基于教师智能研修系统的个性化学习模式建设

1、基于教师智能研修系统的个性化学习模式建设摘要：教师研修是促进教师专业发展的有效途径和重要方式，如何提高教师研修的针对性和实效性，创新研修模式成为各界关注的焦点。该研究在文献研究的基础上，提出了包含教师模型、内容模型和推荐模型等核心功能模型的教师智能研修系统模型，认为通过学习分析系统、学习支持系统和学习干预系统等模块的建设，实现个性化学习路径规划、适切性学习资源推荐和精细化学习反馈，可达到提高教师研修质量的目的。在此基础上，依据非线性学习的理念，明确系统功能定位与需求分析，梳理了教师研修的核心要素，设计了包含教师个体特征分析模块、研修资源精准推送模块和研修反馈评价模块的教师智能研修系统，通过在广

2、东省某校的应用实践，验证了该系统的适用性和有效性。研究成果能为优化教师智能研修系统设计，创新教师研修模式，促进教师专业发展提供依据和参考。一、引言百年大计，教育为本；教育大计，教师为本。教师是教育发展的第一资源，建设高质量教师队伍是支撑高质量教育体系的重要保障。2018年，中共中央、国务院印发关于全面深化新时代教师队伍建设改革的意见，提出要造就党和人民满意的高素质专业化创新型教师队伍本文在遵循非线性学习理念的基础上，结合人工智能和大数据等信息技术的特征，构建了教师智能研修系统模型，设计了教师智能研修系统，通过在部分地区的应用实践，验证了教师智能研修系统的效果，以期对其他相关系统的设计和应用提供

3、借鉴和参考。二、教师网络研修面临的突出问题与相关研究分析（一）教师网络研修面临的突出问题1 .无法精准刻画教师画像，个性化研修难以实现信息时代对教师能力提出新要求，以“技术、教学法与学科内容整合”为基础的教师知识能力新框架成为教师发展新视角，也为基于教师个性化需求的智能研修提供了新思路。而从现实情况来看，由于教师个体特征的差异性和职业生涯的阶段性，不同的教师在不同的阶段具有不同的发展需求，处于同一阶段的教师也因为学科背景、个性特征等具有不同的需求。不同性别、学科、学段、年龄、教龄的教师具有不同的发展诉求，这些差异要求教师除了参加共性的研修外，还应具有一些适合教师个性化、自主发展的研修。传统的网

4、络研修由于无法实现对教师的精准画像，对教师研修需求分析不够细致，无法明确教师的现实需求和发展需求，导致研修的个性化不足。2 .研修资源知识图谱尚未构建，可调节、自适应的教师研修资源不足从目前教师研修的主要资源来看，主要包括专题讲座、案例集锦、网络课程、案例分享等内容3 .研修活动的可持续性不足，研修活动难以常态化研修的核心要义是激发和引导教师学习，以达到知识建构和能力发展的目的。传统的网络研修往往以教师是否完成相关视频资源的学习，是否参与相关讨论等作为评判依据，缺乏对教师研修结束后的持续关注，使教师难以完成“拓展迁移”，难以真正地利用研修中的收获来指导实践。而教师研修的实际效果应体现在教师在参

5、加完研修后的教学实践过程中，体现在教师的师德师风、专业知识和专业能力等方面的提升和转变。目前部分研修的持续性不足，致使研修往往难以常态化。（二）教师网络研修相关研究1 .智能学习系统研究智能学习系统是云计算、移动互联网和大数据等技术在教育教学领域应用的新场景，其中自适应学习系统是研究者关注的热点话题。自适应学习系统的基础模型、功能设计、应用实践和未来展望是学者们研究的重点议题。自适应超媒体系统是自适应和基于用户模型的界面领域中一个新的研究方向，Brusilovsky提出自适应超媒体系统应关注用户的目标、知识、背景、经验和偏好2 .研修平台设计与建设研究研修平台作为网络研修的重要载体，其设计理念

6、、功能结构对研修活动开展具有重要的影响。单举芝等提出了基于Web2.0的教师远程研修平台设计的基本指导思想，并探讨平台的功能模块综上所述，学者们围绕智能学习系统和研修平台等议题开展了丰富的研究，这些研究为教师研修实践和理论发展提供了良好的借鉴和支持。大部分研究均表明研修平台的质量会对教师研修产生影响，而智能技术的发展也为教师网络研修系统提供新的升级路径。教师作为重要的教育资源，如何借助智能技术实现自我发展和个性化发展是教师研修必须要解决的问题。基于此，本研究探索构建教师智能研修系统模型，设计系统的核心功能，并开展应用研究，以进一步完善教师智能研修系统的各个功能模块，提高应用质量。三、教师智能研

7、修系统模型构建（一）基础模型1 .教师模型在智能学习系统中，学习者模型实现对学习者个体特征的描述，是实现个性化服务的基础。对于教师智能研修系统而言，为每一个使用该系统的教师建立教师模型，是规划个性化学习路径和推送适切性资源的基础。参照IEEEPAP2 .内容模型内容模型是对领域内知识的要素、结构及关系的描述。从现有相关研究来看，主要包括从章、节、知识点和学习对象等方面描述的内容模型3 .推荐模型推荐模型是连接教师模型和内容模型的中介和桥梁，借助教师模型实现对教师的分析、诊断与画像，基于个体或群体的学习者画像，匹配和规划适切性的路径，并根据学习进程的推进和学习活动的开展，及时调整和优化模型，实现

8、基于教师学情诊断的学习路径规划和学习资源推荐，实现教师、学习路径和学习资源的多维关联。（二）系统模型教师智能研修系统基于云计算、大数据、人工智能、5G等智能技术，以教师模型、内容模型和推荐模型为基础，形成学习分析系统、学习支持系统和学习干预系统，实现个性化学习路径规划、适切性学习资源推送和精细化学习反馈，具有支持个体研修和群体研修，支持区域研修与校本研修。具体来看，教师智能研修系统利用教师模型获取教师的基本情况，获取教师的静态属性和动态特征，推算和量化教师的基础知识和能力水平，形成教师画像。推荐模型参考教师画像数据，从研修系统内容中抽取最适合教师研修的内容模块，推荐给教师学习，并根据内容模型，

9、为教师提供相近内容的学习资源。学习分析系统通过对教师的分析，为个性化学习路径推荐提供数据依据，学习支持系统实现资源的动态组合，为适切性资源的推送提供支持，学习干预系统则通过对教师研修效果的评测，为教师提供精细化学习反馈，以便教师及时调整研修各项安排。其系统模型如图1所示。四、教师智能研修系统设计（一）系统理念与定位分析非线性学习是数字化时代的重要的学习形态，具有学习内容的离散性、学习时间的碎片性、学习空间的多样性、拖拉式的知识传递、知识建构的主动性等特点“教师智能研修系统”旨在创建面向教师的智能化研修空间，其核心是教师网络研修环节的优化和资源的自适应推送。系统应满足以下需求：（1）根据教师发展

10、目标和能力测试结果，形成个性化的研修安排与内容设计，满足教师泛在学习环境下的成长发展需求。（2）良好的学习体验，及时、有效的学习效果反馈，促进研修目标的达成。因此，本系统在分析教师研修要素的基础上，优化数据分析、资源推送和信息反馈等环节，利用智能技术赋能教师研修，提高研修质量。（二）研修要素设计明确教师网络研修要素是教师智能研修系统设计的首要工作。本研究通过对目前已开展的多个教师研修项目进行梳理分析，并对部分组织教师研修的相关机构负责人、教师等进行访谈，整理相关需求，认为研修人员、研修主题、研修资源、研修任务、研修反思、研修成果和效果评价等要素是教师研修工作的核心要素，如图2所示。具体来看，研

11、修人员是研修系统的使用用户，从研修的实际情况来看，主要包括各级教研员、学校管理者、一线教师等，不同的用户在研修过程中具有不同的需求，明确需求是教师智能研修系统设计的首要问题。研修主题是根据实际教学、管理问题，针对不同实际需求形成的总体设计。研修资源是为了达成研修主题设定的目的而提供的材料、工具的集合体。研修任务是用户在研修过程中需要完成的内容。研修活动主要是指通过自主学习或协作学习等方式参与的各类正式或非正式的专业实践活动，合理有效的研修活动可以提高教师研修的积极性和参与度。研修成果是研修实施效果最直接的体现，其表现形式根据研修主题和任务的不同而表现出不同的形态。效果评价是对研修项目从设计、实

12、施到效果各方面相关数据信息的收集和价值判断，应当贯穿于一个完整的研修项目实施周期，包括项目设立背景、项目内容设计、实施方案设计、实施效果过程性评价、项目总结性评价等内容，研修效果评价的有效性是研修质量得以保障的关键（三）系统功能模块根据教师智能研修系统模型和研修要素的分析，可以将教师智能研修系统分解为教师个体特征分析模块、研修资源精准推送模块和研修反馈评价模块，如图3所示。1 .教师个体特征分析模块为实现研修资源精准推送，首先需要对教师个体特征进行准确分析。教师个体特征是对教师特征的详细描述，包括个人信息、知识水平、兴趣偏好、认知能力等学习者特征。教师个体特征分析模块从教师个人信息、学习行为信

13、息、学习情景信息三方面描述教师个体特征。教师个人信息的分析有助于系统根据教师的基本信息和任教信息等大致确定教师所需研修资源类别，进行资源模糊匹配，初步预测教师的研修资源偏好，完成教师特征信息模型的初始化。学习行为信息包括学习者知识水平、学习者兴趣偏好、学习者认知能力、学习者学习风格等内容。学习者知识水平在一定程度上会影响后续研修过程中研修资源选择。学习者的兴趣偏好主要包括媒体格式偏好、资源风格偏好、交互方式偏好等内容。学习者的认知能力主要是分析教师对研修主题相关内容的理解和掌握情况。学习者学习风格有助于更准确地描述和诊断教师，适配相关信息。学习情景信息主要分析教师参与研修活动和协作学习过程中的

14、过程性数据。通过对教师个体特性信息分析提高系统的适应能力，为教师提供更准确的研修资源和研修建议。2 .研修资源精准推送模块研修资源精准推送模块包含研修课程、研修资源、个性化研修空间等内容。其中研修课程是系统化研修内容，具有完整的教学大纲、课程导航和内容体系，具有较强的针对性。研修资源是各级各类资源聚合体，兼容国家资源平台、市区级资源服务平台和本地名师优课资源，为教师提供研修资源服务。个性化研修空间基于教师个体特征分析与资源属性，为教师推荐个性化资源，教师可以根据个人需求在研修资源中选择自己感兴趣的主题，开展研修。3 .研修反馈评价模块研修信息反馈评价模块为教师提供研修成果展示和效果评价功能，包

15、含研修论坛、研修成果、研修测评等功能。通过设立课程论坛、主题论坛、小组论坛等形式，实现研修教师与其他教师、专家的信息交流与反馈。研究成果部分展示和呈现教师在研修过程中形成的过程性和结果性作品。该模块具备研修全过程的数据记录和分析功能，结合相应的评价体系和指标，对教师研修效果进行测评。五、教师智能研修系统应用案例（一）背景基于非线性学习理念设计和开发的教师智能研修系统旨在构建一种技术赋能的学习型社区,致力于为教师提供一个交互方便的学习空间，通过营造宽松和谐的学习氛围，引导教师通过自主探索、交流协作等方式，根据相应的研修任务，自选学习内容，自定学习路径和步骤开展研修活动，体现学习方式的主动性、学习

16、内容的非线性和学习时间的碎片性（二）过程在该校某一次的研修过程中，针对全体教师开展“微课制作与应用能力提升研修”。根据该校的实际情况，研修目的是让每个老师都能具备微课制作与应用的能力。虽然此次研修的目标都相同，但由于不同年龄、教龄、学科等教师的信息技术能力初始水平不同，传统的线下培训或在线视频学习的方式并不能真正满足教师的需求。因此，采用智能研修系统开展研修。研究团队在智能研修系统中设置了“理念与模式”“方法与操作”“分享与交流”等模块。在研修过程中，系统通过教师完成的前测初步了解教师基本情况，记录包括基本信息、教学情况、教研情况、培训经历、研修需求五个方面的教师个人信息，并从知识水平、兴趣偏

17、好、认知能力、学习风格四个角度分析，构建教师学习者画像。基于教师学习者画像和大数据分析，对教师的微课制作与应用能力做出精准诊断，从而找到教师研修的起点。同时，引入国家资源平台、市区级资源服务平台、校本资源平台、本地名师优课资源及校本资源，依托丰富的学习资源，将不同主题的研修内容划分成多个专题，对每个专题进行概念体系、方法体系及问题体系梳理，在此基础上进行系统化的学习资源管理，整合后设计开发了教育理论篇、微课教学设计、微课评价标准分析、常用方法介绍、软件使用等课程资源。基于系统内嵌的教师信息特征与学习资源信息特征选择模型，根据教师观看、浏览资源的行为数据，记录教师个人学习行为偏好，为不同教师确定

18、个性化的学习起点和学习路径，并为每个教师规划了自适应的资源。止匕外，根据教师在研修共同体中的发帖、评论等交流讨论数据，判断教师的掌握情况。研修目标的达成体现在教师的作品中，根据教师提交的作品给予诊断性的评价，为教师给予个性化的指导，达到以研修促发展的目的。（三）效果为了了解教师对智能研修系统的使用效果，研究团队针对所有参加研修的教师发放调查问卷，并结合智能研修系统中在线数据，分析研修效果。调查问卷主要包括教师个人基本情况、教师前期参与研修的基本情况、教师对智能研修系统的接受度、教师开展智能研修所遇到的问题等。在调查问卷的设计过程中，研究团队请教了教育技术学专家、有研修经历的教师，对问卷进行了多

19、次修改与完善。其中，调查问卷第一、二和四部分采用单选或多选题的形式调查实际情况，第三部分引用国际经典量表对教师采用智能研修系统的接受度开展调查。本研究借鉴自我决定理论和技术接受模型，采用感知有用性、感知易用性、感知自主性和持续使用意愿来表示教师参与智能研修的意愿。量表采用李克特五级尺度量表，1至5分别表示从非常不符合至非常符合。数据回收后，采用克隆巴赫Alpha系数来评测各量表的信度。数据分析显示，各量表的克隆巴赫Alpha系数均高于0.70,表明量表具有较高的信度。教师对智能研修系统的接受度调查结果如下页表1所示，调查表明，教师持续使用智能研修系统的意愿较高，均值为4.05,说明教师对未来使

20、用智能研修系统提升自我的意愿较强。教师感知的智能研修对其专业发展的有用性的认同度较高，均值为4.16,表明教师对智能研修系统对自身发展的认识给予较高的认同，认为参与智能研修能够促进专业发展和成长。教师感知的易用性均值为3.99,说明智能研修系统提供了良好的使用说明和指南，教师开展智能研修比较容易、方便。感知自主性表示教师在智能研修过程中对目标、内容、过程和时间等的自我控制程度，其均值为3.68,表明教师参与智能研修过程中具有一定的自主性，基本能实现自适应、可调节的研修智能研修系统记录的数据也为本研究的效果分析提供了数据支持。研究团队通过智能研修系统日志数据对教师开展智能研修的情况进行分析，主要包括教师开展研修采用的终端设备类型、各类型资源的访问次数、每周的学习活跃人数等。从教师教研使用的终端类型来看，使用智能手机开展研修的