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國家中小學智慧教育平臺協同優質建設探究

2024-05-02 00:00:00吳永和鄭浩詹雪菲
中國電化教育 2024年3期

摘要:推進國家中小學智慧教育平臺協同優質建設,是實施教育數字化戰略行動的重要舉措,也是構建優質均衡基本公共教育服務體系的有力抓手。專家工作室作為各省推進國家中小學智慧教育平臺應用推廣的重要載體,承擔著平臺應用推廣和指導的重要職責。為深入探究國家中小學智慧教育平臺協同建設的內在機理,總結提煉一線教師的平臺應用的優秀經驗,研究以國家中小學智慧教育平臺中的專家工作室已有實踐為數據基礎,綜合運用LDA主題模型和扎根理論方法,對專家工作室助力平臺協同建設的要素和邏輯進行了分析。研究發現,專家工作室的實踐主要聚焦在一線教師的課堂教學實踐層面,同時也涉及教師的專業發展和學生的課后服務,但對平臺在家校交流、區域管理等場景的應用探索相對較弱。在此基礎上,研究從目標指引、生態共建、協同機制等方面提出了國家中小學智慧教育平臺建設的實踐路徑,旨在為智慧教育平臺的發展和創新提供借鑒和啟示。

關鍵詞:國家中小學智慧教育平臺;協同建設;LDA模型;扎根理論;專家工作室

中圖分類號:G434 文獻標識碼:A

本文系國家社會科學基金2021年度重大項目“面向未成年人的人工智能技術規范研究”(項目編號:21ZD328)研究成果。

一、引言

伴隨現代信息技術的快速發展和廣泛應用,教育數字化轉型已成為教育改革和發展的重要方向。數字技術在教育領域的全方位、系統性、深層次應用,有助于推動教育系統的全面升級和變革,以適應現代化社會發展的需求,提高教育質量和效率,實現教育公平和普及。我國政府高度重視數字教育的發展,出臺了一系列政策推進教育數字化改革。從2021年1月教育部等六部門發布《關于推進教育新型基礎設施建設構建高質量教育支撐體系的指導意見》[1],到2022年《教育部2022年工作要點》和黨的二十大報告明確提出實施教育數字化戰略行動[2][3],再到2023年全國教育工作會議再次強調要統籌推進教育數字化和學習型社會、學習型大國建設[4],教育數字化轉型近年來駛向快車道。

為響應國家關于推進教育數字化轉型的戰略部署,國家中小學智慧教育平臺自2022年3月正式上線以來,不斷完善和豐富教育資源,提高教育質量和效率[5]。截至2023年8月15日,平臺注冊用戶總量達到8949萬人,累計訪問量達到了307億,充分展現了數字技術對教育發展的持續溢出效應[6]。伴隨平臺用戶規模的持續增長,平臺應用呈現多樣化發展趨勢,對平臺的易用性和有用性提出了更高要求。為充分發揮各地電教、教研等系統的指導作用及優秀教師的影響力,助推國家中小學智慧教育平臺(以下簡稱“國家平臺”)應用的培訓、宣傳及推廣工作,教育部教育技術與資源發展中心(中央電化教育館)分別于2022年9月和2023年8月發布了關于組織申報第一批和第二批國家中小學智慧教育平臺應用省級專家指導團隊(以下簡稱“專家工作室”)的文件[7][8]。

省級專家工作室作為國家中小學智慧教育平臺的重要組成部分,承擔著平臺應用推廣和指導的重要職責。研究專家工作室的工作實踐對于深入理解平臺建設的過程、評估平臺應用的效果、總結平臺優化的經驗、促進平臺創新的發展具有重要意義。然而,當前專家工作室助力國家中小學智慧教育平臺實踐仍處于初步探索階段,專家工作室的實踐具有哪些特征?專家工作室的實踐存在哪些問題?專家工作室是如何與一線教師、教育管理者協同合作助力平臺發展?以上問題亟需解答。圍繞這些問題,本文結合研究團隊作為上海市省級指導團隊的實踐經驗,以國家中小學智慧教育平臺中的專家工作室發布的文本資料作為數據基礎,綜合運用LDA(Latent Dirichlet Allocation)模型和扎根理論(Grounded Theory)方法,探究國家中小學智慧教育平臺專家工作室協同建設機制,為進一步優化專家工作室的工作、推進平臺應用推廣提供參考。

二、研究設計

(一)研究對象

專家工作室作為各省推進平臺應用試點的重要載體,由信息技術與學科教學融合方面有較強號召力和影響力的專家領銜,電教、教研、一線優秀教師、校長等多方面人員組成。專家工作室主要工作職責包括以下方面:一是探索如何在教育教學實踐中用好國家平臺的有關資源及功能,并以線上線下相結合的形式,培訓指導本省份學科教師逐步深化國家平臺應用。二是及時發現應用國家平臺開展教育教學的好的做法,進一步培育成可學習借鑒的優秀案例或可復制推廣的創新應用模式,并利用國家平臺開設的工作室及社會上的社交煤體進行宣傳推介。三是對國家平臺的資源開發、功能迭代、應用推廣等工作提出建設性意見和建議[9]。

為盡可能確保研究數據來源的權威性和有效性,研究除對本團隊專家工作室平臺應用推廣工作進行總結分析外,還選取了所有出現于平臺推薦版塊的專家工作室作為研究對象,總計48個專家工作室(如表1所示)。這些工作室絕大部分為中央電教館認證的國家中小學智慧教育平臺應用省級專家指導團隊,具有較高的活躍度、貢獻度及影響力,覆蓋了華東、華南、華北、西南、東北、西北等區域,在平臺中具有廣泛性和代表性。

在數據獲取方面,研究通過編寫爬蟲程序采集了這些工作室在智慧教育平臺上發布的各類文本資源。這些資源內容豐富,涉及成員簡介、應用實例、模式探討、經驗分享、發展建議、信息化實踐共同體以及數字化創新應用等多個方面。通過對這些數據的深入挖掘和分析,不僅能夠揭示不同地區、不同學科背景以及不同角色的教育工作者在平臺共建中的實踐智慧和需求差異,還能從學術層面探討平臺在促進教育公平和推動區域教育高質量發展方面的潛在機制和路徑。

(二)研究方法

本文采用案例研究的方法,選取高影響力、獲平臺推薦的省級專家工作室作為研究對象,通過采集其在平臺發布的相關過程性數據,對其助推平臺建設與發展的內在邏輯進行深入探析。具體的研究方法如下:

1.數據采集

本文以國家中小學智慧教育平臺為數據來源,從平臺上獲取了截至2023年9月7日前專家工作室發布的文本資料,包括工作室簡介、工作計劃、工作總結、活動方案、活動記錄、活動反思、案例分享等,共收集來自全國48個省級專家工作室的文本資料4810篇。

2.數據預處理

為了提高數據分析的效率和準確性,本文對收集到的文本資料進行了預處理,包括去除空白符、標點符號、停用詞等無意義的字符,分詞、詞性標注、去除低頻詞等文本清洗操作,以及構建詞典、統計詞頻、生成詞向量等文本表示方法。

3.數據分析

本文綜合運用LDA模型和扎根理論方法對預處理后的文本資料進行分析。LDA模型是一種基于概率主題模型的無監督機器學習方法,能夠從大量文本中自動抽取出潛在的主題,并給出每篇文檔和每個主題的分布情況[10]。扎根理論是一種基于歸納邏輯的質性研究方法,能夠從原始數據中發現和構建理論,并不斷通過比較、編碼、抽樣等過程進行驗證和完善[11]。研究利用LDA模型對專家工作室發布的文本資料進行主題建模,得到了一系列代表專家工作室協同建設過程中不同階段和方面的主題;然后運用扎根理論對主題下的具體文本進行深入解讀,以提煉出專家工作室協同建設過程中涉及到的核心概念、范疇和機制,形成能夠解釋專家工作室協同平臺建設的概念框架。最后,本文通過與已有的相關理論和實踐進行比較和對照,構建了平臺協同建設實踐機理框架。

三、實證分析

(一)LDA主題挖掘

1.最優主題數選取

當主題數為12時,一致性分數最高且困惑度分數處于最低拐點,因此研究選取主題數為12[13]。

2.主題聚類分析

為了更好地觀察分析主題建模的結果,研究利用pyLDAvis庫對主題聚類結果進行了可視化展示,其結果如圖1所示。圖1由兩部分組成:左側的圓形圖顯示了不同主題的分布,每個主題用一個圓表示,圓的大小代表話題在語料庫中的占比,圓圈之間的距離表示不同主題之間的相似度;右側的柱狀圖顯示了每個話題下最相關的詞語,每個詞語用一個柱子表示,柱子的長度代表詞語在話題中的重要性,柱子的顏色代表詞語在整個語料庫中的頻率。右上方的參數λ可以調節關鍵詞與主題的相關性,當λ接近0時(0≤λ≤1),該主題下特有的詞與主題更相關;當λ接近1時,在該主題下頻繁出現的詞與主題更相關。

參照Sievert和Shirley開發的LDAvis可視化方法,研究通過滑動條來動態地改變λ值,并實時地觀察不同λ值下主題模型結果的變化[14]。研究發現當λ=0.6時,可以更好地平衡特征詞在各主題出現頻率與在整個語料庫中的特異性,得到更有代表性和區分度的關鍵詞,故將λ閾值設置為0.6。研究通過LDA主題聚類總結出專家工作室所發布的過程性材料主要包括雙師課堂、課程資源、教學設計等12個主題,如表2所示。

為了探究各主題之間的關系,本研究基于LDA主題聚類的可視化結果,進行了進一步的主題關系分析,如圖2所示。通過對工作室實踐材料的主題挖掘與聚類分析,研究發現當前專家工作室的實踐存在以下特征和問題:

第一,指導一線教師如何利用平臺資源進行日常教學工作是專家工作室實踐的核心。專家工作室重點探索信息化技術和數字化資源在不同教學環節的應用策略,進而打造雙師課堂、翻轉課堂、項目式教學、混合式教學、情境式教學等創新教學模式,推動融合信息化教學模式改革。

第二,專家工作室的實踐涉及教師專業發展、教師隊伍建設、教師培訓等方面。信息化環境催生了新的教學模式,這對一直生活在象牙塔和數字素養較低的教師開展教學活動帶來了巨大的挑戰[15]。對此,專家工作室通過組織開展教師平臺應用培訓、示范課觀摩、教師研修活動,建立新技術環境下的教師研修共同體,充分發揮優秀教師、教研人員的輻射、引領和示范作用,宣傳推廣個體的優秀經驗,實現實驗區、實驗校教師綜合素質的整體提升。

第三,專家工作室的實踐在一定程度上關注平臺助力下的中小學生作業輔導與課后服務。在專家工作室的培訓指導下,一些實驗校教師通過師生群發布每日作業,推送優質資源,指導學生寓學于樂。同時,一些實驗校利用國家平臺豐富的科普教育、體育鍛煉、文化藝術、經典閱讀、研學實踐、影視教育等課后服務資源,以較低成本實現優質教育資源大規模深度覆蓋,幫助學校在課后服務的品質上做加法,在部署難度上做減法,助力高質量教育體系建設。

第四,專家工作室的實踐對中小學智慧教育平臺在家校交流、區域管理等應用場景的探索相對較弱。具體表現為:部分實驗校在家校互動方面缺乏有效策略,未能充分利用國家平臺的相關功能提升家長的參與度和滿意度;與區域教育部門的協作不夠緊密,未能發揮平臺在區域管理中的潛在作用以提升區域教育質量;此外,不同專家工作室之間的交流合作也有待加強,以充分利用平臺的資源共享功能提升創新能力和影響力。針對這些問題,未來需要進一步加強研究和實踐探索,以充分發揮中小學智慧教育平臺在家校交流和區域管理等方面的潛力。

(二)扎根理論分析

1.開放編碼

本研究借助NVivo 12軟件,對專家工作室的實踐活動資料進行了系統的開放編碼。此過程涉及對原始文檔資料的細致分解、提煉標簽、形成概念,并進一步歸納為范疇。為確保范疇的凝練和代表性,研究中剔除了重復頻次少于3次的初始概念。最終,從豐富的數據中提取出69個核心概念,并歸納為8個主要范疇,詳見表3。這些范疇全面覆蓋了專家工作室在智慧教育平臺應用中的多個方面,從平臺應用到服務管理,每個范疇下都涵蓋了多個具體概念,共同構成了對專家工作室實踐活動的全面描述。

2.主軸編碼

本研究在開放編碼的基礎上,研究通過典范模式(Paradigm Model)將相近的范疇進行聯結整合,最終歸納為因果條件、現象、背景條件、干預條件、行動/相互作用策略和結果等六個方面[16]。在主軸編碼階段共得到3個主范疇,如表4所示。這些范疇反映了國家中小學智慧教育平臺協同建設的主要要素、結構、邏輯和規律。

3.選擇性編碼

本研究在軸向編碼的基礎上,從范疇中選擇出一個核心范疇,即能夠最能夠概括和解釋其他范疇的范疇,并圍繞核心范疇構建起其他范疇之間的聯系,即進行選擇性編碼。本研究經過分析和比較,認為“現象”是最能夠代表國家中小學智慧教育平臺協同建設的核心范疇,因為它涵蓋了專家工作室在平臺中的主要活動和表現,也是其他范疇的產生和發展的基礎和動力。本研究根據Strauss和Corbin提出的因果-現象-策略-結果等四個方面,對核心范疇與其他范疇之間的關系進行了描述和解釋[17],圍繞核心范疇的故事線可以概括為:

因果-現象:由于國家中小學智慧教育平臺是一個持續演進的系統,其功能的不斷迭代和完善需要基于教師、學生等用戶的實時體驗與反饋。在此過程中,可能會出現如平臺功能波動、資源匹配失準、用戶操作不熟練等挑戰。為了優化用戶體驗并推動平臺的順暢運行,專家工作室積極與中小學、教研機構及政府機構等多方合作,共同策劃并實施了一系列活動:平臺應用指導培訓助力教師掌握操作技巧,模式探究和案例分享提升教學質量,而教研交流則促進了教育思想的碰撞與融合。這些舉措構成了智慧教育平臺協同建設的核心現象,即通過合作與交流,推動平臺應用的不斷深化和完善。

現象-策略:在實現平臺應用目標的過程中,專家工作室采取了一系列細致入微且相互關聯的策略。這些策略圍繞教學過程展開,包括精準的過程管理、詳盡的記錄分析、動態的展示分享以及深刻的反思評價。它們不僅提高了教學的質量和效率,更推動了信息技術與教育教學的深度融合,從而激發了師生的創新活力。同時,這些策略也為專家工作室與其他教師搭建了一個互動合作的橋梁,共同構建了一個充滿活力與創造力的學習共同體。

現象-結果:通過這一系列精心策劃和實施的平臺應用活動,專家工作室收獲了顯著成果。對于教師而言,他們在參與過程中不僅提升了個人的專業素養和信息化能力,更與同行建立了緊密的合作關系,形成了一個具有強大凝聚力和向心力的教育團隊。對于學生來說,平臺的豐富資源和服務激發了他們的學習熱情,培養了自主學習和合作探究的能力,進而提高了綜合素養和學習效果。此外,家長也通過平臺更加了解孩子的學習進展,增強了與學校的溝通與合作。最后,專家工作室的優質服務也為其他教師提供了寶貴的支持和幫助,推動了更廣泛的教育數字化轉型和創新發展。

四、國家中小學智慧教育平臺協同優質建設實踐路徑

專家工作室緊密連接了各類教育參與者、教育資源、教育活動、教育服務和教育評價等關鍵教育要素,形成了一個有機的整體。通過對專家工作室的實踐分析,我們認識到國家中小學智慧教育平臺是一個開放的、動態的、多元化的數字教育生態系統,對促進教育數字轉型和高質量教育體系建設具有重大意義。在教師專業發展上,專家工作室聯合多方組建教師教研共同體,培訓教師利用平臺資源開展教學活動,促進了“自主研修、備課、磨課、說課、評課、反思”的全鏈條優化提升;在學生學業輔導上,實驗校在專家工作室的指導下引導學生進行微課學習、完成作業活動、在線提問等活動,賦能了深度學習的產生;在協作交流上,家長通過平臺更好地了解了學生的學習情況,但部分實驗校在家校交流和區域管理中仍缺乏有效策略,且專家工作室之間缺乏有效的溝通橋梁,這些問題均有待進一步改進。基于研究結果,我們在建設和應用平臺時需要遵循生態系統的規律和原則,注重平臺內部與外部的互動和協作,以保持教育生態的平衡和和諧。為了確保平臺的高效運作和持續發展,我們將從以下幾個方面制定實踐策略:

(一)目標指引:價值共創,著力實現平臺建設應用推廣目標

在教育數字化轉型戰略驅動下,數字成為各級各類教育參與者進行信息傳遞的重要形式,以國家中小學智慧教育平臺為載體的數字教育生態系統成為專家工作室與學校、政府等多元主體實現價值共創共享的重要途徑[18]。基于共同價值理念,專家工作室與其他利益相關方構建協同互助的多邊合作聯盟,著力實現平臺建設方賦予專家團隊的教師培訓、案例培育、模式創新、宣傳推介等工作職責。

首先,專家工作室通過有針對性的周期培訓、研修活動、師徒配對等教師培訓計劃,致力于提升教育者的數字化教學能力,使其更好地運用智慧教育平臺的功能,實現教學方式的創新與升級。其次,通過精心策劃和培育教育案例,專家工作室旨在打造一系列成功的實踐典范,為教育者提供具體可行的指導,促使他們更加深入地理解和應用平臺資源,從而推動教學質量的提高。再次,專家工作室應積極推動教育模式創新,不斷嘗試新的數字化教學方法和工具,以拓展平臺在教育領域的應用邊界,促使教學過程更富有活力和靈活性。最后,專家工作室努力將平臺的優勢傳遞給更多的教育者和學校。這包括借助各類媒體、社交平臺,以及參與各類教育展會等方式,全面展示平臺的特色和成果,促使其在基礎教育領域更為廣泛地被認知和接受。

(二)生態共建:教研管一體化,個體發展與群體發展融合推進

在平臺共建目標的指引下,專家工作室與學校、政府等主體協同合作,充分發揮各自的優勢和作用,組成教研管共同體。在各方共同搭建平臺應用生態過程中,專家主要提供專業的指導和支持,學校提供組織的領導和保障,政府提供政策的引導和監督,教師提供一線的經驗和反饋,各方形成合力,實現平臺資源服務的優質共建共享。

專家工作室應根據平臺的建設目標和需求,制定平臺建設的質量標準、技術規范、內容框架、開發流程等,指導各類資源服務的開發建設,確保平臺資源的專業化、精品化、體系化。學校一線教育工作者要根據自身的教育教學實際,提供和推薦優質的教育教學資源,反映和滿足教育教學的需求。政府則需根據教育教學改革的方向和要求,制定資源應用的指導意見、案例分析、評價體系等,指導各地各校教師和學生有效利用平臺資源,促進教育教學質量的提高。

(三)機制協同:場景驅動,實現資源服務的優質群建共享

國家中小學智慧教育利用新一代智能技術,面向學生、教師、家長、教育管理者等不同用戶提供資源與服務,滿足自主學習、教師備課、雙師課堂、作業活動、答疑輔導、課后服務、教師研修、家校交流、區域管理等九大應用場景的需求[19],推動教學實踐的創新,實現資源服務的優質共建共享。

在教學方面,教師群體通過合作學習機制,從他人的教學實踐中學習和整合,發展教學者和研究者角色的融合,構建共生單元、共生關系和共生環境三者有機結合的正向生長教研共生系統[20]。以教師研修為例,區域或學校可以組建教研共同體,利用平臺資源開展各種教研活動,如集體備課、學科教研、培訓交流、專家指導、課題研究、經驗交流等。這樣既能發揮教研部門和骨干教師的示范引領作用,為中小學教師提供專業指導,促進教師團體的專業化發展,又能加速群體智慧的匯聚與傳播,拓寬數字資源生產、加工、傳播的深度與廣度,實現學科建設與教育教學的良性循環。在平臺方面,以學科建設為中心,圍繞教師專業發展、研修、備課和教學設計,采用國家統籌、省域自建的分布式部署,以主題、學科為線索聚合資源,群體協同建構,實現用戶、服務、資源的共存共生。平臺提供了覆蓋德育、課程教學、體育、美育、勞動教育、教學教育、教改經驗、課后服務、教材等多個版塊的優質教育教學資源,供教師備課和學生自主學習,同時結合地方特色開展研學活動,將學習融入生活,在解決實際問題中實現學生能力素養的跨越。

五、結語

本文以國家中小學智慧教育平臺協同建設為研究目標,采用扎根理論和LDA模型對專家工作室的實踐活動進行了實證分析,揭示了平臺協同建設的要素和邏輯,并從目標指引、生態共建、機制協同等方面闡釋了國家中小學智慧教育平臺建設的實踐路徑,為未來平臺建設提供了理論參考與實踐指南。但研究仍存在一定的局限性,研究采集的樣本結構單一化,且由于專家工作室的特殊性,具有較強的傾向性,集中于服務管理、教學資源之中,因此研究所建構的框架對于其他教育平臺建設的適用性有待進一步驗證。

展望未來,國家中小學智慧教育平臺在賦能鄉村教育振興[21][22]、推動教育公平以及助力中西部教育高質量發展[23][24]等方面,將發揮不可或缺的戰略作用。特別是中央電教館公布的第一批和第二批國家中小學智慧教育平臺應用省級專家指導團隊名單,其中中西部地區團隊數量占比顯著。這一布局不僅體現了國家對各地區教育均衡發展的高度重視,也預示著平臺將在全國范圍內發揮更加廣泛而深遠的影響。基于此,我們的研究將進一步拓展和深化:首先,在數據采集方面,我們將拓寬視野,加強對農村地區和欠發達地區的調研,以更全面地把握這些區域的教育需求和挑戰,為構建更具包容性的基礎教育平臺提供有力支撐。其次,在社群研究方面,我們將積極傾聽來自專家工作室、合作伙伴以及廣大受益者的意見和建議,確保平臺的建設能夠真正反映并滿足各方的實際需求。最后,在評價指標體系構建方面,我們將建立科學的評估機制,動態追蹤平臺建設的成效和影響,不斷優化協同建設的實踐框架,確保平臺在推動教育公平、提升教育質量等方面發揮持久而深遠的作用。

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作者簡介:

吳永和:教授,博士,博士生導師,研究方向為教育大數據與學習分析、人工智能與智慧教育、教育信息化系統架構與標準。

Exploring the Collaborative Quality Construction of the National Primary and Secondary School Smart Education Platform

—Based on LDA Model and Grounded Theory Research

Wu Yonghe, Zheng Hao, Zhan Xuefei

Department of Education Information Technology, Faculty of Education, East China Normal University, Shanghai 200062

Abstract: Promoting the collaborative and high-quality construction of the National Smart Education Platform for Primary and Secondary Schools is a significant measure in implementing digital education strategic actions and a powerful tool in building a balanced and high-quality basic public education service system. Expert studios, as crucial carriers for promoting the application and guidance of the platform in various provinces, shoulder significant responsibilities. To delve into the internal mechanisms of collaborative construction of the platform and summarize the excellent experiences of front-line teachers in platform applications, this study uses the existing practices of expert studios within the National Smart Education Platform as the data basis, combining Latent Dirichlet Allocation (LDA) topic modeling and grounded theory methods to analyze the elements and logic that support expert studios in promoting platform collaboration. The research finds that the practices of expert studios mainly focus on classroom teaching practices among front-line teachers, while also involving teacher professional development and after-school services for students. However, relatively weaker exploration has been conducted regarding platform applications in scenarios such as home-school communication and regional management. Based on these findings, this study proposes a practical path for constructing the National Smart Education Platform from aspects like goal orientation, ecological co-construction, and collaborative mechanisms. This aims to provide references and inspirations for the development and innovation of smart education platforms.

Keywords: national primary and secondary school smart education platform; collaborative quality construction; LDA model; grounded theory; expert studio

責任編輯:李雅瑄

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