學習分析在網絡學習生態(tài)系統(tǒng)中的價值

　[摘要]當今，通過網絡進行學習已成為勢在必行的一個時代趨勢。對于網絡學習的探索，我國尚處于起步階段，各方面都不夠成熟，而學習分析這一新興理論在指導網絡學習平臺的建設方面已經開始嶄露頭角。本文旨在圍繞網絡學習生態(tài)系統(tǒng)的建設展開討論，通過探索網絡學習生態(tài)系統(tǒng)實際存在的問題，來尋找使用學習分析技術對其進行實踐指導的切入點，進而對后續(xù)的研究和實踐起到指導作用。

　[關鍵詞]學習分析；網絡學習生態(tài)系統(tǒng)；實踐指導

　一、引言

　信息技術、制造和自動化技術、資源保護技術以及衛(wèi)生保健技術四類技術將影響 2030 年前的全球。與傳統(tǒng)的學習模式相比較，GeorgeSiemens（2009）認為，知識利用網絡作為傳播媒介，這一變革使知識產生了新的特征。知識經歷了從分類、層級到網絡和生態(tài)的變革。隨著知識網絡化和生態(tài)化的變革，海量數(shù)據生成，“大數(shù)據”應運而生，利用科學手段收集與分析大數(shù)據，挖掘大數(shù)據潛藏的真相，預測與干預事物發(fā)展成為可能。荷蘭行為觀察軟件商 NOLDUS 公司的研究結果表明，僅一節(jié) 40 分鐘的課堂，一個學生所產生的可歸類、標簽，并且進行分析的量化數(shù)據約有 50-60MB，這相當于傳統(tǒng)數(shù)據領域中積累 5 萬年的數(shù)據量總和。教育信息化、網絡教育與學習已成為終身教育與終身學習的發(fā)展趨勢，并且教育數(shù)據在不斷生成。但是，如何使用這些數(shù)據去優(yōu)化教育過程，如何利用這些數(shù)據支持學生學習以及教師教學的問題，如何構建和諧網絡學習生態(tài)環(huán)境，為終身教育

　服務，以往的方法似乎有些捉襟見肘，學習分析技術為解決這些實踐難題開辟了嶄新的道路。本文旨在以網絡學習生態(tài)系統(tǒng)建設的實際情況與所面臨的問題為切入點，引入學習分析理論與方法對解決建設過程中的問題進行可行性分析，對網絡學習的教育策略產生合理的引導，從而構建和諧網絡學習生態(tài)系統(tǒng)。

　二、學習分析理論與網絡學習生態(tài)系統(tǒng)理論

�。ㄒ唬�學習分析理論研究

　Siemens（2011）提出的關于學習分析的定義被學界認可，即學習分析技術就是測量、收集、分析和報告關于學習者及其學習情景的數(shù)據，以期了解和優(yōu)化學習和學習發(fā)生的情境。這一定義詳細界定了學習分析中所涉及的對象、方法與目的，是引用范圍較廣的一個定義。學習分析根據不同的學習情境，提出不同的分析框架，作為工具常以“插件”形式嵌入網絡學習環(huán)境中。雖然各個框架結構和運作方式各不相同，但是基本要素一般包括個體、數(shù)據和工具平臺三部分。其中，個體通常來講是數(shù)據的來源，也是最終分析結果指導干預的對象，即學習者和教師。作為新興的研究領域，學習分析得到了全球范圍內研究者的廣泛關注，研究成果豐富。研究主要集中在理論與技術應用兩大方面。學習分析的基礎理論研究成果數(shù)量最多，此外，學習行為數(shù)據可視化和學習分析工具設計與應用研究也是較多研究者探討的主題。這說明學習分析理論在實際應用過程中存在諸多問題，其中最大的問題是工具的缺乏，因此想要有效利用學習分析對實際教學產生指導作用，必須重視網絡平臺的搭建和工具的設計。但由于學習分析是

　學習教學活動和大數(shù)據分析技術的交叉領域，因此存在著許多界定不夠明確的概念和理論不夠嚴謹?shù)难芯拷Y果。其中最嚴重的兩個問題是研究對象泛化和研究目的混淆，即不分對象的濫用學習分析和忽視學習分析最初的應用目的。由美國學習分析研究會提出的 SOLAR 學習分析系統(tǒng)是一個整合系統(tǒng)。主要包括:分析引擎；適應內容和個性化引擎；干預引擎；儀表盤，報告和可視化工具。這一系統(tǒng)是學習分析領域中結構較為完備，且具有較高參考價值的系統(tǒng)構架之一。鑒于這一系統(tǒng)，有學者提出學習分析系統(tǒng)的技術特征應該包括功能模塊化、報告可視化、數(shù)據多源化。但現(xiàn)階段在教育領域中，致力于優(yōu)化學習服務的學習分析技術，通常過分注重于數(shù)據的分析，較少考慮學習者的態(tài)度與感受等內隱式的行為信息。研究表明，近 80%的數(shù)據都為非結構化模式。文本作為教育大數(shù)據中大量出現(xiàn)的非結構化數(shù)據，往往能最真實、直接地反映學習者的狀態(tài)。文本挖掘作為輔助學習分析的核心技術之一，可以幫助辨識和解釋學習者的心理及行為過程，提取隱藏的關鍵信息，以便于實時監(jiān)控學習者的意見和想法，有助于學習者在文本交互中的自動干預和推理。

�。ǘ�）網絡學習生態(tài)系統(tǒng)理論研究

　“生態(tài)”是一個探討有機體與環(huán)境關系的術語，因其追求有機體與環(huán)境的平衡、和諧以及可持續(xù)發(fā)展的觀點而極具推廣和遷移價值，廣泛受到各個領域研究者的追捧。近年來，不斷有學者從生態(tài)學視閾觀察、理解事物，基于生態(tài)學觀點對網絡學習中各個因子及相互關系進行重新定義，從而劃分出了經由物質和能量交換所形成的統(tǒng)一整體，

　即網絡學習生態(tài)系統(tǒng)。網絡學習生態(tài)系統(tǒng)是由學習共同體及其物理的和虛擬的學習環(huán)境構成的自成一體的實體。在生態(tài)學意義上，一個完整的生態(tài)系統(tǒng)通常由四個基本因子構成，即生產者、消費者、分解者以及非生物環(huán)境。在網絡學習生態(tài)系統(tǒng)中，網絡知識與信息的提供者為生產者，學習者是消費者，對網絡中的知識和信息進行維護的人員為分解者，網絡硬件設施是非生物環(huán)境。同時，需關注的還有網絡學習生態(tài)系統(tǒng)是不斷發(fā)展進化的，正如自然界的生態(tài)系統(tǒng)存在“進化”現(xiàn)象一樣。當網絡學習生態(tài)系統(tǒng)中某一生態(tài)因子的發(fā)展水平提高，導致系統(tǒng)失衡時，系統(tǒng)通過自適應調節(jié)，最后可能進化到一個更高層次的平衡，這就是網絡學習系統(tǒng)的發(fā)展進化，而學習者進化是網絡學習生態(tài)系統(tǒng)進化的最根本標志。針對網絡學習生態(tài)系統(tǒng)，“進化”的研究也層出不窮。網絡學習生態(tài)系統(tǒng)理論應用到教育領域，研究關注的焦點有：第一，由于缺乏面對面的互動交流，學習者容易產生孤寂感、焦慮感、挫敗感甚至自卑感等心理缺失。因此，通過網絡學習生態(tài)系統(tǒng)的構建和完善，可以在學習者、網絡學習資源建設、學習支持服務這三個主要方面入手，分別做到尊重學習者生態(tài)主體地位、整合零散資源、以技術進化支持學習來實現(xiàn)良好的網絡學習生態(tài)化，并推動其可持續(xù)和諧發(fā)展。第二，網絡學習由于師生、生生間的時空距離，使情感缺失成為影響遠程學習者認知效率和效果的最關鍵因素之一，如何解決這一生態(tài)失衡問題也是近年來許多學者研究的熱門話題。目前，認可范圍較廣的方案是建立虛擬學習社區(qū)，即將原始的生態(tài)系統(tǒng)社會化，在原有的生態(tài)系統(tǒng)要素基礎上加入人為的干預，進而有效調動個

　體心理資源，促進個體自主學習。

　三、網絡學習生態(tài)系統(tǒng)構建面臨的困難

　目前對網絡學習生態(tài)系統(tǒng)的構建研究，仍然處于不成熟、不完備的狀態(tài)，面對網絡學習本身存在的問題和網絡學習生態(tài)化過程中所遇到的各種情況仍然缺乏有效的解決方案。主要存在以下三個問題：

�。ㄒ唬┚W絡學習生態(tài)環(huán)境污染

　網絡學習以其信息量巨大、信息傳遞方便快捷、不受時空限制等特點越來越受到人們的關注與青睞，網絡學習在其便利的同時，也存在著大量不良信息，影響學習效果。網絡學習生態(tài)環(huán)境污染主要有資源配置污染、資源內容污染、資源傳遞污染三方面。資源配置污染指網絡學習生態(tài)環(huán)境被人為分割，使相互關聯(lián)的巨大整體被割裂為數(shù)個大小不一的孤立群體，導致在部分群體中生產者和消費者比例失調，進而導致生態(tài)失衡。資源內容污染是指不良信息散布者被當做生產者，導致網絡學習生態(tài)環(huán)境中流動的信息內容從原本的學習信息轉化為不良信息。資源傳遞污染主要集中在傳遞過程中的時效性上，如分解者不及時消除過時的老舊信息，更新升級系統(tǒng)內信息傳遞的時效性和有效性，就會導致已脫節(jié)的陳舊知識被消費者不斷吸收。

�。ǘ�）網絡學習生態(tài)客體的適應性較差

　學習者作為網絡學習生態(tài)主體，應具備自我調節(jié)適應能力以適應網絡學習生態(tài)環(huán)境和網絡學習資源生態(tài)客體不斷的更新。有研究表明，在網絡學習生態(tài)主體、網絡學習生態(tài)客體和網絡學習生態(tài)環(huán)境的適應水平上，相比于網絡學習生態(tài)主體的平均適應水平，網絡學習生態(tài)客

　體的平均適應水平要低一些。這表明網絡學習者更傾向于自我調節(jié)以適應網絡學習生態(tài)環(huán)境，而非發(fā)揮學習者自身主觀能動性去改造環(huán)境，使其利于自身的學習。

�。ㄈ�）網絡學習生態(tài)系統(tǒng)中學習者定位偏差

　在生態(tài)學觀點中，生態(tài)環(huán)境的基礎是環(huán)境和生產者，而消費者是適應和改造環(huán)境，并努力創(chuàng)造有利于自身生存環(huán)境的主力軍。網絡學習生態(tài)系統(tǒng)中的學習者普遍存在著過分依賴“以教師為中心”的傳統(tǒng)教學模式，導致自主學習困難的現(xiàn)象，這一類學習者難以擔任健康的網絡學習生態(tài)環(huán)境消費者。在信息傳遞的過程中，網絡學習通常存在情感交互缺失的問題。這是由于學習者在網絡學習生態(tài)系統(tǒng)中把自我孤立，未與其他學習者進行交互，進而形成消費者群體，導致生態(tài)系統(tǒng)內的信息流通受到隔斷，影響整體生態(tài)的平衡。

　四、學習分析應用于網絡學習生態(tài)系統(tǒng)構建的優(yōu)勢分析

　學習分析技術以在線學習環(huán)境與學習者學習行為產生的“大數(shù)據”為對象，對收集的“大數(shù)據”和模型進行分析，探究學習者行為與網絡學習生態(tài)系統(tǒng)因子的聯(lián)系，并對學習行為作出預測和干預，以期達到優(yōu)化學習行為的目的。網絡學習的一大特點，就是所有線上學習過程都能夠通過技術手段進行記錄和可視化處理，通過收集學習者在線學習行為過程數(shù)據，分析數(shù)據得出結果，幫助教師了解教學過程的有效性。學習分析應用于網絡學習生態(tài)系統(tǒng)的主要形式，可以有以下四個方面：

�。ㄒ唬┙Y合教育數(shù)據挖掘來進行實踐應用

　 教育數(shù)據挖掘利用學習分析技術，分析學習行為數(shù)據，用顯性化模型化展現(xiàn)學習行為，發(fā)現(xiàn)網絡學習生態(tài)系統(tǒng)各生態(tài)因子間的相關聯(lián)系，預測學習者行為發(fā)展趨勢，合理提出干預手段，優(yōu)化學習過程。學習分析是通過研究分析學習行為數(shù)據，使學校和教師能夠根據不同學習者的能力水平和實際需求，為其提供合適的教育機會。數(shù)據永遠是大數(shù)據應用的核心，而網絡學習能夠將線上學習行為數(shù)據通過技術手段進行記錄收集，將這些數(shù)據合理應用，可以對教育起到優(yōu)化作用，利用教育數(shù)據挖掘進行理論探究，并以學習分析的方法回饋指導網絡學習生態(tài)系統(tǒng)的構建和維護。通過合理利用工具和理論，了解學習者的個體差異，進而提供個性化教育資源與服務，以實現(xiàn)教育公平。

�。ǘ�）在線學習行為可視化

　僅僅有了理論指導和實踐工具還不夠，能夠將數(shù)據結果簡單明了地表示出來，使其被接受的范圍更加廣泛也是這一研究領域的重中之重。數(shù)據可視化是探索和理解大型數(shù)據集的最有效途徑之一。將在線學習行為數(shù)據置于視覺空間中，發(fā)現(xiàn)其中的數(shù)據模式，使其可視化，能同時起到解釋在線學習行為和探索遠程教育規(guī)律的作用，能夠為網絡教育研究者描述復雜的學習行為或者為制定教育決策提供幫助。學習分析技術的數(shù)據來源多樣化，能夠實現(xiàn)多維度的數(shù)據采集與分析。比如，通過網絡平臺訪問行為分析可以重現(xiàn)整個教學過程，進行師生交互分析可以聚焦重點教學活動，借助 UCINET 社會網絡分析工具可以發(fā)現(xiàn)是否存在孤立成員等不利于群體平衡的問題等。不同來源、不同意義、不同屬性的各類數(shù)據都可以通過學習分析得出相應的結果，

　進而對實際教學進行指導。

�。ㄈ�）建立虛擬學習社區(qū)

　網絡學習生態(tài)系統(tǒng)本身就是一個網絡學習者們的生存與生活網絡空間，在網絡學習生態(tài)系統(tǒng)中引入個體的社會交互關系，建立虛擬學習社區(qū)，對學習者行為實施預測與干預，能夠極大地提高網絡學習生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和進化速度，最大化學習有效性。學習分析技術能夠對虛擬學習社區(qū)的數(shù)據進行可視化處理，預測學習者行為趨勢，為虛擬學習社區(qū)的社會性交互提供了有力支持。通過研究社區(qū)派系交互、參與者交互、不同層次參與者內容交互等的分析，將其可視化，能夠直觀地發(fā)現(xiàn)網絡學習過程中存在的各類問題，進而進行有效的干預。

　（四）構建更高層次的自適應學習系統(tǒng)

　網絡學習的產生，除了技術進步、理論推動、客觀需求等因素的促進作用外，也包含了教育者需要降低投入、提高產出、增大教育效率的主觀意愿。目前來說，通過資源和信息的大范圍共享，網絡學習已經在一定程度上起到了增大教育效率的效果，然而對網絡學習的研究和探索才剛剛開始。正如自然界生態(tài)系統(tǒng)中存在“進化”現(xiàn)象一樣，網絡學習生態(tài)系統(tǒng)中同樣存在“進化”。自然界中，生物進化的結果是產生了人類的智能，網絡學習生態(tài)系統(tǒng)進化的結果是產生自適應學習系統(tǒng)。自適應就是在處理和分析過程中，根據處理數(shù)據的數(shù)據特征自動進行算法調整，使其與所處理數(shù)據的特征相適應，以取得最佳處理效果的過程。通常在實際應用中，先通過學習分析的方法結合云計算來分析學習者過往網絡學習行為所產生的大數(shù)據，以其結果結合自適

　應算法來推薦給學習者個性化的學習策略和學習內容，從而達到內容升級進化和個性化指導的目的。自適應學習系統(tǒng)在結合了學習分析的大數(shù)據計算之后，能夠很好地充當網絡學習生態(tài)系統(tǒng)中分解者的作用，有效防止由于信息量過多而產生的學習焦慮，并根據學習者以往感興趣話題對內容進行篩選，減少網絡學習生態(tài)系統(tǒng)中的環(huán)境污染對學習者造成的影響，同時充分調動個體心理能量，進行主動學習，達到增大教育效率的目的。

　五、結語

　網絡學習作為未來學習與終身教育的主要發(fā)展方向，目前已經得到越來越多的教育者和研究者的重視，建立良好的網絡學習生態(tài)系統(tǒng)是網絡學習發(fā)展的必經之路。學習分析作為新興的教育分析技術，在網絡學習上的應用價值巨大，合理利用學習分析技術能夠對網絡學習生態(tài)系統(tǒng)的構建和維護起到極大的推進作用。只有在科學完備的理論指導下不斷地進行實踐探索，才能夠真正找出符合中國教育特點的、行之有效的網絡教育與學習方法。

　參考文獻：

　[1] 科 技 部 ． 2030 年 全 球 趨 勢 ：

　四 大 技 術 改 變 世 界[DB\OL]．[2013-01-18]．

　[2][加]G•西蒙斯．網絡時代的知識與學習———走向連通[M]．詹青龍，譯．華東師范大學，2009.

　[3]張韞.大數(shù)據改變教育———寫在大數(shù)據元年來臨之際[J].上海教育,2013(10).

　 作者:方宇波 孫云 單位:江蘇開放大學

相關熱詞搜索：學習 生態(tài)系統(tǒng) 價值