學(xué)習(xí)分析應(yīng)用模型設(shè)計研究課件

1、學(xué)習(xí)分析應(yīng)用模型設(shè)計 匯報提綱一、引言二、學(xué)習(xí)分析模型研究綜述三、學(xué)習(xí)分析應(yīng)用模型設(shè)計四、結(jié)語一、引言1、學(xué)習(xí)分析發(fā)展態(tài)勢2010年以來，“學(xué)習(xí)分析與知識國際會議”連續(xù)召開四屆。2011年，美國地平線報告明確提出學(xué)習(xí)分析是一項影響未來學(xué)習(xí)的技術(shù)，且連續(xù)4年將其納入影響未來學(xué)習(xí)的技術(shù)中來。2012年，美國國家教育部發(fā)布通過教育數(shù)據(jù)挖掘和學(xué)習(xí)分析促進教與學(xué)，著重強調(diào)學(xué)習(xí)分析在測量、評估、干預(yù)等方面對學(xué)生學(xué)習(xí)有重要影響。2014年，專門針對學(xué)習(xí)分析研究和應(yīng)用的英文期刊The Journal of Learning Analytics創(chuàng)刊。學(xué)習(xí)分析作為一個獨特的研究領(lǐng)域，已經(jīng)引起了全球研究者的強烈關(guān)注

2、。基于學(xué)習(xí)分析技術(shù)的各項研究、實踐也開展的如火如荼。2、學(xué)習(xí)分析應(yīng)用模型研究訴求學(xué)習(xí)分析模型是學(xué)習(xí)分析應(yīng)用的重要理論指導(dǎo)，一定程度上決定著學(xué)習(xí)分析相關(guān)實踐研究的成敗。構(gòu)建能有效指導(dǎo)實踐的學(xué)習(xí)分析應(yīng)用模型對學(xué)習(xí)分析的發(fā)展及應(yīng)用推廣有著非常重要的意義。有研究表明，現(xiàn)階段學(xué)習(xí)分析的理論和實踐還不成熟，1尚未有較好的分析模型。2綜上，本研究擬在已有的學(xué)習(xí)分析模型基礎(chǔ)上，從實踐與應(yīng)用的角度對現(xiàn)有模型進行改進和完善。1、Tanya Elias學(xué)習(xí)分析模型 基于資源將學(xué)習(xí)分析過程分為數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)加工和知識應(yīng)用三個階段以及獲取、選擇、聚集、預(yù)測、使用、優(yōu)化六種活動，且此三個階段不斷循環(huán)。3二、學(xué)習(xí)分析模型研

3、究綜述2、GSiemens 學(xué)習(xí)分析模型(2010)數(shù)據(jù)主要是學(xué)生自己發(fā)布的數(shù)據(jù)，及通過語義分析等獲取到的與學(xué)習(xí)過程間接相關(guān)的智能數(shù)據(jù)。將課程數(shù)據(jù)、學(xué)期數(shù)據(jù)及相關(guān)的資料信息都收集起來進行分析得出可靠的結(jié)果。教師在對學(xué)習(xí)者數(shù)據(jù)、檔案信息和課外數(shù)據(jù)進行分析的基礎(chǔ)上，就能更有針對性地施加學(xué)習(xí)干預(yù)，指導(dǎo)和調(diào)整教學(xué)，實現(xiàn)課程的個性化，滿足學(xué)生的不同需求。3、GSiemens 學(xué)習(xí)分析模型(2013)小結(jié)通過對此三個模型的異同點進行比較，可以將學(xué)習(xí)分析大致劃分為數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析、可視化輸出、預(yù)測和干預(yù)五個階段，并且這五個階段在教學(xué)實施過程中不斷循環(huán)。以上三個典型的學(xué)習(xí)分析模型分別從技術(shù)要素視角

4、和分析流程視角構(gòu)建，主要是從大局大視角來考慮學(xué)習(xí)分析該有哪些基本要素以及可以如何走。因此，相對來說對學(xué)習(xí)分析各個大環(huán)節(jié)在實踐中到底該如何進行應(yīng)用并未做深入的探討?；诖?，本研究擬從學(xué)習(xí)分析應(yīng)用的視角出發(fā)，試圖構(gòu)建一種學(xué)習(xí)分析應(yīng)用模型。三、學(xué)習(xí)分析應(yīng)用模型設(shè)計1、整體模型設(shè)計2、數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié) 學(xué)生學(xué)習(xí)信息收集是學(xué)習(xí)分析實施過程的起點，貫穿于整個學(xué)習(xí)活動的始終。6數(shù)據(jù)的收集、存儲和整合是數(shù)據(jù)處理階段的主要任務(wù)。按照學(xué)習(xí)分析的目標(biāo)確定數(shù)據(jù)收集的范圍是數(shù)據(jù)處理的起點。 學(xué)生的個人信息可以通過學(xué)生口述自報的方式獲取，學(xué)習(xí)特征信息可以通過成熟的量表來獲得，學(xué)生的前測水平可以根據(jù)量表或已有學(xué)習(xí)記錄提取獲得。

5、學(xué)生的靜態(tài)信息存儲在學(xué)生靜態(tài)信息庫，該類信息較為穩(wěn)定，更多的是代表著學(xué)生的個性特征。學(xué)生動態(tài)信息主要包括學(xué)習(xí)行為信息、學(xué)習(xí)診斷信息和學(xué)習(xí)情感信息。其中學(xué)習(xí)行為信息可以通過Web日志挖掘的方式獲取，學(xué)習(xí)診斷信息由系統(tǒng)自動記錄學(xué)生作業(yè)及考試等數(shù)據(jù)，學(xué)習(xí)情感信息可以通過對學(xué)生文本數(shù)據(jù)進行內(nèi)容分析來獲得或以新媒體設(shè)備捕捉面部情感數(shù)據(jù)的方式獲取，三類動態(tài)信息存儲在學(xué)生動態(tài)數(shù)據(jù)庫，該類信息是伴隨著學(xué)生的學(xué)習(xí)過程而動態(tài)變化，實時更新。 學(xué)生動態(tài)信息和靜態(tài)信息構(gòu)成了數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)，在進入分析引擎之前需要將數(shù)據(jù)進行清洗和整合，以保證數(shù)據(jù)的可用性和有用性。對數(shù)據(jù)進行清洗主要是檢查數(shù)據(jù)的一致性，去除無效值和缺失值等

6、。將清理后的數(shù)據(jù)進行整合，形成合理的數(shù)據(jù)集，以備分析引擎調(diào)用。3、分析引擎 收集好學(xué)生的學(xué)習(xí)相關(guān)數(shù)據(jù)后，通過分析引擎中的各項分析技術(shù)，即可將雜亂的數(shù)據(jù)輸出為有教學(xué)意義的信息，從而為教師等提供教學(xué)決策支持。分析引擎中具體采用哪些分析方法，可以依照具體分析目的的需要而進行選擇。目前，可用于學(xué)習(xí)分析的關(guān)鍵技術(shù)中，發(fā)展較為成熟的技術(shù)主要包括網(wǎng)絡(luò)分析法、話語分析法和內(nèi)容分析法。 運用社會網(wǎng)絡(luò)分析法，不僅可以用來探究網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)過程中的聯(lián)系、關(guān)系、角色以及網(wǎng)絡(luò)形成的過程與特點，還可以了解人們?nèi)绾卧诰W(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中建立并維持關(guān)系從而為自己的學(xué)習(xí)提供支持。7話語分析法可以用來對學(xué)習(xí)過程中的交流過程進行定性的分析，從而了

7、解網(wǎng)上學(xué)習(xí)交流中話語的文本性含義，幫助我們理解學(xué)習(xí)者是如何建立起他們自己的觀點的，能夠用來探究知識建構(gòu)的過程，這將有助于我們明晰學(xué)習(xí)發(fā)生的過程。8運用內(nèi)容分析法，不僅可以對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)進行定量分析，尋求學(xué)習(xí)者的行為模式；還可對其進行定性分析，運用已有的積累經(jīng)驗來預(yù)測當(dāng)前的學(xué)習(xí)者行為，為學(xué)習(xí)者提供個性化的學(xué)習(xí)資源服務(wù)。94、可視化輸出 在學(xué)習(xí)分析模型中，直接面向各層用戶的是可視化輸出結(jié)果。在已有的學(xué)習(xí)分析項目中，常用儀表盤形式呈現(xiàn)，主要呈現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，如學(xué)習(xí)目標(biāo)完成度、學(xué)習(xí)活動參與度、社會網(wǎng)絡(luò)角色等。如何設(shè)計可視化結(jié)果形式，如何為不同層次的用戶設(shè)計合適的可視化視圖，都是需要進行研究和

8、實踐的。從實際可操作角度來看，針對不同層次的用戶及其對學(xué)習(xí)分析的預(yù)期和目標(biāo)，可以設(shè)計對應(yīng)不同粒度數(shù)據(jù)的可視化輸出結(jié)果。在本模型的可視化輸出環(huán)節(jié)中，將可視化視圖劃分為面向?qū)W生、教師、管理人員、研究人員四種視圖類型，針對不同層次的用戶，可視化輸出的數(shù)據(jù)內(nèi)容與粒度也分為學(xué)校層面、年級層面、學(xué)科層面及知識點層面。 面向?qū)W生個人的可視化輸出，需要輸出其個人的學(xué)習(xí)狀態(tài)，如已完成的作業(yè)或任務(wù)、目前的學(xué)習(xí)進度、論壇發(fā)帖數(shù)、社會網(wǎng)絡(luò)位置，同時，還需向其呈現(xiàn)其在班級內(nèi)的位置，如練習(xí)或考試成績排名、平均分等。面向教師的可視化輸出，首先需要呈現(xiàn)學(xué)生個體及學(xué)生群體兩個維度的數(shù)據(jù)內(nèi)容，在學(xué)生個體維度上，教師需要了解某個具

9、體學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和進度，以便進行個別化的指導(dǎo)和干預(yù)；在學(xué)生群體維度上，需要向教師呈現(xiàn)班級的平均水平，以便整體把握全班的總體水平，進而進行教學(xué)決策，如繼續(xù)講解新的課程內(nèi)容或是溫習(xí)、重復(fù)舊知識。同時，對于學(xué)科教師而言，還需要向其呈現(xiàn)該學(xué)科的全年級整體水平，為其調(diào)整教學(xué)進度等提供參考和借鑒。面向管理人員的可視化輸出，需要向其呈現(xiàn)年級維度的數(shù)據(jù)內(nèi)容，以便管理層對全校的教學(xué)情況進行監(jiān)管和管理決策的制定。面向研究人員的可視化輸出則可根據(jù)其研究需要向其呈現(xiàn)對應(yīng)的數(shù)據(jù)可視化輸出結(jié)果。5、干預(yù)引擎 在學(xué)習(xí)分析模型中，直接面向各層用戶的是可視化輸出結(jié)果。在已有的學(xué)習(xí)分析項目中，常用儀表盤形式呈現(xiàn)，主要呈現(xiàn)學(xué)生的學(xué)

10、習(xí)狀態(tài)，如學(xué)習(xí)目標(biāo)完成度、學(xué)習(xí)活動參與度、社會網(wǎng)絡(luò)角色等。如何設(shè)計可視化結(jié)果形式，如何為不同層次的用戶設(shè)計合適的可視化視圖，都是需要進行研究和實踐的。從實際可操作角度來看，針對不同層次的用戶及其對學(xué)習(xí)分析的預(yù)期和目標(biāo)，可以設(shè)計對應(yīng)不同粒度數(shù)據(jù)的可視化輸出結(jié)果。在本模型的可視化輸出環(huán)節(jié)中，將可視化視圖劃分為面向?qū)W生、教師、管理人員、研究人員四種視圖類型，針對不同層次的用戶，可視化輸出的數(shù)據(jù)內(nèi)容與粒度也分為學(xué)校層面、年級層面、學(xué)科層面及知識點層面。四、結(jié)語 智慧學(xué)習(xí)環(huán)境使得積累更加大量、豐富和復(fù)雜的教育數(shù)據(jù)成為可能。如何更加充分、有效地利用這些數(shù)據(jù)，優(yōu)化教與學(xué)成為一個焦點問題。12學(xué)習(xí)分析技術(shù)應(yīng)運而生，隨著學(xué)習(xí)分析技術(shù)在教育領(lǐng)域應(yīng)用的逐漸深入，對學(xué)生學(xué)習(xí)過程信息的記錄和分析，無論是在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)環(huán)境中還是在網(wǎng)絡(luò)教育環(huán)境下，亦或是碎片化學(xué)習(xí)形式，學(xué)習(xí)分析技術(shù)都顯得