智慧校(xiào)園學生(shēng)畫(huà)像的(de)文( >"≤wén)獻綜述

——成都市太平寺西區小學課題組

通(tōng)過知(zhī)網搜索關鍵字“數(shù)字化(huà)評價”“數(shù)據賦能(n∏δ✘←éng)評價”“學生(shēng)畫(huà)像”“智慧校(xiào)園”等關鍵詞，發現(xiàn)2018年(nián)前相(xiàng)關文(wén)獻較少(shǎo¥↓÷)，但(dàn)呈逐年(nián)上(shàng)升趨勢，2020年(nián)後，研究發文(wén)數(shùβ™)明(míng)顯上(shàng)升。研究大(dà)部分(fēn)集中在高(gāo)校(™♣ ÷xiào)，初等教育的(de)研究較少(shǎo)。

1.學生(shēng)畫(huà)像概念的(de)✔×研究

學習(xí)者畫(huà)像的(de)這(zhè)個(gè)概念近↔✘(jìn)幾年(nián)才明(míng)确提了(le₩∏♦‌)出來(lái)，在商業(yè)和(hé)教育領域還(hái¥♦÷)沒有(yǒu)完全形成統一(yī)的(de)概念和(↓ε♥hé)定義，但(dàn)已經開(kāi)始 ♠λ有(yǒu)許多(duō)的(de)研究者對(duì)其γ₩概念進行(xíng)了(le)深入研究。

在國(guó)內(nèi)，陳海(hǎi)建等一(yī)些(xiē)人(rén)将傳統商業(y<αè)應用(yòng)領域的(de)移動用(yòng)戶學習 ∑→(xí)者畫(huà)像的(de)概念遷移到(dào)了(le)教育領域，認為(wèi)每一(yī)個(gè)學習(xí)者的(de)畫↔‌×(huà)像就(jiù)是(shì)對(duì)每一(yī)個(g≠®÷γè)學習(xí)者的(de)特征進行(xíβ©♣σng)了(le)抽象化(huà)的(de)客觀概括和(hé)具體γ♦(tǐ)描述。顧小(xiǎo)清等人(rén)的(de)觀點認為(wèi)±↔'©，畫(huà)像應該是(shì)對(duì)每一(yī)個(÷§©gè)學習(xí)者的(de)客觀抽象和(hεεé)描述，依賴于有(yǒu)效的(de)學習(xí≤φ§×)方法和(hé)行(xíng)為(wèi)分(fēn)析數(™♦¥←shù)據。李光(guāng)耀等研究者認為(wèi)，首先将在線的(de)學習(xí)§≥✘←行(xíng)為(wèi)碎片化(huà)的(de)<↓數(shù)據對(duì)學習(xí)者進行(xíng>​☆)分(fēn)析，形成了(le)碎片化(huà)的(de)行(xíng)ε "為(wèi)數(shù)據和(hé)學習(xí)者信息 §¶，這(zhè)些(xiē)碎片化(huà)信♣‌↔息都(dōu)反映了(le)在線的(de)個(gè)體(tǐ)各種的™≈"(de)特征，通(tōng)過不(bù)斷分(fēn)析∑±•₽和(hé)存儲這(zhè)些(xiē)特征碎片化(Ω×∑huà)的(de)信息，可(kě)以構建和(hé)形成對"€(duì)學習(xí)者的(de)各種特征信息模型和(₩¥∞hé)集合，形成的(de)模型和(hé)學習(xí)者肖像等信息的(de)集♦₹ε合就(jiù)是(shì)對(duì)學習α£☆(xí)者的(de)畫(huà)像。

在國(guó)外(wài)的(de)研究中，用(yòng) ≈Ω戶畫(huà)像通(tōng)常被翻譯成&↓'“User persona”，對(duì)應的(de)學習(xí)者畫(α∏βhuà)像通(tōng)常被翻譯成“Learne♥‌¶'r persona”，根據不(bù)同學者的(de)理(lǐ)解和(h™♠♣•é)研究，含義也(yě)各不(bù)相(xiàng)同。例如(rú<∑)，Cooper 等人(rén)認為(wèi)，學習≥®Ω'(xí)者的(de)畫(huà)像就(jiù)是(shì)把不€ ₩(bù)同的(de)學習(xí)群體(tǐ)根據他(tā)們自(z'®‍ì)身(shēn)具有(yǒu)的(de)相(xiàng)同特征進行(σ≠xíng)了(le)劃分(fēn)。Dinh 等人(rén)在對(dεσuì) Cooper 的(de)定義基礎上(shàng)，補充了('∞✘le)對(duì)學習(xí)者畫(huà)像的(de)基本定義，認為(w★→≤≥èi)學習(xí)者畫(huà)像指的(de)是(shì)÷Ω用(yòng)于描述虛拟學習(xí)群體(tǐ≠♣☆)的(de)在特定學習(xí)情境下(xià)的(de)共同行(x÷"íng)為(wèi)特征。Judy 等人(rén)認為(wèi)學習(x₹←‍∞í)者群體(tǐ)畫(huà)像是(shì)學習(xí)者基本信息的(d§αe)一(yī)個(gè)綜合體(tǐ)。

2.學習(xí)者畫(huà)像模型的(de)研究

學習(xí)者畫(huà)像模型是(shì)學習(xí)者畫(∞≠'huà)像構建的(de)前提和(hé)基礎，國(guó)內(nèi)外(wài↓®€)關于學習(xí)者模型規範，具有(yǒu)代§​©表性的(de)包括 CELTS-11、IMS-LIP、PAPI §<β等學習(xí)者模型規範，其中，CELTS-11'↑' 規範是(shì)最符合中國(guó)教學實際情況的(de)，從(‌÷cóng)個(gè)人(rén)信息、偏•¥★好(hǎo)信息、績效信息、學業(yè)信息等 8 個(g ♦≤è)方面獲取學生(shēng)的(de)特征信息，有(yǒu∞")助于各類學習(xí)系統獲取、共享和(hé)交換學生(₩∑§shēng)在學習(xí)活動中的(de)行(xínφ®♥g)為(wèi)表現(xiàn)數(shù)據。但♥÷φ(dàn)此規範缺少(shǎo)對(du​¥ì)學生(shēng)個(gè)性特征的(de)描述，如(rú)學∏≠生(shēng)的(de)知(zhī)識水(shuǐ)平、個(gè)人(←÷☆rén)情感等。無法準确表征學生(shēng)真實的(de)學習≈≥↔(xí)狀态。因此很(hěn)多(duō)專家(jiā)<↔™學者以此規範為(wèi)基礎，結合學生(sh✘ ≈ ēng)不(bù)可(kě)或缺的(de)≤★£個(gè)性特征信息構建學習(xí)者模型，為(wèi)學習(xí)者畫(hu​σà)像構建提供基礎，不(bù)同研究視(shì)角的(de)學習(xí)者σ§← 畫(huà)像模型相(xiàng)關研究如(rú)下(xià)表所示。

不(bù)同研究視(shì)角的(de)學習(x÷γ↕í)者畫(huà)像模型

通(tōng)過上(shàng)述分(fēn)析&™♦可(kě)知(zhī)，在學習(xí)者畫(hu®☆™à)像模型構建方面，大(dà)多(duō)數(shù)≥‌♠'研究者關注的(de)是(shì)學習(xí)¥♠←者智力因素方面的(de)特征信息，較少(shǎo)≤→£關注非智力因素方面的(de)特征信息，而且普遍存在缺乏對£ε©(duì)學習(xí)場(chǎng)景特性的(de)考慮，導緻®λ​✔所構建的(de)學習(xí)者模型不(bù)能(néng)夠表征學生(s'↕±​hēng)在不(bù)同學習(xí)場(chǎng)景中 ♥®&進行(xíng)學習(xí)活動時(sh₽↓​í)的(de)真實狀态。為(wèi)此，如(rú)何在學習"≈≈→(xí)者畫(huà)像模型構建時(shí)，采集學習(xí)行(xíγ§ng)為(wèi)數(shù)據，增加非☆₽≤↕智力因素方面的(de)特征信息，是(shì)學↑​習(xí)者畫(huà)像模型下(xià)一(yī<¶)步研究的(de)重點。

3.學習(xí)者畫(huà)像構建及應用(yòng)€×€的(de)研究

随著(zhe)智能(néng)技(jì)術(shù)的(de)不(↔→σ bù)斷發展，國(guó)內(nèi)外(wài)已有€€→(yǒu)衆多(duō)學者在學習(xí)者畫(huà)像構建與應₩>用(yòng)方面進行(xíng)了(le)深入研究←$φ。Yu 等人(rén)利用(yòng)多(duō)元線性回歸分(fēn)♦$♠析探究某一(yī)因素的(de)多(duō)個(gè)變量，找出影(yǐn® ±→g)響學習(xí)者表現(xiàn)的(de)因素。Sc€π πhroeder 等人(rén)采用(yòng) K-means 聚π☆$類算(suàn)法，構建了(le)基于參與者學習(xí)遷移測試分(fēn)≠★δ數(shù)的(de)群體(tǐ)學習(xí)者畫(huà)像，并φγ基于此研究分(fēn)數(shù)的(de)$★∞影(yǐng)響程度。Piech 等人(rén)使用(yòng) ✘$RNN 算(suàn)法預測學習(xí)者的(de)認知(zhī©✘)水(shuǐ)平，進而挖掘學習(xí)₹'者畫(huà)像。武法提等人(rén)提出了(lδ★e)包含基本信息、學習(xí)風(fēng)格、認知(zhī)水(shu¶÷ǐ)平、興趣偏好(hǎo)、情感狀态和(hé)社會(huìφ>§)網絡 6 個(gè)維度的(de)學習(₩αxí)者特征模型，采用(yòng)頻(pín)繁序列挖掘算₽₽ ∑(suàn)法對(duì)場(chǎng)景感知(zhī)進¶ ↕ 行(xíng)建模計(jì)算(suàn ≤↕)，計(jì)算(suàn)出在不(bù)同場(chǎn©φ‍÷g)景下(xià)學習(xí)者的(de)特征'$×值，進而構建了(le)基于場(chǎng)景感知(zhī)融合學習(xí)≥•者特征的(de)個(gè)性化(huà)學習(xí)者模型。唐烨偉等≥£人(rén)使用(yòng)了(le) SVM 聚類算(suàn)法對(duì♦≤ )學習(xí)者的(de)八個(gè)行(φ≠ ±xíng)為(wèi)特征進行(xíng)篩選，構建了(le)基于學≤÷↑習(xí)過程大(dà)數(shù)據的(✔ de)學習(xí)者畫(huà)像。趙玲朗等人(rén)從♥¶(cóng)數(shù)據采集、畫(huà)像模型♠♦構建、畫(huà)像生(shēng)成、畫(huà)像應用(yòn≈Ω©g)等方面提出了(le)基于知(zhī)識圖譜的(de)學習(xí)者畫<×÷(huà)像構建方法。肖君等人(rén)從(cóng)畫(huà)像構建←↑↔ 目标、數(shù)據收集、标簽分(fēn)析、畫(huà)像服務輸σ€α出等方面提出了(le)開(kāi)放(fàng)學習(xí)者畫(huà)像₩$構建方法。餘明(míng)華等人(rén)利用(yòα↕σ​ng)因子(zǐ)分(fēn)析和(hé)聚類↕•分(fēn)析的(de)方法，從(cóng)畫(huà)像構建目标、數(shù∑↑π♥)據采集與預處理(lǐ)、畫(huà)像構建、畫(huà←÷)像輸出四個(gè)方面，提出了(le)學生σ∏ε(shēng)畫(huà)像構建方法。

近(jìn)年(nián)來(lái)，學習(xí)者畫(huà)→‌像的(de)應用(yòng)被學界廣泛關注。學習(xí)者畫(huà)®≥δ像可(kě)以根據學習(xí)者不(bù)同維度的(de)特征來(lái)劃€→ ↓分(fēn)學習(xí)者群體(tǐ)，實現(xiàn)針對(÷β÷©duì)不(bù)同群體(tǐ)給予不(bù)同服務支持，能(néng)夠讓教£ 師(shī)生(shēng)動直觀的(de)了(le)解群體(tǐ)♠ δ學習(xí)者和(hé)個(gè)體(tǐ☆$)學習(xí)者的(de)學習(xí)過程和(hé)學習(xí≥₹₽∞)狀态，幫助教師(shī)為(wèi)學習(xí)者提供個(gè✔✔)性化(huà)的(de)指導與支持。基于學∞₹習(xí)者畫(huà)像，系統平台等能(néng)為(wèi)學習(x↔£✔í)者設計(jì)學習(xí)路(lù)徑、推薦個(α  gè)性化(huà)學習(xí)資源和(h★•é)提供個(gè)性化(huà)學習(xí)指導。Tzouveli 等開(kāi)發了(lδ₽‌→e)一(yī)種電(diàn)子(zǐ)學習(xí)應用(yòng)≥>程序，根據學習(xí)者畫(huà)像、使用(>'¶ yòng)曆史和(hé)學習(xí)需求，推™™薦個(gè)性化(huà)學習(xí)資源。Park 等設計(jìγ )了(le)個(gè)性化(huà)學習(xí)系統，将 ICT✘γ‍€ 技(jì)術(shù)與個(gè)性化(huà)指導÷α✔相(xiàng)結合，實時(shí)跟蹤↕ δ學習(xí)者，根據學習(xí)者畫(hu§€βà)像提供學習(xí)資料和(hé)個(gè)性化(huà↑"♦)指導。王莉莉等人(rén)從(cóng)學習(xí)數(shù)據獲取、學λ>↕♠習(xí)者畫(huà)像構建、個(gè)π₩γ性化(huà)課程推薦等方面提出了(le)一(yī)種基于學習(xí)者畫(h ↓≥£uà)像的(de)個(gè)性化(huà)課程推薦方™✔法。肖君等人(rén)認為(wèi)學習(xí)者畫(hu£>•☆à)像以學習(xí)分(fēn)析技(jì)術(shù)™≥ 為(wèi)基礎，對(duì)教育大(dà)數(shù)據進行(x±≤íng)标簽化(huà)，能(néng)夠為(wèi)學習(xí)者提供&☆♠個(gè)性學習(xí)服務，從(cóng)而提升學習(xí)者的(de)Ω<™α學習(xí)體(tǐ)驗。

4.學習(xí)者畫(huà)像可(kě)視(sh<₽ì)化(huà)的(de)研究

學習(xí)者畫(huà)像可(kě)視(shì)化(h±&≤&uà)是(shì)指學習(xí)者學習(xí)數(shù)據以圖形↔Ω、圖表、圖像的(de)方式可(kě)視(shì)化(huà≠ε)展示，學習(xí)者畫(huà)像可(kě♠€‌ )視(shì)化(huà)能(néng)"€★夠幫助教師(shī)和(hé)學生(shēng)以更加直觀γ€&≤的(de)方式開(kāi)到(dào)學習(xí)數(shù)據及其內(•♥∞₽nèi)在結構關系，為(wèi)教師(shī)智慧教、學★ φ生(shēng)個(gè)性學提供依據。

Liu 等人(rén)提出了(le)基于 shapelet 算(suàn)法來φ ¶(lái)識别學習(xí)活動中的(de)時(shí)間(ji•↕™ān)序列信息，并對(duì)信息進行(xíng)跟蹤，将學習(xí✔★)者知(zhī)識與能(néng)力掌握情>>況與學習(xí)者個(gè)人(rén)畫(huà)像數(shù)據動态關聯↓¥↓≥。Saptorshi 等人(rén)提出了(le)一(yī)種從(cón​≥φg)時(shí)間(jiān)序列數(shù)據構造自 ¥"π(zì)然可(kě)見(jiàn)性圖的(π•de)高(gāo)效非遞歸算(suàn)法，并将時(shí)間(jiānσα&©)數(shù)據同步處理(lǐ)，用(yòn€$×g)以提升學習(xí)者畫(huà)像可(kě)視(shì)化(huà)的¶∞(de)精準性。Choudhary 等人(rén)利用(yòng$☆₹♥) Visibility Graph 算(suàΩγπn)法将學習(xí)者知(zhī)識能(néng)力數(shù)據流轉化(hφ‌>uà)為(wèi)網絡圖，并以動态的(de)方式實時(shí)呈現(xiεΩàn)，以便直觀展示學習(xí)者的(de)知(zhī)識與能(néng♠≥ )力情況。姜強等人(rén)從(cóng)社會(huì)比較理(l♠ ₹≤ǐ)論的(de)視(shì)角出發，認為(wèi)學習(xí)者π±模型可(kě)視(shì)化(huà)不(bù)僅能(néng)夠對(du쀱 ∑)學習(xí)者個(gè)體(tǐ)進行(xí♥ •∏ng)自(zì)我改進與強化(huà)，而且還(hái)能(néng)夠‍↓幫助學習(xí)同伴內(nèi)化(huà)知(zhī)識，進而提‌γ®高(gāo)學習(xí)績效。餘明(míng)華等人(rén)認為(wèi)↕↕"$，需要(yào)利用(yòng)圖像、圖表、圖形等可(k ¶✔ě)視(shì)化(huà)技(jì)術(shù)，将學習(xí)者£‍≠群體(tǐ)畫(huà)像與學習(xí)者個(gè)體(tǐ)畫(hu‍→∑à)像直觀呈現(xiàn)。肖君等人(rén)提出了(le)根據學習(xí)者>®®畫(huà)像标簽分(fēn)析結果的(de)畫(huà)像可(kě)視(γΩ®βshì)化(huà)方法，學習(xí)者特♥♦征信息将由儀表盤可(kě)視(shì)化(huà)呈現(xiàn§​ε≠)，學習(xí)支持信息将以預警服務的(de)圖示可(kě)視(sh$Ωì)化(huà)呈現(xiàn)。孫發勤等人(rén)&¶Ω通(tōng)過機(jī)器(qì)學習(xí)對(duì)在線學習(xí)行®∞(xíng)為(wèi)數(shù)據進行(xíng)挖掘，以畫(huà)像标↓∑♣簽圖的(de)形式呈現(xiàn)了(le)基于學習(xγ₹"í)分(fēn)析的(de)在線學習(xí)©₩‌用(yòng)戶畫(huà)像。

綜上(shàng)所述，随著(zhe)技(jì)術(shù)的(de)進步和(hΩ'é)學習(xí)分(fēn)析領域的(de)持續γ 發展，學生(shēng)學習(xí)活動形式更加多(duō)樣、數(☆∑shù)據種類更加豐富，需要(yào)更準确、全面、叠代優化(huà)的(deβ♣)學生(shēng)畫(huà)像與評價分(fēn)析，下(xià)面幾點有(yǒu)待進一(yī)步研究：

（1）學生(shēng)學習(xí)數(shù)據采‍δ£♥集維度要(yào)多(duō)元。現(xiàn)在對(duì)學生(shēng)數​β(shù)據的(de)采集，大(dà)都(dōu)基∑♦​÷于學科(kē)的(de)測試、練習(xí)、作(zuò)業(yè)等☆€數(shù)據和(hé)學生(shēng)的(d∑¶e)學籍、健康指标等基本信息，而學生(shēng)學習±↕€₩(xí)行(xíng)為(wèi)、深度學習(xí)表現(xiàn)Ω ¶∑、研究性以及實踐性學習(xí)、德育等方面數(shù€∑>₽)據采集依然較少(shǎo)。

（2）需要(yào)構建符合多(duō)空(kōng)間(jiān)α$ ×數(shù)據特征的(de)綜合素質評價♣↕β∏框架。采集的(de)數(shù)據具有(yǒu)多(duō)模态特征包括視(sβ≤hì)頻(pín)、語音(yīn)、文(wén)字和(hé)圖片等，亟需歸一(♦±♥¥yī)化(huà)标準和(hé)通(tōng)用(yòng)的(de)評™✔λ¥價框架，用(yòng)于彙聚來(lái)自(zì) ¥★ 不(bù)同場(chǎng)景、不(bù)同模态的(d♦<¶‍e)學習(xí)評價數(shù)據。

（3）需突破表感、認知(zhī)、動機(jī)和(hé)社交評價方面的(de)✘​φ≥關鍵技(jì)術(shù)。以往的(de)評價大(dà)多 σ(duō)采用(yòng)填報(bào)與統計✘&(jì)方式，側重知(zhī)識掌握情況，重結↓α∏果、輕過程。數(shù)據驅動下(xià)的₹↔ε(de)精準評價，必須在情感、認知(zhī)、動機(jī)等關鍵技(≤♣jì)術(shù)方面有(yǒu)所突破，通(tōng)過采集文(w←♣'¥én)字、語音(yīn)、圖像、視(shì)頻(pín)等包括認知(zh♥≤≈ī)、情感、注意力等的(de)多(duō)模态數(shù)據，利用(©®'yòng)自(zì)然語言處理(lǐ)、σ♥圖像識别、情感計(jì)算(suàn)等深度學習(xí)技(jì)術(s↑™±®hù)和(hé)統計(jì)建模方法分('™∑fēn)析學習(xí)者的(de)學習(xí)過程、學習(xí)內(nè≈₩i)容、知(zhī)識遷移、情感獲得(de)、交流互動等，進 §行(xíng)全面、精準 、多(duō)維度評價與反饋。

（4）需引進或研發數(shù)據驅動的(de)學習(xí)評價平台。為(wè​∏δi)教育大(dà)數(shù)據的(de)彙集融合、海(hǎi∞®)量存儲、高(gāo)效計(jì)算(suàn)、深入分(fēn)析挖掘以及≠≥教育應用(yòng)的(de)開(kāi)發與運行(xíng)提供基礎支持。基£‌Ω于學校(xiào)現(xiàn)狀，在已有(yǒu)平台基礎上(shàng)，γΩ↕∏需要(yào)進一(yī)步研究如(rú)何做(zuò)到(dào)人(r♦​π"én)機(jī)協同采集并分(fēn)析評價學生(sh♠∏€ēng)學習(xí)過程。

（5）基于學生(shēng)畫(huà)像的(de)學情建模與預警幹預還(hái)有÷₩÷(yǒu)待落地(dì)研究。基于學生(shēng)畫(huà)像的(de)應用(yòng)，多(• π≠duō)是(shì)集中于某一(yī)維度的(de)預測，或≤©者規律的(de)發現(xiàn)，集中高(gāo)校(xiào)。小(xiǎo)學階段基于學生(shēng)畫(huà)像的(de)學情預警和(hé)幹預的(de)♠γ"研究還(hái)有(yǒu)待補充。