數(shù)據(jù)使能教學(xué)決策的發(fā)展

張學(xué)波 李王偉 張思文 王琛

[摘 ? 要] 大量研究表明，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)決策能有效增強(qiáng)教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的效果。當(dāng)前研究多聚焦于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)決策模型及實(shí)踐案例，較少關(guān)注支持教師教學(xué)決策的數(shù)據(jù)組織、收集和分析的過(guò)程。文章運(yùn)用文獻(xiàn)研究法和案例分析法，闡明基于數(shù)據(jù)教育應(yīng)用原理的教學(xué)決策過(guò)程，并對(duì)其中的數(shù)據(jù)收集和分析過(guò)程進(jìn)行解構(gòu)，基于多模態(tài)學(xué)習(xí)分析的發(fā)展和過(guò)程優(yōu)勢(shì)，建構(gòu)多模態(tài)學(xué)習(xí)分析支持的教學(xué)決策過(guò)程模型，找尋多模態(tài)學(xué)習(xí)分析支持教學(xué)決策的多模態(tài)數(shù)據(jù)收集和處理的過(guò)程與方法，并從實(shí)踐角度分析兩種多模態(tài)學(xué)習(xí)支持的教學(xué)決策的典型案例的過(guò)程和實(shí)踐，希冀為國(guó)內(nèi)中小學(xué)開(kāi)展基于數(shù)據(jù)的有效教學(xué)決策研究和實(shí)踐提供指引。

[關(guān)鍵詞] 多模態(tài)學(xué)習(xí)分析； 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)； 教學(xué)決策； 數(shù)據(jù)教育應(yīng)用

[中圖分類(lèi)號(hào)] G434 ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A

[作者簡(jiǎn)介] 張學(xué)波（1975—），男，浙江龍游人。教授，博士，主要從事媒介素養(yǎng)、新媒體傳播和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)決策研究。E-mail：zhangxb@126.com。

一、引 ? 言

隨著學(xué)習(xí)科學(xué)和智能技術(shù)的深入發(fā)展，學(xué)校管理者從傳統(tǒng)教學(xué)績(jī)效數(shù)據(jù)和學(xué)生表現(xiàn)數(shù)據(jù)獲得的信息和知識(shí)，無(wú)法判定教師關(guān)于教學(xué)實(shí)踐的知識(shí)、能力和內(nèi)在品格等特質(zhì)，研究者和教育管理者需要開(kāi)展較為全面完備的教師身心發(fā)展和工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)調(diào)查，來(lái)發(fā)現(xiàn)教師的教學(xué)決策過(guò)程和實(shí)踐的有效性，助力教師的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)業(yè)成就的提升。然而，由于教育情境和主體的復(fù)雜性、動(dòng)態(tài)性、緘默性和教學(xué)實(shí)踐效果差異的影響，學(xué)校內(nèi)、學(xué)校間和教師教學(xué)多維數(shù)據(jù)之間的聯(lián)通，教師績(jī)效數(shù)據(jù)和身份數(shù)據(jù)的多維度采集，及學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程與結(jié)果數(shù)據(jù)的分析、數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)服務(wù)、數(shù)據(jù)歸因、數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化與整合等需要教育者尤為關(guān)注，并成為當(dāng)前學(xué)校教學(xué)系統(tǒng)推進(jìn)管理者和教師科學(xué)教育決策、提升學(xué)校整體教育發(fā)展水平和教師教學(xué)質(zhì)量的難題。而多模態(tài)學(xué)習(xí)分析支持的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)決策有望成為信息技術(shù)助力教師課堂教學(xué)效果提升和學(xué)校教育發(fā)展的重要途徑。

二、數(shù)據(jù)教育應(yīng)用支持的教學(xué)決策發(fā)展

（一）從傳統(tǒng)教學(xué)決策到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)決策

從影響教學(xué)實(shí)踐效果的因素來(lái)看，教師的教學(xué)決策是其教學(xué)成效發(fā)揮的重要保證[1]。其通常指教師基于實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的和計(jì)劃，根據(jù)其自身持有的知識(shí)、教學(xué)觀(guān)念、實(shí)踐性知識(shí)來(lái)分析和反思學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和水平，預(yù)測(cè)將要進(jìn)行的教學(xué)實(shí)踐過(guò)程，并以此作出教學(xué)方案和行動(dòng)選擇的主觀(guān)能動(dòng)性過(guò)程[2]。著名教師教育學(xué)者達(dá)令·哈蒙德（Darling-Hammond）通過(guò)分析優(yōu)秀教師專(zhuān)業(yè)成長(zhǎng)的經(jīng)驗(yàn)指出，教師在備課時(shí)的教學(xué)反思性決策能有效促進(jìn)其教育改革計(jì)劃的成功，它包括教師在課堂教學(xué)過(guò)程中不斷觀(guān)察、分析、評(píng)價(jià)和反思，進(jìn)而促進(jìn)其采取合理的教學(xué)行動(dòng)，同時(shí)為其后的教學(xué)實(shí)踐提供信息支持[3]。威廉·威倫（Wilen）等人認(rèn)為，有效的教學(xué)決策包括教學(xué)設(shè)計(jì)決策、教學(xué)互動(dòng)決策和教學(xué)評(píng)價(jià)決策等[2]，對(duì)應(yīng)教師教學(xué)準(zhǔn)備、教學(xué)實(shí)踐和教學(xué)評(píng)價(jià)的整體過(guò)程[4]。

近來(lái)，隨著大數(shù)據(jù)教育應(yīng)用和智能教學(xué)的飛速發(fā)展，指向證據(jù)取向的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)決策受到研究者和教育者的廣泛關(guān)注[5]。其中，數(shù)據(jù)意旨有關(guān)教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的相關(guān)數(shù)據(jù)與量化。實(shí)際上，教師課堂教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)并非都能被量化、處理和反饋。所以，教學(xué)數(shù)據(jù)主要是指定量或定性數(shù)據(jù)——在教師和學(xué)生個(gè)人或群體中有意捕獲、記錄和分析的數(shù)據(jù)，如課堂成績(jī)?cè)u(píng)估、非正式表現(xiàn)清單、學(xué)生行為觀(guān)察清單、軼事筆記或?qū)W生自我評(píng)估及生成的可能為教學(xué)提供信息的數(shù)據(jù)等。通常，教育領(lǐng)域的數(shù)據(jù)主要有兩種用途，包括大規(guī)模教育評(píng)估、教學(xué)效果的客觀(guān)評(píng)價(jià)，以及學(xué)校教師使用數(shù)據(jù)結(jié)果來(lái)指導(dǎo)和反饋教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)、實(shí)施和效果等。隨著當(dāng)前教育大數(shù)據(jù)技術(shù)和教育全過(guò)程評(píng)價(jià)觀(guān)念的轉(zhuǎn)向，學(xué)管理者和教師越來(lái)越認(rèn)識(shí)到教育數(shù)據(jù)的使用對(duì)于其進(jìn)行有效的專(zhuān)業(yè)發(fā)展和教學(xué)質(zhì)量提升及學(xué)生學(xué)習(xí)成就提高具有重要意義，并將數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教師教學(xué)決策普遍理解為教師和學(xué)校管理者系統(tǒng)地收集和分析各種類(lèi)型的數(shù)據(jù)來(lái)指導(dǎo)其進(jìn)行有關(guān)教學(xué)計(jì)劃和實(shí)踐的過(guò)程，其目的是促進(jìn)教師教學(xué)效果、學(xué)生學(xué)習(xí)成就及學(xué)校整體發(fā)展層次的提升[6]。

（二）數(shù)據(jù)教育應(yīng)用視角的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)決策

從教育實(shí)踐的發(fā)展來(lái)看，傳統(tǒng)教學(xué)決策因其過(guò)于重視教師主觀(guān)經(jīng)驗(yàn)判斷、課堂實(shí)踐缺乏即時(shí)反饋和應(yīng)變以及評(píng)估反饋缺乏標(biāo)準(zhǔn)而使得教師常常對(duì)教學(xué)實(shí)踐過(guò)程的把握和即時(shí)應(yīng)對(duì)稍顯吃力。數(shù)據(jù)科學(xué)和智慧教育的興起使得教師可以從因果關(guān)系角度理解專(zhuān)家教師教學(xué)決策和效果的原因，并以此發(fā)現(xiàn)教學(xué)實(shí)踐的有效認(rèn)識(shí)，從而在數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的支持下即時(shí)作出有效教學(xué)決策。遵循數(shù)據(jù)—信息—知識(shí)—智慧的數(shù)據(jù)應(yīng)用原理，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策通常要求學(xué)校管理者和教師收集教學(xué)實(shí)踐的相關(guān)數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析處理，從而指導(dǎo)其進(jìn)行有效教學(xué)決策和學(xué)生學(xué)習(xí)，促進(jìn)其教學(xué)質(zhì)量提升的同時(shí)發(fā)展學(xué)生的學(xué)習(xí)成就。筆者認(rèn)為，構(gòu)建和發(fā)展數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)決策過(guò)程對(duì)于學(xué)校管理者和教師教學(xué)改進(jìn)和學(xué)校發(fā)展目標(biāo)具有積極意義。

1. 數(shù)據(jù)教育應(yīng)用原理視角的教學(xué)決策發(fā)展

美國(guó)學(xué)校促進(jìn)者協(xié)會(huì)（ASCA）將數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)決策過(guò)程概括為通過(guò)數(shù)據(jù)收集和分析，學(xué)校管理者和教師能創(chuàng)建促進(jìn)學(xué)生和學(xué)校發(fā)展層次提升的實(shí)踐過(guò)程[7]。筆者通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)決策框架或者過(guò)程發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)—信息—知識(shí)—智慧的數(shù)據(jù)教育應(yīng)用原理變化，貫穿教師數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)決策的內(nèi)涵發(fā)展過(guò)程。如表1所示，筆者以數(shù)據(jù)的教育應(yīng)用原理為依據(jù)，匯聚國(guó)內(nèi)外較具代表性的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)決策過(guò)程或環(huán)節(jié)，呈現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)決策過(guò)程的共同要素或環(huán)節(jié)。需要說(shuō)明的是，大多數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)決策過(guò)程并非線(xiàn)性的，而是螺旋式循環(huán)，即以決策效果為依據(jù)不斷改進(jìn)實(shí)踐和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)決策過(guò)程通常從學(xué)校管理者和教師的問(wèn)題界定開(kāi)始，教師需要對(duì)問(wèn)題和改進(jìn)目標(biāo)進(jìn)行三角測(cè)定——綜合多個(gè)來(lái)源的數(shù)據(jù)來(lái)識(shí)別和確定問(wèn)題，并對(duì)教師和學(xué)生的多維度數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、處理和解釋?zhuān)瑥亩C合判定問(wèn)題的性質(zhì)及提出解決策略。教師依據(jù)教學(xué)改進(jìn)計(jì)劃和問(wèn)題解決策略作出決策并實(shí)施教學(xué)實(shí)踐。而后，學(xué)校管理者和教師通過(guò)測(cè)量和檢驗(yàn)其教學(xué)決策行動(dòng)和教學(xué)實(shí)踐效果來(lái)評(píng)估數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教師教學(xué)決策效果。具體見(jiàn)表1[8-14]。

2. 基于數(shù)據(jù)教育應(yīng)用原理的教學(xué)決策過(guò)程構(gòu)建

筆者循著表1所示數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)決策過(guò)程的共同要素與特征，基于情境學(xué)習(xí)理論、社會(huì)建構(gòu)主義和布魯納的發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)理論，借鑒國(guó)內(nèi)外數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)決策應(yīng)用案例和數(shù)據(jù)團(tuán)隊(duì)實(shí)踐[12]，建立基于數(shù)據(jù)教育應(yīng)用原理的教學(xué)決策過(guò)程框架，如圖1所示，為中小學(xué)教師運(yùn)用數(shù)據(jù)使能教學(xué)決策實(shí)踐和教學(xué)效果提升提供參考。

（1）實(shí)踐問(wèn)題定義

基于數(shù)據(jù)教育應(yīng)用原理的教學(xué)決策遵循從數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為信息，信息轉(zhuǎn)換為知識(shí)，知識(shí)轉(zhuǎn)換為智慧，智慧轉(zhuǎn)換為能力等變化規(guī)律，學(xué)校管理者和教師根據(jù)課堂教學(xué)實(shí)踐問(wèn)題和學(xué)校發(fā)展目標(biāo)共同組建數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)決策團(tuán)隊(duì)，并首先進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐問(wèn)題定義及提出改進(jìn)目標(biāo)，如學(xué)校教育發(fā)展和教師教學(xué)的明確的、可衡量的目標(biāo)。而后，學(xué)校管理者和教師依此選取與實(shí)踐問(wèn)題和改進(jìn)目標(biāo)相關(guān)的主題和數(shù)據(jù)收集維度，如關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)的教學(xué)決策目標(biāo)和問(wèn)題確定需要關(guān)注學(xué)生成績(jī)和課堂表現(xiàn)數(shù)據(jù)。

（2）綜合數(shù)據(jù)收集與分析

基于學(xué)校管理者和教師確定的問(wèn)題，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)決策團(tuán)隊(duì)成員需要對(duì)問(wèn)題和目標(biāo)相關(guān)的多維度的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析，幫助其描述教學(xué)問(wèn)題或目標(biāo)的狀態(tài)、性質(zhì)和內(nèi)容，包括對(duì)教師自身、家長(zhǎng)、學(xué)生、學(xué)校管理者進(jìn)行的調(diào)查設(shè)計(jì)和實(shí)施，運(yùn)用相關(guān)智慧課堂平臺(tái)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程數(shù)據(jù)和情感數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。

（3）數(shù)據(jù)結(jié)果歸因

學(xué)校管理者和教師對(duì)問(wèn)題數(shù)據(jù)分析和呈現(xiàn)的結(jié)果歸因是數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)決策的關(guān)鍵過(guò)程。其包括學(xué)校管理者和教師通過(guò)團(tuán)隊(duì)會(huì)議對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果的討論、判斷、理論分析、提出可能的教學(xué)改進(jìn)策略等。以此，教師與其他同伴一起共同對(duì)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果和可能的假設(shè)策略進(jìn)行討論，從理論和日常經(jīng)歷角度，計(jì)劃相關(guān)的改進(jìn)實(shí)踐，并理論推演可能的教學(xué)實(shí)踐結(jié)果，從而使其能有意識(shí)地設(shè)計(jì)教學(xué)改進(jìn)策略和實(shí)踐過(guò)程。

（4）合作教學(xué)決策與教學(xué)改進(jìn)實(shí)踐

基于數(shù)據(jù)教育應(yīng)用原理的教學(xué)決策提倡教師和同事間的合作決策。即教師和同事及學(xué)科指導(dǎo)專(zhuān)家在數(shù)據(jù)結(jié)果歸因基礎(chǔ)上進(jìn)行教學(xué)改進(jìn)決策與行動(dòng)并對(duì)教學(xué)實(shí)踐的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析，也是教師實(shí)踐“問(wèn)題解決”的過(guò)程。其后，學(xué)校管理者和教師同樣對(duì)教學(xué)實(shí)踐的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行歸因和解釋。如果教師教學(xué)實(shí)踐和學(xué)生學(xué)習(xí)得到改善，則數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)決策團(tuán)隊(duì)進(jìn)行結(jié)果共享和持續(xù)應(yīng)用。否則，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)決策團(tuán)隊(duì)繼續(xù)綜合數(shù)據(jù)收集和假設(shè)制定，對(duì)實(shí)踐問(wèn)題進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和解釋?zhuān)敝翆?shí)踐問(wèn)題的解決和學(xué)生學(xué)習(xí)成就的改善[7]。

（5）分享結(jié)果與評(píng)估

教師和同事對(duì)教學(xué)改進(jìn)實(shí)踐的效果評(píng)估和分享是教師建立和拓展有效教學(xué)策略和實(shí)踐的持續(xù)性過(guò)程。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)決策團(tuán)隊(duì)針對(duì)不同受眾對(duì)象設(shè)計(jì)不同的分享途徑，其與校內(nèi)教師的分享可通過(guò)學(xué)校管理平臺(tái)進(jìn)行即時(shí)交流或提供教學(xué)改進(jìn)報(bào)告等相關(guān)資料，使其在分享經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)獲得持續(xù)改進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)和動(dòng)力；其與校外教師的分享則可通過(guò)使用媒體和技術(shù)工具來(lái)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)學(xué)校發(fā)展簡(jiǎn)報(bào)、在線(xiàn)會(huì)議和成果論文發(fā)布等方式。

三、多模態(tài)學(xué)習(xí)分析支持教學(xué)決策的

過(guò)程與方法

（一）多模態(tài)學(xué)習(xí)分析的發(fā)展

近年來(lái)，基于數(shù)據(jù)教育應(yīng)用原理的教學(xué)決策實(shí)踐的數(shù)據(jù)收集、分析、處理和解釋過(guò)程漸趨向多模態(tài)學(xué)習(xí)分析（MMLA）。美國(guó)學(xué)習(xí)和技術(shù)圖書(shū)館網(wǎng)站發(fā)布的《地平線(xiàn)報(bào)告》將多模態(tài)學(xué)習(xí)分析描繪為未來(lái)教育技術(shù)革新的重要發(fā)展趨勢(shì)，并認(rèn)為相對(duì)于學(xué)習(xí)分析而言，多模態(tài)學(xué)習(xí)分析不僅通過(guò)多種途徑和手段來(lái)采集、測(cè)量、分析、理解和報(bào)告有關(guān)學(xué)生學(xué)習(xí)的狀態(tài)和前景，而且通過(guò)關(guān)聯(lián)、融合和協(xié)調(diào)跨功能的細(xì)粒度數(shù)據(jù)來(lái)全面準(zhǔn)確地分析并理解學(xué)習(xí)者行為和心理等狀態(tài)[15]，為教師、家長(zhǎng)和學(xué)校管理者改進(jìn)教學(xué)和促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)提供精準(zhǔn)支持。迪米特里（Di Mitri）等指出，多模態(tài)中的模態(tài)（Modal）既有“模態(tài)（Modality）”意蘊(yùn)又有“模式（Mode）”的意蘊(yùn)，具有數(shù)據(jù)交換的類(lèi)型和情境信息狀態(tài)的雙重內(nèi)涵[16]?？死咨R（Crescenzi）認(rèn)為，基于多模態(tài)的學(xué)習(xí)分析關(guān)注學(xué)習(xí)活動(dòng)中生成、預(yù)測(cè)和支持基于學(xué)習(xí)為導(dǎo)向的行為和表現(xiàn)，其目的是增進(jìn)教師對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的理解，并為其改善學(xué)習(xí)過(guò)程和效果所需的教學(xué)決策提供支持[17]。安德拉特（Andrate）等人從課堂視頻錄像提取學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的手勢(shì)、眼動(dòng)、聲音和臉部表情等數(shù)據(jù)，測(cè)定學(xué)生通過(guò)身體和情感認(rèn)知進(jìn)行概念理解的效果[18]。科哈納（Kohama）等人從中學(xué)智慧課堂系統(tǒng)采集出有關(guān)教師和學(xué)生的臉部表情數(shù)據(jù)、教學(xué)板書(shū)的時(shí)間和行為數(shù)據(jù)、學(xué)生記筆記和聽(tīng)課回答行為數(shù)據(jù)等，運(yùn)用多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析建模，突出了多模態(tài)數(shù)據(jù)在測(cè)定教師進(jìn)行智慧課堂教學(xué)的效果有效性和整體性[19]。

美國(guó)教育部通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)分析應(yīng)用的眾多領(lǐng)域的分析，闡述教學(xué)改進(jìn)探究和學(xué)習(xí)效果提升的多維數(shù)據(jù)類(lèi)型與其處理過(guò)程及效果，契合從數(shù)據(jù)到信息再到知識(shí)和智慧的教育應(yīng)用原理及數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教師教學(xué)決策過(guò)程，展現(xiàn)多模態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和學(xué)習(xí)分析技術(shù)的融合優(yōu)勢(shì)[20]；?？怂梗‵ox）基于美國(guó)加利福尼亞州閱讀教學(xué)實(shí)踐，將教育實(shí)踐的多維度數(shù)據(jù)分為三種——教學(xué)結(jié)果數(shù)據(jù)、教學(xué)基本信息數(shù)據(jù)和教學(xué)過(guò)程數(shù)據(jù)，并將每種數(shù)據(jù)的獨(dú)特作用和價(jià)值在分析和解釋過(guò)程中顯現(xiàn)，以增強(qiáng)州級(jí)閱讀教學(xué)的多元策略選擇[21]。筆者認(rèn)為，當(dāng)將多模態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)通、收集、整合和挖掘來(lái)為當(dāng)前的教學(xué)問(wèn)題解決和課堂改進(jìn)提供依據(jù)和支持時(shí)，教師教學(xué)實(shí)踐將具有系統(tǒng)性、個(gè)性化和高效性等特征，而學(xué)生學(xué)習(xí)成就也會(huì)同步提升。此外，當(dāng)教師將學(xué)生基本信息數(shù)據(jù)如性別、民族、家庭社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位與學(xué)習(xí)結(jié)果數(shù)據(jù)共同使用來(lái)支持其進(jìn)行教學(xué)改進(jìn)實(shí)踐時(shí)，其教學(xué)決策和改進(jìn)效果將得到極大提升。

（二）多模態(tài)學(xué)習(xí)分析支持的教學(xué)決策過(guò)程

實(shí)際上，多模態(tài)學(xué)習(xí)分析及驅(qū)動(dòng)教學(xué)決策是連續(xù)貫通的過(guò)程，學(xué)校管理者和教師通過(guò)數(shù)據(jù)處理平臺(tái)的數(shù)據(jù)查詢(xún)與分析、挖掘與可視化及結(jié)果展示等模塊和功能建立起多種教育應(yīng)用模型，包括學(xué)生個(gè)性發(fā)展模型、多元教師發(fā)展模型、學(xué)校教育管理模型及多模態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教育決策模型[22]。其遵循數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)決策過(guò)程邏輯，將多模態(tài)教學(xué)數(shù)據(jù)收集和分析置于基于數(shù)據(jù)教育應(yīng)用原理的教學(xué)決策實(shí)踐的重要位置，構(gòu)建起課堂教學(xué)數(shù)據(jù)與教師有效決策和實(shí)踐的“中間件”，為學(xué)校管理者和教師提供多模態(tài)學(xué)習(xí)分析支持的教學(xué)決策計(jì)劃、預(yù)測(cè)和評(píng)估過(guò)程框架，使教師課堂教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)得到提升。

筆者認(rèn)為，借助多模態(tài)學(xué)習(xí)分析過(guò)程的多樣化數(shù)據(jù)結(jié)果啟發(fā)，多模態(tài)學(xué)習(xí)分析支持的教學(xué)決策過(guò)程既關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)、發(fā)展能力與素養(yǎng)等與教育過(guò)程直接相關(guān)的因素和數(shù)據(jù)，同時(shí)關(guān)注學(xué)生、教師和管理者進(jìn)行教育教學(xué)實(shí)踐的過(guò)程性數(shù)據(jù)、心理傾向數(shù)據(jù)及學(xué)生和教師日常生活的身心發(fā)展?fàn)顟B(tài)數(shù)據(jù)，包括學(xué)生的課外學(xué)習(xí)活動(dòng)、家庭生活實(shí)踐和教師日常生活等。學(xué)校管理者通過(guò)幫助教師收集其教學(xué)實(shí)踐過(guò)程的教學(xué)表現(xiàn)數(shù)據(jù)、行為數(shù)據(jù)和外部因素?cái)?shù)據(jù)及相關(guān)教育主體的心理傾向數(shù)據(jù)等，達(dá)成教育系統(tǒng)內(nèi)外數(shù)據(jù)連接、交叉分析和挖掘的目標(biāo)。教師運(yùn)用教育數(shù)據(jù)挖掘工具和技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)聚類(lèi)和挖掘、因素分析、關(guān)聯(lián)分析及結(jié)果呈現(xiàn)，并生成學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)的可視化報(bào)告。學(xué)校管理者和教師合作運(yùn)用教育心理學(xué)和學(xué)習(xí)科學(xué)理論進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)果的歸因和策略探究，找出影響課堂教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)及學(xué)校發(fā)展的內(nèi)外因素，如學(xué)生心理、學(xué)校環(huán)境和文化等，并提出指向課堂教學(xué)改進(jìn)和教學(xué)質(zhì)量提高的教學(xué)決策計(jì)劃。教師通過(guò)實(shí)施教學(xué)決策行動(dòng)和實(shí)踐評(píng)估來(lái)提高課堂教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)成就，其具體實(shí)踐過(guò)程如圖2所示。

如圖2所示，多模態(tài)學(xué)習(xí)分析支持教學(xué)決策過(guò)程遵循教育數(shù)據(jù)的教育應(yīng)用原理規(guī)律，即從知識(shí)到信息再到知識(shí)和智慧及能力的實(shí)踐過(guò)程。同時(shí)，筆者依據(jù)多模態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教師教學(xué)決策過(guò)程，嵌入教師、學(xué)生、學(xué)校管理者、家長(zhǎng)和社區(qū)人員的多模態(tài)數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析和效果歸因，使學(xué)校管理者和教師能全面系統(tǒng)、準(zhǔn)備高效和智慧便捷地進(jìn)行教學(xué)決策，以取得較好的教學(xué)改進(jìn)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

多模態(tài)學(xué)習(xí)分析支持的教師教學(xué)決策通常從真實(shí)的問(wèn)題和情境開(kāi)始，由學(xué)校管理者和教師合作探究需要收集的變量和多模態(tài)數(shù)據(jù)，并和數(shù)據(jù)研究人員共同展開(kāi)多模態(tài)數(shù)據(jù)的收集、篩選和學(xué)習(xí)分析，如學(xué)生的行為數(shù)據(jù)、情感數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)、話(huà)語(yǔ)數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、生理數(shù)據(jù)、文化數(shù)據(jù)和表情數(shù)據(jù)等。然后，教師通過(guò)數(shù)據(jù)結(jié)果歸因和合作探究來(lái)制定教學(xué)問(wèn)題解決的計(jì)劃，包括從問(wèn)題主體維度和數(shù)據(jù)收集維度到教師決策和教學(xué)行動(dòng)效果等方面的計(jì)劃。數(shù)據(jù)團(tuán)隊(duì)成員幫助教師運(yùn)用數(shù)據(jù)收集工具和軟件平臺(tái)進(jìn)行關(guān)于教師、學(xué)生和管理者的多模態(tài)數(shù)據(jù)收集和選擇。教師基于此計(jì)劃和教學(xué)過(guò)程對(duì)多模態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和挖掘，進(jìn)行多模態(tài)學(xué)習(xí)分析，以將多模態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為教師決策的信息。其次，教師依據(jù)教學(xué)問(wèn)題的情境將其轉(zhuǎn)化為輔助決策的有用信息，并進(jìn)行教學(xué)改進(jìn)策略的選擇、決策和行動(dòng)，是多模態(tài)學(xué)習(xí)分析支持的教學(xué)決策和教學(xué)問(wèn)題解決的重要過(guò)程。其包括教師教學(xué)反饋、學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和同事觀(guān)察反饋等。從數(shù)據(jù)的教育應(yīng)用原理視角來(lái)看，其同時(shí)是教師將多模態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為有用信息再到有用知識(shí)和智慧的過(guò)程。最后，學(xué)校管理者和教師需要對(duì)其教學(xué)決策作出評(píng)估，來(lái)反饋基于多模態(tài)學(xué)習(xí)分析的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)決策效果和學(xué)生學(xué)習(xí)效果，其是數(shù)據(jù)教育應(yīng)用的智慧轉(zhuǎn)換為能力的過(guò)程。通常，教學(xué)決策評(píng)估融合教師課堂教學(xué)表現(xiàn)數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)結(jié)果數(shù)據(jù)及學(xué)校管理者的觀(guān)察數(shù)據(jù)等收集、處理和評(píng)估反饋的過(guò)程。教師需要將教學(xué)決策的效果和過(guò)程進(jìn)行報(bào)告，與其他同伴進(jìn)行分享和交流，從而推動(dòng)全校性或全區(qū)性的教師教學(xué)決策效率提高、教師專(zhuān)業(yè)成長(zhǎng)效果提升和學(xué)校教育質(zhì)量的提升等。

（三）多模態(tài)學(xué)習(xí)分析的數(shù)據(jù)采集過(guò)程與方法

國(guó)內(nèi)外學(xué)界關(guān)于多模態(tài)學(xué)習(xí)分析重要前提的多模態(tài)數(shù)據(jù)并未有統(tǒng)一的分類(lèi)邏輯標(biāo)準(zhǔn)，從教育的多維數(shù)據(jù)類(lèi)型來(lái)看，祝智庭教授根據(jù)數(shù)據(jù)智慧的四層框架將學(xué)校教育的學(xué)生相關(guān)數(shù)據(jù)采集分為學(xué)業(yè)成就數(shù)據(jù)、心理健康數(shù)據(jù)、綜合素質(zhì)數(shù)據(jù)和生涯發(fā)展數(shù)據(jù)等四類(lèi)[23]。筆者根據(jù)多模態(tài)學(xué)習(xí)分析支持的教學(xué)決策過(guò)程和數(shù)據(jù)采集來(lái)源與對(duì)象，以教育主體對(duì)象為依據(jù)，將多模態(tài)數(shù)據(jù)類(lèi)型分為教師、學(xué)生、家庭和學(xué)校環(huán)境等的多個(gè)維度。其中，每個(gè)數(shù)據(jù)采集主體包括外在行為和內(nèi)在情感兩個(gè)層面的數(shù)據(jù)來(lái)源維度，學(xué)校和環(huán)境的數(shù)據(jù)采集維度包括成員互動(dòng)和情境文化等數(shù)據(jù)來(lái)源維度，如智慧課堂環(huán)境和家?；?dòng)平臺(tái)等，具體多模態(tài)數(shù)據(jù)來(lái)源和采集如圖3所示。

如圖3所示，參考影響國(guó)內(nèi)中小學(xué)生課堂學(xué)習(xí)效果的家庭、社會(huì)和學(xué)校的因素，筆者從教師課堂教學(xué)決策效果和學(xué)生學(xué)習(xí)效果影響的維度，設(shè)計(jì)教師教學(xué)決策的多模態(tài)數(shù)據(jù)采集來(lái)源、對(duì)象和過(guò)程。如學(xué)校環(huán)境的數(shù)據(jù)主要包括教育資源、管理活動(dòng)、物理教學(xué)環(huán)境、校風(fēng)、歷史文化、學(xué)校德育文化等，具體表現(xiàn)為學(xué)籍信息系統(tǒng)、教師管理系統(tǒng)、學(xué)科教學(xué)平臺(tái)、學(xué)業(yè)質(zhì)量分析系統(tǒng)、教學(xué)管理系統(tǒng)、家校合作平臺(tái)、校園優(yōu)課課堂和反思平臺(tái)及學(xué)校發(fā)展系統(tǒng)等數(shù)據(jù)的收集。需要說(shuō)明的是，教師的課堂教學(xué)決策和管理需要基于真實(shí)情境和實(shí)踐問(wèn)題。所以，多模態(tài)學(xué)習(xí)分析的指向是教師真實(shí)的教學(xué)決策和行動(dòng)，其對(duì)多模態(tài)數(shù)據(jù)的收集、處理和歸因遵循問(wèn)題解決的逆向設(shè)計(jì)思路。即數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教師教學(xué)決策團(tuán)隊(duì)從教學(xué)問(wèn)題出發(fā)，尋求問(wèn)題的相關(guān)變量，并基于因果關(guān)系邏輯來(lái)組織和篩選數(shù)據(jù)。學(xué)校管理者和教師通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的處理來(lái)全方位思考問(wèn)題產(chǎn)生原因并作出有效的教學(xué)決策。多模態(tài)學(xué)習(xí)分析倡導(dǎo)學(xué)校管理者、教師和數(shù)據(jù)研究人員通過(guò)使用可穿戴設(shè)備對(duì)學(xué)生課堂狀態(tài)和表情數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和篩選，也可融合線(xiàn)上線(xiàn)下、文本和音視頻等數(shù)據(jù)采集方式。

四、多模態(tài)學(xué)習(xí)分析支持的教學(xué)決策案例

為清晰地顯示多模態(tài)學(xué)習(xí)分析支持的教學(xué)決策的實(shí)踐和效果優(yōu)勢(shì)，為國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)決策實(shí)踐提供質(zhì)量提升的過(guò)程和方法參考，筆者從美國(guó)伊利諾伊州學(xué)區(qū)內(nèi)多模態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的閱讀教學(xué)決策和紐約市教育局成長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)報(bào)告的應(yīng)用為例來(lái)闡述多模態(tài)學(xué)習(xí)分析支持的教學(xué)決策實(shí)踐應(yīng)用和評(píng)價(jià)。

（一）基于多模態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的閱讀教學(xué)決策

多模態(tài)學(xué)習(xí)分析支持的教學(xué)決策實(shí)踐側(cè)重于地區(qū)或?qū)W校級(jí)多模態(tài)數(shù)據(jù)使用的實(shí)踐過(guò)程，美國(guó)伊利諾伊州四個(gè)學(xué)區(qū)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)決策和評(píng)估過(guò)程案例是其典型代表。莫赫塔里（Mokhtari）等根據(jù)教學(xué)實(shí)踐設(shè)計(jì)出三類(lèi)教學(xué)決策數(shù)據(jù)分析框架，包括專(zhuān)業(yè)發(fā)展、課堂數(shù)據(jù)和閱讀表現(xiàn)數(shù)據(jù)[24]。其中，專(zhuān)業(yè)發(fā)展數(shù)據(jù)包括來(lái)自對(duì)教師的評(píng)估或反饋調(diào)查及專(zhuān)家導(dǎo)師指導(dǎo)下的專(zhuān)業(yè)活動(dòng)的數(shù)據(jù)，課堂數(shù)據(jù)是教師對(duì)其教學(xué)實(shí)踐的調(diào)查，學(xué)生表現(xiàn)數(shù)據(jù)是教師和閱讀教練合作收集的關(guān)于學(xué)生閱讀過(guò)程的數(shù)據(jù)。其數(shù)據(jù)使用過(guò)程都被嵌入在學(xué)校或課堂的教學(xué)實(shí)踐。學(xué)校管理者和數(shù)據(jù)研究人員幫助教師學(xué)習(xí)如何分析和解釋數(shù)據(jù)，并確定需要支持的學(xué)生?；诙嗄B(tài)學(xué)習(xí)分析的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的閱讀教學(xué)決策包括六個(gè)過(guò)程環(huán)節(jié)，一是學(xué)校管理者和教師從有關(guān)課堂教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的多元主體和對(duì)象連續(xù)和系統(tǒng)地收集數(shù)據(jù)；二是教師利用數(shù)據(jù)進(jìn)行多模態(tài)學(xué)習(xí)分析和解釋并指導(dǎo)其教學(xué)決策計(jì)劃和選擇；三是專(zhuān)家和教育管理者對(duì)教師使用數(shù)據(jù)作出教學(xué)決策過(guò)程進(jìn)行支持；四是教師實(shí)施閱讀教學(xué)改進(jìn)行動(dòng)并確定學(xué)生閱讀優(yōu)勢(shì)和需求；五是學(xué)校管理者評(píng)估監(jiān)控教師教學(xué)改進(jìn)和教學(xué)技能的階段性進(jìn)展；六是學(xué)校管理者和教師定期比較學(xué)生閱讀學(xué)習(xí)過(guò)程和效果數(shù)據(jù)，并跟蹤及促進(jìn)學(xué)校教師學(xué)習(xí)共同體專(zhuān)業(yè)成長(zhǎng)的長(zhǎng)期成就。

（二）多模態(tài)學(xué)習(xí)分析支持的成長(zhǎng)報(bào)告

紐約教育局將多模態(tài)學(xué)習(xí)分析支持的學(xué)校教學(xué)評(píng)估報(bào)告引入教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展對(duì)話(huà)并進(jìn)行相互協(xié)調(diào)。學(xué)校管理者依此強(qiáng)化教師進(jìn)行數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)改進(jìn)的觀(guān)念，為其課堂教學(xué)實(shí)踐和學(xué)校整體層次發(fā)展提供支持。學(xué)校管理者和教師認(rèn)為，成長(zhǎng)報(bào)告（Grow Reports）系統(tǒng)顯示的基于多維數(shù)據(jù)和多模態(tài)數(shù)據(jù)的分析與評(píng)估為教師和學(xué)生提供豐富的數(shù)據(jù)結(jié)果及原因結(jié)論，使學(xué)校管理者和教師能創(chuàng)建多元的教學(xué)行動(dòng)計(jì)劃和課堂教學(xué)改進(jìn)策略。多模態(tài)學(xué)習(xí)分析支持的成長(zhǎng)報(bào)告使教師能在其教學(xué)實(shí)踐過(guò)程進(jìn)行適當(dāng)?shù)臎Q策，提升其課堂教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)業(yè)成績(jī)，如教師進(jìn)行有針對(duì)性的個(gè)性化教學(xué)，并對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容選擇不同的教學(xué)策略。對(duì)于教師層面的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)決策使用過(guò)程，成長(zhǎng)報(bào)告為教師進(jìn)行課堂教學(xué)改進(jìn)實(shí)踐提供有關(guān)學(xué)生學(xué)習(xí)的多維度和多模態(tài)的生理、心理和學(xué)習(xí)過(guò)程的數(shù)據(jù)結(jié)果及歸因，使其能夠?qū)Ｗ⒂谔囟▽W(xué)生的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，從而進(jìn)行準(zhǔn)確的教學(xué)決策和改進(jìn)行動(dòng)。如六年級(jí)數(shù)學(xué)教師能訪(fǎng)問(wèn)根據(jù)三個(gè)問(wèn)題分組的定制報(bào)告，包括學(xué)生表現(xiàn)、學(xué)習(xí)內(nèi)容維度和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)工具等。

五、結(jié) ? 語(yǔ)

學(xué)界普遍的共識(shí)是，起源于多模態(tài)數(shù)據(jù)分析和多模態(tài)交互研究的多模態(tài)學(xué)習(xí)分析至今仍是定義繁多的新興領(lǐng)域[25]。文章從教學(xué)決策過(guò)程出發(fā)，基于數(shù)據(jù)的教育應(yīng)用原理，論述數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教師教學(xué)決策趨勢(shì)和過(guò)程，并嵌入多模態(tài)學(xué)習(xí)分析過(guò)程和要素，構(gòu)建多模態(tài)學(xué)習(xí)分析支持的教學(xué)決策過(guò)程模型。其中，與衡量學(xué)習(xí)效果的標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試相比，多模態(tài)數(shù)據(jù)收集和學(xué)習(xí)分析技術(shù)能系統(tǒng)地收集多元豐富且與教學(xué)實(shí)踐聯(lián)系較為緊密的教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程與結(jié)果的數(shù)據(jù)，使得教師教學(xué)反饋即時(shí)有效。學(xué)校管理者和教師可據(jù)此對(duì)教學(xué)管理和學(xué)習(xí)結(jié)果數(shù)據(jù)系統(tǒng)地反思，并將其進(jìn)行組織、處理和解釋?zhuān)瑸槠溥M(jìn)行教學(xué)改進(jìn)策略探究和行動(dòng)實(shí)施及教學(xué)效果評(píng)估提供支持。教師和學(xué)生可依據(jù)多模態(tài)學(xué)習(xí)分析過(guò)程發(fā)現(xiàn)新知識(shí)和學(xué)習(xí)新策略，并使用可視化工具查看跨維度數(shù)據(jù)間知識(shí)的聯(lián)系。所以，真實(shí)、系統(tǒng)、貫通的多模態(tài)數(shù)據(jù)和多模態(tài)學(xué)習(xí)分析過(guò)程，不僅能促進(jìn)學(xué)校管理者和教師進(jìn)行科學(xué)有效的教學(xué)決策，而且發(fā)展其教學(xué)專(zhuān)業(yè)能力，促進(jìn)其個(gè)性化和持續(xù)性專(zhuān)業(yè)成長(zhǎng)，繼而促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)能力的快速提升。

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The Development of Data-enabled Instructional Decision-making

—From Data Education Applications to Multimodal Learning Analytics to

Support Instructional Decision-making

ZHANG Xuebo1， ?LI Wangwei1， ?ZHANG Siwen2， ?WANG Chen3

（1.School of Educational Information Technology of South China Normal University， Guangzhou Guangdong 510631; 2.Key Laboratory of Brain， Cognition and Education Sciences， Ministry of Education， South China Normal University， Guangzhou Guangdong 510631;3. University of Aberdeen， King's College， Aberdeen AB24 3FX， Scotland United Kingdom）

[Abstract] Numerous studies have shown that data-driven instructional decision-making can enhance the effectiveness of teachers' teaching and students' learning. Current researches focus on data-driven instructional decision-making models and practical cases，but less attention is paid to the process of data organization， collection and analysis to support teachers' instructional decision-making. This paper uses literature research method and case analysis method to clarify the process of instructional decision-making based on the principles of data education applications，and deconstructs the process of data collection and analysis. Based on the development and process advantages of multimodal learning analytics，this paper constructs a process model of instructional decision-making supported by multimodal learning analytics，and finds the process and methods of multimodal data collection and processing for instructional decision-making supported by multimodal learning analytics. It also analyzes the process and practice of two typical cases of instructional decision-making supported by multimodal learning from a practical perspective，hoping to provide guidelines for the research and practice of effective data-based instructional decision-making in domestic primary and secondary schools.

[Keywords] Multimodal learning analytics; Data-driven; Instructional decision-making; Data education application