唐小燕 張承江 郭永洪

(常州信息職業(yè)技術(shù)學院 江蘇常州 213164)

0 引言

中國特色高水平高職學校和專業(yè)建設(shè)計劃(“雙高計劃”)將廣泛應(yīng)用線上線下混合教學,促進自主、泛在、個性化學習作為提升高等職業(yè)教育信息化水平的重要內(nèi)容[1]。個性化學習是指以反映學生個性差異為基礎(chǔ)、以促進學生個性發(fā)展為目標的學習范式[2]。該概念最早在二十世紀初提出,與其他一般的學習模式相比,個性化學習的理念強調(diào)最大程度地尊重和關(guān)注學生的個性差異,根據(jù)學生的個性特征和發(fā)展?jié)撃懿扇∏‘數(shù)姆椒ā⒉呗?、?nèi)容、過程和評價等,讓學生有更多獨立思考、獨立實踐的學習機會,提升素質(zhì)并發(fā)揮潛能。

個性化學習的實現(xiàn),需借助大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)從海量學習數(shù)據(jù)中挖掘?qū)W生的特征和變化規(guī)律,通過個性化學情分析分辨隱含的關(guān)聯(lián)關(guān)系,從而準確地預(yù)測學習路徑及其發(fā)展趨勢,為學生提供具有針對性的學習資源推薦以及學習引導(dǎo),定制適合其自身發(fā)展的學習方法和策略,讓學生得到更好的個性化發(fā)展。國家級職業(yè)教育專業(yè)教學資源庫是教育部“職業(yè)教育專業(yè)能力建設(shè)專項”支持的教育信息化重點項目,是推動信息技術(shù)在職業(yè)教育專業(yè)教學領(lǐng)域綜合應(yīng)用的重要手段[3]。高職教學資源庫為建立開放、高效的新型教學模式提供了更多的手段和方法,其內(nèi)涵豐富、形式多樣、形象生動、多維延伸、易于更新、智能交互,為以學生為主體的求知與技能訓(xùn)練相融合的、主動式、啟發(fā)式、協(xié)作式、探索型和自主型相結(jié)合的智慧學習提供了必要的基礎(chǔ)條件。高職教學資源庫擁有大量的學習行為數(shù)據(jù),以此作為數(shù)據(jù)集,可以利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)進行提取、加工、處理、歸納,整理成學習行為特征數(shù)據(jù),形成分類知識庫,從而指導(dǎo)學生的個性化學習。

1 高職教學資源庫建設(shè)的意義

1.1 對高職教育的支撐作用明顯

高職教學資源庫是高質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)教學的核心支撐,是提升網(wǎng)絡(luò)教學水平的關(guān)鍵,引導(dǎo)著網(wǎng)絡(luò)教學的深入發(fā)展和未來走向。職業(yè)教育專業(yè)教學資源庫自2010年正式啟動建設(shè)以來,已立項建設(shè)國家級資源庫203個,覆蓋所有專業(yè)大類,參建院校1 314所,建成標準化課程7 069門,惠及1 734萬學生,帶動了一批省級、校級資源庫建設(shè)[4]。日趨豐富且使用規(guī)模龐大的高職教學資源庫促進了高效課堂的建設(shè),實現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)資源的跨地區(qū)共享,對高職教育的支撐作用明顯。特別是“雙高”建設(shè)院校在資源庫智能化方面投入了大量的人力、物力,有效改善了教學方法,促進了人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升。

1.2 滿足日益增長的在線學習需求

高職教學資源庫發(fā)展迅猛,在彰顯職業(yè)教育類型特色、開展線上學習中發(fā)揮著重要作用。以“智慧職教”平臺為例,截至2021年底,平臺共開放國家級資源庫161個,省、校級資源庫677個,課程1.1萬余門,資源380萬余條,線上學習人次達到3 990萬[5],滿足了學生日益增長的在線學習需求。

1.3 推動高等職業(yè)教育教學改革

高職教學資源庫通過加強設(shè)計、更新內(nèi)容、優(yōu)化運行機制等可以為學生提供更加個性化的學習環(huán)境、學習內(nèi)容和學習方式,為實施高等職業(yè)教育教學改革提供了基礎(chǔ)平臺和技術(shù)支撐。

1.4 滿足個性化學習需求

隨著社會的發(fā)展和進步,新型互聯(lián)網(wǎng)思維對高職院校教育教學模式的改革和創(chuàng)新起到了積極的推動作用,以互聯(lián)網(wǎng)為載體的新型學習模式和學習手段深受學生青睞。線上學習具有受眾廣泛、生源多元的特點,不同個體對知識、技能和素養(yǎng)提升的要求不盡相同,但線上學習中師生之間缺少面對面溝通,個性化學習很難真正實現(xiàn)。高職教學資源庫借助大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等技術(shù),分析、獲取學生的個性化特征,幫助教師有針對性地提出指導(dǎo)方案,可以滿足學生的個性化學習需求[6]。

2 高職教學資源庫對個性化學習支持存在的不足

2.1 教學資源庫在設(shè)計理念上對個性化學習支持不足

目前高職教學資源庫主要面向規(guī)模化教育,旨在為學生提供優(yōu)質(zhì)數(shù)字資源和在線應(yīng)用服務(wù)[7]。在這種設(shè)計理念下,高職教學資源庫是一種單一地向?qū)W生提供教學資源的普適性平臺,是傳統(tǒng)教學模式的輔助手段,缺乏個性化的課程資源,對課堂教學組織形式的創(chuàng)新不足,師生互動方式有限,缺少對學生自主學習的引導(dǎo),導(dǎo)致高職資源庫對學生個性化學習的支持不足。

2.2 教學資源庫在數(shù)據(jù)處理上對個性化學習支持不足

線上學習中,師生時空分離,交互空間虛擬化,具有與傳統(tǒng)線下學習不一樣的特征。學生在使用教學資源庫時,由于知識水平、學習風格、動機和目標等的不同,學習行為模式也不同,會產(chǎn)生不同的交互行為數(shù)據(jù)。但高職教學資源庫通常記錄的是一些粗粒度的、離散的終極數(shù)據(jù),缺少行為過程數(shù)據(jù)的記錄,如在編程類課程學習中,學生可能提交多次代碼進行調(diào)試,但系統(tǒng)只記錄最后一次提交的結(jié)果。高職教學資源庫對個性化學習所需的全方位數(shù)據(jù)支持存在不足,對教學進程的控制和調(diào)整支持不足。此外,高職教學資源庫中的資源信息在上傳發(fā)布過程中沒有詳細的信息標注,資源之間的并列、包含等屬性交代不清,導(dǎo)致個性化學生畫像、學習行為預(yù)測、學習評估、學習反饋與建議、教育決策等缺少數(shù)據(jù)依據(jù),一定程度上制約了個性化學習的開展。

2.3 教學資源庫在系統(tǒng)功能上對個性化學習支持不足

目前,高職教學資源庫擁有海量資源,但沒有被科學地收集、處理,資源庫中沒有提供功能完整的模塊或工具對海量數(shù)據(jù)進行分析挖掘。當前許多功能還停留在純數(shù)字分析層面,如計算學習進度百分比,統(tǒng)計登錄次數(shù)、發(fā)帖次數(shù)、回復(fù)次數(shù)、測試分數(shù)等,對體現(xiàn)學生內(nèi)隱學習態(tài)度和感受的分析較少,如分析挖掘?qū)W生的學習意愿、心理狀態(tài)、評價態(tài)度、實際認知水平等,致使大量數(shù)據(jù)無法得到充分利用,教師不能及時、全面、深入地了解學生的學習情況,無法進行個性化引導(dǎo)。

3 高職教學資源庫學習行為大數(shù)據(jù)分析對個性化學習的支持

3.1 基于學習行為大數(shù)據(jù)分析提升個性化學習效果的可行性

在高職教學資源庫的建設(shè)與使用中,教師與系統(tǒng)開發(fā)者不斷探索提高網(wǎng)絡(luò)教學質(zhì)量的途徑,致力于建設(shè)優(yōu)質(zhì)的智能學習平臺,積累了許多經(jīng)驗,對學習行為大數(shù)據(jù)與個性化學習效果內(nèi)在聯(lián)系的認識逐步加深,在改善師生交流、加強協(xié)作學習等方面取得了許多成效。近年來,數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)、機器學習與大數(shù)據(jù)分析以及可視化技術(shù)的快速發(fā)展,為學習行為數(shù)據(jù)的采集、清洗、轉(zhuǎn)換、篩選、儲存、標記、定量和定性分析以及多維展示提供了有力的支持。因此,可以依據(jù)大數(shù)據(jù)分析結(jié)果,基于教師的經(jīng)驗和學生的意見,建立“學習行為特征—學習引導(dǎo)”數(shù)據(jù)模型,分析學生的風格、預(yù)測學生行為[8],對學生進行啟發(fā)式引導(dǎo),提供個性化學習建議,定制推送學習資源,不斷改善教學資源庫的個性化學習支持功能。

3.2 基于學習行為大數(shù)據(jù)分析提升個性化學習效果

1) 高職教學資源庫學習行為大數(shù)據(jù)的特征。高職教學資源庫具有清晰的業(yè)務(wù)邏輯流程和數(shù)據(jù)流程,對學生的訪問過程可以進行完整的記錄,能夠獲取的個體學習行為數(shù)據(jù)包括:學生ID、登錄時間、學習時長、學習資源ID、學習資源類型、閱讀延伸標記、習題選擇、測試或考核成績、課堂發(fā)言、建議等。學習行為數(shù)據(jù)按存儲方式可分為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù);按時間特性可分為流數(shù)據(jù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)。學習行為數(shù)據(jù)可以在某種程度反映學生的習慣學習時段、學習進度、學習偏好、期望目標、關(guān)注要點、關(guān)聯(lián)知識、解題能力、應(yīng)用能力、理解深度等特征。高職教學資源庫既可以按照一定的策略對學習行為數(shù)據(jù)全集或子集進行選取及匯總,形成特征參考值,作為長期資料保存并以此構(gòu)建知識庫,也可以對個體數(shù)據(jù)進行動態(tài)性或階段性提取并分析對比,從而歸納學生的個性特征參考值。

2) 個性化學習支持路徑構(gòu)建。個性化學習支持的首要環(huán)節(jié)是分析學生的特征,進而準確判斷其個性化學習需求。學習行為特征數(shù)據(jù)包括學生ID、性別、訪問時間、學習資源ID、知識類型、媒體類型、實踐操作程度等,基本數(shù)據(jù)單元為學習時長。通過學習行為數(shù)據(jù)處理技術(shù),如機器學習的分類、聚類、Web挖掘等大數(shù)據(jù)分析技術(shù)以及可視化技術(shù),對學習行為原始數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)清理、相關(guān)性分析、標記、數(shù)據(jù)變換與規(guī)約、泛化等預(yù)處理,構(gòu)建二維表和數(shù)據(jù)倉庫,形成學習行為訓(xùn)練數(shù)據(jù)集,深入挖掘、分析學生行為,構(gòu)建個性化畫像。然后運用恰當?shù)姆诸惡途垲愃惴?構(gòu)造分類器,處理學習行為訓(xùn)練數(shù)據(jù)集。再用隨機獲取的檢驗數(shù)據(jù)集對分類器進行評估并加以修正,有效識別學生的個性畫像特征,進行智能化分析和整理,從而提高個性化學習指導(dǎo)的準確性。

根據(jù)特定的學習行為特征統(tǒng)計分析結(jié)果,建立學習行為特征知識庫。設(shè)計個性化學習資源推薦策略并構(gòu)造支持引擎,該引擎可自動觸發(fā),運用分類器對個體學習行為數(shù)據(jù)進行評估,得出學生的類別特征,依據(jù)分類結(jié)果可以向?qū)W生定時推薦學習方案及學習資源。

3) 個性化學習支持實踐。以常州信息職業(yè)技術(shù)學院構(gòu)建的“高等職業(yè)教育軟件技術(shù)專業(yè)教學資源庫”中的歷史學習行為數(shù)據(jù)集為研究對象,采用描述與預(yù)測相結(jié)合的方法,運用例證法、對比法和實驗法,在不同的數(shù)據(jù)抽象層,尋找學生的群體共性并進行分類;再以此為參照,比對學生的突出特性并進行歸類,依此預(yù)測學習行為,并自動提供個性化支持。

4 高職教學資源庫提升個性化學習效果的策略

4.1 設(shè)計理念上強化對個性化學習的支持

高職教學資源庫在設(shè)計理念上要充分遵循“以數(shù)據(jù)為中心”的思維模式,通過優(yōu)化頂層設(shè)計、數(shù)據(jù)規(guī)劃和業(yè)務(wù)流程,引導(dǎo)教師主動更新教學理念、思維方式和工作方法,改變傳統(tǒng)教學中依靠感覺、直覺進行教學決策的思維模式,通過客觀的數(shù)據(jù)分析、嚴密細致的邏輯推理識別影響學生學習的因素,根據(jù)學生個性化學習需求及時調(diào)整教學策略[9]。

4.2 數(shù)據(jù)處理上做好學習行為過程記錄

目前高職教學資源庫對個性化學習行為數(shù)據(jù)的收集還不夠過程化,對數(shù)據(jù)的解釋還停留在形式化的層面。高職教學資源庫應(yīng)圍繞數(shù)據(jù)處理的全流程,不斷完善學習數(shù)據(jù)的記錄與處理,做好學習行為數(shù)據(jù)的全過程記錄,形成核心數(shù)據(jù)字典、數(shù)據(jù)標準、接口規(guī)范,以得到全面、準確、細粒度、多維度的交互數(shù)據(jù),快速形成數(shù)據(jù)服務(wù)能力,提供個性化學習智能化決策支持。

4.3 系統(tǒng)功能上實現(xiàn)對個性化學習的支持

在移動互聯(lián)時代,學生使用學習終端的多樣化給高職教學資源庫的個性化學習支持服務(wù)提出了新的功能需求。教學資源庫應(yīng)支持學生合理地調(diào)整和設(shè)置媒體格式、顯示方式、設(shè)備分辨率等不同參數(shù),構(gòu)建“人人皆學、處處能學、時時可學”的移動學習新模式,促進差異化、個性化的泛在學習。此外,未來高職教學資源庫的建設(shè)應(yīng)依托數(shù)理統(tǒng)計、數(shù)據(jù)挖掘、人工智能、知識圖譜等技術(shù)手段,基于差異化的專業(yè)能力、認知水平、興趣愛好等因素,提供智能化的學習工具,實現(xiàn)宏觀、中觀和微觀層面的統(tǒng)計分析和研判預(yù)測,及時做出預(yù)警及引導(dǎo),針對不同學生制訂個性化學習策略,提升用戶體驗。

4.4 加大教學資源庫與其他網(wǎng)絡(luò)學習平臺的對接力度

高職教學資源庫的建設(shè)還應(yīng)考慮與校內(nèi)外其他網(wǎng)絡(luò)學習平臺進行數(shù)據(jù)共享、整合。打通組織壁壘,連通數(shù)據(jù)孤島,加大數(shù)據(jù)的對接力度,從整體、全域的角度審視、利用數(shù)據(jù);對數(shù)據(jù)進行歸集整合、清洗加工、存儲共享處理,制訂數(shù)據(jù)資源歸集、治理、共享、應(yīng)用、安全等技術(shù)標準、流程及管理辦法,為后續(xù)更精準、智能化的數(shù)據(jù)應(yīng)用提供基礎(chǔ)支撐。

5 結(jié)束語

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)教學發(fā)揮著越來越重要的作用,學生對網(wǎng)絡(luò)教學資源質(zhì)量的期待也越來越高。動態(tài)智能的個性化學習支持能促進學習質(zhì)量的提升。今后將不斷收集并分析高職教學資源庫中反映學生內(nèi)隱學習態(tài)度和感受的數(shù)據(jù)記錄,加強學習行為的形式化理解,不斷提高個性化學習行為數(shù)據(jù)的分析與挖掘技術(shù),進一步提升學生的個性化學習效果。