編者推薦：互聯(lián)網(wǎng)為教育帶來的可能性之一是“大數(shù)據(jù)+教育”，通過搜集學(xué)生的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)推斷其學(xué)習(xí)進(jìn)度和學(xué)習(xí)狀況，給予個(gè)性化的指導(dǎo)，是大數(shù)據(jù)的夢(mèng)想，那么，從學(xué)習(xí)科學(xué)的角度看，大數(shù)據(jù)如何改善學(xué)習(xí)環(huán)境，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)發(fā)揮作用?
本文選自 Science of Learning，作者 Jason M. Lodge 1 and Linda Corrin2，譯者 Amy、孫欣怡。
有關(guān)學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)收集和分析在教育的各個(gè)層面都呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。在認(rèn)識(shí)在線學(xué)習(xí)及混合式環(huán)境學(xué)習(xí)方面，數(shù)據(jù)科學(xué)(Data Science)必然有重要的影響。跟學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)的數(shù)據(jù)被大量搜集，這些數(shù)據(jù)為深入了解學(xué)生學(xué)習(xí)提供了前所未有的資源。也因此，在未來幾年，數(shù)據(jù)與學(xué)習(xí)科學(xué)將會(huì)彼此互相影響。
在教育領(lǐng)域，雖然數(shù)據(jù)科學(xué)有其應(yīng)用潛力，但是最近的一些文章指出，海量收集的學(xué)生行為數(shù)據(jù)并沒有全面捕捉學(xué)生的學(xué)習(xí)行為。Roger(Critical realism and learning analytics research,2015)認(rèn)為，這種對(duì)教育的實(shí)證主義分析大體上表明了社會(huì)科學(xué)存在的問題。雖然在應(yīng)用數(shù)據(jù)和分析時(shí)引入批判觀點(diǎn)有不可否認(rèn)的好處，我們認(rèn)為，目前將數(shù)據(jù)科學(xué)應(yīng)用于理解學(xué)習(xí)的能力和目的愈發(fā)明顯。數(shù)據(jù)及其分析與學(xué)習(xí)科學(xué)的交匯，能夠更好地支持學(xué)生的學(xué)習(xí)。
成長(zhǎng)中的學(xué)習(xí)分析
學(xué)習(xí)分析的概念出現(xiàn)不到十年，它通過對(duì)學(xué)生數(shù)據(jù)的分析來改善學(xué)習(xí)和學(xué)習(xí)環(huán)境。學(xué)習(xí)分析涉及多源數(shù)據(jù)整合以及分析，用來決定下一步的行動(dòng)。這是一個(gè)快速發(fā)展的領(lǐng)域，其基礎(chǔ)不僅包括數(shù)據(jù)科學(xué)，還包括心理學(xué)，商業(yè)分析和學(xué)習(xí)科學(xué)。學(xué)習(xí)分析的研究在許多領(lǐng)域進(jìn)行，如給予自動(dòng)化的反饋，以及課程設(shè)計(jì)來支持學(xué)生的學(xué)習(xí)。
作為一個(gè)正在成長(zhǎng)的研究和實(shí)踐領(lǐng)域，學(xué)習(xí)分析的作用在于，隨著更多技術(shù)在教學(xué)和學(xué)習(xí)中的應(yīng)用，有關(guān)學(xué)生行為和參與度的數(shù)據(jù)量增多，它提升了數(shù)據(jù)的價(jià)值。數(shù)據(jù)的激增帶來了各種可能性，如更好地監(jiān)督學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)有學(xué)習(xí)障礙的學(xué)生，對(duì)于學(xué)生行為模式的新洞見，以及在數(shù)字化環(huán)境下做出實(shí)時(shí)干預(yù)。這類數(shù)據(jù)應(yīng)用同樣引起一些質(zhì)疑，如數(shù)據(jù)使用道德，學(xué)習(xí)分析系統(tǒng)模型的質(zhì)量，以及對(duì)數(shù)據(jù)的正確解讀。這些反對(duì)觀點(diǎn)說明，通過對(duì)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的分析來理解有效學(xué)習(xí)是一個(gè)正在發(fā)展中的領(lǐng)域。原因有以下幾點(diǎn)，我們將簡(jiǎn)要地依次闡述。
由學(xué)習(xí)行為推測(cè)學(xué)習(xí)
對(duì)學(xué)習(xí)分析(learning analytics)的常見批評(píng)指出，單靠行為數(shù)據(jù)不能決定學(xué)習(xí)質(zhì)量。但在這些評(píng)論中被遺忘的是，用行為數(shù)據(jù)理解學(xué)生學(xué)習(xí)遠(yuǎn)非什么新方法。類似的推理方式已被學(xué)習(xí)領(lǐng)域研究者使用了幾十年，尤其是心理學(xué)家和認(rèn)知神經(jīng)學(xué)家。
通過精心設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，研究者們能夠基于行為數(shù)據(jù)推斷學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度。學(xué)習(xí)分析作為一種方法論可從其中吸收經(jīng)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)研究提供了解釋學(xué)習(xí)如何發(fā)生的模型。這些模型可用來理解和預(yù)測(cè)真實(shí)的學(xué)習(xí)過程。比如，實(shí)驗(yàn)室研究表明了在學(xué)習(xí)活動(dòng)中學(xué)生感到困惑時(shí)會(huì)出現(xiàn)哪些明顯行為。如果這些判斷標(biāo)志在學(xué)生真實(shí)的線上學(xué)習(xí)中出現(xiàn)，我們就能有根據(jù)地判斷：該生可能有困惑。
如果識(shí)別了學(xué)生的潛在困惑，我們就能實(shí)施適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)干預(yù)。這可以是線上學(xué)習(xí)系統(tǒng)中的自動(dòng)反饋信息，也可以是某種形式的師生溝通。行為數(shù)據(jù)還能記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)方法，比如學(xué)習(xí)頻率和順序。盡管這些并不能直接衡量學(xué)生學(xué)習(xí)情況，但是通過判定能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)劃和學(xué)習(xí)管理水平的策略，將對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)環(huán)境產(chǎn)生積極影響。
由數(shù)據(jù)推斷表明，學(xué)習(xí)科學(xué)和學(xué)習(xí)分析不僅能互相學(xué)習(xí)，而且相輔相成，相得益彰。尤其是心理學(xué)特別能為如何最好地從行為數(shù)據(jù)中推測(cè)學(xué)習(xí)狀況提供選擇。而學(xué)習(xí)分析則為學(xué)習(xí)科學(xué)在真實(shí)數(shù)字(digital)環(huán)境中理解學(xué)習(xí)方式的評(píng)估提供了新工具。
通過收集，整合并分析數(shù)據(jù)，學(xué)習(xí)分析為如何進(jìn)一步檢測(cè)觀察結(jié)果從實(shí)驗(yàn)室到教室的轉(zhuǎn)化提供了機(jī)遇。在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)的日志文件和審核記錄積累了學(xué)生在數(shù)字環(huán)境中的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可與實(shí)驗(yàn)環(huán)境下收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。學(xué)習(xí)分析，或更廣泛地說——數(shù)據(jù)科學(xué)，因而能通過“行為”這一焦點(diǎn)，鏈接教育，心理學(xué)和神經(jīng)科學(xué)。
數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)
在現(xiàn)實(shí)的教育環(huán)境中，從數(shù)據(jù)中創(chuàng)造意義需要參考學(xué)習(xí)活動(dòng)是如何設(shè)計(jì)的。就像實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中允許對(duì)實(shí)驗(yàn)室中的學(xué)習(xí)進(jìn)行推測(cè)，學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)也允許對(duì)教室中的學(xué)習(xí)進(jìn)行推測(cè)。這兩種場(chǎng)景都給數(shù)據(jù)賦予意義。參考特定的學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)來檢測(cè)學(xué)生行為的數(shù)據(jù)，有助于老師看清學(xué)生是否如期地參與到活動(dòng)中。如果沒有，這也許意味著需要對(duì)這個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行反思和改進(jìn)。再一次，這表明了學(xué)習(xí)分析的強(qiáng)項(xiàng)，即通過聯(lián)系學(xué)生行為和學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)來連接實(shí)驗(yàn)室和教室。
關(guān)于大數(shù)據(jù)的討論中，經(jīng)常有一個(gè)假設(shè)：數(shù)據(jù)和分析會(huì)自動(dòng)地給學(xué)生學(xué)習(xí)提供一個(gè)“答案”。對(duì)于大數(shù)據(jù)收集的錯(cuò)覺將最終導(dǎo)致確鑿的事實(shí)，即學(xué)習(xí)這一挑戰(zhàn)必須由學(xué)習(xí)分析領(lǐng)域來解決。就學(xué)習(xí)分析目前發(fā)展的階段，很清晰的一點(diǎn)是，教師在連接分析和恰當(dāng)學(xué)習(xí)行為的過程中仍然處于中心地位。作為學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)者，教師被最好地定位以判斷學(xué)生的行為模式是否符合教學(xué)原因，即為什么這些活動(dòng)導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)。
學(xué)習(xí)分析不僅有關(guān)大數(shù)據(jù)
人們常批判學(xué)習(xí)分析過度關(guān)注孤立的行為標(biāo)記。的確，如果該領(lǐng)域僅此而已，它的價(jià)值真的很有限。然而，學(xué)習(xí)分析目前包含越來越多樣的理解學(xué)習(xí)的方法。其優(yōu)勢(shì)是，如果戰(zhàn)略性地使用，它能建立在其他學(xué)科的成果上(特別是教育學(xué)和心理學(xué))。計(jì)算神經(jīng)科學(xué)也有潛力構(gòu)建和改進(jìn)分析模型，從而更好地預(yù)測(cè)學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)展。誠(chéng)然，學(xué)習(xí)分析不會(huì)提供改善學(xué)習(xí)的終極答案，但該領(lǐng)域有可能通過提供對(duì)真實(shí)教育環(huán)境中學(xué)生行為的更深見解，彌合教育學(xué)、心理學(xué)和神經(jīng)科學(xué)間的差距。
要讓學(xué)習(xí)分析和行為數(shù)據(jù)對(duì)理解學(xué)生學(xué)習(xí)發(fā)揮作用，重要的是確定我們想知道的，已知的，以及這與設(shè)計(jì)的聯(lián)系。只有確認(rèn)這些因素后，我們才能確定所需數(shù)據(jù)。識(shí)別正確的數(shù)據(jù)對(duì)于正確的學(xué)習(xí)分析、實(shí)驗(yàn)室與教室之間的差距彌合至關(guān)重要。其中有些數(shù)據(jù)易得，有些數(shù)據(jù)不易得。有些易得數(shù)據(jù)是沒用的。大數(shù)據(jù)很重要，但關(guān)于個(gè)人和特定學(xué)習(xí)任務(wù)的小數(shù)據(jù)不可偏廢。
因此，學(xué)習(xí)科學(xué)在提示學(xué)習(xí)分析如何隨時(shí)間改進(jìn)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。通過將其置于受控條件下，實(shí)驗(yàn)室研究有助于驗(yàn)證在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中看到的學(xué)習(xí)模式。通過提出將助益于兩個(gè)領(lǐng)域的理論和方法論，學(xué)習(xí)科學(xué)能促進(jìn)學(xué)習(xí)分析的發(fā)展。而學(xué)習(xí)分析通過提供學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室外學(xué)習(xí)行為的觀察方法可以幫助彌合神經(jīng)科學(xué)、心理學(xué)和教育學(xué)間的差距。因此，學(xué)習(xí)分析和學(xué)習(xí)科學(xué)的結(jié)合將可能為監(jiān)督和支持學(xué)生學(xué)習(xí)提供更強(qiáng)大的方法。
