何 婷 郭力平 呂 雪

（1.華東師范大學(xué) 教育學(xué)部 腦科學(xué)與教育創(chuàng)新研究院，上海 200062；2.江蘇理工學(xué)院 教育學(xué)院，江蘇常州 213000）

一、引言

數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教育決策，在提升教育質(zhì)量、促進(jìn)教育公平中的作用日益凸顯（Custer，et al.，2018）。作為一種“測量、收集、分析和報(bào)告學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)環(huán)境數(shù)據(jù)，以理解和優(yōu)化學(xué)習(xí)的方法”（Matcha，et al.，2019），學(xué)習(xí)分析（Learning Analytics，LA）為有效利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)決策，提供了支持（陳雅云，等，2021）。在首屆人工智能與教育大會(huì)成果文件《北京共識》中，提出學(xué)習(xí)分析是構(gòu)建終身學(xué)習(xí)體系的關(guān)鍵技術(shù)，能從學(xué)習(xí)評價(jià)、教師教學(xué)和教育管理方面，切實(shí)推進(jìn)教育的可持續(xù)發(fā)展。學(xué)習(xí)分析是一個(gè)發(fā)展迅速且持續(xù)變化的新興領(lǐng)域，為了更加準(zhǔn)確、全面地獲取學(xué)習(xí)過程的全貌，多模態(tài)數(shù)據(jù)日益受到重視（吳永和，等，2021）。數(shù)據(jù)采集技術(shù)的發(fā)展和數(shù)據(jù)分析手段的不斷更新，使多模態(tài)數(shù)據(jù)收集成為可能的同時(shí)，也在推動(dòng)學(xué)習(xí)分析的應(yīng)用場景從在線學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向線下空間，以更好地迎合“面對面”（f2f，face-to-face）教學(xué)中了解學(xué)生學(xué)習(xí)與發(fā)展的需求（Stern，2015）。

近年來，空間定位技術(shù)的發(fā)展可實(shí)現(xiàn)線下教育場景中空間位置信息的收集，為學(xué)習(xí)分析拓展了新的數(shù)據(jù)維度?？臻g位置信息可從時(shí)、空層面立體化反映人與人、人與環(huán)境的交互情況，提供關(guān)于教育者、學(xué)習(xí)者特征及學(xué)習(xí)過程的豐富信息。但作為一種相對新穎且具有應(yīng)用潛力的數(shù)據(jù)收集方式，目前在學(xué)習(xí)分析中，應(yīng)用空間定位技術(shù)的研究尚不豐富。通過對已有研究的梳理，我們可以了解當(dāng)前研究進(jìn)展、局限以及所面臨的困難和挑戰(zhàn)，為今后空間信息在學(xué)習(xí)分析中的有效探索與利用，提供一些參考。

二、研究背景

（一）多模態(tài)學(xué)習(xí)分析走向現(xiàn)實(shí)場景

學(xué)習(xí)分析是大數(shù)據(jù)在教育質(zhì)量提升中的一種應(yīng)用形式，源于在線學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的對學(xué)習(xí)者表現(xiàn)進(jìn)行管理的訴求，通過對學(xué)習(xí)行為（例如，點(diǎn)擊、瀏覽時(shí)長、討論發(fā)言等）的追蹤，可以理解人機(jī)交互過程中學(xué)習(xí)行為與學(xué)習(xí)效果之間的關(guān)系（Siemens，2013）。但從實(shí)際應(yīng)用來看，僅僅收集人機(jī)交互的行為歷史數(shù)據(jù)，難以滿足全面了解學(xué)習(xí)者的需要，也不足以準(zhǔn)確反映復(fù)雜的、多維的學(xué)習(xí)過程，多模態(tài)數(shù)據(jù)的價(jià)值由此得以凸顯（牟智佳，等，2021）。模態(tài)指的是交流雙方實(shí)現(xiàn)信息傳遞的方式，功能語言學(xué)、會(huì)話分析以及社會(huì)符號學(xué)等領(lǐng)域認(rèn)為，人際交往是通過不同模態(tài)的相互作用、互為補(bǔ)充來傳達(dá)意義（Norris，2014）。學(xué)習(xí)作為一個(gè)交往過程，其中也必然涉及到多模態(tài)信息。已有研究通過錄像機(jī)、錄音機(jī)、眼動(dòng)儀、電子筆、肌電圖、運(yùn)動(dòng)傳感器、腦電等設(shè)備作為信息來源，收集和分析在線學(xué)習(xí)過程中師生的表情、行動(dòng)、語言、眼神、皮膚電、心率、肢體動(dòng)作、筆跡特點(diǎn)等信息，對學(xué)生的能力、情緒、專注以及師生間的互動(dòng)進(jìn)行分類或預(yù)測（Di Mitri，et al，2018），已積累相當(dāng)?shù)难芯砍晒?/p>

多模態(tài)學(xué)習(xí)分析能更全面地反映學(xué)習(xí)過程信息，為復(fù)雜的學(xué)習(xí)行為與學(xué)習(xí)理論之間，搭建起橋梁。而在線下學(xué)習(xí)環(huán)境中的應(yīng)用學(xué)習(xí)分析同樣備受關(guān)注，究其原因，在于線下學(xué)習(xí)環(huán)境顯然比線上更為復(fù)雜，其中所包含的數(shù)據(jù)也更為豐富（Ochoa，et al.，2016）。有研究者在多模態(tài)學(xué)習(xí)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行延展，提出了實(shí)體環(huán)境中的學(xué)習(xí)分析這一概念。具體是指在實(shí)體環(huán)境的學(xué)習(xí)分析中，反映人與人距離以及空間使用情況的空間位置信息，是其中十分重要的數(shù)據(jù)維度（Martinez-Maldonado，et al.，2018），它有別于在線學(xué)習(xí)的其他特征數(shù)據(jù)，為我們了解現(xiàn)實(shí)場景中的教與學(xué)，提供新的視角。

（二）空間位置信息在教育研究中具有獨(dú)特價(jià)值

定位技術(shù)能支持空間位置信息的自動(dòng)化獲取，對公共安全（施紹鑫，2020）、 醫(yī)療衛(wèi)生（顧明辰，等，2021）以及資產(chǎn)管理（王文韜，等，2016）等領(lǐng)域的智能化，起到了積極的作用，但在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用尚處于起步階段。盡管如此，空間位置信息在教育中已被廣泛運(yùn)用。已有的研究，主要聚焦于兩個(gè)方面：一是利用空間距離了解社會(huì)交往；二是探討空間使用對學(xué)習(xí)效果的影響?？臻g距離與社會(huì)交往關(guān)系的研究，以霍爾（Edward Twitchell Hall Jr.）的“空間關(guān)系學(xué)（Proxemics）”為基礎(chǔ)，該理論認(rèn)為身體的接近程度能有效預(yù)測社會(huì)關(guān)系，并能反映和影響人與人之間的交往（Hall，1996）。受此啟發(fā)，在教育領(lǐng)域中，也有研究通過問卷法或觀察法等方法，來了解同伴間的距離對同伴交往的影響，研究發(fā)現(xiàn)座位間距會(huì)影響友誼關(guān)系的形成（Weiss，1975），且同伴之間的距離特點(diǎn)，能夠反映出兒童的社交地位——受歡迎兒童與同伴的親密距離更多，而被拒絕兒童則相反（Gaynard，1980）。

空間使用情況影響學(xué)習(xí)效果的相關(guān)研究，則以韓禮德（Halliday，1978）提出的社會(huì)符號學(xué)和近年來興起的“空間教學(xué)”相關(guān)理念為基礎(chǔ)，認(rèn)為教師的教學(xué)過程不僅通過語言實(shí)現(xiàn)，還是由一系列社會(huì)符號所組成的，包括姿態(tài)、眼神、移動(dòng)、距離等。教師對空間的利用也是一種教學(xué)手段，以無聲的信息傳遞意義（Lim，et al.，2012）。從上世紀(jì)中葉開始，就有關(guān)于學(xué)生在教室內(nèi)的座位區(qū)域與學(xué)業(yè)成績、課堂參與、情緒之間關(guān)系的系列研究（Levine，et al.，1980），表明師生間的距離和教師的移動(dòng)，會(huì)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)投入程度（Cheong，et al.，2017）、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)（Fernandes，et al.，2011）、自我效能（Koh，et al.，2009）等，進(jìn)而影響學(xué)習(xí)體驗(yàn)和效果 （McArthur，2015； Moro，et al.，2020）。也有系列研究探索了座位排列對學(xué)業(yè)及行為的影響，并發(fā)現(xiàn)兩者之間存在關(guān)聯(lián)（Haghighi，et al.，2012）。

空間位置信息能提供關(guān)于學(xué)生行為和教與學(xué)的大量信息，是教育領(lǐng)域中值得關(guān)注的數(shù)據(jù)類型。在以往研究中，借助于觀察收集的信息，難以做到全面、準(zhǔn)確（Chin，et al.，2017）。且在教學(xué)形式不斷豐富、空間利用更加靈活的教育場景中，傳統(tǒng)教學(xué)手段難以滿足對學(xué)習(xí)場域空間信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)記錄的需要（Thompson，2012）?？梢姡ㄎ患夹g(shù)的發(fā)展，讓自動(dòng)化獲取空間位置信息成為可能，這不僅有助于學(xué)習(xí)分析的進(jìn)一步深入，更能全面地反映教育狀況（Mangaroska，2021），以推動(dòng)教育質(zhì)量的全面提升。

三、研究方法

本文對利用定位技術(shù)收集數(shù)據(jù)所開展學(xué)習(xí)分析的已有文獻(xiàn)，展開綜述。通過以下兩組關(guān)鍵詞，在中國知網(wǎng)和萬方數(shù)據(jù)庫中檢索中文文獻(xiàn)：（1）“學(xué)習(xí)分析”相關(guān)關(guān)鍵詞，包括“學(xué)習(xí)分析”與“多模態(tài)學(xué)習(xí)分析”；（2）定位技術(shù)相關(guān)詞匯：包括“空間信息”“空間定位”“位置追蹤”“室內(nèi)定位”。在谷歌學(xué)術(shù)、ERIC、Springer、Elsevier 數(shù)據(jù)庫中，借助以下兩組關(guān)鍵詞檢索英文文獻(xiàn)：（1）學(xué)習(xí)分析相關(guān)詞匯：“l(fā)earning analytics”和“multimodal learning analytics”；（2）定位技術(shù)相關(guān)詞匯：包括“positioning”“l(fā)ocalization system”“indoor/outdoor location” “proxemics” “spatial information”“tracking”。①為確保文獻(xiàn)的時(shí)效性，研究人員共進(jìn)行兩次檢索，第一次檢索時(shí)間為2021年9月；第二次檢索時(shí)間為2022年2月。

為盡可能全面地覆蓋相關(guān)文獻(xiàn)，在查找過程中沒有限定文獻(xiàn)類型或時(shí)間范圍，并將符合要求文獻(xiàn)的參考文獻(xiàn)，都作為檢索的來源。無論是“學(xué)習(xí)分析”還是“定位技術(shù)”都是相對較新的研究領(lǐng)域，兩者的結(jié)合更是處于起步階段。因此，能檢索到的文獻(xiàn)數(shù)量有限。共有英文文獻(xiàn)55 篇，尚未有相關(guān)的中文文獻(xiàn)。對已有文獻(xiàn)，按照以下兩個(gè)基本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行篩選：（1）數(shù)據(jù)收集的目的指向?qū)W習(xí)或教學(xué)的提升；（2）文章中涉及空間定位技術(shù)的使用。通過進(jìn)一步排除重復(fù)研究，最終有34 篇文獻(xiàn)被納入分析列表之中（詳見表1）。

表1 納入文獻(xiàn)綜述分析的文獻(xiàn)列表

編號 作者篇名發(fā)表時(shí)間國家/地區(qū)學(xué)段定位技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域11 Gibson Using sensors to study the social dynamics of outdoor play 2018 英國學(xué)前教育傳感器了解學(xué)生學(xué)習(xí)與發(fā)展特點(diǎn)12 Heravi Playground social interaction analysis using bespoke wearable sensors for tracking and motion capture 2018 英國基礎(chǔ)教育衛(wèi)星定位了解學(xué)生學(xué)習(xí)與發(fā)展特點(diǎn)13 Howar d Using data mining and machine learning approaches to observe technology-enhanced learning 2018澳大利亞基礎(chǔ)教育圖像分析支持教學(xué)評價(jià)與改進(jìn)14Hsieh Social interaction mining based on wireless sensor networks for promoting cooperative learning performance in classroom learning environment 2010中國臺灣/Zig-Bee了解學(xué)生學(xué)習(xí)與發(fā)展特點(diǎn)15 2018美國學(xué)前教育UWB Irvin了解學(xué)生學(xué)習(xí)與發(fā)展特點(diǎn)16 An automated approach to measuring child movement and location in the early childhood classroom Capturing talk and proximity in the classroom:Advances in measuring features of young childrens friendships 2021美國學(xué)前教育UWB 17 2018支持教學(xué)評價(jià)與改進(jìn)； 改善教育環(huán)境18 2019 19 Martinez-Maldonado 2020澳大利亞高等教育UWB 20 2020支持教學(xué)評價(jià)與改進(jìn)21 Teacher tracking with integrity: What indoor positioning can reveal about instructional proxemics“I spent more time with that team”: Making spatial pedagogy visible using positioning sensors Where is the eeacher?Digital analytics for classroom proxemics Moodoo:Indoor positioning analytics for characterising classroom teaching Moodoo the tracker: spatial classroom analytics for characterisingteachers pedagogical approaches 2021 22 Mesqui ta Indoor location technologies for assessing area occupation in preschool environments 2014 葡萄牙教育 / 改善教育環(huán)境學(xué)前23 2019 Messin ger美國學(xué)前教育UWB 24 Continuous measurement of dynamic classroom social interactions Data drive development-Multimodal measurement of classroom interaction 2020了解學(xué)生學(xué)習(xí)與發(fā)展特點(diǎn)25Moher Back to the future: Embodied classroom simulations of animal foraging 2014美國基礎(chǔ)教育RFID 26 Riquel me Where are you? Exploring micro-location in indoor learning environments 2020智利高等教育RFID改善教育環(huán)境；促進(jìn)學(xué)生自我反思了解學(xué)生學(xué)習(xí)與發(fā)展特點(diǎn)

編號 作者篇名發(fā)表時(shí)間國家/地區(qū)學(xué)段 定位技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域27 Saquib Sensei:sensing educational interaction2018 美國學(xué)前教育 BLE了解學(xué)生學(xué)習(xí)與發(fā)展特點(diǎn)；教學(xué)評價(jià)與改進(jìn)28 Stehle Gender homophily from spatial behavior in a primary school: a sociometric study 2013 法國基礎(chǔ)教育RFID了解學(xué)生學(xué)習(xí)與發(fā)展特點(diǎn)29 Teizer Location tracking and data visualization technology to advance construction ironworkers' education and training in safety and productivity 2013美國職業(yè)教育UWB了解學(xué)生學(xué)習(xí)與發(fā)展特點(diǎn)30 van Berkel Measuring group dynamics inanelementary school setting using mobile devices 2016芬蘭基礎(chǔ)教育BLE支持教學(xué)評價(jià)與改進(jìn)31 Veiga Alone at the playground 2017 葡萄牙學(xué)前教育RFID了解學(xué)生學(xué)習(xí)與發(fā)展特點(diǎn)32 Wake Supportingfirefighter training through visualising indoor positioning，motion and time use data 2019 挪威職業(yè)教育 BLE了解學(xué)生學(xué)習(xí)與發(fā)展特點(diǎn)33 Yan Footprints at school:Modelling in-class social dynamics from students physical positioning traces 2021 澳大利亞基礎(chǔ)教育 BLE了解學(xué)生學(xué)習(xí)與發(fā)展特點(diǎn)34 Yusof Real-time student visualization system in classroom using RFID based on UTAUT model 2017 馬來西亞高等教育RFID支持教學(xué)評價(jià)與改進(jìn)

從發(fā)表的時(shí)間看，將定位技術(shù)應(yīng)用于學(xué)習(xí)分析的研究，均出現(xiàn)在2010年后，尤其集中在近三年。從研究的地區(qū)看，亞洲、歐洲、美洲和大洋洲或地區(qū)，均有研究者開始關(guān)注這一領(lǐng)域并相繼展開探索。其中，美國和澳大利亞的相關(guān)研究數(shù)量較多，尤以澳大利亞莫納什大學(xué)馬爾多納多 （Martinez-Maldonado）團(tuán)隊(duì)為主要力量。研究涉及的教育階段廣泛，涵蓋了從學(xué)前教育到高等教育中的各個(gè)階段，對職業(yè)教育也有所涉及；研究中所使用的定位技術(shù)類型多樣；應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋了學(xué)習(xí)的各個(gè)方面，重點(diǎn)關(guān)注空間信息在改善教學(xué)和幫助教師了解學(xué)生學(xué)習(xí)與發(fā)展特點(diǎn)中的應(yīng)用。除了一項(xiàng)研究停留在設(shè)計(jì)構(gòu)想（Mesquita et al.，2014），另一項(xiàng)研究完成設(shè)計(jì)的落地尚未進(jìn)行數(shù)據(jù)收集之外（Hsieh et al.，2010），其他研究中均設(shè)計(jì)并實(shí)踐了應(yīng)用定位技術(shù)收集數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行了不同程度的處理與應(yīng)用； 且大部分研究在真實(shí)教育情境中進(jìn)行，反映出該領(lǐng)域研究的實(shí)踐性特點(diǎn)。

從研究對象、數(shù)據(jù)收集的頻次和時(shí)間跨度來看，目前的研究樣本量少、 數(shù)據(jù)收集頻次少、 時(shí)間跨度小，大多具有探索性研究（pilot study）或初步研究（preliminary research）的性質(zhì)。

四、空間定位技術(shù)在學(xué)習(xí)分析中的應(yīng)用現(xiàn)狀

完整的學(xué)習(xí)分析，包括信息收集、信息加工和信息應(yīng)用三個(gè)階段（Elias，2011）。為此，從數(shù)據(jù)收集、分析和應(yīng)用三個(gè)方面，我們可以對現(xiàn)有空間定位技術(shù)在學(xué)習(xí)分析中引用的相關(guān)研究進(jìn)行梳理，并對技術(shù)應(yīng)用的效果檢驗(yàn)開展分析。

（一）用于收集數(shù)據(jù)的定位技術(shù)類型

除一項(xiàng)研究中使用室外衛(wèi)星定位系統(tǒng)GNSS 收集數(shù)據(jù)之外（Heravi，et al.，2018），其他研究主要使用室內(nèi)定位技術(shù)。與室外定位常用的GPS 技術(shù)相比，室內(nèi)定位技術(shù)能更好地在相對狹小的教室空間中實(shí)現(xiàn)較為準(zhǔn)確的定位，且能避免信號的阻隔與干擾。其中涉及的技術(shù)多種多樣，根據(jù)其收集的空間位置信息的特點(diǎn)，可以分為三類：其一用于識別人/物的相對位置，即人、物、空間之間的接近程度，如無線射頻識別技術(shù)（RIFD）；其二則可以追蹤人/物在空間中動(dòng)態(tài)的位置變化，其中圖像分析技術(shù)能確定其活動(dòng)軌跡，而超寬帶技術(shù)（UWB）則通過坐標(biāo)實(shí)現(xiàn)精確定位； 其三則是既可以支持相對位置識別，也能用來進(jìn)行動(dòng)態(tài)追蹤，以低功耗藍(lán)牙（BLE）和ZigBee 技術(shù)為代表。

在實(shí)際應(yīng)用技術(shù)的研究中，圖像分析技術(shù)、RFID、BLE 和UWB，都是最為常用的定位技術(shù)，上述四種技術(shù)各有其優(yōu)勢和局限（見表2）。

表2 不同定位技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用情況對比

其中，圖像分析的定位技術(shù)借助固定在教室四周的攝像頭，捕捉照片或錄像，并通過特定的算法計(jì)算距離、 移動(dòng)等信息。在借助圖像分析的EduSense系統(tǒng)中，距離成為了解學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)的特征數(shù)據(jù)之一。也有研究者通過視頻分析，向教師反饋其在課堂中的移動(dòng)軌跡（Ahuja，et al.，2019）。圖像/視頻分析成本低、精度高，且能提供的信息不限于空間位置，還包括表情、動(dòng)作等非言語信息，可為學(xué)習(xí)分析提供更為豐富的數(shù)據(jù)支持，但環(huán)境會(huì)導(dǎo)致圖像質(zhì)量不穩(wěn)定，從而影響目標(biāo)的準(zhǔn)確識別。另外，圖像分析更適用于相對固定的集體教學(xué)環(huán)境，導(dǎo)致其難以滿足更為靈活的學(xué)習(xí)空間中的數(shù)據(jù)收集需求。

RFID 定位系統(tǒng)通常由標(biāo)簽和讀寫器兩個(gè)部分組成，讀寫器可在設(shè)定范圍內(nèi)接收標(biāo)簽所發(fā)出的信號，以確定標(biāo)簽是否處于其標(biāo)定的范圍內(nèi)。比如，維加等人（Veiga，2017）在研究中使用具雙向傳輸功能的RFID 標(biāo)簽，以確定被試之間是否存在交往。當(dāng)兩名被試之間相距1-1.5 米時(shí)，可以接收到對方標(biāo)簽的信號，這表明兩名被試身體距離較近，可能存在交往行為。而在布迪維（Bdiwi，2019）的研究中，他通過在桌面安裝讀寫器，來讀取教師隨身攜帶的RFID標(biāo)簽，以確定教師在不同小組的停留情況。RFID 是出現(xiàn)較早且發(fā)展相對成熟的技術(shù)，在數(shù)據(jù)的收集上具有穩(wěn)定性，但其局限性在于使用成本較高且精度差，僅能確定對象所處的大致位置范圍，難以提供關(guān)于目標(biāo)對象之間距離的準(zhǔn)確信息。

BLE 可以實(shí)現(xiàn)與RIFD 相同的模糊定位功能，確定目標(biāo)對象所處的大致區(qū)域（van Berkel，et al.，2016），其優(yōu)勢在于可以直接使用手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備作為終端，無需額外配備標(biāo)簽，使用方式相對便捷。除提供定位范圍外，藍(lán)牙技術(shù)也可以通過信號接收強(qiáng)度（RSSI）等算法，實(shí)現(xiàn)較為精確的定位。例如，在Sensi系統(tǒng)中，研究者將Beacon 嵌入兒童鞋中，利用BLE探究同伴和師生之間的鄰近情況（Saquib，et al.，2018）。盡管BLE 具有節(jié)省能源、低成本等優(yōu)點(diǎn)，并隨著技術(shù)本身的發(fā)展，精度也可達(dá)到厘米級。但由于藍(lán)牙技術(shù)在移動(dòng)設(shè)備上的普遍應(yīng)用，導(dǎo)致其在相對“嘈雜”的室內(nèi)環(huán)境中的信號傳輸易受干擾。

也有研究者開始探索利用超寬帶技術(shù)（UWB）獲取空間位置信息，來開展學(xué)習(xí)分析。UWB 技術(shù)需要基站與信標(biāo)的相互配合實(shí)現(xiàn)定位，通常采用三角定位法，計(jì)算出信標(biāo)在空間中的坐標(biāo)，進(jìn)行精確定位和位置變化的追蹤。馬爾多納多（Martinez-Maldonado，2019）和安（An，2018）分別應(yīng)用基于超寬帶技術(shù)的定位系統(tǒng)Prozyx 和Ubisense，對教師和學(xué)生進(jìn)行定位。UWB 技術(shù)的優(yōu)勢在于數(shù)據(jù)傳輸速度快且準(zhǔn)確性高，其精度能達(dá)到厘米級。因此，其成為室內(nèi)定位中一個(gè)發(fā)展迅速的技術(shù)類型，但該應(yīng)用的推廣仍受到了高成本的制約。

（二）學(xué)習(xí)分析中空間位置數(shù)據(jù)處理

歸納現(xiàn)有不同研究中的數(shù)據(jù)處理過程，我們大致可分為：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的整理、空間指標(biāo)建構(gòu)以及數(shù)據(jù)分析這三個(gè)步驟。

1.整理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

空間定位技術(shù)從時(shí)、空維度，拓展了學(xué)習(xí)分析中的數(shù)據(jù)類型。因此，在已有研究中借助定位技術(shù)獲取的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，包含研究對象所處的位置及時(shí)間。由于選用的定位技術(shù)不同，位置信息也有兩種類型：一類用以標(biāo)定進(jìn)入的區(qū)域； 另一類用于明確所在位置的坐標(biāo)。使用RFID 和BLE 技術(shù)實(shí)現(xiàn)定位的研究，多收集對象進(jìn)入的區(qū)域及停留時(shí)長；而基于UWB 技術(shù)的定位，則能獲取按照設(shè)定的頻率收集對象的實(shí)時(shí)坐標(biāo)。在收集到定位數(shù)據(jù)后，需要對其數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗和降噪處理，以便后續(xù)分析。

除定位技術(shù)外，已有研究還與傳統(tǒng)的觀察、測量方法或其他自動(dòng)化的數(shù)據(jù)收集技術(shù)配合使用。例如，研究者為了確定兒童游戲行為和情緒能力與獨(dú)自停留情況之間的相關(guān)性，通過視頻記錄和分析兒童的游戲行為水平，并通過量表來了解其心理理論、錯(cuò)誤信念、同情心、攻擊性等情緒能力相關(guān)的要素的發(fā)展水平（Veiga，2017）。借助空間定位數(shù)據(jù)可以了解個(gè)體之間的鄰近程度，但是兩者之間是否存在言語交流則難以確定。因此，也有研究者結(jié)合空間定位技術(shù)和語言記錄系統(tǒng)（LENA），來共同確定兒童在教室中的交往狀況（Messeniger，et al.，2020）。

2.建構(gòu)空間指標(biāo)

為了更好地展現(xiàn)教師的空間使用特點(diǎn)，為教師的專業(yè)發(fā)展提供有效反饋，有研究者開始在基礎(chǔ)位置信息上，建構(gòu)高維度的空間指標(biāo)。在探究人際交往的研究中，能根據(jù)雙方的位置信息提取接近程度、頻次、時(shí)長等信息，還能進(jìn)一步計(jì)算出中心度、中心勢等來反映社會(huì)關(guān)系的特點(diǎn)。比如，在考察同伴交往時(shí)，梅辛杰等人（Messinger，et al.，2019）根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，計(jì)算出移動(dòng)速度、空間使用分布、社交徑向分布函數(shù)、友誼穩(wěn)定性和傳遞性等指標(biāo)，來反映學(xué)生的交往特點(diǎn)。而在與教學(xué)相關(guān)的研究中，則會(huì)結(jié)合時(shí)間和位置信息，按照特定的計(jì)算規(guī)則，反映距離、停留、轉(zhuǎn)換、時(shí)長、速度等特點(diǎn)，如馬爾多納多等人（Martinez-Maldonado，et al.，2021）結(jié)合空間教學(xué)理論，建構(gòu)了較為完整的反映教師在教學(xué)中空間利用的指標(biāo)，包括與教師停留、轉(zhuǎn)換、師生互動(dòng)、與教育資源接近程度、 與合作教師接近程度等維度，并在各個(gè)維度下引申出具體分析指標(biāo)（見表3）。通過建構(gòu)空間指標(biāo)，為學(xué)習(xí)分析提供更多有意義的信息。但目前對空間指標(biāo)的建構(gòu)，多將空間位置信息轉(zhuǎn)化為相對靜態(tài)的指標(biāo)，而如何根據(jù)動(dòng)態(tài)的軌跡特點(diǎn)來建構(gòu)空間指標(biāo)，尚屬空白。

表3 教師教學(xué)空間指標(biāo)列舉（Martinez-Maldonado，et al.，2021）

3.分析指標(biāo)數(shù)據(jù)

根據(jù)建構(gòu)的空間指標(biāo)，需要對其進(jìn)行分析來賦予數(shù)據(jù)以實(shí)際意義，并建立模型來指導(dǎo)教學(xué)。在學(xué)習(xí)分析中往往會(huì)涉及大數(shù)據(jù)，因此，可以借助人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化地處理大量數(shù)據(jù)（Atif，et al.，2021）；還可以借助機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘，完成模型建立和數(shù)據(jù)可視化的分析過程，以使更好地理解、設(shè)計(jì)與服務(wù)學(xué)習(xí)（顧小清，等，2020）。另外，在當(dāng)前的研究中還使用了各類機(jī)器學(xué)習(xí)的算法，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理。

在應(yīng)用空間定位技術(shù)的學(xué)習(xí)分析研究中，主要以預(yù)測模型的建立為主，涉及到回歸和分類兩種方法?；貧w分析旨在探尋不同變量之間的關(guān)系，在一些研究中，會(huì)將空間定位數(shù)據(jù)與兒童發(fā)展的其他方面、教師的教育策略或其他觀察方式等進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以服務(wù)于兩個(gè)目標(biāo)：（1）尋找某種特征與空間定位特點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)，驗(yàn)證利用空間定位信息以反映兒童特點(diǎn)的有效性。比如，研究者收集教師在各個(gè)小組的停留頻次和持續(xù)時(shí)長和兒童小組學(xué)習(xí)成果及投入度之間的關(guān)聯(lián)，探索教師指導(dǎo)對兒童合作學(xué)習(xí)的影響（van Berkel，2016）。（2）探究學(xué)生的空間位置和使用與其課堂參與和表現(xiàn)之間的關(guān)系。例如，基于空間定位信息進(jìn)行社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析（SNA），了解兒童的中心性特點(diǎn)，并考察其與教師評定的親社會(huì)行為和同伴提名進(jìn)行對照，來了解兒童特征與社會(huì)交往行為之間的關(guān)聯(lián)（Gibson，et al.，2018）。

由于在學(xué)習(xí)分析中利用空間定位技術(shù)尚屬于新的研究話題，因此，也有許多研究考察了利用此類技術(shù)反映兒童特征效度的情況。比如，有研究在利用空間定位技術(shù)收集數(shù)據(jù)的同時(shí)，對兒童的交往行為進(jìn)行現(xiàn)場觀察或視頻記錄，并通過考察兩者之間的相關(guān)關(guān)系，說明空間定位信息在反映兒童社會(huì)交往特點(diǎn)時(shí)的有效性（Altman，et al.，2020）。分類指的是根據(jù)數(shù)據(jù)的不同特點(diǎn)將其歸入不同的類型，比如根據(jù)學(xué)生在合作學(xué)習(xí)時(shí)的停留特點(diǎn)，明確其在小組學(xué)習(xí)時(shí)的角色（Riqulme，et al.，2020）；或是根據(jù)兒童與他人交往的頻次、時(shí)長或在空間中的停留、轉(zhuǎn)換等，了解兒童在群體中的社交特點(diǎn)，并對其進(jìn)行分類（Hsieh，et al.，2010）。但目前尚未有研究建立起完善的預(yù)測模型。

數(shù)據(jù)可視化也是學(xué)習(xí)分析中常用的數(shù)據(jù)分析方法，通過將大量數(shù)據(jù)的結(jié)果凝結(jié)在圖形或圖像中，便于人們分析、理解數(shù)據(jù)并從中發(fā)掘規(guī)律（孟玲玲，等，2014）?？臻g位置信息的可視化，使得個(gè)體在空間中的活動(dòng)特點(diǎn)更加直觀，為此，多數(shù)研究實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的可視化。其中主要使用的可視化方法，包括探究同伴交往特點(diǎn)時(shí)形成的社會(huì)交往網(wǎng)絡(luò)圖 （Messinger，et al.，2020），根據(jù)教師或?qū)W生停留時(shí)長形成的熱圖（An，et al.，2020； Irvin，et al.，2017） 以及呈現(xiàn)活動(dòng)軌跡及空間使用特點(diǎn)的學(xué)習(xí)分析儀表盤（Dashboard）（Martinez-Maldonado，et al.，2019；Yusof，et al.，2017）等?？梢暬軌蜻B接數(shù)據(jù)和實(shí)際應(yīng)用，便于利益相關(guān)者對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效解讀（蔡旻君，等，2021）。

（三）空間位置信息在學(xué)習(xí)分析中的應(yīng)用領(lǐng)域

盡管相關(guān)研究使用技術(shù)和涉及的學(xué)段各不相同，但空間位置信息在學(xué)習(xí)分析中的應(yīng)用，可歸納為以下四個(gè)領(lǐng)域：（1）教學(xué)評價(jià)與改進(jìn)；（2）幫助教師了解學(xué)生；（3）改善教育環(huán)境；（4）促進(jìn)學(xué)生的自我反思。

1.利用空間信息支持教學(xué)評價(jià)與改進(jìn)

空間教學(xué)理論認(rèn)為，教師對空間的定義和使用方式會(huì)影響其語言、 動(dòng)作以及對教學(xué)資源的使用和分配，進(jìn)而使學(xué)生產(chǎn)生不同的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，由此帶來不同的學(xué)習(xí)效果（Lim，et al.，2012）。因此，收集教師在教學(xué)過程中的空間位置信息，能充分了解教師的空間教學(xué)策略，反饋的結(jié)果能作為其反思和改善教學(xué)的依據(jù)，來支持教師的專業(yè)成長。

借助可視化技術(shù)可以幫助教師直觀地了解自己的空間利用情況，并思考改進(jìn)方法。根據(jù)反饋的時(shí)機(jī)，當(dāng)前研究中主要有課后反饋和即時(shí)反饋兩種形式。課后反饋指的是在教師完成課堂教學(xué)后，向其呈現(xiàn)該課堂中的空間使用圖表，比如，在課后向教師反饋視頻分析生成的課堂移動(dòng)路徑 （Howard，et al.，2018）或通過熱圖的形式，為教師呈現(xiàn)師生互動(dòng)和小組學(xué)習(xí)指導(dǎo)的狀態(tài)（Saquib，et al.，2018），以幫助其了解自己教學(xué)策略的特點(diǎn)并反思教學(xué)的有效性。即時(shí)反饋則指的是在課程進(jìn)行中，為教師提供視覺化線索，幫助其調(diào)整教學(xué)方式、 平衡對學(xué)生提供的支持。具體來說，可在教學(xué)過程中通過儀表盤上的熱圖，展現(xiàn)教師在不同小組的時(shí)間分配讓教師關(guān)注指導(dǎo)不夠的學(xué)生。也有研究者認(rèn)為，儀表盤的形式需要教師時(shí)時(shí)關(guān)注屏幕信息，會(huì)對其指導(dǎo)行為產(chǎn)生干擾。因此，該研究設(shè)計(jì)了更加直觀的實(shí)時(shí)反饋方式——將空間定位系統(tǒng)與LED 等關(guān)聯(lián)，借助燈光顏色/亮度，提示教師在各個(gè)小組中停留的時(shí)長，以幫助教師識別缺乏關(guān)注的小組并做及時(shí)調(diào)整以提供更多教學(xué)支持（An，et al.，2019）。

2.借助空間信息了解學(xué)生發(fā)展及學(xué)習(xí)特點(diǎn)

收集學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的空間位置信息及變化，為教師提供關(guān)于學(xué)生發(fā)展和學(xué)習(xí)特點(diǎn)的參考，是定位技術(shù)在學(xué)習(xí)分析中的應(yīng)用領(lǐng)域之一。

空間作為社會(huì)交往中容易被忽視的 “隱藏維度”，能夠反映人際關(guān)系和交往狀況（Hall，1996）。因此，部分研究聚焦年幼兒童的社會(huì)交往，幫助教師及時(shí)識別社交不利兒童并提供支持。比如，利用Ubisense 定位系統(tǒng)追蹤2-3 歲兒童社會(huì)交往狀況（Altman，et al.，2020），吉布森（Gibson，2018）和維加（Veiga，2017）分別借助傳感器和RFID 技術(shù)，考察兒童在戶外游戲中的同伴交往特點(diǎn)。有學(xué)者（Yan，2021）追蹤兒童的活動(dòng)軌跡，分析其交往特點(diǎn)及其與不同教學(xué)方式間的關(guān)系。也有研究通過空間移動(dòng)上的不同特點(diǎn)，探究交往中的性別差異（Stehle，et al.，2013）或識別有特殊需要的兒童（Irvin，et al.，2017，Banarjee，et al.，2020）。

空間信息也被用于了解學(xué)生在小組學(xué)習(xí)中的表現(xiàn)（Fernandez-Nieto，et al.，2021a）。有研究通過BLE收集和分析學(xué)生在小組合作學(xué)習(xí)中的位置停留變化，識別出合作學(xué)習(xí)中的三種角色：信息收集者（查閱資料）、大使（負(fù)責(zé)組間交往）和秘書（負(fù)責(zé)記錄和撰寫）（Riquilme，et al.，2020）。傳感器收集的距離信息，也被用于考查學(xué)生在創(chuàng)客空間中的合作學(xué)習(xí)特點(diǎn)（Chng，et al.，2020）。在了解學(xué)生小組學(xué)習(xí)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，教師可對小組成員進(jìn)行合理分配以提升學(xué)習(xí)效果（Hsieh，et al.，2010）。

此外，在職業(yè)教育中，空間定位技術(shù)通常被用于了解特殊環(huán)境中受訓(xùn)者的訓(xùn)練狀況、評估工作狀態(tài)、制定個(gè)性化的培訓(xùn)方案。比如，在鋼鐵工人的訓(xùn)練中，定位信息的可視化，能夠輔助教練和受訓(xùn)者、及時(shí)發(fā)現(xiàn)和規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)因素、 輔助對訓(xùn)練效果的評價(jià)（Teizer，et al.，2013）。在消防員的訓(xùn)練中，空間位置的可視化，同樣有助于呈現(xiàn)難以直接觀察的現(xiàn)場狀態(tài)，了解團(tuán)隊(duì)合作的特點(diǎn)，為提升培訓(xùn)質(zhì)量提供參考（Wake，et al.，2019）。

3.應(yīng)用空間信息改善教育環(huán)境和促進(jìn)學(xué)生反思

目前，空間信息在改善教育環(huán)境和促進(jìn)學(xué)生反思中應(yīng)用的研究相對較少，但展現(xiàn)出一定的研究發(fā)展?jié)摿?。環(huán)境被認(rèn)為是一種“靜默的”教育資源，室內(nèi)空間的布局、桌椅的擺放、材料的提供等，都會(huì)在無形之中對學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和學(xué)習(xí)結(jié)果產(chǎn)生影響。借助于空間定位信息，可以直觀地反映教育空間的使用情況，為改善學(xué)習(xí)環(huán)境提供參考。對比不同領(lǐng)域課程中不同教師空間位置使用情況，發(fā)現(xiàn)教師對小組指導(dǎo)的頻率和時(shí)長，會(huì)受到環(huán)境的制約。比如在訪談中，該教師認(rèn)為，空間數(shù)據(jù)可以用于優(yōu)化教室內(nèi)座位排列和學(xué)習(xí)空間設(shè)計(jì) （Martinez-Maldonado，et al.，2020a，2020b），為學(xué)生營造更好的學(xué)習(xí)環(huán)境。吉布森等人（Gibson，et al.，2018）借助定位技術(shù)，對比了不同戶外游戲空間密度對兒童交往的影響，發(fā)現(xiàn)環(huán)境是兒童交往的影響因素之一，為教師引導(dǎo)兒童的社交行為提供了新的思路。也有研究者提出了將室內(nèi)定位技術(shù)應(yīng)用于考察幼兒園中區(qū)角使用狀況的構(gòu)想，區(qū)角是學(xué)前兒童學(xué)習(xí)與游戲的主要情境場所，通過收集兒童的空間位置信息，能客觀地反映兒童對不同區(qū)角的興趣。因此，空間位置信息既可以作為反映區(qū)角質(zhì)量的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，也可以作為教師調(diào)整區(qū)角的依據(jù)（Mesquita，et al.，2014）。

在已有研究中，鮮有向?qū)W生提供其在課堂中的空間位置信息的研究。而在學(xué)習(xí)分析中，向?qū)W生提供關(guān)于其學(xué)習(xí)過程的反饋，能夠促進(jìn)其元認(rèn)知的發(fā)展，推動(dòng)其對自身學(xué)習(xí)方法和問題解決策略的調(diào)整。在上述34 篇文獻(xiàn)中，僅格諾利等人 （Gnoli，et al.，2014） 在研究中嘗試向兒童提供其自身和同伴在設(shè)定的游戲任務(wù)中的空間位置信息，以促進(jìn)反思、優(yōu)化教學(xué)策略。

（四）空間位置信息在學(xué)習(xí)分析中的應(yīng)用效果檢驗(yàn)

空間位置信息在學(xué)習(xí)分析中的應(yīng)用，尚處于起步階段，但已有研究嘗試對其應(yīng)用效果進(jìn)行檢驗(yàn)，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面： 一是對空間數(shù)據(jù)所反映的學(xué)生狀態(tài)進(jìn)行驗(yàn)證，主要通過與觀察法或其他評價(jià)工具的結(jié)果進(jìn)行對照。如將定位系統(tǒng)反映出的兒童交往狀況，與教師對兒童社會(huì)性的評價(jià)以及同伴提名的結(jié)果對比，發(fā)現(xiàn)存在一致性，則表明空間定位技術(shù)可以作為教師了解兒童社會(huì)性發(fā)展的輔助手段加以應(yīng)用（Altman，et al.，2020）。二是對利用技術(shù)改善教學(xué)的效果檢驗(yàn)，主要借助訪談的形式，了解教師對空間信息反饋的看法以及應(yīng)用建議。研究者發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的客觀狀態(tài)與教師對自身空間利用的主觀感受之間存在沖突，還能夠有效引發(fā)教師對教學(xué)過程的反思。教師肯定空間定位信息的價(jià)值，認(rèn)為這些信息能幫助教師認(rèn)知教學(xué)狀態(tài)，并對其專業(yè)發(fā)展起到促進(jìn)作用（Fernandez-Nieto，et al.，2021b）。但是目前的評價(jià)仍然有較強(qiáng)的主觀性，缺乏基于客觀評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的對照研究，以及對效果進(jìn)行驗(yàn)證。

五、空間定位技術(shù)應(yīng)用于學(xué)習(xí)分析的挑戰(zhàn)與展望

綜上所述，我們發(fā)現(xiàn)，已有研究中使用了豐富多樣的定位技術(shù)，反映出定位技術(shù)在學(xué)習(xí)分析中應(yīng)用的獨(dú)特優(yōu)勢。其一，能夠克服問卷、訪談和直接觀察在空間教學(xué)、 社會(huì)性研究中的局限性（Mesquita，et al.，2014）； 其二，避免視頻分析所帶來的數(shù)據(jù)冗余，充分發(fā)揮技術(shù)在數(shù)據(jù)獲取上的高效、客觀和準(zhǔn)確的特點(diǎn)；其三，將教育場域的空間使用直觀展現(xiàn)，來了解教學(xué)和學(xué)習(xí)特點(diǎn)，進(jìn)而推動(dòng)空間理論在教育領(lǐng)域的快速發(fā)展。但在研究的推進(jìn)過程中也不乏挑戰(zhàn)，需要我們進(jìn)一步思考將空間定位技術(shù)應(yīng)用于學(xué)習(xí)分析的未來研究發(fā)展方向。

（一）空間定位技術(shù)應(yīng)用于學(xué)習(xí)分析的挑戰(zhàn)

1.對便捷、準(zhǔn)確、穩(wěn)定且經(jīng)濟(jì)的定位技術(shù)的需求

盡管在目前研究中用于定位的技術(shù)多種多樣，但每項(xiàng)技術(shù)都有其有優(yōu)點(diǎn)和局限性。在從實(shí)驗(yàn)研究轉(zhuǎn)向?qū)嶋H應(yīng)用的過程中，一方面，要考慮成本因素，因高昂的價(jià)格會(huì)阻礙研究結(jié)果的實(shí)際應(yīng)用； 另一方面，更為關(guān)鍵的是科學(xué)的研究結(jié)果及有效的應(yīng)用，需要穩(wěn)定的技術(shù)作為支持，數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定性，將是應(yīng)用定位技術(shù)研究中需要克服的挑戰(zhàn)之一（van Berkel，et al.，2016）。此外，在關(guān)于技術(shù)的研究中，生態(tài)效度也應(yīng)受到重視。從當(dāng)前的研究來看，定位技術(shù)并未很好地實(shí)現(xiàn)“嵌入性”，除了使用手機(jī)自帶的藍(lán)牙功能之外，僅有一項(xiàng)研究考慮到了技術(shù)的“隱藏”——嘗試將藍(lán)牙設(shè)備內(nèi)置于鞋子之中 （Saquib，et al.，2018）。其他研究中則需要研究對象額外攜帶體積較大的標(biāo)簽或信標(biāo)等定位工具，設(shè)備的外在化會(huì)影響研究的生態(tài)效度，不利于長期進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，尤其是考慮在針對年幼兒童的研究中，技術(shù)的嵌入性就顯得更為重要。因此，今后如何實(shí)現(xiàn)定位技術(shù)的微型化或無感化，是后續(xù)亟待解決的問題。

2.應(yīng)對教育場景復(fù)雜化和多樣化的需要

教育理念的變化變革了教育方式，相應(yīng)地帶來了空間利用的改變。創(chuàng)客空間等的興起，將以往以教師主導(dǎo)的教學(xué)方式轉(zhuǎn)變?yōu)楦屿`活的小組學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)（Chng，et al.，2020）。在學(xué)前教育階段以游戲?yàn)橹鞯膶W(xué)習(xí)方式，也決定了兒童對空間利用的多元，這些都對數(shù)據(jù)的收集提出了更大的挑戰(zhàn)。如何能夠適應(yīng)教學(xué)空間的變化，以及如何延展定位數(shù)據(jù)的適用場景，仍然有待研究者做進(jìn)一步探討。同時(shí)，在定位信息收集的同時(shí)，也應(yīng)當(dāng)考慮到教育場域內(nèi)的相關(guān)因素對其的影響，避免由此導(dǎo)致的對數(shù)據(jù)的誤讀和誤用。已有研究嘗試結(jié)合其他類型數(shù)據(jù)，來克服這一困難，如語音（Messeniger，et al.，2020）、身體朝向（An，et al.，2018）等。多種技術(shù)共同建構(gòu)的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境或?qū)⒊蔀橐环N趨勢，但是如何在減輕使用者額外負(fù)擔(dān)、 降低數(shù)據(jù)冗余以及在多種技術(shù)協(xié)調(diào)配合的情況下搭建智慧學(xué)習(xí)平臺，仍是目前研究者所面臨的問題。

3.數(shù)據(jù)安全與隱私的保障更為復(fù)雜

定位數(shù)據(jù)能夠反映出大量豐富的信息，這對于了解教育場域中的人和事是一個(gè)利好的消息，但同時(shí)也為數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)敲響了警鐘。兒童和教師活動(dòng)數(shù)據(jù)的泄露，可能會(huì)導(dǎo)致家長或?qū)W校的誤讀與誤用（An，et al.，2018），對正常的教學(xué)造成困擾。信息安全是數(shù)據(jù)時(shí)代最嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，在定位技術(shù)的相關(guān)研究中也是繞不開的話題。傳感技術(shù)的發(fā)展為多模態(tài)數(shù)據(jù)的獲取帶來了機(jī)遇，也讓隱私保護(hù)變得更具挑戰(zhàn)性（Joksimovi ，et al.，2022）。然而，當(dāng)前尚未有完善的多模態(tài)數(shù)據(jù)的安全保護(hù)機(jī)制，相關(guān)政策和信息使用的規(guī)范亟待完善。無論是數(shù)據(jù)的讀取還是使用，都需要設(shè)立清晰的規(guī)則與界限（Kitto，et al.，2019），以規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)與傷害。盡管當(dāng)前研究的規(guī)模較小，但數(shù)據(jù)安全問題依舊不容忽視。

4.大規(guī)模、驗(yàn)證性研究的缺乏

目前研究以小樣本、 短時(shí)間的實(shí)驗(yàn)研究或小范圍應(yīng)用研究為主，盡管在一定程度上能反映定位技術(shù)應(yīng)用的有效性，但小規(guī)模研究結(jié)論難以推廣，適應(yīng)性弱（Veiga，et al.，2017）。從數(shù)據(jù)應(yīng)用的效果來看，當(dāng)前主要通過訪談、問卷等形式，了解學(xué)生和教師對定位數(shù)據(jù)及技術(shù)應(yīng)用的態(tài)度與看法 （Altman，et al.，2020），以此考察定位技術(shù)的應(yīng)用效果，但仍缺乏針對空間位置信息在改善教學(xué)中作用的系統(tǒng)化研究。并且不同類型的定位技術(shù)、 不同的教學(xué)組織形式以及不同的應(yīng)用目的下定位數(shù)據(jù)應(yīng)用的效果，仍然有待研究者進(jìn)一步的研究與驗(yàn)證。

（二）空間定位技術(shù)應(yīng)用于學(xué)習(xí)分析的展望

1.加強(qiáng)理論建設(shè)，完善學(xué)習(xí)分析模型

學(xué)習(xí)分析作為發(fā)展中的領(lǐng)域，自身的理論基礎(chǔ)、理論框架和分析模型都有待完善（郭炯，等，2017）。如何理解學(xué)習(xí)？如何看待學(xué)習(xí)過程？如何定位教學(xué)中的師生角色？基于何種標(biāo)準(zhǔn)評價(jià)學(xué)習(xí)等？都會(huì)影響學(xué)習(xí)分析的實(shí)踐。學(xué)習(xí)分析在改善教學(xué)實(shí)踐中起到何種作用？ 已有的學(xué)習(xí)理論和學(xué)科理論如何推動(dòng)學(xué)習(xí)分析結(jié)果的解讀和應(yīng)用？也是不可回避的現(xiàn)實(shí)問題。盡管當(dāng)前在學(xué)習(xí)分析的技術(shù)、工具、模型和應(yīng)用上，已積累了大量的經(jīng)驗(yàn)（Clowd，2012），但現(xiàn)有研究相對零散，暫未形成相對完善、系統(tǒng)的學(xué)習(xí)分析理論，而這正是領(lǐng)域持續(xù)發(fā)展的助推力量。定位數(shù)據(jù)作為學(xué)習(xí)分析中相對新穎的數(shù)據(jù)維度，既需要在學(xué)習(xí)分析理論框架下開展研究，也應(yīng)當(dāng)根據(jù)數(shù)據(jù)本身的特點(diǎn)和優(yōu)勢，反哺學(xué)習(xí)分析的理論發(fā)展。在豐富學(xué)習(xí)分析的內(nèi)涵、 更新對學(xué)習(xí)的理解以及革新數(shù)據(jù)收集和分析技術(shù)等方面，需要繼續(xù)推動(dòng)包含空間位置信息的多模態(tài)學(xué)習(xí)分析模型的驗(yàn)證與完善。

2.推進(jìn)跨學(xué)科合作，建構(gòu)有意義的空間指標(biāo)

學(xué)習(xí)分析誕生之初，就是一個(gè)多學(xué)科綜合的領(lǐng)域（吳永和，等，2020），要基于數(shù)據(jù)理解學(xué)生的學(xué)習(xí)。具體而言，一方面，需要計(jì)算機(jī)科學(xué)、工程學(xué)等學(xué)科為數(shù)據(jù)收集提供保障；另一方面，也需要人工智能與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析。更重要的是應(yīng)充分借鑒心理學(xué)、認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、社會(huì)學(xué)、教育學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的分析方法及理論，對數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)解讀，使數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確地反映教與學(xué)的過程性特點(diǎn)。作為學(xué)習(xí)分析中的一部分，空間定位技術(shù)在學(xué)習(xí)分析中的應(yīng)用，也勢必需要不同領(lǐng)域的共同合作，融合不同的學(xué)科視角（李夢蕾，等，2018）。具體而言，首先應(yīng)結(jié)合相關(guān)理論，將空間信息的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為高階概念，兼顧相對靜態(tài)的指標(biāo)； 其次對移動(dòng)軌跡特點(diǎn)本身進(jìn)行提取與分析，建構(gòu)出系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)分析維度，從而在空間信息中抽取出更多有益的信息； 最后要嘗試尋找貫通不同教育場景的普適性指標(biāo)，借助學(xué)科間的同理通力合作，以充分發(fā)揮空間位置信息的教育價(jià)值。

3.關(guān)注使用體驗(yàn)，支持利益相關(guān)者參與

在學(xué)習(xí)分析中應(yīng)避免陷入“只見技術(shù)，不見學(xué)習(xí)”的工具理性（汪維富，等，2021），使其真正在教學(xué)實(shí)踐中展現(xiàn)價(jià)值，這意味著學(xué)習(xí)分析的結(jié)果，需要被利益相關(guān)者（研究者、學(xué)習(xí)者、教師和管理者）理解和使用。具體而言，一方面，要求從使用者視角看待學(xué)習(xí)分析的應(yīng)用，嘗試將所有利益相關(guān)者納入考量之中，尋找適切的分析方法，讓學(xué)習(xí)分析的結(jié)果與使用者的需求相符合（鄭隆威，等，2016），從目前研究來看，研究者和教師的使用受到較多關(guān)注，卻缺少從學(xué)習(xí)者和管理者視角的關(guān)照；另一方面，學(xué)習(xí)分析結(jié)果的“可見”和“可理解”是“可用”的前提，因此，如何將數(shù)據(jù)便捷、直觀地呈現(xiàn)給使用者，從而帶來良好的使用體驗(yàn)是研究關(guān)注的重點(diǎn)。因此，在數(shù)據(jù)的可視化以及用戶界面的設(shè)計(jì)等方面，仍需要研究者做更多探索。

4.融入多模態(tài)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)評價(jià)與支持系統(tǒng)智慧化

盡管空間位置信息具有其獨(dú)特優(yōu)勢，但它只能反映學(xué)習(xí)過程的一個(gè)方面，唯有與其他類型的數(shù)據(jù)相互配合，才能拼合出關(guān)于教育的全貌（Martinez-Maldonado，et al.，2013）。然而，多模態(tài)數(shù)據(jù)的整合不僅涉及到虛擬空間與物理空間的數(shù)據(jù)整合，也包括心理數(shù)據(jù)和生理數(shù)據(jù)的整合（穆肅，等，2021）。如何充分發(fā)揮不同類型數(shù)據(jù)的獨(dú)特優(yōu)勢，在不同類型的教學(xué)情境和應(yīng)用目標(biāo)下，適當(dāng)?shù)剡x用多模態(tài)數(shù)據(jù)，還需要更多的研究支持。此外，空間位置信息在反映教師空間教學(xué)策略及學(xué)生的交往、 合作學(xué)習(xí)上，雖表現(xiàn)出獨(dú)特價(jià)值，未來也需要進(jìn)一步證實(shí)和拓展空間位置信息的應(yīng)用價(jià)值。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)結(jié)合不同類型的數(shù)據(jù)，構(gòu)建出更為全面的教學(xué)評價(jià)與支持系統(tǒng)，為教學(xué)研究的開展、學(xué)習(xí)者學(xué)業(yè)預(yù)測與預(yù)警、教師的教學(xué)反思與專業(yè)發(fā)展、學(xué)習(xí)者的自我評價(jià)和學(xué)習(xí)調(diào)整，以及管理部門實(shí)現(xiàn)教育質(zhì)量監(jiān)測，提供切實(shí)依據(jù)，以服務(wù)于教育決策，助推個(gè)性化、高質(zhì)量的智慧教育的實(shí)現(xiàn)。

六、結(jié)語

從已有研究看，空間定位技術(shù)在學(xué)習(xí)分析中的潛力，已得到初步展現(xiàn)。將空間位置信息納入學(xué)習(xí)分析，能夠豐富對教育場域中教育教學(xué)和學(xué)習(xí)過程的理解。但要為教學(xué)帶來切實(shí)的改變，仍然面臨著提升技術(shù)實(shí)用性、場景適用性、數(shù)據(jù)安全性及驗(yàn)證有效性等方面的挑戰(zhàn)。未來，研究者還需在考慮不同利益相關(guān)者需求的前提下，整合不同學(xué)科力量，將空間位置信息有機(jī)納入多模態(tài)分析的體系之中，通過規(guī)?；难芯繉?shí)踐與反饋調(diào)整，為教與學(xué)的改善帶來具有實(shí)質(zhì)性的影響。