国内大数据背景下精准教学研究热点及展望

2022-06-11赖显静陈贵平

电脑知识与技术 2022年13期

赖显静陈贵平

摘要：利用中国知网有关大数据背景下精准教学文献为研究对象，使用社会网络分析法绘制202篇大数据精准教学研究热点知识图谱。通过分析发现，我国大数据背景下精准教学研究主要围绕精准教学理论研究、精准教学模式研究、精准教学平台应用研究、大数据助力精准学习分析研究、大数据驱动教学变革研究等五个方面开展。未来可以加强师生数据素养的培养、大数据背景下精准教学平台构建、大数据与教学深度融合等方面的研究。

关键词：大数据;精准教学;社会网络分析;知识图谱

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）13-0016-03

1 问题的提出

20世纪60年代，奥格登·林斯利在行为主义的基础上，提出精准教学关注学生学习过程中发生的变化，认为根据标准变速图表做出教育决策促进学生学习[1]。早期的精准教学利用人工进行记录，局限性很大，没有得到快速的发展。我国大数据不断发展，2016年，祝智庭教授将信息技术引入精准教学中，利用信息技术激发精准教学的活力[2]，从此开启了我国利用技术促进精准教学研究的大门。

大数据的兴起，为我国精准教学的深入研究提供重要契机。利用大数据进行教学设计、教学实践和教学决策等，从而实现因材施教。基于此，本研究通过对文献的梳理，利用共词分析法探索我国大数据背景下精准教学研究的现状、热点、趋势等，以期能为后续的研究提供参考和借鉴。

2 研究设计

2.1研究方法

共词分析法利用文献中词组出现的情况，来确定某一学科中各主题之间的关系[3]。通过共词分析，能探索当前文献集中关注的主题，挖掘某一学科的热点、焦点和范式。本研究使用的软件：文献题录信息统计分析工具——SATI3.0、SPSS 26、UCINET 6等软件。

2.2数据来源

本研究的目的是探索我国大数据背景下精准教学的研究热点与趋势，为确保研究的可行性与代表性，本文选取中国知网（CNKI）期刊全文数据库作为文献的检索平台。在高级检索页面，将主题设定为“数据”并含“精准教学”，“大数据”并含“精准教学”，词频勾选“精确”，截止时间确定为2021年4月，共检索到244篇文献，经过人工筛选，剔除会议综述、新闻、期刊导读等不符合本研究的文献，最终得到有效文献202篇，并以此为研究样本。

2.3数据分析

本研究借鉴文献计量学的共词分析法和可视化技术，以知识图谱的形式展现大数据背景下精准教学研究，进一步揭示其研究热点和趋势。具体研究步骤如下：第一步，在CNKI中导出符合大数据精准教学研究的相关文献;第二步，利用SATI进行关键词、发文时间、作者等抽取;第三步，确定高频关键词利用SATI进行共词矩阵的构建及转换;第四步，将构建好的共词矩阵导入SPSS软件中，进行多维尺度分析;第五步，将共词相异矩阵导入UCINET中，计算相关密度和建构知识图谱。

3 研究结果与讨论

3.1描述性统计分析

从发文时间上看，从2016年开始，我国大数据背景下精准教学研究呈上升趋势，2018年到2019年期间发文量激增，并且在2020年达到高峰（论文数量为74篇），其原因是2018年颁布《教育信息化2.0行动计划》，2019年颁布《中国教育现代化2035》。从发文作者来看，样本文献作者共计365人，主要研究学者有杨现民、祝智庭、彭超红等，可以看出研究学者群体初具规模。从学科分布来看，样本文献期刊大部分集中于教育技术类期刊，由此认为我国大数据背景下精准教学属于教育与信息技术交叉类领域研究。

3.2高频关键词统计

利用SATI对样本文献进行关键词提取，综合考虑关键词出现的频次、实际情况等，选择词频为3及以上的关键词（32个）为高频关键词，见表1。在表中可以观察到，我国大数据背景下精准教学研究前5的关键词为精准教学（123）、大数据（85）、教学模式（16）、精准教学模式（10）、人工智能（9）。为了进一步深入分析高频关键词之间的关系，使用关键词共现技术展开研究。

表1 大数据背景下精准教学研究高频关键词统计（频数≥3）

[序号关键词频次序号关键词频次序号关键词频次 1 精準教学 123 11 个性化学习 5 22 自主学习 5 2 大数据 85 12 数据驱动 5 23 教学评价 5 3 教学模式 16 13 数据挖掘 5 24 高校 4 4 智慧课堂 13 14 数据分析 5 25 精准化 4 5 精准教学模式 10 15 智慧校园 4 26 教学 3 6 人工智能 9 16 混合式教学 4 27 “互联网+” 3 7 教育大数据 7 17 智慧教育 4 28 策略 3 8 信息技术 7 18 高职 4 29 教学策略 3 9 学习分析 7 19 高职院校 4 30 课堂教学 3 10 雨课堂 6 20 智慧学伴 3 31 职业教育 3 21 实施策略 3 32 数据 3 ]

3.3多维尺度分析

利用SATI软件，进行关键词提取及统计，然后生成高频关键词共词矩阵，最后导入SPSS进行二维尺度分析。SPSS分析结果如图1高频关键词多维尺度分析，本文根据平面距离将高频关键词划分为5个相对较为集中的组团，依次概括为“大数据背景下精准教学理论研究”主要有精准教学、大数据等;“大数据背景下精准教学模式研究”主要有精准教学模式、混合式教学、信息技术等;“大数据背景下精准教学平台应用研究”主要有个性化学习、智慧学伴、实施策略等;“大数据助力学习分析研究”主要有教育大数据、学习分析等;“大数据驱动教学变革研究”主要有教学、精准化、教学策略等。精准教学和大数据在图谱中处于相对独立且更靠近中间位置，说明大数据、精准教学处于核心地位。

3.4社会网络分析

本研究将高频关键词矩阵首先进行格式转换，然后导入UCINET中，最后进行“变换—对分”操作，得到二值关系矩阵。通过计算得到整体网络密度0.462，距网络密度1差距较大。因此，32个关键词尚未建立紧密联系，说明研究的整体性、系统性不够。

利用UCINET软件进行计算节点的中心化程度，得到网络节点中心度数为77.59%，比较接近100%，说明该网络相对较强的趋势向某一些点集中。通过对高频关键词在网络中权力大小的计算，根据结果可知，点度中心性排名依次为“精准教学”“大数据”“教学模式”“智慧课堂”“数据驱动”等。

利用NETDRAW生成高频关键词网络图谱如图2，可以看出精准教学、大数据、精准教学模式处于中心地位，并且它们之间共现的关系较强。

4 研究结论与展望

4.1研究结论

通过描述性统计分析、多维尺度分析、社会网络分析以及相关文献阅读，本文将大数据背景下精准教学研究分为以下五个领域：大数据背景下精准教学理论研究;大数据背景下精准教学模式研究;大数据背景下精准教学平台应用研究;大数据助力学习分析研究;大数据驱动教学变革研究。

领域一：大数据背景下精准教学理论研究。

精准教学在斯金纳行为主义理论基础上发展而来，进一步以数据为支撑结合最近发展区开展研究[4]。在大数据的驱动下，结合教育教学的特点，精准教学从1.0时代迈向2.0时代[5]。在精准教学2.0时代不断融入活动理论、情境学习理论以及人本主义理论[6]。我国大数据背景下精准教学理论研究在自身理论基础上不断融入其他理论丰富教学走向精准化。

领域二：大数据背景下精准教学模式研究。

付达杰和唐琳将大数据技术引入，从教学目标确立、教学过程框架设计、教学评价与预测三个维度构建基于大数据的精准教学模式[7]。张忻忻、牟智佳则选择从人工智能和数据挖掘技术支持下，提出面向个性化学习的精准教学模式[8]。姬晓灿、成积春等学者从以测辅学、以测辅教的角度创造性地构建精准教学模式[9]。通过对文献的梳理发现，我国大数据背景下精准教学模式研究除了上述宏观的教学模式建构之外，还有针对具体学段、专业、学科等都进行了相关模式的建构与实践研究。

领域三：大数据背景下精准教学平台应用研究。

由于教学环境发生变化。教学主体转变为教师、学生、人工智能三元主体，针对三元主体和教学过程中发生的交互行为搭建精准交互教学平台[10]。在平台架构方面，主要是数据采集、数据存储、数据分析等模块组成，以此为基础进行精准教学[11]。在杭州市大成岳家湾实验学校，通过数据平台建立具备本校特色的数据库，进行分层教学，谋求教学质量的最大化提升[12]。教学平台实践研究方面，我国许多学者通过电子书包、智慧学伴、蓝墨云班课等教学平台开展实践研究。

领域四：大数据助力精准学习分析研究。

精准教学是一种通过记录、分析学习者的学习行为，学习表现等方面的数据及其变化，从而精准调整教学活动，提高学习绩效的教学形式[13]。学习行为记录可分为线上和线下记录。分析学习者学习行为或者学习表现方面，结合决策树和深度神经网络[14]、AprioriAll算法[15]，进行学习情况的诊断和预测，实现精准教学。建构学习者画像，推荐学习元的方式满足细粒度的学习内容需求[16]。

领域五：大数据驱动教学变革研究。

大数据赋能教学变革包括：第一，精准确定教学目标，采用递归的思想确定教学目标，设计好所要掌握的根节点的总目标和子节点的分目标[2];第二，精准选择教学内容，可以建构交互式微课[17]、基于“二维码”[18]定制学习材料等教学内容;第三，精准教学评价，建构精准教学中的教学评价数学模型对学生进行精准评价[19]。采用可视化知识图谱呈现，便于决策与干预;第四，精准教学决策与干预，基于大数据的精准教学强调在合适的时间点，选择合适的教学干预策略，针对不同的学习情况设计合适的教学活动[20]。因此，大数据将改变传统的教学方式，促进教育教学发生变革。

4.2展望

本文利用文献共词分析法结合可视化技术，总结我国大数据背景下的精准教学研究热点，基于此，提出大数据背景下精准教学研究可拓展方向。

4.2.1大数据与教学深度融合

利用数据驱动精准教学发展，需要大数据更深入地与教育进行融合、创新发展。将大数据技术运用于教学过程中，发现师生在教学过程中的问题，更好地促进师生的发展，开展教育教学过程中的循证研究。因为学生差异较大，大数据发展变化较快，所以需要大量的实践研究以证明大数据技术的准确性，才能更好地为教师、学生、教学管理者、家长等服务。

4.2.2精准教学平台建设

建构基于学生全过程数据的精准教学平台，完善数据收集、数据清洗、数据挖掘、可视化呈现等整个大数据促进精准教学深入发展的全流程数据应用。目前的精准教学平台建构一般是分阶段、分学校、分地区，割裂学生学习全过程数据整合，不利于进行因材施教和个性化学习。未来可以建设整合线上线下、课内课外、学校内外的数据平台。通过平台建构学习者画像，对学生进行细粒度分析，采用可视化方式呈现，便于教师、家长、教育管理者理解相关数据，形成“家—校—社”联合驱动的教学生态环境。

4.2.3培养师生数据素养

大数据有利于老师脱离纷繁复杂的重复性工作，全身心投入到教育過程中。由于学生处于一个动态的发展过程，大数据以概率为支撑，将数据分析结果片面地利用到教学过程中，会忽视学生的发展。如何打破这个局限性，除了技术进步之外，还需要培养老师和学生的数据素养。从老师培养方面来说，在职前学习过程中，进行数据素养的培养，有利于老师在职前形成全面认识。对于在职老师来说，通过相关活动提升数据素养。通过职前和在职培训，形成一个整体的培养过程，提升老师的数据素养。对于学生来说，通过比赛、班会等让学生进一步认识数据，培养学生的批判性思维，进而提升学生的数据素养。

参考文献：

[1] Lindsley O R.Precision teaching：discoveries and effects[J].Journal of Applied Behavior Analysis，1992，25（1）：51-57.

[2] 祝智庭，彭红超.信息技术支持的高效知识教学：激发精准教学的活力[J].中国电化教育，2016（1）：18-25.

[3] 钟伟金，李佳.共词分析法研究（一）——共词分析的过程与方式[J].情报杂志，2008，27（5）：70-72.

[4] 杨现民，骆娇娇，刘雅馨，等.数据驱动教学：大数据时代教学范式的新走向[J].电化教育研究，2017，38（12）：13-20，26.

[5] 刘宁，余胜泉.基于最近发展区的精准教学研究[J].电化教育研究，2020，41（7）：77-85.

[6] 郭利明，杨现民，张瑶.大数据时代精准教学的新发展与价值取向分析[J].电化教育研究，2019，40（10）：76-81，88.

[7] 付达杰，唐琳.基于大数据的精准教学模式探究[J].现代教育技术，2017，27（7）：12-18.

[8] 张忻忻，牟智佳.数据化学习环境下面向个性化学习的精准教学模式设计研究[J].现代远距离教育，2018（5）：65-72.

[9] 姬晓灿，成积春，张雨强.技术时代精准教学探究[J].电化教育研究，2020，41（9）：102-107.

[10] 张奕.基于教学精准交互行为分析的人工智能精准教学研究[J].成人教育，2019，39（9）：83-88.

[11] 程丹，郭长媛.高职院校创新创业精准教学大数据平台的设计[J].电脑编程技巧与维护，2021（3）：111-113.