元宇宙加持下學評協同評價模式探索

訾玲玲 叢鑫

摘? 要：學評協同是新興的教育評價模式，元宇宙為此評價模式的應用和發展提供強有力的技術支持。該文首先總結元宇宙在學評協同評價模式的技術優勢。其次，提出元宇宙支持的學評協同應用架構，包括學評協同場景構建、自適應的學評協同評價模型建立和過程驅動的學評協同評價數據展示。最后分析應用架構尚待解決的關鍵問題，包括多模態學習過程數據的解析與利用、定性和定量評價的綜合分析及學習過程數據和評價數據的融合展示。該文的研究成果可為探索新時代教育評價改革，實現未來教育評價高質量發展，提供有益的參考與啟示。

關鍵詞：元宇宙；學評協同；應用架構；教育評價；評價模式

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）03-0025-05

Abstract： Collaboration in learning and assessment is an emerging educational assessment model， and the metaverse provides strong technical support for the development of educational assessment. First， the technical advantages of the metaverse for collaboration in learning and assessment are summarized. On this basis， the application architecture is proposed， including the scene construction， the establishment of adaptive assessment model， the data display of process-driven collaboration in learning and assessment. Finally， the key issues faced by the application architecture are analyzed， including analysis and utilization of multi-modal learning process data， integrated analysis of qualitative and quantitative assessment， and display of learning process data and assessment. The research results of this paper can provide some references and insights for exploring the education evaluation reform in the new era and achieving high-quality development of education assessment in the future.

Keywords： Metaverse; collaboration in learning and assessment; application architecture; education assessment; reform exploration; evaluation mode

《深化新時代教育評價改革總體方案》[1]對新時代教育評價改革做出了全面部署，指出應充分利用信息技術，創新評價工具，構建多元、全過程、全要素的學習者綜合評價。信息技術賦予教育評價新的特征，例如數據獲取的立體化、主體參與多元化及評價反饋精準化等。新的特征催生了教育評價理念的創新，激發了學評協同的新理念。其將評價的學習性和診斷性融為一體，強調以多種方式促進學習者主動發展[2]，但面臨以下挑戰：一是全方位學習過程數據難以獲取。現階段的學習過程數據，通常是根據特定評價指標有針對性地選用可穿戴設備、監控設備等采集而來，極易造成學習過程數據的不全面、不連續、不精準。二是多元化評價方式難以實施。學評協同中的評價活動更加注重評價主體的多元化，其更多偏向知識技能評價且評價主體具有單一性，難以滿足對學習者全方位、深層次的核心素養評價需求。三是學習過程數據和評價數據難以呈現與理解。學評協同強調過程評價和結果評價的協同，為評價者提供實時反饋，但缺乏對學習過程數據和評價結果數據的融合展示，造成評價結果的可理解性不強，影響了評價的診斷性。新興的元宇宙技術[3-4]為統一解決上述挑戰提供了可行的技術途徑。因此，本文探索元宇宙技術加持下的學評協同評價模式，促進新時代信息化技術與教育技術的深度融合，推進新時代教育評價改革。

一? 元宇宙在學評協同評價模式的技術優勢

元宇宙技術以虛擬現實、區塊鏈、人工智能和計算機視覺等技術為基石[5-6]，采用虛擬現實的擴展顯示與沉浸式體驗構建虛擬空間，提供多源全面的學習過程數據；利用區塊鏈的可追溯性與高可信任等特性支持公平與可信的數據處理方法，提供了多元科學的評價方式；借助人工智能的分析與可視化技術以可理解的方式展示學習過程數據和評價數據，使學評協同具有可靠性、公平性和反饋性特征，具體表述如下。

多源全面的評價數據獲取。學評協同評價模式依靠多源全面的學習過程數據，多源是指學習過程數據的形式來源多樣化，包括圖像、視頻、音頻等；全面指的是過程數據覆蓋性廣，包括原始數據采集、中間數據分析和結果數據展示等。多源且全面數據可客觀反映學習者學習狀態。在元宇宙的支持下，采用虛擬現實或增強現實設備全方位采集學習者的狀態數據，即行為、特征等多模態數據，同時以區塊鏈技術保證數據的安全可靠。已有相關數據采集情境包括在線學習環境[7]和校園場景[8]等。

多元科學的評價方式構建。學評協同評價需要科學多元的評價方式，以提升評價結果的準確性。已有的評價方式可以分為定量評價和定性評價兩類[9]，如何改進這兩類評價方式獲得更加準確的評價結果，是當前學評協同面臨的難題。在元宇宙的加持下，定量評價利用區塊鏈的智能合約機制[10-11]自動感知評價指標，觸發合約核心代碼，自動生成過程評價；定性評價利用元宇宙提供的虛實融合跨域社交技術為學習者提供超現實的社交體驗[12]，每個學習者的評價主體，既包含學習者自身評價、教師評價、家長評價，又包含利用虛擬化身進行協同探索的同伴評價。元宇宙的融入改變了當前單純依靠學校系統開展評價的傳統模式，使得評價標準透明化，提升了評價的科學性。

可理解的評價數據展示。學評協同可引導學習者的學習反思和教師教學過程的改進，其重要一環是對學習過程數據和評價數據進行實時反饋，而以上數據的展示方式能影響評價反饋效果。傳統的方法為學習分析儀表盤[13-14]，可呈現學習者的學習軌跡，卻忽視了對于評價數據的可理解性，減弱了評價的反思作用。伴隨著學習過程數據和評價數據規模及種類的不斷擴大，元宇宙為評價反饋的可理解性也提供了新的工具。人工智能、計算機視覺等技術在元宇宙空間中的應用，聚合了學習者在教育場景中的討論、研究等學習狀態，分析了不同的教育角色需要的評價數據，建立了融合學習過程數據和評價數據的可視化展示機制，實時地反饋學評動態數據。

二? 元宇宙支持的學評協同應用架構

采用元宇宙構建學評協同應用架構，主要分為學評協同場景創建、自適應學評協同模型建立和過程驅動學評協同評價數據展示三個部分，如圖1所示。

（一）? 學評協同場景構建

采用元宇宙技術構建教育場景，主要包含三個模塊，數據采集、數據解析和數據存儲。首先構建學習場景，在此場景下采集學習者的學習過程數據，這些過程數據作為評價的原始數據。在此基礎上，采用深度學習方法解析過程數據，并設計學習狀態表征方法，統一標注多模態數據，作為學習狀態數據。最后，設計數據存儲方案有效存儲學習狀態數據。

數據采集。數據采集設施包含硬件和軟件，其中硬件包含5G網、沉浸式設備和輔助設備，軟件包含虛擬現實軟件及元宇宙構建軟件。在此基礎上，采集學習者的行為數據、生理數據、虛擬身份信息等，多類型數據的采集體現了教育信息的多源互補，其是元宇宙環境下學評協同開展評價活動的前提。

數據解析。采用基于模態隱空間標識的多模態深度網絡對采集的多模態過程數據進行分析，并探索元宇宙的場景表征及學習者虛擬化身的生理表征。在此基礎上，以學習評價指標為導向，建立過程數據與評價指標映射關系，并基于學習狀態特征，對視頻、音頻等數據建立語義標簽，將標簽數據打包到區塊中。

數據存儲。對于不同的數據類型采用不同的存儲方式。對于過程數據，采用中心化的方式直接存儲在數據庫中；對于解析的學習狀態數據，存儲在區塊鏈中。同時，該區塊鏈還存儲學評協同場景等基礎數據。

（二）? 自適應學評協同評價模型建立

在學評協同場景下，根據學習者的學習過程數據，設計基于智能合約的定量評價方法和基于共識的定性評價方法，以此為基礎，建立學評協同評價模型。

基于智能合約的定量評價。區塊鏈的智能合約技術為定量評價提供了有力的工具，其核心是評價合約。根據學習者的過程數據設計符合評價規則的合約條款，自動執行相應的動作，以保證合約執行的可信性。

基于共識的定性評價。在學評協同場景中，鼓勵學習者進行自評，并激發學習者之間的同伴互評，同時促進教師等角色對學習者進行過程性評價。在此基礎上，為評價主體建立共識機制，其核心是學評信用值算法和投票算法，前者用于計算評價主體的評價信用值，后者體現信用值高的評價主體對評價結果的影響，以提升定性評價結果的準確性。

學評協同評價模型。基于定量評價和定性評價結果，建立適用于學習者的評價模型，體現為綜合評價和個性化評價兩個方面。前者采用核心素養評價方式，后者通過分析學評協同場景中學習過程數據來感知學習者的突出能力并選擇合理的評價方式。

（三）? 過程驅動學評協同評價數據展示

采用可視化方法將學習過程數據和評價數據融合呈現，從而更好地發揮評價的反饋作用。該部分包括顯著性評價指標展示、基于顯著性時間映射圖的視覺探索、過程記錄跟蹤展示和多粒度評價數據分析與展示。

顯著性評價指標展示。設計顯著性時間映射圖，橫軸表示時間，縱軸表示評價指標相應值，評價指標主要分為兩類：綜合評價指標和個性化評價指標，前者選取能考核學習者核心素養的評價指標，后者選擇能反映學習者突出能力的評價指標。在評價指標展示過程中，注重兩個要素的使用。一是顏色，采用顏色映射方法來區分不同的評價指標；二是顯著性，將某一時間段內發生劇烈變化的指標值作為顯著狀態，需要重點標記與突出顯示。

基于顯著性時間映射圖的視覺探索。視覺探索會依據學習者或者教師的定制需求，將學習過程數據和評價數據進行合理的展示，包括總體概覽和細節展示兩個方面。對于總體概覽，采用單擊或拖動操作來設置時間窗口以調整時間間隔映射數據。對于細節展示，采用自定義的時間窗口，將某段時間的數據反饋給教師或者學習者，同時，采用視覺展示方法將時間序列及其聯系詳細顯示。

過程記錄跟蹤展示。采用敘事可視化方式記錄學習者在場景下的活動。首先，建立場景環境下的記錄表示方法，設計過程區塊鏈的數據結構記錄學習信息，包含課程信息、課程成績、實踐內容等。其次，根據記錄信息，采用智能合約自動執行預定義的記錄跟蹤業務邏輯。智能合約包括三個部分，合約注冊、合約摘要以及合約關系。最后，設置過程區塊鏈的存取權限，為評價角色提供過程查詢服務和對評價結果提供過程數據支持。

多粒度的評價數據分析與展示。對于評價數據，設置多粒度展示方法，包括導航視圖、興趣點選擇和標簽記錄。首先，設置導航視圖的縮放功能，即通過水平縮放設置粒度，粗粒度展示一段時間內的評價統計數據，細粒度展示時間節點的評價指標值。其次，采用套索等工具來選擇感興趣的評價指標，同時輔以相關的學習過程數據展示，以便更好地分析學習情況。最后，對于重要的評價內容，采用標簽記錄方式進行標記。通過以上功能設置來支撐迭代的可視化分析和探索。

三? 關鍵問題

提出的學評協同應用架構采用先進的元宇宙技術作為支撐，強調過程性評價與結果評價的融合。然而，在應用架構的實施過程中，存在以下的關鍵問題，如圖2所示。

學習過程數據的解析與利用問題。學評協同的核心思想是將學習過程數據和評價數據有效地融合在一起，實現評價促進學習的目的，而學習過程數據類型的多樣性，例如學習者的學習視頻，是無法直接與評價數據相對應的，需要將過程數據進行解析后才能與評價數據進行融合。因此，過程數據的解析問題成為數據融合的前提。在應用架構中，采用深度學習網絡對過程數據進行語義標注，但是如何確定語義標簽，實現不同類型數據的互補統一；如何映射語義標簽與評價指標之間的關系，促進與評價數據更好地協同，是需要解決的問題。此外，在應用架構中為了保障數據的隱私性和安全性，采用區塊鏈方式存儲解析后的數據，但是存在一定的技術難度。一是過程數據的類型和容量限制，不能直接參與區塊生成過程，需要設計滿足評價需求的區塊鏈的擴展結構。二是數據解析的實時性，對于區塊構建造成了很大的困難，需要在元宇宙中設計不同權限的區塊存儲模式，存儲動態變化的評價記錄等。總之，需要設計新的方法對學習過程數據進行準確解析與合理利用，以完成評價數據的全面采集和安全存儲，從而提高評價數據的可靠性。

定性和定量評價的綜合分析問題。定性評價和定量評價是學評協同中主要的評價方式，作為元宇宙支撐的區塊鏈技術為評價方式的改革奠定了堅實的技術基礎。區塊鏈的智能合約技術，采用已有的學習數據自動執行評價業務邏輯以完成定量評價，區塊鏈的共識機制為元宇宙中多元化的評價主體提供可信的定性評價環境。但是如何根據定性和定量評價結果，對學習者進行綜合評價或者個性化評價，是需要解決的關鍵問題。可以將此問題分成兩個子問題：一是設計評價判別函數，實現判別定性和定量結果的差異性；二是根據判別結果的差異性，設計評價規則，以保證評價結果的公平性，從而盡可能得到準確的評價結果。總之，協同定量評價與定性評價結果，構建公平合理的評價方式，是提升學評協同評價的科學性的保障。

學習過程數據和評價數據的融合展示問題。學評協同需要具有動態實時的評價反饋，以促進學習者自身的主動發展，起到評價的激勵作用。采用可視化方式直觀展示學習過程和評價結果是有效的手段，但是如何融合展示學習過程數據和評價數據，以提高評價結果被理解的程度，是需要解決的關鍵問題。可以將此問題分成三個子問題：一是設計學習者學習狀態的數據描述方式，實現過程評價和結果評價的有效結合；二是構建學習狀態的跟蹤機制，直觀反映過程與結果的聯系；三是根據定制化的評價需求來組織與展示評價結果及其相關的評價過程。總之，構建學習過程數據和評價數據的可視化展示機制，有效地表征和呈現學習者的學習狀態，可以提升學評協同評價結果的可解釋性。

四? 結束語

元宇宙的技術特性為學評協同評價的可靠性、科學性和可理解性提供了重要技術支撐。深度沉浸環境提供了多源全面的評價數據，區塊鏈與虛實融合跨域社交的結合擴充了多元科學的評價方式，視覺可視化加強了學習過程數據和評價數據融合展示的評價可理解性，以上手段是解決當前學評協同評價面臨的挑戰，滿足教育評價改革需求的探索和途徑。本文構建了元宇宙加持的學評協同評價應用架構，討論該架構下需要解決的關鍵問題，可以幫助研究人員建立全面公平的教育評價平臺和符合新時代中國特色的評價體系。隨著元宇宙技術與教育領域的深度融合，相信元宇宙技術在提高教育評價質量方面會有更大的作為。

參考文獻：

[1] 中共中央 國務院.深化新時代教育評價改革總體方案[EB/OL]. （2020-10-13）.http：//www.xinhuanet.com/politics/zywj/2020-10/13/c_1126601551.htm.

[2] 張生，王雪，齊媛.人工智能賦能教育評價：“學評融合”新理念及核心要素[J].中國遠程教育，2021（2）：1-8，16，76.

[3] 翟雪松，楚肖燕，王敏娟，等.教育元宇宙：新一代互聯網教育形態的創新與挑戰[J].開放教育研究，2022，28（1）：34-42.

[4] 蔡蘇，焦新月，宋伯鈞.打開教育的另一扇門——教育元宇宙的應用、挑戰與展望[J].現代教育技術，2022，32（1）：16-26.

[5] 2020—2021年元宇宙發展研究報告[EB/OL].（2022-04-17）.http：//taibt.com/tai/62.html.

[6] DUAN H H， LI J Y， FAN S Z， et al. Metaverse for Social Good： A University Campus Prototype[C]//Proceedings of the 29th ACM International Conference on Multimedia. China， 2021：153-161.

[7] 劉革平，高楠，胡翰林，等.教育元宇宙：特征、機理及應用場景[J].開放教育研究，2022，28（1）：24-33.

[8] 華子荀，黃慕雄.教育元宇宙的教學場域架構、關鍵技術與實驗研究[J].現代遠程教育研究，2021（6）：23-31.

[9] 林夢泉，任超，陳燕，等.破解教育評價難題 探索“融合評價”新方法[J].學位與研究生教育，2019（12）：1-6.

[10] ZHENG Z B， XIE S A， DAI H N， et al. An Overview of Blockchain Technology： Architecture， Consensus， and Future Trends[C]//2017 IEEE International Congress on Big Data， 2017： 557-564．

[11] 張振岳.區塊鏈對教育數據治理的功用與創新場域[J].教育評論，2021（12）：37-46.

[12] 華子荀，付道明.學習元宇宙之內涵、機理、架構與應用研究-兼及虛擬化身的學習促進效果[J].遠程教育雜志，2022，40（1）：26-36.

[13] DENG H H， WANG X M， GUO Z Y， et al. Performancevis： Visual Analytics of Student Performance Data from an Introductory Chemistry Course[J]. Visual Informatics， 2019，3（4）：166-176.

[14] SVEN C， ANDREW V M， JORIS K， et al. Learning Analytics Dashboards to Support Adviser-Student Dialogue[J]. IEEE Trans. Learn. Technol， 2017，11（3）：389-399.