基于教師智能研修系統(tǒng)的個性化學(xué)習(xí)模式建設(shè)

1、基于教師智能研修系統(tǒng)的個性化學(xué)習(xí)模式建設(shè)摘要：教師研修是促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展的有效途徑和重要方式，如何提高教師研修的針對性和實(shí)效性，創(chuàng)新研修模式成為各界關(guān)注的焦點(diǎn)。該研究在文獻(xiàn)研究的基礎(chǔ)上，提出了包含教師模型、內(nèi)容模型和推薦模型等核心功能模型的教師智能研修系統(tǒng)模型，認(rèn)為通過學(xué)習(xí)分析系統(tǒng)、學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)和學(xué)習(xí)干預(yù)系統(tǒng)等模塊的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)路徑規(guī)劃、適切性學(xué)習(xí)資源推薦和精細(xì)化學(xué)習(xí)反饋，可達(dá)到提高教師研修質(zhì)量的目的。在此基礎(chǔ)上，依據(jù)非線性學(xué)習(xí)的理念，明確系統(tǒng)功能定位與需求分析，梳理了教師研修的核心要素，設(shè)計(jì)了包含教師個體特征分析模塊、研修資源精準(zhǔn)推送模塊和研修反饋評價模塊的教師智能研修系統(tǒng)，通過在廣

2、東省某校的應(yīng)用實(shí)踐，驗(yàn)證了該系統(tǒng)的適用性和有效性。研究成果能為優(yōu)化教師智能研修系統(tǒng)設(shè)計(jì)，創(chuàng)新教師研修模式，促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展提供依據(jù)和參考。一、引言百年大計(jì)，教育為本；教育大計(jì)，教師為本。教師是教育發(fā)展的第一資源，建設(shè)高質(zhì)量教師隊(duì)伍是支撐高質(zhì)量教育體系的重要保障。2018年，中共中央、國務(wù)院印發(fā)關(guān)于全面深化新時代教師隊(duì)伍建設(shè)改革的意見，提出要造就黨和人民滿意的高素質(zhì)專業(yè)化創(chuàng)新型教師隊(duì)伍本文在遵循非線性學(xué)習(xí)理念的基礎(chǔ)上，結(jié)合人工智能和大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)的特征，構(gòu)建了教師智能研修系統(tǒng)模型，設(shè)計(jì)了教師智能研修系統(tǒng)，通過在部分地區(qū)的應(yīng)用實(shí)踐，驗(yàn)證了教師智能研修系統(tǒng)的效果，以期對其他相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供

3、借鑒和參考。二、教師網(wǎng)絡(luò)研修面臨的突出問題與相關(guān)研究分析（一）教師網(wǎng)絡(luò)研修面臨的突出問題1 .無法精準(zhǔn)刻畫教師畫像，個性化研修難以實(shí)現(xiàn)信息時代對教師能力提出新要求，以“技術(shù)、教學(xué)法與學(xué)科內(nèi)容整合”為基礎(chǔ)的教師知識能力新框架成為教師發(fā)展新視角，也為基于教師個性化需求的智能研修提供了新思路。而從現(xiàn)實(shí)情況來看，由于教師個體特征的差異性和職業(yè)生涯的階段性，不同的教師在不同的階段具有不同的發(fā)展需求，處于同一階段的教師也因?yàn)閷W(xué)科背景、個性特征等具有不同的需求。不同性別、學(xué)科、學(xué)段、年齡、教齡的教師具有不同的發(fā)展訴求，這些差異要求教師除了參加共性的研修外，還應(yīng)具有一些適合教師個性化、自主發(fā)展的研修。傳統(tǒng)的網(wǎng)

4、絡(luò)研修由于無法實(shí)現(xiàn)對教師的精準(zhǔn)畫像，對教師研修需求分析不夠細(xì)致，無法明確教師的現(xiàn)實(shí)需求和發(fā)展需求，導(dǎo)致研修的個性化不足。2 .研修資源知識圖譜尚未構(gòu)建，可調(diào)節(jié)、自適應(yīng)的教師研修資源不足從目前教師研修的主要資源來看，主要包括專題講座、案例集錦、網(wǎng)絡(luò)課程、案例分享等內(nèi)容3 .研修活動的可持續(xù)性不足，研修活動難以常態(tài)化研修的核心要義是激發(fā)和引導(dǎo)教師學(xué)習(xí)，以達(dá)到知識建構(gòu)和能力發(fā)展的目的。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)研修往往以教師是否完成相關(guān)視頻資源的學(xué)習(xí)，是否參與相關(guān)討論等作為評判依據(jù)，缺乏對教師研修結(jié)束后的持續(xù)關(guān)注，使教師難以完成“拓展遷移”，難以真正地利用研修中的收獲來指導(dǎo)實(shí)踐。而教師研修的實(shí)際效果應(yīng)體現(xiàn)在教師在參

5、加完研修后的教學(xué)實(shí)踐過程中，體現(xiàn)在教師的師德師風(fēng)、專業(yè)知識和專業(yè)能力等方面的提升和轉(zhuǎn)變。目前部分研修的持續(xù)性不足，致使研修往往難以常態(tài)化。（二）教師網(wǎng)絡(luò)研修相關(guān)研究1 .智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)研究智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)是云計(jì)算、移動互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等技術(shù)在教育教學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的新場景，其中自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)是研究者關(guān)注的熱點(diǎn)話題。自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的基礎(chǔ)模型、功能設(shè)計(jì)、應(yīng)用實(shí)踐和未來展望是學(xué)者們研究的重點(diǎn)議題。自適應(yīng)超媒體系統(tǒng)是自適應(yīng)和基于用戶模型的界面領(lǐng)域中一個新的研究方向，Brusilovsky提出自適應(yīng)超媒體系統(tǒng)應(yīng)關(guān)注用戶的目標(biāo)、知識、背景、經(jīng)驗(yàn)和偏好2 .研修平臺設(shè)計(jì)與建設(shè)研究研修平臺作為網(wǎng)絡(luò)研修的重要載體，其設(shè)計(jì)理念

6、、功能結(jié)構(gòu)對研修活動開展具有重要的影響。單舉芝等提出了基于Web2.0的教師遠(yuǎn)程研修平臺設(shè)計(jì)的基本指導(dǎo)思想，并探討平臺的功能模塊綜上所述，學(xué)者們圍繞智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)和研修平臺等議題開展了豐富的研究，這些研究為教師研修實(shí)踐和理論發(fā)展提供了良好的借鑒和支持。大部分研究均表明研修平臺的質(zhì)量會對教師研修產(chǎn)生影響，而智能技術(shù)的發(fā)展也為教師網(wǎng)絡(luò)研修系統(tǒng)提供新的升級路徑。教師作為重要的教育資源，如何借助智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)自我發(fā)展和個性化發(fā)展是教師研修必須要解決的問題。基于此，本研究探索構(gòu)建教師智能研修系統(tǒng)模型，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的核心功能，并開展應(yīng)用研究，以進(jìn)一步完善教師智能研修系統(tǒng)的各個功能模塊，提高應(yīng)用質(zhì)量。三、教師智能研

7、修系統(tǒng)模型構(gòu)建（一）基礎(chǔ)模型1 .教師模型在智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)中，學(xué)習(xí)者模型實(shí)現(xiàn)對學(xué)習(xí)者個體特征的描述，是實(shí)現(xiàn)個性化服務(wù)的基礎(chǔ)。對于教師智能研修系統(tǒng)而言，為每一個使用該系統(tǒng)的教師建立教師模型，是規(guī)劃個性化學(xué)習(xí)路徑和推送適切性資源的基礎(chǔ)。參照IEEEPAP2 .內(nèi)容模型內(nèi)容模型是對領(lǐng)域內(nèi)知識的要素、結(jié)構(gòu)及關(guān)系的描述。從現(xiàn)有相關(guān)研究來看，主要包括從章、節(jié)、知識點(diǎn)和學(xué)習(xí)對象等方面描述的內(nèi)容模型3 .推薦模型推薦模型是連接教師模型和內(nèi)容模型的中介和橋梁，借助教師模型實(shí)現(xiàn)對教師的分析、診斷與畫像，基于個體或群體的學(xué)習(xí)者畫像，匹配和規(guī)劃適切性的路徑，并根據(jù)學(xué)習(xí)進(jìn)程的推進(jìn)和學(xué)習(xí)活動的開展，及時調(diào)整和優(yōu)化模型，實(shí)現(xiàn)

8、基于教師學(xué)情診斷的學(xué)習(xí)路徑規(guī)劃和學(xué)習(xí)資源推薦，實(shí)現(xiàn)教師、學(xué)習(xí)路徑和學(xué)習(xí)資源的多維關(guān)聯(lián)。（二）系統(tǒng)模型教師智能研修系統(tǒng)基于云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G等智能技術(shù)，以教師模型、內(nèi)容模型和推薦模型為基礎(chǔ)，形成學(xué)習(xí)分析系統(tǒng)、學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)和學(xué)習(xí)干預(yù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)路徑規(guī)劃、適切性學(xué)習(xí)資源推送和精細(xì)化學(xué)習(xí)反饋，具有支持個體研修和群體研修，支持區(qū)域研修與校本研修。具體來看，教師智能研修系統(tǒng)利用教師模型獲取教師的基本情況，獲取教師的靜態(tài)屬性和動態(tài)特征，推算和量化教師的基礎(chǔ)知識和能力水平，形成教師畫像。推薦模型參考教師畫像數(shù)據(jù)，從研修系統(tǒng)內(nèi)容中抽取最適合教師研修的內(nèi)容模塊，推薦給教師學(xué)習(xí)，并根據(jù)內(nèi)容模型，

9、為教師提供相近內(nèi)容的學(xué)習(xí)資源。學(xué)習(xí)分析系統(tǒng)通過對教師的分析，為個性化學(xué)習(xí)路徑推薦提供數(shù)據(jù)依據(jù)，學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)資源的動態(tài)組合，為適切性資源的推送提供支持，學(xué)習(xí)干預(yù)系統(tǒng)則通過對教師研修效果的評測，為教師提供精細(xì)化學(xué)習(xí)反饋，以便教師及時調(diào)整研修各項(xiàng)安排。其系統(tǒng)模型如圖1所示。四、教師智能研修系統(tǒng)設(shè)計(jì)（一）系統(tǒng)理念與定位分析非線性學(xué)習(xí)是數(shù)字化時代的重要的學(xué)習(xí)形態(tài)，具有學(xué)習(xí)內(nèi)容的離散性、學(xué)習(xí)時間的碎片性、學(xué)習(xí)空間的多樣性、拖拉式的知識傳遞、知識建構(gòu)的主動性等特點(diǎn)“教師智能研修系統(tǒng)”旨在創(chuàng)建面向教師的智能化研修空間，其核心是教師網(wǎng)絡(luò)研修環(huán)節(jié)的優(yōu)化和資源的自適應(yīng)推送。系統(tǒng)應(yīng)滿足以下需求：（1）根據(jù)教師發(fā)展

10、目標(biāo)和能力測試結(jié)果，形成個性化的研修安排與內(nèi)容設(shè)計(jì)，滿足教師泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下的成長發(fā)展需求。（2）良好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，及時、有效的學(xué)習(xí)效果反饋，促進(jìn)研修目標(biāo)的達(dá)成。因此，本系統(tǒng)在分析教師研修要素的基礎(chǔ)上，優(yōu)化數(shù)據(jù)分析、資源推送和信息反饋等環(huán)節(jié)，利用智能技術(shù)賦能教師研修，提高研修質(zhì)量。（二）研修要素設(shè)計(jì)明確教師網(wǎng)絡(luò)研修要素是教師智能研修系統(tǒng)設(shè)計(jì)的首要工作。本研究通過對目前已開展的多個教師研修項(xiàng)目進(jìn)行梳理分析，并對部分組織教師研修的相關(guān)機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)人、教師等進(jìn)行訪談，整理相關(guān)需求，認(rèn)為研修人員、研修主題、研修資源、研修任務(wù)、研修反思、研修成果和效果評價等要素是教師研修工作的核心要素，如圖2所示。具體來看，研

11、修人員是研修系統(tǒng)的使用用戶，從研修的實(shí)際情況來看，主要包括各級教研員、學(xué)校管理者、一線教師等，不同的用戶在研修過程中具有不同的需求，明確需求是教師智能研修系統(tǒng)設(shè)計(jì)的首要問題。研修主題是根據(jù)實(shí)際教學(xué)、管理問題，針對不同實(shí)際需求形成的總體設(shè)計(jì)。研修資源是為了達(dá)成研修主題設(shè)定的目的而提供的材料、工具的集合體。研修任務(wù)是用戶在研修過程中需要完成的內(nèi)容。研修活動主要是指通過自主學(xué)習(xí)或協(xié)作學(xué)習(xí)等方式參與的各類正式或非正式的專業(yè)實(shí)踐活動，合理有效的研修活動可以提高教師研修的積極性和參與度。研修成果是研修實(shí)施效果最直接的體現(xiàn)，其表現(xiàn)形式根據(jù)研修主題和任務(wù)的不同而表現(xiàn)出不同的形態(tài)。效果評價是對研修項(xiàng)目從設(shè)計(jì)、實(shí)

12、施到效果各方面相關(guān)數(shù)據(jù)信息的收集和價值判斷，應(yīng)當(dāng)貫穿于一個完整的研修項(xiàng)目實(shí)施周期，包括項(xiàng)目設(shè)立背景、項(xiàng)目內(nèi)容設(shè)計(jì)、實(shí)施方案設(shè)計(jì)、實(shí)施效果過程性評價、項(xiàng)目總結(jié)性評價等內(nèi)容，研修效果評價的有效性是研修質(zhì)量得以保障的關(guān)鍵（三）系統(tǒng)功能模塊根據(jù)教師智能研修系統(tǒng)模型和研修要素的分析，可以將教師智能研修系統(tǒng)分解為教師個體特征分析模塊、研修資源精準(zhǔn)推送模塊和研修反饋評價模塊，如圖3所示。1 .教師個體特征分析模塊為實(shí)現(xiàn)研修資源精準(zhǔn)推送，首先需要對教師個體特征進(jìn)行準(zhǔn)確分析。教師個體特征是對教師特征的詳細(xì)描述，包括個人信息、知識水平、興趣偏好、認(rèn)知能力等學(xué)習(xí)者特征。教師個體特征分析模塊從教師個人信息、學(xué)習(xí)行為信

13、息、學(xué)習(xí)情景信息三方面描述教師個體特征。教師個人信息的分析有助于系統(tǒng)根據(jù)教師的基本信息和任教信息等大致確定教師所需研修資源類別，進(jìn)行資源模糊匹配，初步預(yù)測教師的研修資源偏好，完成教師特征信息模型的初始化。學(xué)習(xí)行為信息包括學(xué)習(xí)者知識水平、學(xué)習(xí)者興趣偏好、學(xué)習(xí)者認(rèn)知能力、學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)風(fēng)格等內(nèi)容。學(xué)習(xí)者知識水平在一定程度上會影響后續(xù)研修過程中研修資源選擇。學(xué)習(xí)者的興趣偏好主要包括媒體格式偏好、資源風(fēng)格偏好、交互方式偏好等內(nèi)容。學(xué)習(xí)者的認(rèn)知能力主要是分析教師對研修主題相關(guān)內(nèi)容的理解和掌握情況。學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)風(fēng)格有助于更準(zhǔn)確地描述和診斷教師，適配相關(guān)信息。學(xué)習(xí)情景信息主要分析教師參與研修活動和協(xié)作學(xué)習(xí)過程中的

14、過程性數(shù)據(jù)。通過對教師個體特性信息分析提高系統(tǒng)的適應(yīng)能力，為教師提供更準(zhǔn)確的研修資源和研修建議。2 .研修資源精準(zhǔn)推送模塊研修資源精準(zhǔn)推送模塊包含研修課程、研修資源、個性化研修空間等內(nèi)容。其中研修課程是系統(tǒng)化研修內(nèi)容，具有完整的教學(xué)大綱、課程導(dǎo)航和內(nèi)容體系，具有較強(qiáng)的針對性。研修資源是各級各類資源聚合體，兼容國家資源平臺、市區(qū)級資源服務(wù)平臺和本地名師優(yōu)課資源，為教師提供研修資源服務(wù)。個性化研修空間基于教師個體特征分析與資源屬性，為教師推薦個性化資源，教師可以根據(jù)個人需求在研修資源中選擇自己感興趣的主題，開展研修。3 .研修反饋評價模塊研修信息反饋評價模塊為教師提供研修成果展示和效果評價功能，包

15、含研修論壇、研修成果、研修測評等功能。通過設(shè)立課程論壇、主題論壇、小組論壇等形式，實(shí)現(xiàn)研修教師與其他教師、專家的信息交流與反饋。研究成果部分展示和呈現(xiàn)教師在研修過程中形成的過程性和結(jié)果性作品。該模塊具備研修全過程的數(shù)據(jù)記錄和分析功能，結(jié)合相應(yīng)的評價體系和指標(biāo)，對教師研修效果進(jìn)行測評。五、教師智能研修系統(tǒng)應(yīng)用案例（一）背景基于非線性學(xué)習(xí)理念設(shè)計(jì)和開發(fā)的教師智能研修系統(tǒng)旨在構(gòu)建一種技術(shù)賦能的學(xué)習(xí)型社區(qū),致力于為教師提供一個交互方便的學(xué)習(xí)空間，通過營造寬松和諧的學(xué)習(xí)氛圍，引導(dǎo)教師通過自主探索、交流協(xié)作等方式，根據(jù)相應(yīng)的研修任務(wù)，自選學(xué)習(xí)內(nèi)容，自定學(xué)習(xí)路徑和步驟開展研修活動，體現(xiàn)學(xué)習(xí)方式的主動性、學(xué)習(xí)

16、內(nèi)容的非線性和學(xué)習(xí)時間的碎片性（二）過程在該校某一次的研修過程中，針對全體教師開展“微課制作與應(yīng)用能力提升研修”。根據(jù)該校的實(shí)際情況，研修目的是讓每個老師都能具備微課制作與應(yīng)用的能力。雖然此次研修的目標(biāo)都相同，但由于不同年齡、教齡、學(xué)科等教師的信息技術(shù)能力初始水平不同，傳統(tǒng)的線下培訓(xùn)或在線視頻學(xué)習(xí)的方式并不能真正滿足教師的需求。因此，采用智能研修系統(tǒng)開展研修。研究團(tuán)隊(duì)在智能研修系統(tǒng)中設(shè)置了“理念與模式”“方法與操作”“分享與交流”等模塊。在研修過程中，系統(tǒng)通過教師完成的前測初步了解教師基本情況，記錄包括基本信息、教學(xué)情況、教研情況、培訓(xùn)經(jīng)歷、研修需求五個方面的教師個人信息，并從知識水平、興趣偏

17、好、認(rèn)知能力、學(xué)習(xí)風(fēng)格四個角度分析，構(gòu)建教師學(xué)習(xí)者畫像?；诮處煂W(xué)習(xí)者畫像和大數(shù)據(jù)分析，對教師的微課制作與應(yīng)用能力做出精準(zhǔn)診斷，從而找到教師研修的起點(diǎn)。同時，引入國家資源平臺、市區(qū)級資源服務(wù)平臺、校本資源平臺、本地名師優(yōu)課資源及校本資源，依托豐富的學(xué)習(xí)資源，將不同主題的研修內(nèi)容劃分成多個專題，對每個專題進(jìn)行概念體系、方法體系及問題體系梳理，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)化的學(xué)習(xí)資源管理，整合后設(shè)計(jì)開發(fā)了教育理論篇、微課教學(xué)設(shè)計(jì)、微課評價標(biāo)準(zhǔn)分析、常用方法介紹、軟件使用等課程資源?；谙到y(tǒng)內(nèi)嵌的教師信息特征與學(xué)習(xí)資源信息特征選擇模型，根據(jù)教師觀看、瀏覽資源的行為數(shù)據(jù)，記錄教師個人學(xué)習(xí)行為偏好，為不同教師確定

18、個性化的學(xué)習(xí)起點(diǎn)和學(xué)習(xí)路徑，并為每個教師規(guī)劃了自適應(yīng)的資源。止匕外，根據(jù)教師在研修共同體中的發(fā)帖、評論等交流討論數(shù)據(jù)，判斷教師的掌握情況。研修目標(biāo)的達(dá)成體現(xiàn)在教師的作品中，根據(jù)教師提交的作品給予診斷性的評價，為教師給予個性化的指導(dǎo)，達(dá)到以研修促發(fā)展的目的。（三）效果為了了解教師對智能研修系統(tǒng)的使用效果，研究團(tuán)隊(duì)針對所有參加研修的教師發(fā)放調(diào)查問卷，并結(jié)合智能研修系統(tǒng)中在線數(shù)據(jù)，分析研修效果。調(diào)查問卷主要包括教師個人基本情況、教師前期參與研修的基本情況、教師對智能研修系統(tǒng)的接受度、教師開展智能研修所遇到的問題等。在調(diào)查問卷的設(shè)計(jì)過程中，研究團(tuán)隊(duì)請教了教育技術(shù)學(xué)專家、有研修經(jīng)歷的教師，對問卷進(jìn)行了多

19、次修改與完善。其中，調(diào)查問卷第一、二和四部分采用單選或多選題的形式調(diào)查實(shí)際情況，第三部分引用國際經(jīng)典量表對教師采用智能研修系統(tǒng)的接受度開展調(diào)查。本研究借鑒自我決定理論和技術(shù)接受模型，采用感知有用性、感知易用性、感知自主性和持續(xù)使用意愿來表示教師參與智能研修的意愿。量表采用李克特五級尺度量表，1至5分別表示從非常不符合至非常符合。數(shù)據(jù)回收后，采用克隆巴赫Alpha系數(shù)來評測各量表的信度。數(shù)據(jù)分析顯示，各量表的克隆巴赫Alpha系數(shù)均高于0.70,表明量表具有較高的信度。教師對智能研修系統(tǒng)的接受度調(diào)查結(jié)果如下頁表1所示，調(diào)查表明，教師持續(xù)使用智能研修系統(tǒng)的意愿較高，均值為4.05,說明教師對未來使

20、用智能研修系統(tǒng)提升自我的意愿較強(qiáng)。教師感知的智能研修對其專業(yè)發(fā)展的有用性的認(rèn)同度較高，均值為4.16,表明教師對智能研修系統(tǒng)對自身發(fā)展的認(rèn)識給予較高的認(rèn)同，認(rèn)為參與智能研修能夠促進(jìn)專業(yè)發(fā)展和成長。教師感知的易用性均值為3.99,說明智能研修系統(tǒng)提供了良好的使用說明和指南，教師開展智能研修比較容易、方便。感知自主性表示教師在智能研修過程中對目標(biāo)、內(nèi)容、過程和時間等的自我控制程度，其均值為3.68,表明教師參與智能研修過程中具有一定的自主性，基本能實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)、可調(diào)節(jié)的研修智能研修系統(tǒng)記錄的數(shù)據(jù)也為本研究的效果分析提供了數(shù)據(jù)支持。研究團(tuán)隊(duì)通過智能研修系統(tǒng)日志數(shù)據(jù)對教師開展智能研修的情況進(jìn)行分析，主要包括教師開展研修采用的終端設(shè)備類型、各類型資源的訪問次數(shù)、每周的學(xué)習(xí)活躍人數(shù)等。從教師教研使用的終端類型來看，使用智能手機(jī)開展研修的