余明華 張治 祝智庭

[摘? ?要] 項目式學習是當前教育領域關注的熱點，而如何在線開展學習評價是項目式學習研究的難題。構建學生能力畫像有助于解決這一難題，而從哪些維度采集哪些行為數(shù)據(jù)支持能力畫像建模，是構建畫像的關鍵。因此，有必要研制項目式學習評價指標體系指導數(shù)據(jù)的采集。文章采用表現(xiàn)性評價方法，分析了項目式學習的評價內(nèi)容和表現(xiàn)性任務，提出了項目式學習行為框架，并結合學生問題解決能力在不同行為維度的外在表現(xiàn)設計了觀測指標。采用問卷調(diào)查法驗證和修正了指標體系，最終形成5個維度20個觀測指標。對指標體系的應用場景進行了闡述，并以研究性學習學生畫像構建為例，介紹了指標體系的具體應用，以期為相關人員提供實踐參考。

[關鍵詞] 學生畫像; 項目式學習; 評價指標體系; 畫像構建

[中圖分類號] G434? ? ? ? ? ? [文獻標志碼] A

[作者簡介] 余明華（1985—），女，江西南昌人。講師，博士，主要從事學習分析與教育數(shù)據(jù)挖掘、研究性學習、學生畫像的研究。E-mail：minghuayu117@163.com。祝智庭為通訊作者，E-mail：ztzhu@dec.ecnu.edu.cn。

一、問題的提出

培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)已經(jīng)成為世界各國教育改革的共同目標[1]。項目式學習以學生為中心，強調(diào)真實情境下復雜問題的解決[2]，有助于學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)[3]，已經(jīng)成為教育領域關注的熱點[4]。評價是項目式學習的關鍵問題[5]。有研究指出，在項目式學習中，教師往往沒有時間或能力為學生提供高質量的反饋，或幫助學生進行自我評估和反思[6]。因此，如何采集行為數(shù)據(jù)支持對學習過程和效果的解釋，為學生提供高質量的評價反饋，是當前項目式學習研究的重難點。

大數(shù)據(jù)時代下，學習分析技術能夠對學習過程進行全方位深度描述[7]。其中學生畫像作為一種學習分析技術，基于學習數(shù)據(jù)根據(jù)學生特征對其進行分類、刻畫與呈現(xiàn)，能夠支持項目式學習評價及反饋。構建學生畫像必然需要學生數(shù)據(jù)的支撐[8]，不同的數(shù)據(jù)類別將直接影響學習分析和畫像構建的質量。因此，從哪些維度采集哪些行為數(shù)據(jù)以保證項目式學習學生畫像構建的質量，是當前亟須解決的問題。

二、文獻綜述

（一）項目式學習評價研究

評價一直是項目式學習研究的難點。目前，國內(nèi)有關項目式學習評價的研究還較少。已有研究主要集中于構建項目式學習的評價指標體系。不同研究者從不同視角展開了研究，包括基于學習過程[9-10]、課程重構[11]以及STEM課程教學[12]等視角。構建評價指標體系能夠在一定程度上推動項目式學習與課程的有效融合[11]。也有研究關注項目式學習的評價方法，在核心素養(yǎng)導向下設計了項目式學習表現(xiàn)性評價[13]。還有研究關注項目學習課程質量，構建了素養(yǎng)導向的項目學習課程質量評價框架[14]。

由此可見，項目式學習評價強調(diào)主體多元、內(nèi)容全面、標準合理和方法多樣[15]。雖然已有研究構建了項目式學習評價指標體系，但是主要從課程或項目管理的視角出發(fā)，較難用于指導構建畫像行為數(shù)據(jù)的采集;較少關注學生能力思維進行評價;未對評價指標體系的信效度展開驗證。

（二）學生畫像構建研究

學生畫像是用戶畫像在教育領域中的應用，以群體特征為核心，旨在對學生進行群體分類并描述[8]。目前，大部分學生畫像研究主要基于開放學習環(huán)境采集學生的背景和績效數(shù)據(jù)、平臺交互行為數(shù)據(jù)[16-17]和問卷數(shù)據(jù)等[18]，根據(jù)學生的學習動機、學習參與度、在線積極性等特征對學生群體進行劃分[19-21]，以提供個性化指導，提升學習效果[22];也有研究根據(jù)學習者的基本屬性、學習過程和學習結果數(shù)據(jù)構建畫像模型，并基于此設計了精準個性化學習路徑規(guī)劃框架[23];還有研究指出，學習者畫像的刻畫應包括個體特征、個人表現(xiàn)和個人發(fā)展愿景三個層面[24]。

由此可見，學生畫像雖然受到研究者的廣泛關注，但也存在局限性。一方面，大多數(shù)研究聚焦于學生行為特征的刻畫，缺少對能力思維等內(nèi)在認知特征的關注;另一方面，畫像構建所選取的數(shù)據(jù)主要基于在線行為數(shù)據(jù)特征，并未考慮學生行為所體現(xiàn)的知識水平或能力表現(xiàn)。

因此，為了全面、精準地刻畫學生能力畫像，本研究構建了項目式學習評價指標體系，并結合具體案例介紹該評價指標體系的應用，從而為相關人員提供實踐依據(jù)。

三、評價指標體系的構建

（一）構建方法及依據(jù)

表現(xiàn)性評價能夠準確評價學生在真實情境中的問題解決能力、批判性思維、交流與合作能力等高階能力[25]，是目前項目式學習評價比較適切且有效的方法[26]?；诒憩F(xiàn)性評價的理念和方法，本研究從明確評價內(nèi)容和確定表現(xiàn)性任務兩個部分展開，以確定項目式學習評價體系框架及其指標。

1. 評價內(nèi)容

不同研究對于項目式學習的培養(yǎng)目標界定不同。一般認為，項目式學習以現(xiàn)實的、學生生成的知識和所培養(yǎng)的能力為最高成就目標[27]，具體包括協(xié)作交流能力[28]、批判性思維與創(chuàng)新思維[29-30]等。由于有研究發(fā)現(xiàn)，并未在自主學習和協(xié)作交流中發(fā)現(xiàn)學生的表現(xiàn)有明顯差異[31]，僅從自主學習或協(xié)作交流某一視角出發(fā)，不能有效地描述學生的學習[32]。因此，本研究僅對小組整體在完成項目任務中問題解決能力（包括批判性思維和創(chuàng)造性思維）所反映的行為表現(xiàn)展開評價。

2. 表現(xiàn)性任務

能力是不能直接被測量的變量，需要對其在學習過程中所反映出來的外顯表現(xiàn)進行解析。解析之前，需要明確項目式學習中關鍵的表現(xiàn)性任務。通過梳理文獻可知，項目式學習包括提出問題和問題陳述、形成研究目標、制定計劃、設計解決方案、收集資料和數(shù)據(jù)、分析資料和數(shù)據(jù)、形成推論、協(xié)作交流、成果展示等步驟[33-34]。這些步驟可以看作是三個階段的循環(huán)過程，即提出問題、解決問題、總結呈現(xiàn)（如圖1所示）。

（二）評價指標體系構建

基于以上三個階段，進一步結合批判性思維和創(chuàng)造性思維在不同階段完成任務時所反映的行為表現(xiàn)對評價指標進行設計。在設計中，主要參考了國際已有的高階能力評價指標體系中有關問題解決能力的評價[35-37]、中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)總體框架中有關科學精神和實踐創(chuàng)新的表現(xiàn)描述[38]以及美國巴克教育學院的項目式學習評價量規(guī)[39]。

1. 提出問題維度

提出問題維度包括問題陳述和明確問題兩個二級指標，主要評價學生所提出的問題能否達到預期學習目標以及學生對問題的熟悉程度。具體指標設計見表1。

2. 解決問題維度

解決問題維度包括學生理解問題、制定計劃、收集資源、分析推理和使用證據(jù)五個二級指標。其中，理解問題是學生運用已知的信息和知識對研究背景及其目的進行陳述，提出可驗證的假設。然后制定解決方案，組員分工。收集資源是學生通過多種方式收集并整合與解決問題相關的資源。分析推理是學生對收集的資源進行分析、描述、解釋，并對資源質量進行評估，基于此通過自己的理解形成若干觀點，并對觀點進行反思選出最佳的觀點。使用證據(jù)是通過檢查收集的資料和推理過程能否支撐形成的觀點或推論，與組員討論確定最終的解決方案。具體指標設計見表2。

3. 總結呈現(xiàn)維度

總結呈現(xiàn)維度包括證明推論和展示成果兩個二級指標。其中，要求使用生動的可視化形式（如圖表等）去呈現(xiàn)分析結果，能夠基于證據(jù)和推理得到研究結論，并且研究結論解決了所提出的問題，學生能夠在結論中反思其局限性，并思考所學知識如何遷移到其他情境。具體指標設計見表3。

四、評價指標體系的驗證與修正

（一）問卷編制及調(diào)研

為了進一步驗證構建的評價指標體系，編制了《高中生項目式學習調(diào)查問卷》，問卷采用李克特五點量表法，從“非常不同意”到“非常同意”，分別計為1～5分。

問卷初稿完成后，征求了3名教育信息化領域專家和2名研究型課程教師的意見。根據(jù)反饋，對部分語句進行了調(diào)整。問卷調(diào)研包括預試和正試兩個階段，均采用隨機抽樣，通過“問卷星”平臺進行發(fā)布和回收，上海市18所學校1237名高中生參與了預試和正式的調(diào)研。其中，預試階段回收問卷543份，有效問卷507份，用于項目分析和探索性因素分析;正試階段回收問卷694份，有效問卷484份，用于驗證性因素分析和信度檢驗。

（二）項目分析

項目分析旨在檢驗量表的適切性或可靠度[40]。本研究采用了極端組法和同質性檢驗法。其中，在極端組檢驗中，所有題項t檢驗均達到顯著水平（t值統(tǒng)計量>3，顯著性概率值<0.05），無題項刪除。同質性檢驗包括信度檢驗以及共同性與因素載荷。信度檢驗結果顯示，整體量表的Alpha值是0.973，刪除題項p3、p4后量表Alpha值為0.974，因此刪除p3、p4。共同性和因素載荷分析結果顯示，所有題項均在標準范圍內(nèi)。因此剩余28個題項樣本進入下一階段分析。

（三）效度檢驗

建構效度是指量表能夠測量出理論的特質或概念的程度。為了檢驗本量表的建構效度，開展了探索性因素分析和驗證性因素分析。

1. 探索性因素分析

確定問卷是否適合進行探索性因素分析，需要檢驗問卷題項的KMO檢驗與Bartlett球形檢驗。分析結果顯示，KMO值為0.978，Bartlett球形檢驗的Sig取值是0.000。當KMO值>0.9，呈現(xiàn)的性質為“極佳”，說明本問卷題項非常適合進行探索性因素分析。

問卷樣本采用主成分分析法進行探索性因素分析，以正交方法進行因素轉軸。分析過程中，刪除因素負荷量低于0.45的題項，同時保證題項不在兩個因素上負荷量超過0.45，且每個因素題量不少于3道;遵循以上方法，逐一刪除題項后都重新進行因素分析。經(jīng)過多次分析，當因子數(shù)為5，逐一刪除“c1、c3、c17、c20、c21、c22、c23、c25”8個題項后，問卷樣本的可解釋方差的累積貢獻率為74.692%。旋轉后成分矩陣見表4。

經(jīng)過探索性因素分析后，得到5個因子共20道題項的內(nèi)容結構。結合指標初始設計，將因素1、2、3、4、5分別命名為“分析推理”“總結呈現(xiàn)”“理解問題”“提出問題”和“收集資料”。

2. 驗證性因素分析

驗證性因素分析包括參數(shù)檢驗和擬合程度檢驗。其中，參數(shù)檢驗包括對參數(shù)的顯著性檢驗和合理性檢驗。分析結果表明，所有參數(shù)檢驗結果均符合標準要求;協(xié)方差檢驗結果均達顯著水平，且各參數(shù)S.E.值和C.R.值檢驗結果均符合標準要求。擬合度檢驗分析結果見表5，表中指標表明評價框架五個因素擬合理想。

同時，分析結果顯示，所有因素載荷均在0.684至0.862之間，屬于合理范圍之內(nèi)。由此說明，正式問卷的建構效度具有理想的適切性和真實性。

（四）信度檢驗

組合信度常作為模型內(nèi)在質量的判斷標準。一般認為組合信度達到0.6以上，說明其內(nèi)在質量良好。經(jīng)分析，整體正式問卷的Alpha值為0.963，各因素Alpha值也均大于0.8，說明問卷題項內(nèi)部一致性較好，內(nèi)在質量佳。

結合以上分析結果，修正并形成正式的項目式學習評價指標體系，包括提出問題（p1，p2，p5）、理解問題（c2，c4，c5，c6）、收集資源（c7，c8，c9）、分析推理（c10，c11，c12，c13，c14，c15，c16）和總結呈現(xiàn)（c18，c19，c24），共計5個一級指標和20個二級指標。

五、基于學生畫像的評價指標體系應用

本研究構建的項目式學習評價指標體系，一方面，可以用于指導采集學生在線行為數(shù)據(jù)以支持項目式學習中學生問題解決能力畫像的構建;另一方面，也可以作為評價工具，支持線下項目式學習的開展和項目式學習平臺的功能優(yōu)化，以更好地采集數(shù)據(jù)支持畫像的構建。

（一）應用情境

1. 項目式學習分析和畫像構建采集數(shù)據(jù)的依據(jù)

雖然人工智能教育應用已經(jīng)成為教育領域的研究重點，但是數(shù)據(jù)的收集及其質量是數(shù)據(jù)分析的基礎和關鍵。本指標體系能夠科學地引導從哪些維度采集哪些關鍵行為數(shù)據(jù)支持項目式學習行為分析和畫像構建等工作。

2. 項目式學習的評價工具

本評價指標體系包括項目式學習流程及項目任務，能夠讓教師和學生更清晰、直接地了解如何開展高質量的項目式學習。不僅可以支持教師開展基于項目式學習的教學和評價，有針對性地診斷和指導學生;也能夠驅動學生在科學、嚴謹、規(guī)范的步驟中逐漸培養(yǎng)像科學家一樣的思考方式，并且通過了解評價目標，更好地監(jiān)控和反思自己的行為是否達到指標要求。

3. 項目式學習平臺的評估工具

學習平臺是實施項目式學習的載體之一，本評價指標體系能夠用于指導完善研究支架，從而更加科學、完整地引導學生項目進程。

（二）應用案例：以構建研究性學習學生畫像為例

研究性學習是中學生重要的必修課，其中項目式學習是研究性學習重要的學習模式之一。本研究基于上海市電化教育館的支持大規(guī)模在線開放式研究型課程自適應學習系統(tǒng)（Massive Open Online Research System，下文簡稱MOORS）和研究性學習行為記錄庫，通過以構建研究性學習學生畫像為例，簡要介紹本評價指標體系的應用。其中，研究性學習學生畫像構建流程圖如圖2所示。

1. 數(shù)據(jù)采集與預處理

本研究通過基于xAPI的研究性學習行為記錄庫采集數(shù)據(jù)?；趚API的研究性學習行為記錄庫整合了多個研究性學習平臺的行為數(shù)據(jù)，通過該記錄庫采集數(shù)據(jù)，一方面能夠保證采集到更完整的學生學習經(jīng)歷數(shù)據(jù)，另一方面能夠盡可能多地采集評價指標所對應的學習數(shù)據(jù)，以支持構建更全面、精準的能力畫像。

通過對采集的數(shù)據(jù)進行格式轉換后，整理得到學生基本信息、課題研究、討論和靈感筆記、資源訪問、課題分享和日志行為的數(shù)據(jù)表?；谥笜梭w系，抽取相關的行為數(shù)據(jù)，最終發(fā)現(xiàn)課題研究數(shù)據(jù)（學生已完成課題的基于研究支架的行為數(shù)據(jù)和報告數(shù)據(jù)）中的14個數(shù)據(jù)項能夠與評價指標對應上。其中，評價指標p1、p2、p5分別對應數(shù)據(jù)項“想要解決的問題”“已經(jīng)了解的信息及其途徑”“提出問題的原因”，c2、c4、c5分別對應數(shù)據(jù)項“研究的意義和目的”“研究內(nèi)容、方法及過程”“具體任務”，c9對應“所需設備”“收集到的資料”，c11對應“已有研究基礎”“預計困難”“預期成果”，c13對應“遇到的困難及解決方法”，c19、c24分別對應“分析資料得到的觀點或結論”“研究結論與反思”。

2. 維度驗證和數(shù)據(jù)分析

經(jīng)過數(shù)據(jù)預處理之后，整理得到學生493個課題6902條數(shù)據(jù)。在畫像構建之前，為了驗證所采集的數(shù)據(jù)是否滿足指標體系的維度劃分，采用同質性檢驗和探索性因素分析對數(shù)據(jù)進行了分析。分析結果表明，所采集的數(shù)據(jù)的因子與指標體系的行為維度（即一級指標）相匹配，說明能夠較好地支持畫像的全面構建和研究過程的可視化。

學生畫像的構建主要根據(jù)學生特征劃分和刻畫不同學生群體。本研究采用聚類分析法預先對數(shù)據(jù)展開了定量分析，以支持定量能力畫像的構建。通過聚類分析根據(jù)能力特征劃分了不同的學生群體，并基于指標體系維度，分析了不同能力特征的群體在不同階段的行為特征，以更精準地呈現(xiàn)學生的能力類型及特征，從而幫助教師有針對性地指導學生、學生及時調(diào)整學習行為。基于聚類分析的結果，學生能力畫像類型被劃分為四類，通過分析其在不同階段的行為表現(xiàn)，分別將其命名為“新手類”“基本類”“能手類”和“高手類”學習者。

3. 畫像刻畫和呈現(xiàn)

針對四類學生群體，繼續(xù)采用定性畫像法，結合能力特征對照指標描述對畫像進行標簽刻畫。其中，“新手類”群體的標簽包括問題解決新手、解決簡單問題、基本完成任務、推理能力弱;“基本類”群體的標簽包括基本問題解決者、方案制定困難、收集資料困難、樂于反思;“能手類”群體的標簽包括解決問題能手、善于提問、善于分析、資源整合能力強;“高手類”群體的標簽包括解決問題高手、善于規(guī)劃、善于推理、善于反思。最后結合定量和定性畫像結果，構建了面向教師的群體能力畫像和面向學生的個人能力畫像。教師重點關注的對象為“新手類”和“基本類”學生群體。

六、總結與展望

為了保證項目式學習學生畫像的構建質量，本研究構建了項目式學習評價指標體系，并采用問卷調(diào)研法驗證了其信效度。實踐證明，該指標體系能夠指導項目式學習行為數(shù)據(jù)的采集以支持學生畫像的構建。

與已有研究相比，本研究構建的評價指標體系能夠指導構建學生能力畫像的數(shù)據(jù)采集;關注學生問題解決能力在學習過程中所反映的行為表現(xiàn)，引導學生在完成不同項目任務的過程中，培養(yǎng)和提升問題解決能力、監(jiān)控能力;支持高中生跨學科開展項目式學習。

在后續(xù)研究中，將結合實踐情況，進一步調(diào)整評價指標體系，使其更具操作性;同時關注學生合作能力的評價，進一步完善評價指標體系。

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