成果动态
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教育大数据的兴起以及机器学习、深度学习等技术的不断进步催生出学习分析这一新兴研究领域,学习分析领域的兴起体现了智能技术与教育逐步走向深度融合,有利于推动智能教育实践与教育高质量发展。学习分析作为教育学、数据科学、计算机科学等领域的交叉研究方向,研究如何对学习者及学习环境产生的数据进行采集、管理、分析,同时挖掘数据背后的教育价值,以期优化教育过程与学习结果。本书综合了学习分析近几年来理论和实践研究的最新进展,适合教育技术学特别是智慧教育相关领域的研究者和教育工作者参阅。

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智能时代的学习形态逐渐体现出场景泛在化、主体多元化、内容碎片化的新特点。这些迥异于传统学习的特点,标志着崭新的学习形态本质上是一个复杂系统,超越了我们对原有学习场景的理解。因此,人类经验难以解释新型学习形态中蕴含的学习规律,也难以剖析新型学习形态所包括的丰富的模式、复杂的过程和不确定的效果。为了克服上述困境,学习分析(Learning Analytics,简称 LA)技术应运而生。

学习分析技术以洞察真实的学习者及其学习过程为目标,以数据驱动和人工智能为技术支撑,为我们提供了理解智能时代学习形态的科学工具,为教师改进教学并开展精准干预提供了有力支持,为实现规模化、个性化教育打开了新的窗口。

学习分析作为一个新兴的跨学科领域,致力于利用大数据分析、机器学习和人工智能等技术手段,深入研究学习的模式、过程和效果。学习分析研究协会(Society for Learning Analytics Research,简称 SoLAR)的成立,标志着学习分析成为独立的研究领域。自 2011 年起,SoLAR 已举办了 14 届学习分析与知识国际会议,表明研究者在学习分析领域开展了越来越深入的探索。

学习分析技术是一种有效推动教育高质量发展的强大工具。对于教师而言,借助预测技术,教师可以提前识别存在学业风险的学生,并及时提供学习干预,避免学业失败;对于学习者而言,通过推荐技术,学习者可以获得个性化的学习路径和学习方案,精准满足学习需求;对于管理者而言,学习分析技术可以辅助教育资源的合理分配,为教育管理者提供决策支持,促进教育公平。

本书定位于“面向学习者的学习分析技术”,基于智慧教育中学习分析的典型应用场景,讨论各典型场景中使用的人工智能技术,以具体的实例对每种技术的原理与应用过程进行展示,帮助读者更好地理解并应用学习分析技术。

本书内容按照横向和纵向两个维度进行组织:横向上,依据学习分析的流程环节,按照面向学习者特征、面向学习过程、面向学习结果、面向教学改进进行典型学习分析场景的提炼;纵向上,针对具体学习分析场景深入讨论其理论模型和算法实现


本书包括六大部分,共十二章:

第一部分为“学习分析概览”,包括第一章和第二章,论述了学习分析的定义与数据基础。

第二部分为“面向学习者特征的学习分析”,包括第三章和第四章,介绍了学习风格识别与人格特质挖掘两个典型场景。

第三部分为“面向微观学习过程的学习分析”,包括第五章和第六章,介绍了学业情绪分析与学习专注度识别两个典型场景。

第四部分为“面向宏观学习过程的学习分析”,包括第七章和第八章,介绍了行为投入测量与学业拖延分析两个典型场景。

第五部分为“面向学习结果的学习分析”,包括第九章至第十一章,介绍了知识状态诊断、学习结果预测与学生能力测评三个典型场景。

第六部分为“改进教学实践的学习分析”,包括第十二章,介绍了学习干预这一典型场景。


本书具备以下几个特点。

第一,本书前瞻性地探究多模态学习分析的研究现状。多模态学习分析是学习分析领域未来的重要发展方向,因为其综合分析学习者的行为数据、生理数据、视觉数据等信息,能够最大限度刻画学习者全方位的真实学习状态。本书在回顾经典研究的同时,也放眼于多模态学习分析的发展,对常见的模态数据及相应的处理分析方法进行介绍。

第二,本书自始至终秉持人机智能协同的研究思路。尽管智能时代的技术不断进步,然而研究者们愈发意识到人类的不可替代性。技术适合处理封闭、单一、静态的问题,在处理开放、多元、动态的教育问题时则经常面临掣肘。因此,未来的智能系统发展方向将是人与系统融合的混合增强智能系统,人与机器各司其职。机器重点处理逻辑性强的问题,辅助人类的教育决策;人类决策结果反馈给系统,不断提升智能程度。本书基于人机智能协同的思路,重点分析如何使用学习分析技术,为教育决策者提供具有可解释性的教育信息,促进教育生态的良好发展。

第三,本书定位于服务学习者的研究视角与立场。已有研究大多将学习分析简单定位于“技术”,即把学习分析视为促进教学改进的一系列算法模型,忽视了各类教育主体的能动性。本书则将学习分析视为一种面向学习者的“服务”,一方面可以通过学习分析为学习者提供更加个性化、人性化的学习资源、学习路径、学习方案等服务;另一方面可以为各级主体提供具有可解释性的分析结果,教师、学习者等主体可综合自身经验与分析结果进行决策,体现自身主体性。

本文为《学习分析技术——一种面向学习者的视角》一书前言,推送时略有删节。教育科学出版社2025年11月出版。


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