中小学个性化学习诊断系统比较研究

徐梦迪 詹梦颖 南文杰

摘 要：个性化学习成为大数据时代的主流学习范式，旨在反映学习者的个性差异，促进学习者的个性发展。作为个性化学习重要支撑的学习诊断系统逐渐在教育领域普及开来，学习者们纷纷加入到学习诊断系统的研究中，许多学者根据自己的研究设计并开发个性化学习诊断系统。为了对个性化学习诊断系统有更深入的了解，同时在以后的系统开发和应用时能够有合适的个性化学习诊断系统作参照，文章主要运用文献分析法、体验法和比较研究法，对目前应用于教育领域的中小学生个性化学习诊断系统进行了体验、阐述，并从不同维度对各个系统进行辨析，总结我国个性化学习诊断系统的发展与完善方向，期望对国内个性化学习诊断系统的研究和发展提供帮助。

关键词：个性化学习；学习诊断系统；比较研究

近年来，随着物联网、云计算和大数据等技术在教育领域中的成熟运用，个性化教育越来越被人提及，逐渐成为大数据时代教育的主要范式。世界各国教育改革都在倡导针对学生个体差异实施个性化教学，个性化教育已经成为当今世界范围内强劲的教育思潮。2006年，欧洲经合组织（OECD）发表意见报告《面向明日之学校教育：使教育个性化》，将个性化教育作为应对变革时代的重要教育议程，认为“一刀齐”的学校知识和组织安排既不适合个人需要，也和知识社会的发展格格不入。我国政府2010年发布的《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》中提出“关注学生不同特点和个性差异，发展每一个学生的优势潜能”，鼓励个性化发展，为每个学生提供“适合的教育”的观念。而为每一个学生提供“适合的教育”的首要任务就是清晰了解每一位学生，了解学生的学习情况，根据学生的学习情况制定学习任务，实现个性化教育。

随着个性化教育的普及开来，作为学习分析重要支撑的个性化学习诊断系统受到教育界的普遍关注，许多国内外研究者对个性化学习诊断系统进行理论研究并进行实践操作，开发出相应的学习诊断系统。如国外学者Wu L J等人，通过贝叶斯网络，并结合应用计算机测试中的扣除方法，开发了数学概念诊断系统，这是一种针对数学学习的诊断系统。该系统可以诊断学生犯错误的类型，系统平均识别率分别为95.72%，99.10%，98.73%，99.02%和98.96%。而有關学习问题方面的诊断系统，Panjaburee P等人提出了一种创新的方法来引导和整合来自多位专家的测试项目概念关系的权重，从而开发关于学习问题的诊断系统，并进行实验来评估该方法的性能，实验效果显著。对国内四大学术期刊（知网、万方、维普、超星）论文进行检索与查阅，发现国内对于个性化学习诊断的研究、开发、实施与应用主要集中于中小学，其中涉及到的个性化学习诊断系统众多，如必由学诊断系统、家长汇诊断系统、FRM诊断系统、问题诊断系统、物理自诊断系统、学习习惯诊断系统、家庭教育测试系统等20多种（20多种是粗略统计的数据）。其中大量的个性化学习诊断系统已经开始应用于中小学教育，但是缺乏对这些个性化学习诊断系统的比较研究。为了对这些个性化学习诊断系统有更深入的了解，同时在以后的学习系统开发和应用时能够有合适的个性化学习诊断系统作参照，本研究在进行理论阐述的基础上对目前成熟应用于中小学教育的三个个性化学习诊断系统进行体验、分析，并从不同维度对各个系统进行辨析，总结我国个性化学习诊断系统的发展与完善方向，期望对国内个性化学习诊断系统的研究和发展提供帮助。

一、个性化学习诊断系统

“诊断”一词最早来源于医学，在医学意义上指对人体生理或精神疾病及其病理原因所作的判断。现在“诊断”一词已经广泛应用于各大领域，在教育领域中主要指的是学习诊断。学习诊断是从教育测量理论发展而来，传统的学习诊断只要是通过测验进行，随着认知理论的提出，认知诊断技术被提出。该技术主要是从认知心理学的角度分析学生作答过程中所采用的知识与技能，再将其融入心理计量学模型中，获得关于学生优势和不足的详细的诊断信息。认知诊断技术被视为新一代的心理与教育测验的核心，是认知心理学与现代测量学相结合的产物。在计算机高速发展的大数据时代，将认知诊断技术与计算机融于一体已经是一种成熟的技术，这种基于计算机辅助的认知学习诊断技术也就是个性化学习诊断系统。在大数据时代下，个性化学习诊断系统指的就是通过收集学生学习过程中的数据、运用计算机算法，构建学习者的学习模型，从而实施个性化指导，使学习者有针对性的学习自己的知识点盲区，提高其学习效率。

传统教育注重学习者整体的学业水平，学习成绩成为考核学生的唯一标准，对学生的学习诊断主要是通过试卷测验。试卷诊断方式忽视了对学生语言表达能力、动手操作能力、应用知识解决实际问题的能力以及学生的学习态度和学习习惯的考查，形式比较单一，注重最终结果，不但限制了学生思维发展，而且阻碍了学生的个性化成长。而个性化学习诊断系统通过对学习者的性格、心理和学习行为进行分析与诊断，系统性的进行人格整合和个性优化，根据教育对象的性向特征、兴趣爱好和最佳才能区来充分发展个人特长，使个人专长和能力更突出，更有利于发挥个人专长、取得个人在社会中的竞争优势和获得事业成功用于调整教师教育行为与实现学习者个性化教育。国家教育技术计划称，当与学习系统相结合时，基于技术的评估可以用来形成诊断并且改进学习和教学实践，同时确定学生所学到的内容。纽约市的一所中学，数学老师用个性化学习诊断系统评估学生个性化学习当中日常学习轨迹的实时发展，确定每位同学的学习轨迹，真正实现个性化教育。可见，个性化学习诊断系统对于实现个性化教育有着重要的意义。

二、典型的个性化学习诊断系统比较

个性化学习诊断系统通过对学习者学习风格、知识水平和认知能力等因素进行综合测量和分析，为学习者能够清晰认识的自己的学习情况，有针对性进行知识点盲区进行学习，为实现“因材施教”营造个性化学习环境。笔者以关键字“个性化学习诊断系统”搜索国内知网、万方、维普、超星四大学术期刊的有关论文，同时以相同的关键字在百度、谷歌和必应三个搜索引擎进行查询，然后对论文以及搜索引擎中出现的个性化学习诊断系统进行整理与分析，发现在中小学应用得较多的是家长汇个性化测评系统、必由学个性化诊断系统、学大教育：PPTS系统。

（一）家长汇个性化测评系统

1.系统简介。家长汇个性化测评系统（EST）是国内教育行业较为科学、较为权威、较为准确的个性化测评系统，该系统主要由10个子系统组成，包括学科分析系统、学习状态360°扫描、知识点检测系统（KIS）、学习习惯诊断系统、综合学习素质检测系统、学生心理健康扫描系统、个性化教学建议系统、文理科分班评测系统、高考志愿精准决策系统、家庭教育评测系统。

2.测试流程。该系统的测试流程比较简单，包括注册登陆、创建新试卷、测试者答题、生成方案、寻求咨询师解答这几个关键步骤。该系统属于商业产品，使用前需要支付一定的费用，所以在登陆注册的时候要填写机构的单位以及相应的地址与电话等联系方式，但值得庆幸的是该公司相应的提供了免费体验版本，用户可以先进行体验再进行购买。据笔者亲自体验，发现体验版本虽然能体验所有的测评功能，但是测评方案报告中只能下载部分测评的结果，所以想完成所有测评并获得相应的报告需要进行机构购买。

3.测评报告。报告以PDF文件格式下载，内容包括机构简介、教育体检报告、学科分析报告、综合学习素质分析报告、知识点检测报告、学习状态报告、学习心理健康报告、文理科分班平次报告、家庭教育方案。笔者以英语学科分析报告说明测试结果分析情况。分析结果以图形可视化的形式展现出来，同时给出文字辅助说明，学习建议。

（二）必由学个性化诊断系统

1.系统简介。必由学个性化学习诊断系统是国内比较专业化课堂评价工具，是目前市场上唯一经过教育部所属中国教育学会组织国内外专家进行过成果鉴定的专业化课堂评价工具。该系统基于统计测量、学习分析、数据可视化、数据挖掘等技术，利用“教与学产生的数据”来诊断教与学目标达成的程度，并对未达成的原因进行认知和知识等方面的统计分析，形成学生学习情况的诊断报告。必由学个性化学习诊断系统主要有两大子系统构成：增值评价系统与学习诊断系统。增值评价系统主要用来测试学生在一定时期内学业“增进”程度，而学习诊断系统旨在通过建立“即时反馈机制”，用教与学的过程中产生的数据来诊断教与学目标达成的程度。

2.测评流程。该系统的测评流程相对简单，主要有教师组卷、学生答卷、教师批卷、分析报告组成。需要特别注意的是，教师组卷的时候，题目所反映的知识点必须与既定好的教学目标所一致，这样基于大数据的个性化学习诊断才是有效的。因此，為了教学诊断更好地被认可，学习目标认定的可操作性和科学性需要提高，教师在标定的时候也要更加认真地对待，目标确认这个步骤是诊断个性化的关键。

3.测评报告。必由学系统数据报告共分为三大部分，分别为总体情况、纬度分析、详细分析。在总体情况中又有七个项目的分析数据，分别是基本反馈信息、目标达成度、等级分布比较图、班级成绩比较、班级成绩分布、学生成绩比较、学生成绩单。在第二部分的纬度分析中的三个数据分析：知识点纵向比较分析、题型纵向比较分析、认知维度分析，则是更好地为教师的教学提供了个性化的数据分析。在第三部分的“详细分析”则包含了学生作答、班级试题平均分、选项分析三项数据。

（三）学大教育：PPTS系统

1.系统简介。学大PPTS系统，是个性化知识诊断系统，也叫做学习问题个性化分析诊断系统，由科利华集团和北京师范大学教育科学研究所合作完成的。该系统通过对学生进行学科能力、多元智力、学习能力与应试能力的诊断，形成学生学习问题的个性化分析报告，并提供针对性指导的方案。

2.测评流程。学生进入系统进行答卷，主要是4套问卷，问卷内容涉及到学生注意力、意志力、学习方法、考试技巧、家庭教育情况、心理状态、学习风格、感知模式等多个方面。答卷完成并提交后，系统自动生成关于学习者的个性化学习报告，并提供有针对性的讲解、辅导和训练材料。

3.测评报告。PPTS系统提供的个性化学习诊断报告，包括测试者的“学科能力个性化诊断报告”和“综合素质个性化诊断报告”这两大部分，前者是基于学习者测试学科学习能力分析；后者基于学习者多元智能、学习能力和应试能力分析。分析的结果包括每个测试项目中测试能力的等级，具体分析以及教学策略，以文字描述。如图7：该截图中的内容是某位学生注意力测试的结果，等级为“优秀”，还有相应的教学策略。

三、结语

通过对家长汇个性化测评系统、必由学个性化诊断系统和学大PPTS诊断系统的详细阐述，同时查看了其他多款应用于中小学教育的学习诊断系统与相关论文，对目前国内个性化学习诊断系统的特点进行分析，主要包括以下几个方面：

首先，个性化学习诊断系统的设计与应用都体现了以学习者为中心的理念，主要体现在测评内容与报告分析两大块。随着个性化教育的推行，测评内容不再是单一的学科试卷设计，而是学习者个人情况的设计，包含学习者知识掌握程度、学习情感、学习习惯、学习风格、学习者素质等多方面情况。在测试报告上，不再是一个简单的分数，而是关于学习者个人的数据分析画像，从多维度将测试结果进行图形可视化，让教师和学习者能全方位了解测试者，从而能认清不足，为因材施教提供便利。此外，报告还针对学习者测试情况提供人性化的教与学的指导意见，让测试者能够参考与借鉴，更进一步提升自我。

其次，个性化学习诊断系统具有多样性，缺乏一个标准。从查阅的资料来看，国内应用于中小学的个性化学习诊断系统有多种类型，主要有以下几种：诊断学科知识掌握程度的学习诊断系统（主要涉及到的学习科目为物理、化学、英语、数学、语文）、基于学习者情感诊断的学习诊断系统、基于学习者学习风格的诊断系统、基于学习者学习素养的诊断系统，综合型诊断系统等。中小学教育中存在这么多类型的学习诊断系统，但是却没有一个统一的标准：什么样类型的个性化学习诊断系统才能够真实有效地诊断出学习者的真实情况？

参考文献

[1] http：//edu.gmw.cn/2017-03/05/content_23892864.html[OL].

[2] http：//www.china.com.cn/policy/txt/2010-03/01/content_19492625_3.html[OL].