摘要
北京師范大學(xué)《基礎(chǔ)教育教師在線教育教學(xué)能力提升培訓(xùn)公益項(xiàng)目》直播，本期主題是《在線學(xué)習(xí)的學(xué)情數(shù)據(jù)分析》，主講老師武法提，理學(xué)博士，教授，博士生導(dǎo)師?，F(xiàn)任北京師范大學(xué)教育技術(shù)學(xué)院院長，數(shù)字學(xué)習(xí)與教育公共服務(wù)教育部工程研究中心主任，中國人工智能學(xué)會(huì)智能教育（AIE）專業(yè)委員會(huì)副理事長。
老師們，大家好！
疫情爆發(fā)以來，學(xué)校沒有辦法復(fù)課，很多學(xué)校不得不采用在線教學(xué)的方式。在線教學(xué)中有一個(gè)很重要的問題就是關(guān)于學(xué)情數(shù)據(jù)分析的問題。
什么是學(xué)情數(shù)據(jù)分析？學(xué)情數(shù)據(jù)分析里面的數(shù)據(jù)包含哪些內(nèi)容？學(xué)情分析又包含哪些內(nèi)容？我們今天就這三個(gè)問題和大家一起來討論。
什么是學(xué)情數(shù)據(jù)分析？
大家知道，在線教學(xué)是時(shí)空隔離的教學(xué)，老師看不到學(xué)生，但更大的問題是老師看不清學(xué)生，也就是無法了解學(xué)生的情況。因此，在線教學(xué)的有效性在一定程度上取決于老師能夠在多大程度上了解學(xué)生的在線學(xué)習(xí)情況。
學(xué)情數(shù)據(jù)分析工具就是幫助老師看清學(xué)生的幫手。它能夠?qū)W(xué)生進(jìn)行數(shù)字畫像，是老師透視學(xué)情的CT機(jī)。
如果給學(xué)情數(shù)據(jù)分析進(jìn)行定義，可以說：學(xué)情數(shù)據(jù)分析是對在線教學(xué)平臺(tái)記錄的學(xué)生學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)和結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析和深度挖掘，對分析結(jié)果進(jìn)行可視化呈現(xiàn)，從而直觀地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)、學(xué)習(xí)投入、學(xué)習(xí)進(jìn)度、學(xué)習(xí)效果等數(shù)據(jù)。為教師做出教學(xué)改進(jìn)，開展教學(xué)干預(yù)和教學(xué)決策而提供參考。
在傳統(tǒng)課堂面授時(shí)也會(huì)說學(xué)情分析。課堂教學(xué)中，老師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容來做教學(xué)準(zhǔn)備。在課前，老師會(huì)了解學(xué)生、準(zhǔn)備學(xué)習(xí)內(nèi)容。在課上，老師把學(xué)習(xí)內(nèi)容呈現(xiàn)給學(xué)生，學(xué)生接受老師傳遞來的教學(xué)信息，面對老師的提問做出反應(yīng)。老師可能給學(xué)生練習(xí)題目，所有學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)，做題的結(jié)果，我們統(tǒng)稱為學(xué)生的反應(yīng)。這時(shí)，老師在課堂上對學(xué)生的反應(yīng)進(jìn)行判斷和評價(jià)，了解學(xué)生學(xué)得如何，然后反饋給學(xué)生，這是傳統(tǒng)教學(xué)的過程。
在這種面授過程中，學(xué)生是否預(yù)習(xí)？提前布置的學(xué)習(xí)材料是不是看過了？學(xué)生對前置的知識掌握的如何？這是在教學(xué)準(zhǔn)備階段或者是一堂課剛開始的時(shí)候老師了解學(xué)習(xí)的方式。
在知識呈現(xiàn)階段，老師會(huì)在授課中不斷地通過提問，通過觀察小組的討論，通過即時(shí)練習(xí)了解學(xué)生是不是掌握知識。通過這種方式對學(xué)生進(jìn)行判斷和評價(jià)，是老師在課堂面授時(shí)了解學(xué)情的方式。
學(xué)情數(shù)據(jù)包含哪些內(nèi)容？
從課堂面授轉(zhuǎn)向在線教學(xué)，教學(xué)平臺(tái)會(huì)為老師提供哪些學(xué)情數(shù)據(jù)呢？
因?yàn)槔蠋熆床坏綄W(xué)生。這時(shí)在線教學(xué)平臺(tái)一般包含：課表安排、教學(xué)日歷、備課、教案管理、互動(dòng)課堂、課件點(diǎn)播、電子教材、微課、即時(shí)評測、作業(yè)、考試、答疑、資源下載、學(xué)生列表，以及學(xué)情分析功能。
學(xué)情數(shù)據(jù)一般包括兩種類型，一種是學(xué)習(xí)過程中由于學(xué)生參與教學(xué)過程產(chǎn)生的行為數(shù)據(jù)，另一種是學(xué)生學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的結(jié)果數(shù)據(jù)。
學(xué)習(xí)過程中所產(chǎn)生的行為數(shù)據(jù)包括：學(xué)習(xí)資源使用的數(shù)據(jù)，老師上載的資料、微課數(shù)據(jù)，在使用這些數(shù)據(jù)過程中進(jìn)行討論、答疑這些數(shù)據(jù)都會(huì)被記錄下來；學(xué)生行為投入的數(shù)據(jù)，比如在平臺(tái)上待了多長時(shí)間，做了多少次作業(yè)，答疑多少次，看了多長時(shí)間的微課；師生進(jìn)行在線教學(xué)互動(dòng)的數(shù)據(jù)，比如說多少學(xué)生電子舉手多少次、回答問題多少次、討論多少次等。
學(xué)習(xí)結(jié)果的數(shù)據(jù)包括，課堂即時(shí)評測的數(shù)據(jù)、作業(yè)與考試數(shù)據(jù)。
先來分析學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)。學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)里面首先是學(xué)習(xí)資源使用的數(shù)據(jù)。比如語文必修課《沁園春·長沙》，老師為學(xué)生推薦了學(xué)習(xí)資源、相關(guān)微課資源。學(xué)生在使用微課等資源過程中，可能會(huì)做討論和提問。平臺(tái)就會(huì)把學(xué)生使用這些資源過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)記錄下來。
比如熱門資源榜，就是老師推薦給學(xué)生的資源哪些是最受學(xué)生歡迎的。每一種資源的點(diǎn)擊量是多少，學(xué)生觀看視頻的時(shí)長是多少，都可以記錄下來。
具體到學(xué)生使用微課時(shí)，學(xué)生在觀看過程中產(chǎn)生暫停、回放等行為，比如這個(gè)學(xué)生觀看微課，產(chǎn)生了三個(gè)數(shù)據(jù)高點(diǎn)，這三個(gè)數(shù)據(jù)高點(diǎn)說明學(xué)生在這個(gè)地方暫停或者是回放次數(shù)特別多，可能因?yàn)槔蠋熤v得不夠清晰，或者是它就是學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。這樣就給老師一個(gè)教學(xué)指導(dǎo)。
我們再看這個(gè)數(shù)據(jù)，這是學(xué)生在使用微課和其它學(xué)習(xí)資源時(shí)提出的問題，系統(tǒng)會(huì)把問題排序，統(tǒng)計(jì)哪些同學(xué)提問的次數(shù)多，哪些同學(xué)給予回復(fù)的多。然后以詞云的方式，把問題的熱詞標(biāo)出來，進(jìn)行詞頻的統(tǒng)計(jì)。這下面是一個(gè)問題的曲線，這個(gè)問題數(shù)的曲線，說明學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中在哪些時(shí)間和知識點(diǎn)上產(chǎn)生的問題比較多。
第二種數(shù)據(jù)就是學(xué)生的學(xué)習(xí)行為投入數(shù)據(jù)?？梢钥磳W(xué)生在線時(shí)長，互動(dòng)次數(shù)，答疑次數(shù)。也可以看學(xué)生的熱力圖，學(xué)生的投入程度，課堂表現(xiàn)，以及在答疑里是不是活躍。這就是學(xué)習(xí)熱力以及他的學(xué)習(xí)表現(xiàn)，既可以分析一個(gè)班級，也可以分析某一個(gè)同學(xué)。
第三種數(shù)據(jù)是老師在同步或者是異步教學(xué)過程中互動(dòng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。這是課堂情況的統(tǒng)計(jì)和上課互動(dòng)的次數(shù)的統(tǒng)計(jì)。學(xué)生有多少次得到表揚(yáng)，有多少次受到提醒，搶答了多少次，發(fā)了多少個(gè)彈幕等都可以記錄下來。
另外也可以對教學(xué)互動(dòng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。哪些同學(xué)被點(diǎn)贊最多，同學(xué)在答題時(shí)正確率如何，在線參與各項(xiàng)學(xué)習(xí)活動(dòng)的活躍度如何，進(jìn)行資源播放，參與資源播放、課堂測評、頭腦風(fēng)暴活動(dòng)、問卷調(diào)查活動(dòng)、拍照上墻、主題討論等課堂互動(dòng)數(shù)據(jù)可以記錄并統(tǒng)計(jì)。
學(xué)情分析包含哪些內(nèi)容？
在線教學(xué)的平臺(tái)通常會(huì)有學(xué)情分析欄目，能夠?qū)τ涗浵聛淼膶W(xué)情數(shù)據(jù)自動(dòng)分析。
第一，成績分析。基于學(xué)生的作業(yè)、測試來進(jìn)行，包括作業(yè)的情況，作業(yè)的完成率?？梢苑治鲆恢?，一個(gè)月，三個(gè)月，半年的，一年的情況。分析考試的難度、區(qū)分度、考試的信度、效度。
第二，知識點(diǎn)的掌握情況分析。通過班級知識地圖可以了解哪些知識點(diǎn)掌握比較好，哪些知識點(diǎn)掌握不好。也可以分析某一位同學(xué)的知識地圖，進(jìn)而對某一位同學(xué)進(jìn)行一對一的輔導(dǎo)。
第三，學(xué)生認(rèn)知能力分析。可以通過收集在線學(xué)習(xí)過程中學(xué)生的數(shù)據(jù)，對他建立Rasch模型來進(jìn)行分析。
比如英語學(xué)習(xí)里認(rèn)知能力的分析，可以通過測試了解學(xué)生在細(xì)節(jié)理解水平，推理判斷水平，詞義猜測水平等做綜合的分析。
第三，學(xué)習(xí)投入的分析。學(xué)習(xí)行為投入是影響學(xué)習(xí)績效重要的因素，對于學(xué)習(xí)行為投入及時(shí)反饋和干預(yù)能夠有效地促進(jìn)學(xué)習(xí)績效的改善。這里有一個(gè)學(xué)習(xí)投入分析模型，從學(xué)生學(xué)習(xí)的次序性，在學(xué)習(xí)過程中的參與性，學(xué)習(xí)過程中的專注度，學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，以及學(xué)習(xí)的交互性五個(gè)維度去分析學(xué)生的學(xué)習(xí)投入。
第四類，學(xué)習(xí)習(xí)慣分析。學(xué)生在自主學(xué)習(xí)時(shí)有不同的偏好，有的喜歡先看視頻，再做作業(yè)。有的先做作業(yè)，再互動(dòng)答疑，最后看學(xué)習(xí)材料。學(xué)習(xí)習(xí)慣分析能夠幫助老師了解不同學(xué)生的風(fēng)格。
第五，學(xué)習(xí)預(yù)警。學(xué)習(xí)預(yù)警是基于對學(xué)生的分析，比如知識掌握的情況，學(xué)習(xí)的效果等維度進(jìn)行學(xué)生的預(yù)警得分。如果預(yù)警得分非常低，就提醒對學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)干預(yù)。
基于學(xué)情分析的內(nèi)容，可以通過學(xué)情分析儀表盤來分析學(xué)生綜合發(fā)展情況、社會(huì)交往情況、知識掌握情況，以及學(xué)生的情緒變化。
準(zhǔn)確掌握學(xué)生學(xué)情是實(shí)現(xiàn)在線教學(xué)中精準(zhǔn)教學(xué)因材施教的前提，希望老師在使用在線教學(xué)平臺(tái)的時(shí)候了解并使用它。
MOOC執(zhí)行主編：李國麗
