中小學個性化學習診斷系統比較研究

徐夢迪 詹夢穎 南文杰

摘 要：個性化學習成為大數據時代的主流學習范式，旨在反映學習者的個性差異，促進學習者的個性發展。作為個性化學習重要支撐的學習診斷系統逐漸在教育領域普及開來，學習者們紛紛加入到學習診斷系統的研究中，許多學者根據自己的研究設計并開發個性化學習診斷系統。為了對個性化學習診斷系統有更深入的了解，同時在以后的系統開發和應用時能夠有合適的個性化學習診斷系統作參照，文章主要運用文獻分析法、體驗法和比較研究法，對目前應用于教育領域的中小學生個性化學習診斷系統進行了體驗、闡述，并從不同維度對各個系統進行辨析，總結我國個性化學習診斷系統的發展與完善方向，期望對國內個性化學習診斷系統的研究和發展提供幫助。

關鍵詞：個性化學習；學習診斷系統；比較研究

近年來，隨著物聯網、云計算和大數據等技術在教育領域中的成熟運用，個性化教育越來越被人提及，逐漸成為大數據時代教育的主要范式。世界各國教育改革都在倡導針對學生個體差異實施個性化教學，個性化教育已經成為當今世界范圍內強勁的教育思潮。2006年，歐洲經合組織（OECD）發表意見報告《面向明日之學校教育：使教育個性化》，將個性化教育作為應對變革時代的重要教育議程，認為“一刀齊”的學校知識和組織安排既不適合個人需要，也和知識社會的發展格格不入。我國政府2010年發布的《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》中提出“關注學生不同特點和個性差異，發展每一個學生的優勢潛能”，鼓勵個性化發展，為每個學生提供“適合的教育”的觀念。而為每一個學生提供“適合的教育”的首要任務就是清晰了解每一位學生，了解學生的學習情況，根據學生的學習情況制定學習任務，實現個性化教育。

隨著個性化教育的普及開來，作為學習分析重要支撐的個性化學習診斷系統受到教育界的普遍關注，許多國內外研究者對個性化學習診斷系統進行理論研究并進行實踐操作，開發出相應的學習診斷系統。如國外學者Wu L J等人，通過貝葉斯網絡，并結合應用計算機測試中的扣除方法，開發了數學概念診斷系統，這是一種針對數學學習的診斷系統。該系統可以診斷學生犯錯誤的類型，系統平均識別率分別為95.72%，99.10%，98.73%，99.02%和98.96%。而有關學習問題方面的診斷系統，Panjaburee P等人提出了一種創新的方法來引導和整合來自多位專家的測試項目概念關系的權重，從而開發關于學習問題的診斷系統，并進行實驗來評估該方法的性能，實驗效果顯著。對國內四大學術期刊（知網、萬方、維普、超星）論文進行檢索與查閱，發現國內對于個性化學習診斷的研究、開發、實施與應用主要集中于中小學，其中涉及到的個性化學習診斷系統眾多，如必由學診斷系統、家長匯診斷系統、FRM診斷系統、問題診斷系統、物理自診斷系統、學習習慣診斷系統、家庭教育測試系統等20多種（20多種是粗略統計的數據）。其中大量的個性化學習診斷系統已經開始應用于中小學教育，但是缺乏對這些個性化學習診斷系統的比較研究。為了對這些個性化學習診斷系統有更深入的了解，同時在以后的學習系統開發和應用時能夠有合適的個性化學習診斷系統作參照，本研究在進行理論闡述的基礎上對目前成熟應用于中小學教育的三個個性化學習診斷系統進行體驗、分析，并從不同維度對各個系統進行辨析，總結我國個性化學習診斷系統的發展與完善方向，期望對國內個性化學習診斷系統的研究和發展提供幫助。

一、個性化學習診斷系統

“診斷”一詞最早來源于醫學，在醫學意義上指對人體生理或精神疾病及其病理原因所作的判斷。現在“診斷”一詞已經廣泛應用于各大領域，在教育領域中主要指的是學習診斷。學習診斷是從教育測量理論發展而來，傳統的學習診斷只要是通過測驗進行，隨著認知理論的提出，認知診斷技術被提出。該技術主要是從認知心理學的角度分析學生作答過程中所采用的知識與技能，再將其融入心理計量學模型中，獲得關于學生優勢和不足的詳細的診斷信息。認知診斷技術被視為新一代的心理與教育測驗的核心，是認知心理學與現代測量學相結合的產物。在計算機高速發展的大數據時代，將認知診斷技術與計算機融于一體已經是一種成熟的技術，這種基于計算機輔助的認知學習診斷技術也就是個性化學習診斷系統。在大數據時代下，個性化學習診斷系統指的就是通過收集學生學習過程中的數據、運用計算機算法，構建學習者的學習模型，從而實施個性化指導，使學習者有針對性的學習自己的知識點盲區，提高其學習效率。

傳統教育注重學習者整體的學業水平，學習成績成為考核學生的唯一標準，對學生的學習診斷主要是通過試卷測驗。試卷診斷方式忽視了對學生語言表達能力、動手操作能力、應用知識解決實際問題的能力以及學生的學習態度和學習習慣的考查，形式比較單一，注重最終結果，不但限制了學生思維發展，而且阻礙了學生的個性化成長。而個性化學習診斷系統通過對學習者的性格、心理和學習行為進行分析與診斷，系統性的進行人格整合和個性優化，根據教育對象的性向特征、興趣愛好和最佳才能區來充分發展個人特長，使個人專長和能力更突出，更有利于發揮個人專長、取得個人在社會中的競爭優勢和獲得事業成功用于調整教師教育行為與實現學習者個性化教育。國家教育技術計劃稱，當與學習系統相結合時，基于技術的評估可以用來形成診斷并且改進學習和教學實踐，同時確定學生所學到的內容。紐約市的一所中學，數學老師用個性化學習診斷系統評估學生個性化學習當中日常學習軌跡的實時發展，確定每位同學的學習軌跡，真正實現個性化教育。可見，個性化學習診斷系統對于實現個性化教育有著重要的意義。

二、典型的個性化學習診斷系統比較

個性化學習診斷系統通過對學習者學習風格、知識水平和認知能力等因素進行綜合測量和分析，為學習者能夠清晰認識的自己的學習情況，有針對性進行知識點盲區進行學習，為實現“因材施教”營造個性化學習環境。筆者以關鍵字“個性化學習診斷系統”搜索國內知網、萬方、維普、超星四大學術期刊的有關論文，同時以相同的關鍵字在百度、谷歌和必應三個搜索引擎進行查詢，然后對論文以及搜索引擎中出現的個性化學習診斷系統進行整理與分析，發現在中小學應用得較多的是家長匯個性化測評系統、必由學個性化診斷系統、學大教育：PPTS系統。

（一）家長匯個性化測評系統

1.系統簡介。家長匯個性化測評系統（EST）是國內教育行業較為科學、較為權威、較為準確的個性化測評系統，該系統主要由10個子系統組成，包括學科分析系統、學習狀態360°掃描、知識點檢測系統（KIS）、學習習慣診斷系統、綜合學習素質檢測系統、學生心理健康掃描系統、個性化教學建議系統、文理科分班評測系統、高考志愿精準決策系統、家庭教育評測系統。

2.測試流程。該系統的測試流程比較簡單，包括注冊登陸、創建新試卷、測試者答題、生成方案、尋求咨詢師解答這幾個關鍵步驟。該系統屬于商業產品，使用前需要支付一定的費用，所以在登陸注冊的時候要填寫機構的單位以及相應的地址與電話等聯系方式，但值得慶幸的是該公司相應的提供了免費體驗版本，用戶可以先進行體驗再進行購買。據筆者親自體驗，發現體驗版本雖然能體驗所有的測評功能，但是測評方案報告中只能下載部分測評的結果，所以想完成所有測評并獲得相應的報告需要進行機構購買。

3.測評報告。報告以PDF文件格式下載，內容包括機構簡介、教育體檢報告、學科分析報告、綜合學習素質分析報告、知識點檢測報告、學習狀態報告、學習心理健康報告、文理科分班平次報告、家庭教育方案。筆者以英語學科分析報告說明測試結果分析情況。分析結果以圖形可視化的形式展現出來，同時給出文字輔助說明，學習建議。

（二）必由學個性化診斷系統

1.系統簡介。必由學個性化學習診斷系統是國內比較專業化課堂評價工具，是目前市場上唯一經過教育部所屬中國教育學會組織國內外專家進行過成果鑒定的專業化課堂評價工具。該系統基于統計測量、學習分析、數據可視化、數據挖掘等技術，利用“教與學產生的數據”來診斷教與學目標達成的程度，并對未達成的原因進行認知和知識等方面的統計分析，形成學生學習情況的診斷報告。必由學個性化學習診斷系統主要有兩大子系統構成：增值評價系統與學習診斷系統。增值評價系統主要用來測試學生在一定時期內學業“增進”程度，而學習診斷系統旨在通過建立“即時反饋機制”，用教與學的過程中產生的數據來診斷教與學目標達成的程度。

2.測評流程。該系統的測評流程相對簡單，主要有教師組卷、學生答卷、教師批卷、分析報告組成。需要特別注意的是，教師組卷的時候，題目所反映的知識點必須與既定好的教學目標所一致，這樣基于大數據的個性化學習診斷才是有效的。因此，為了教學診斷更好地被認可，學習目標認定的可操作性和科學性需要提高，教師在標定的時候也要更加認真地對待，目標確認這個步驟是診斷個性化的關鍵。

3.測評報告。必由學系統數據報告共分為三大部分，分別為總體情況、緯度分析、詳細分析。在總體情況中又有七個項目的分析數據，分別是基本反饋信息、目標達成度、等級分布比較圖、班級成績比較、班級成績分布、學生成績比較、學生成績單。在第二部分的緯度分析中的三個數據分析：知識點縱向比較分析、題型縱向比較分析、認知維度分析，則是更好地為教師的教學提供了個性化的數據分析。在第三部分的“詳細分析”則包含了學生作答、班級試題平均分、選項分析三項數據。

（三）學大教育：PPTS系統

1.系統簡介。學大PPTS系統，是個性化知識診斷系統，也叫做學習問題個性化分析診斷系統，由科利華集團和北京師范大學教育科學研究所合作完成的。該系統通過對學生進行學科能力、多元智力、學習能力與應試能力的診斷，形成學生學習問題的個性化分析報告，并提供針對性指導的方案。

2.測評流程。學生進入系統進行答卷，主要是4套問卷，問卷內容涉及到學生注意力、意志力、學習方法、考試技巧、家庭教育情況、心理狀態、學習風格、感知模式等多個方面。答卷完成并提交后，系統自動生成關于學習者的個性化學習報告，并提供有針對性的講解、輔導和訓練材料。

3.測評報告。PPTS系統提供的個性化學習診斷報告，包括測試者的“學科能力個性化診斷報告”和“綜合素質個性化診斷報告”這兩大部分，前者是基于學習者測試學科學習能力分析；后者基于學習者多元智能、學習能力和應試能力分析。分析的結果包括每個測試項目中測試能力的等級，具體分析以及教學策略，以文字描述。如圖7：該截圖中的內容是某位學生注意力測試的結果，等級為“優秀”，還有相應的教學策略。

三、結語

通過對家長匯個性化測評系統、必由學個性化診斷系統和學大PPTS診斷系統的詳細闡述，同時查看了其他多款應用于中小學教育的學習診斷系統與相關論文，對目前國內個性化學習診斷系統的特點進行分析，主要包括以下幾個方面：

首先，個性化學習診斷系統的設計與應用都體現了以學習者為中心的理念，主要體現在測評內容與報告分析兩大塊。隨著個性化教育的推行，測評內容不再是單一的學科試卷設計，而是學習者個人情況的設計，包含學習者知識掌握程度、學習情感、學習習慣、學習風格、學習者素質等多方面情況。在測試報告上，不再是一個簡單的分數，而是關于學習者個人的數據分析畫像，從多維度將測試結果進行圖形可視化，讓教師和學習者能全方位了解測試者，從而能認清不足，為因材施教提供便利。此外，報告還針對學習者測試情況提供人性化的教與學的指導意見，讓測試者能夠參考與借鑒，更進一步提升自我。

其次，個性化學習診斷系統具有多樣性，缺乏一個標準。從查閱的資料來看，國內應用于中小學的個性化學習診斷系統有多種類型，主要有以下幾種：診斷學科知識掌握程度的學習診斷系統（主要涉及到的學習科目為物理、化學、英語、數學、語文）、基于學習者情感診斷的學習診斷系統、基于學習者學習風格的診斷系統、基于學習者學習素養的診斷系統，綜合型診斷系統等。中小學教育中存在這么多類型的學習診斷系統，但是卻沒有一個統一的標準：什么樣類型的個性化學習診斷系統才能夠真實有效地診斷出學習者的真實情況？

參考文獻

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