大数据背景下证据导向的项目式学习模式与系统

来源:用户上传      作者:马宁 郭佳惠 温紫荆 李维扬

　　摘要：对学生的核心素养和高阶能力的培养是当前教育领域的热点话题。项目式学习是培养学生的核心素养和高阶能力的一种有效学习方式，深受基础教育者的青睐。然而，项目式学习在实践过程中面临着项目设计形式单一、过程性数据的收集与评价时间成本高且滞后、缺乏有效评价等诸多问题。基于证据的教与学强调教育教学活动的设计要遵循已被证实的研究规律；关注学生的学习过程，将学习证据与学生的学习状态建立联系；培养学生基于证据推理的能力，为解决当前项目式学习中存在的问题提供了一个思路。同时，证据中心的设计理论是指导众多高阶能力测评设计的理论基础，与项目式学习的目标相契合。因此，该研究结合大数据技术，将基于证据的相关理念引入项目式学习中，从教、学、评三个角度出发构建了证据导向的项目式学习模式，并以此为理论基础设计开发了证据导向的项目式学习系统，旨在为高水平的项目式学习的设计与实施提供支持，促进学生核心素养的发展。
　　关键词：项目式学习；基于证据的教与学；证据中心的设计理论；核心素养
　　中图分类号：G434 文献标识码：A
　　* 本文系国家自然科学基金项目“在线异步交互的时间-情感-认知分析模型及自动反馈机制研究”（项目编号：62077007）研究成果。
　　发展学生的核心素养与高阶能力已成为21世纪国际教育改革的核心内容。自21世纪初以来，围绕这一命题广大教育工作者已经进行了深入广泛的探索，取得了丰富的研究与实践成果，如针对学生核心素养的结构提出的21世纪技能框架[1]、中国学生发展核心素养[2]、21世纪核心素养5C模型[3]等；针对学生能力和素养的测评开展探索的PISA（The Programme for International Student Assessment）项目[4]、PIRLS（Progress in International Reading Literacy Study）项目[5]、NEPS（The National Educational Panel Study）项目[6]等。已有诸多研究者指出，单元整体教学[7]、项目式学习[8]、问题式学习[9]等教学模式是落实学生的核心素养与高阶能力培养的有效手段。其中，项目式学习受到了广泛关注，已成为当前教育领域的一个研究热点。然而，项目式学习在实践中面临着项目设计形式单一、过程性数据的收集与评价时间成本高且滞后、缺乏有效的评价等问题。
　　大数据技术的发展拓宽了数据的来源渠道，使得在真实状态下采集学习者的全过程、全方位学习行为与结果数据成为可能[10]。以采集的多元学习数据为基础，借助学习分析、人工智能算法等技术不仅可实现对学习者的外在学习结果的预测与表征，同时为预测和表征学习者的内隐学习结果和认知状态提供了解决方案[11]，有力地支持了教师从经验型教学到循证型教学的转变过程。因此，大数据与学习分析技术能够为解决当前项目式学习在实践中的问题提供支持，而如何从纷繁复杂的学习数据中找出有效的证据助力项目式学习的设计与评价成为待解决的关键问题。基于此，本研究结合大数据等技术，将基于证据的相关理念引入项目式学习中，尝试提出证据导向的项目式学习的核心理念与技术实现路径，为有效的项目式学习的设计、开展与评价提供支持。
　　项目式学习源自美国教育家杜威的“做中学”理论，主张将学生置于真实的问题情境中，引导学生以小组协作的方式探究并解决真实的、劣构的、动态的问题，在此过程中促进学生对知识的深度理解与迁移运用，从而提升学生的问题解决能力与素养。项目式学习的核心环节包括明确问题、设计方案、协作探究、创作作品、展示作品以及评价与修改[12]，具有问题性、合作性、探究性、真实性以及评价的过程性和结果性五个特征[13]。实践证明，项目式学习有利于学生的动手能力、批判性思维、问题解决能力、团队协作能力等的培养[14]，是培养学生核心素养的一种有效的学习方式[15]。
　　然而，项目式学习在实践过程中却面临着诸多的问题与挑战：（1）目标定位不清晰。教师在设计开展项目式学习时容易出现误区，将重点放在完成最终的作品或学习某一学科知识上，而非引导学生开展深入思考与探究，忽视了培养学生高阶能力和核心素养这一核心目标[16]。（2）项目设计形式单一，缺乏多种资源与技术工具的整合。教师在设计项目式学习时容易因时间不充裕、经验不足以及可获取的技术工具较少等原因导致活动形式单一，学生兴趣不足，项目实施效果不显著。研究发现，在项目式学习中整合多种资源与技术工具设计多样化的学习活动有助于调动学习者的学习兴趣，支持学习者的思考与探究，促进学习者的知识深化，从而有利于学习者学习绩效的提升和能力与素养的发展[17]。（3）人工进行过程性数据的收集与评价时间成本高且具有滞后性。教师在开展项目式学习的过程中不仅需要创设问题情境，引导学生开展探究，而且需要在探究过程中适时地为学生提供指导与帮助。因此教师往往没有足够的时间和精力在开展项目的过程中收集学习者的过程性稻荩只能在事后进行收集，这可能会导致部分数据的丢失。此外，整理每一位学习者的学习数据并分析其表现对教师来说是一项需要耗费大量时间的工程，且滞后的评价与反馈弱化了其原有的作用。（4）缺乏指向核心目标的评价，效果存疑。如何评价学习者的绩效表现是教师在开展项目式学习的过程中普遍存在的困惑。项目式学习最终指向的是学生高阶能力与核心素养的发展，然而有效地评价学生的高阶能力与核心素养仍是当前教育领域面临的一大难题，因此，难以评判项目实施的效果。
　　在项目式学习面临的诸多问题与挑战中，评价是当前项目式学习研究的一个重难点。而证据中心设计理论在教育评价研究领域被视为是指导众多高阶能力测评设计的理论基础[18]，如合作问题解决能力[19]、创造性思维等[20]。因此，可以此理论为基础进行项目式学习评价的设计。同时，美国卢卡斯教育研究所也指出，高水平的项目式学习的实现依赖于对学生学习证据的收集以及基于证据对教学的反思和改进[21]，这一观点与基于证据的教学和基于证据的学习理念不谋而合。综上，将基于证据的教学、基于证据的学习以及证据中心设计理论引入项目式学习中，从教、学、评三个角度构建证据导向的项目式学习模式是实现有效的项目式学习的一个有意义探索。
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