習(xí)分析中的人機(jī)交互涉及顯性的數(shù)據(jù)操作流程和隱性的數(shù)據(jù)探究推理過程。數(shù)據(jù)操作流程包含數(shù)據(jù)的比較、排序、過濾、選取、匯總、分割、聚合注釋、快照等一系列顯性數(shù)據(jù)操作行為,使數(shù)據(jù)能夠清晰直觀地呈現(xiàn),便于使用者快速捕捉數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)探究推理是指數(shù)據(jù)操作背后隱含的行為目的和分析意圖,例如通過數(shù)據(jù)的選取、過濾,可以標(biāo)示和查找有意義的數(shù)據(jù),能夠進(jìn)一步幫助教師找到符合篩選條件的學(xué)生群體;通過數(shù)據(jù)的比較、排序等交互,直觀展示數(shù)據(jù)間的差異性和分布情況,如對(duì)學(xué)習(xí)者的考試成績(jī)、討論參與度從高到低或從低到高排序,幫助教師比較不同學(xué)生的數(shù)據(jù)區(qū)間;數(shù)據(jù)的匯總便于教師觀察數(shù)據(jù)的整體特征,能夠?qū)⒍鄻踊膶W(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行整體概況的匯總,生成個(gè)人或群體的學(xué)情報(bào)告;數(shù)據(jù)的聚合能夠進(jìn)一步劃分?jǐn)?shù)據(jù)層次,如可以將學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)劃分為年級(jí)、班級(jí)、小組等層次,便于教師進(jìn)行不同層次間的比較?？梢暬瘜W(xué)習(xí)分析的交互方式也包含其背后的隱性數(shù)據(jù)探究過程,即問題提出、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)推斷、方案評(píng)估和交流等。

(五)可視化學(xué)習(xí)分析的應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)可視化學(xué)習(xí)分析的應(yīng)用效果應(yīng)從不同指標(biāo)維度評(píng)估,例如視覺吸引力、可用性、理解水平、使用頻次、使用滿意度、感知有用性、學(xué)習(xí)效果和行為改變。視覺吸引力指學(xué)習(xí)分析的儀表盤界面設(shè)計(jì)和視圖呈現(xiàn)能夠引起使用者的注意和記憶的程度,合理安排知覺成分和線索,通過線條、文本框、圖形、顏色對(duì)比等使視圖的信息和內(nèi)容具有邏輯性,能夠自然地使教師和學(xué)生觀察界面和視圖[23]?？捎眯灾缚梢暬瘜W(xué)習(xí)分析工具的設(shè)計(jì)和開發(fā)是否以用戶為中心,即教師和學(xué)生在使用中的有效性、效率和滿意程度。感知有用性指使用者對(duì)使用了可視化學(xué)習(xí)分析工具后對(duì)績(jī)效是否提高的主觀感受。理解水平指使用者對(duì)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)圖表的解讀是否正確,可視化呈現(xiàn)是否易于使用者理解,這與視圖的設(shè)計(jì)、圖表和數(shù)據(jù)的分布、視覺呈現(xiàn)方式緊密關(guān)聯(lián)。使用頻次指教師和學(xué)生在教與學(xué)的過程中使用可視化學(xué)習(xí)分析工具的頻率次數(shù),使用頻次越高,表明工具越具有實(shí)用性,能夠做到與課程的整合,滿足教師和學(xué)生的教學(xué)需要。使用滿意度指教師和學(xué)生使用可視化學(xué)習(xí)分析工具后的主觀評(píng)價(jià)與感受。學(xué)習(xí)效果指使用了可視化學(xué)習(xí)分析工具是否能達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的,優(yōu)化教學(xué)過程、提高教學(xué)與學(xué)習(xí)成效。行為改變指使用了可視化學(xué)習(xí)分析工具后教師和學(xué)生發(fā)生的學(xué)習(xí)行為的變化,如更加積極參與學(xué)習(xí)討論、根據(jù)教師的反饋進(jìn)行自我反思等,積極的學(xué)習(xí)行為改變表明可視化學(xué)習(xí)分析工具的應(yīng)用效果較好,能夠促進(jìn)和支持學(xué)習(xí)者積極地學(xué)習(xí)。

對(duì)可視化學(xué)習(xí)分析技術(shù)的評(píng)價(jià)需要考慮其評(píng)價(jià)層次,通過多維度的系統(tǒng)性評(píng)估、迭代優(yōu)化提高技術(shù)的成熟度和改善實(shí)踐效果?？梢暬瘜W(xué)習(xí)分析的視覺吸引力能夠從視覺角度最先引起使用者的注意,這是技術(shù)采納的先決條件,即用戶是否有體驗(yàn)試用的意愿取決于圖表信息的新穎性、有趣度,其次是可視化學(xué)習(xí)分析的可用性和理解水平。這兩個(gè)指標(biāo)維度有一定的相似與關(guān)聯(lián),可用性關(guān)系到能否實(shí)現(xiàn)使用者的預(yù)期目標(biāo),理解水平強(qiáng)調(diào)可視化學(xué)習(xí)能否被使用者理解,是對(duì)可視化學(xué)習(xí)分析技術(shù)本身的功能與水平的評(píng)價(jià)。然后評(píng)價(jià)使用頻次、使用滿意度,從用戶的反饋中評(píng)價(jià)可視化學(xué)習(xí)分析工具的使用情況,反映其設(shè)計(jì)是否以用戶為中心進(jìn)行設(shè)計(jì),是否能滿足使用者的需求。最后評(píng)價(jià)感知有用性、學(xué)習(xí)效果和行為改變,這是從學(xué)習(xí)結(jié)果的角度評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)分析儀表盤的有效性,判斷學(xué)習(xí)分析儀表盤是否達(dá)到預(yù)期的教學(xué)和學(xué)習(xí)目標(biāo)、提升學(xué)習(xí)成效,也是可視化學(xué)習(xí)分析技術(shù)的最終目標(biāo)。

四、可視化學(xué)習(xí)分析的典型教學(xué)應(yīng)用案例分析

為進(jìn)一步探究可視化學(xué)習(xí)分析技術(shù)在具體教學(xué)問題中的應(yīng)用,本文選擇了三個(gè)典型應(yīng)用案例進(jìn)行分析,分別是輔助教師監(jiān)控學(xué)習(xí)過程的學(xué)習(xí)分析儀表盤、閱讀障礙監(jiān)測(cè)和反饋的可視化學(xué)習(xí)工具和監(jiān)控多桌面終端學(xué)習(xí)環(huán)境中協(xié)作學(xué)習(xí)的交互式學(xué)習(xí)分析儀表盤。選取的三種可視化學(xué)習(xí)分析工具都具有應(yīng)用的典型性:首先,解決的學(xué)習(xí)問題和應(yīng)用目的不同,分別涉及非認(rèn)知的、認(rèn)知的、協(xié)作社交的學(xué)習(xí)問題;其次,應(yīng)用的學(xué)習(xí)場(chǎng)景不同,分別是在線平臺(tái)學(xué)習(xí)、在線閱讀學(xué)習(xí)和基于多桌面終端的混合學(xué)習(xí)場(chǎng)景;再次,儀表盤面向的使用對(duì)象不同,有教師驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)分析儀表盤,也有面向?qū)W習(xí)者的學(xué)習(xí)分析儀表盤;最后,數(shù)據(jù)可視化的表征方式不同, 涉及較常用的條形圖、線形圖、餅狀圖,也有?；鶊D和雷達(dá)圖的可視化。

(一)輔助教師監(jiān)控學(xué)習(xí)過程的學(xué)習(xí)分析儀表盤

為了保證在線學(xué)習(xí)中學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效率和參與性,教師需要不斷觀察和監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)過程、了解不同學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)模式。杜拉多(Dourado)針對(duì)目前對(duì)面向過程的學(xué)習(xí)分析儀表盤研究較少的問題,提出了一個(gè)面向?qū)W習(xí)過程的學(xué)習(xí)分析儀表盤[24]。該學(xué)習(xí)分析儀表盤是面向教師、解決非認(rèn)知學(xué)習(xí)問題的儀表盤,關(guān)注學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)時(shí)間線中參與度、學(xué)習(xí)活動(dòng)、學(xué)習(xí)軌跡和學(xué)習(xí)模式的變化,能夠從文化/制度、人際和個(gè)人三個(gè)層面展示學(xué)習(xí)者群體和個(gè)體在線學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)過程信息,幫助教師監(jiān)控學(xué)習(xí)過程進(jìn)度和調(diào)整學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)模式。該學(xué)習(xí)分析儀表盤關(guān)注數(shù)據(jù)的視覺展示,使用條形圖、直方圖、桑基圖等可視化表征,將不同數(shù)據(jù)類型以不同的圖表和顏色表示(圖3)。此外,該儀表盤強(qiáng)調(diào)了教師的可視化交互,教師能夠通過排序、篩選、編碼等交互方式放大有意義的數(shù)據(jù),迅速了解存在問題的學(xué)生群體。通過人機(jī)協(xié)同的方式,教師進(jìn)一步過濾和選擇數(shù)據(jù),在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)不理想的學(xué)生群體,從而關(guān)注并引導(dǎo)學(xué)習(xí)困難和邊緣化的學(xué)生,做出客觀的判斷和教學(xué)決策,可見該學(xué)習(xí)分析儀表盤屬于過程性的學(xué)習(xí)分析。研究采用專家審評(píng)法對(duì)該面向過程的學(xué)習(xí)分析儀表盤進(jìn)行評(píng)價(jià),從視覺吸引力、可用性、理解水平、使用效果等維度給出了積極評(píng)價(jià),但存在部分圖表可操作性低的問題。

圖3 面向過程的學(xué)習(xí)分析儀表盤

(二)閱讀障礙監(jiān)測(cè)和反饋的可視化學(xué)習(xí)工具

閱讀障礙是一種常見的學(xué)習(xí)障礙,會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程產(chǎn)生消極的影響,影響學(xué)習(xí)者對(duì)知識(shí)的理解和知識(shí)的表征。卡羅萊娜(Carolina)針對(duì)當(dāng)前缺少監(jiān)測(cè)學(xué)習(xí)者閱讀障礙和困難的學(xué)習(xí)工具的問題,設(shè)計(jì)了PADA學(xué)習(xí)分析儀表盤[25]。PADA是面向?qū)W習(xí)者的、解決認(rèn)知的學(xué)習(xí)問題的儀表盤,能夠應(yīng)用于線上的自主學(xué)習(xí)場(chǎng)景,特別是線上閱讀活動(dòng)。它關(guān)注學(xué)習(xí)者認(rèn)知過程中出現(xiàn)的問題,能夠向?qū)W習(xí)者展示他們學(xué)習(xí)模型中的知識(shí)、進(jìn)行反饋,以幫助他們?cè)鰪?qiáng)意識(shí),支持對(duì)閱讀困難的反思和自我調(diào)節(jié)。PADA學(xué)習(xí)分析儀表盤的信息展示包括學(xué)習(xí)者的個(gè)人信息、閱讀過程、學(xué)習(xí)風(fēng)格和認(rèn)知特征,并使用條形圖、線形圖、餅狀圖等可視化表征形式,對(duì)學(xué)生的閱讀表現(xiàn)提供不同的學(xué)習(xí)分析(圖4)。這些信息通過可視化表征使學(xué)生探索和了解他們的活動(dòng)及表現(xiàn),并提供反饋,以支持他們認(rèn)識(shí)到自己閱讀能力的長(zhǎng)處和短處。PADA還提供了個(gè)別學(xué)生、同齡人和班級(jí)整體的平行視圖,以便根據(jù)其他年齡和學(xué)術(shù)水平匹配的結(jié)果來確定學(xué)習(xí)者的困難的嚴(yán)重性。案例研究的結(jié)果表明,多數(shù)學(xué)習(xí)者在視覺吸引力、可用性、理解水平、使用滿意度和學(xué)習(xí)效果等維度都對(duì)PADA儀表盤有較為積極的評(píng)價(jià)[25]。

圖4 PADA對(duì)學(xué)習(xí)者閱讀認(rèn)知過程分析的可視化

(三)監(jiān)控多桌面終端學(xué)習(xí)環(huán)境中協(xié)作學(xué)習(xí)的交互式學(xué)習(xí)分析儀表盤

教師在促進(jìn)和組織學(xué)習(xí)小組的協(xié)作活動(dòng)時(shí)會(huì)面臨一個(gè)問題,即教師無法實(shí)時(shí)看到信息,通常只能看到小組活動(dòng)的最終成果,這使得教師很難意識(shí)到學(xué)習(xí)者的合作過程、過程性的解決方案和個(gè)體學(xué)生的貢獻(xiàn)。馬丁內(nèi)斯(Martinez)等針對(duì)這樣的協(xié)作學(xué)習(xí)問題,設(shè)計(jì)了由教師驅(qū)動(dòng)的交互式儀表盤[26]。該儀表盤能夠應(yīng)用于基于多桌面終端的混合學(xué)習(xí)環(huán)境,以可視化的形式顯示小組的活動(dòng)和協(xié)作情況,并允許教師在需要時(shí)深入到更具體的信息。該儀表盤的設(shè)計(jì)目的是讓教師能夠通過顯示活動(dòng)、小組的互動(dòng)程度以及任務(wù)的整體進(jìn)展,來確定群體或個(gè)體學(xué)習(xí)者是否需要關(guān)注。交互儀表盤的數(shù)據(jù)來源于學(xué)習(xí)者的對(duì)話、口頭發(fā)言、觸屏操作和在概念地圖工具上的互動(dòng),并應(yīng)用雷達(dá)圖、折線圖、時(shí)間軸、餅狀圖等將學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)參與、討論交互、協(xié)作水平等數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化表征(圖5)。交互儀表盤的可視化呈現(xiàn)分為兩個(gè)層次,即班級(jí)層次和小組細(xì)節(jié)層次,分別顯示了所有小組整體的協(xié)作情況和選定的小組詳細(xì)的時(shí)間軸信息,使教師能夠從班級(jí)、小組和個(gè)人三個(gè)層面指導(dǎo)學(xué)習(xí)者的協(xié)作學(xué)習(xí)。對(duì)該交互儀表盤的評(píng)價(jià)主要涉及可用性、感知有用性、使用滿意度、使用效果等維度,結(jié)果顯示使用后多數(shù)教師對(duì)該交互儀表盤有積極的評(píng)價(jià)。

圖5 協(xié)作學(xué)習(xí)交互表盤中的語言、行為參與和個(gè)人貢獻(xiàn)的可視化

在該儀表盤的具體使用案例中,教師在協(xié)作學(xué)習(xí)課堂中同時(shí)監(jiān)控三個(gè)學(xué)習(xí)小組,通過可視化儀表盤診斷各個(gè)小組的協(xié)作情況。教師先在班級(jí)視圖模塊觀察雷達(dá)圖和交互圖,確定每個(gè)小組是否在協(xié)作完成課堂布置的學(xué)習(xí)任務(wù)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)學(xué)習(xí)小組的數(shù)據(jù)存在異常,教師便進(jìn)入小組細(xì)節(jié)模塊進(jìn)一步了解小組協(xié)作的細(xì)節(jié),從小組交互、小組貢獻(xiàn)等詳細(xì)數(shù)據(jù)中,發(fā)現(xiàn)協(xié)作學(xué)習(xí)存在的問題,并及時(shí)向存在問題的小組成員提供建議和糾正性反饋。

五、可視化學(xué)習(xí)分析的未來研究趨勢(shì)

可視化學(xué)習(xí)分析是一個(gè)新興的研究領(lǐng)域,它關(guān)心教育領(lǐng)域存在的重要問題,以可視化方式輔助教師和學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。當(dāng)前關(guān)于可視化學(xué)習(xí)分析的研究存在一定的局限性。首先,可視化學(xué)習(xí)分析工具存在使用率低的問題,未來研究需要關(guān)注如何提高教師、學(xué)生應(yīng)用可視化學(xué)習(xí)分析的相關(guān)能力素養(yǎng),例如教師和學(xué)生的數(shù)據(jù)素養(yǎng)、教師的循證教學(xué)能力、學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)劃能力等。其次,可視化學(xué)習(xí)分析工具的實(shí)際使用效果有待更科學(xué)的考證,多數(shù)研究關(guān)注可視化學(xué)習(xí)分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì),缺乏評(píng)估這些工具技術(shù)對(duì)教學(xué)和學(xué)習(xí)的實(shí)際影響,例如教學(xué)行為和學(xué)習(xí)表現(xiàn)的轉(zhuǎn)變。再次,研究使用者對(duì)可視化學(xué)習(xí)分析系統(tǒng)感知情況的研究仍不充分,而對(duì)教師和學(xué)生行為、成就或技能的感知,同樣會(huì)對(duì)其行為、成就等產(chǎn)生一定的影響[27]。最后,未來對(duì)可視化學(xué)習(xí)分析的研究不僅要著眼于評(píng)估最終產(chǎn)品,還要著眼于設(shè)計(jì)和開發(fā)過程的評(píng)估。這個(gè)過程包括學(xué)生和教師的需求分析,明確信息選擇的緣由,證明所使用的視覺設(shè)計(jì)和交互設(shè)計(jì)效果,并進(jìn)行可行性測(cè)試。教與學(xué)的活動(dòng)永遠(yuǎn)不會(huì)被技術(shù)自動(dòng)化所取代,未來的研究和實(shí)踐會(huì)更加關(guān)注如何將教師、學(xué)生作為學(xué)習(xí)分析儀表盤的消費(fèi)者,轉(zhuǎn)變?yōu)槿藱C(jī)協(xié)同的可視化學(xué)習(xí)分析參與者,從而賦能智慧教育視野下的教和學(xué)[28]。