学习分析技术在学前教育的应用
发布时间:2017-03-30

单位:北京中科特瑞科技有限公司

1. 项目简述

学习分析(Learning Analytics)是近年来教育技术领域内迅速发展的新热点,它是运用先进的分析方法和工具预测学习结果、诊断学习中发生的问题、优化学习效果的一类教学技术集合。学习分析技术除了传统的数据分析方法外, 充分吸收了大数据时代下各个领域的新技术, 包括社会网络分析法、话语分析法和内容分析法。这些新技术的引入,使得学习分析逐渐科学化、现代化和智能化。

本项目的主要工作是将学习分析技术拓展应用于学前教育领域,使用的利用学习分析技术进行学前教育数据的挖掘,可以为相关单位(如E-learning)提供技术支持,通过技术来提供新的教育形态,改变教育的基本结构,提高教育的成本收益。包括:

(1)向教师、家长及管理人员及时反馈可视化的分析结果; 

2)对儿童发展评估数据、课堂行为数据进行比较、聚类等分析后,将儿童分类来推荐相关学习资源,干预学习进程,建议儿童的协作学习的最佳组合。

2. 技术说明

该项目的研究工作要解决的问题包括:

(1)学习分析要求收集并梳理不同来源的数据,且数据格式各不相同,没有统一的陈述标准,从而在系统中阻止了有关数据的共享和重复使用。另外,如果学习者的一个自定义的数据信息格式没有被记录,当其他人使用这一数据时就很难理解被存储数据信息的意义,想要对这些数据进行重复使用则很难; 

(2)学习分析涉及学生隐私和档案等问题,如何合理利用这些数据,这是有关隐私权和教育数据收集许可的问题; 

(3)提高数据搜集相关数据,在学习分析探究性研究中,数据跟踪为学习管理提供了一个良好的基础。学习者除了使用学习管理系统外,还经常使用各种各样的工具和相关的学习服务,所以提高相关技术来获得更多的数据非常重要;

(4)尚未有较好的分析模型,现有的多个应用项目也仅完成对学习数据的表面挖掘,在学前教育领域仍属空白; 

(5)传统观念的改变是一个逐步的过程,必须要教育和引导用户,并且提供适当的培训和技术支持。

虽然学习分析在教育技术领域中是一类新兴的技术,但是其使用的技术早已应用于商业和信息技术产业的多个领域,如商业智能(BusinessIntelli-gence)、网络分析(Web Analytics)、 教育数据挖掘(Educational Data Mining,EDM)、 学术分析Aca-demic Analytics)等。除了这些一般的分析技术外,学习分析也整合了其它的新的技术方法:

1.社会网络分析法(Social Network Analysis)原先是一种社会学研究方法, 它是对社会网络的关系结构及 其属性加以分析的一套规范和方法, 现已广泛运用于教育领域。如果将学习者个体作为研究对象,通过社会网络分析法, 我们不难判断学习者个体向哪些同伴寻求了学习帮助,在哪些方面产生了学习认知上的困难, 又有哪些具体的情境因素影响了学习者个体的学习过程等。 如果将整个网络作为研究对象,社会网络分析法 主要关注的是网络学习过程中信息的分布和个体学习的进展情况。

2.话语分析法(Discourse Analysis)原先是一种语言学研究方法, 是在课堂对话基础上建立的口语分析方法,经过不断发展引入到教育领域,在课堂教学实践中得到了广泛应用。 在大数据时代下,话语分析的对象不仅仅只是教学过程中面对面的对话内容, 还涉及网络课程与会议中产生的文本内容, 以及网络背景下的异步交流内容等。通过话语分析技术,我们可以对网上学习交流过程中话语的文本性含义有更深入的了解,从而探究知识建构的本质,对整个学习发生的过程获得更加清晰的认识。

3.内容分析法(Content Analysis)是一种对传播内容进行客观、系统和定量描述的研究方法。 内容分析的过程是一个层层推理的过程, 其实质是对传播内容所含信息量及其变化的分析, 即由表征的有意义的词句推 断出准确意义的过程。在教育领域中运用内容分析法,不仅可以对学习者的学习过程数据进行定量分析, 探寻学习者的行为模式;还可对其进行定性分析,运用积累的大量经验来预测当前的学习者行为, 为学习者 提供个性化的学习资源服务。

在分析工具方面,学习分析工具可分为专用和通用工具两类。“专用工具”是专门开发用于分析学习活动和评估学习者的工具。典型的专用工具有Socrato、SNAPP和LOCO-Analyst等。专用工具一般都是学习分析项目中的核心分析工具和开发成果,即专门针对某一项目的要求设计和开发,在项目实施中运用该工具搜集和分析学习者数据,并指导教学。而“通用工具”则是原来应用于互联网、可用性设计等其他领域内,被转用于教育情景下,用来分析学习者如何使用教学系统的工具,主要有Mixpanel Analytics、Userfly、Gephi 等几种。