数字徽章与学习分析：大规模个性化学习的新路径

姚 洁 王茜茜

（安徽邮电职业技术学院公共基础部，安徽 合肥 230031）

在继续教育与终身学习的社会背景下，如何在虚拟智慧环境中对学习成果认证越发重要。数字徽章作为信息丰富的微认证手段近年来在教育领域，特别是线上智慧教育领域得到重要运用。同时，以微课、慕课为主导的线上课程具有低成本、高效率、易普及、开放包容等核心优势，但不能有效地实现个性化学习[1]。众所周知，微课、慕课学习资源统一打包，这种自上而下的课程设计显然不能满足学习者的多样化、差异性需求，因此学习效果千差万别。

目前实现大规模个性化学习正逐渐受到关注，也有学者指出如何利用学习分析技术实现个性化学习的方法[2]，但鲜有从数字徽章和学习分析结合的角度来探讨该问题。

因此本文通过对数字徽章概念及分析、对学习分析和个性化学习的梳理，基于学习分析能充分利用数字徽章的记录、存储、评估等作用的视角，探索二者深度结合的模式，以期对实现大规模个性化学习路径提供参考。

一、数字徽章

用徽章来认可成就的方法其实有悠久的历史，例如童子军就给掌握技能的参与者颁发徽章。随着信息化时代的演进，徽章还与积分、排行榜等游戏化手段一起使用来激励玩家参与游戏和学习项目[3]。数字徽章一般具有以下五个主要特征：①在线上创作、发行并展示；②主要表现为图片文件或图标文件；③具有可识别性和唯一性，有专门的技术标准和框架来保证其发挥功能；④用于验证和追溯，以了解其创作、发行以及持有者等具体信息；⑤能反映持有者获得该徽章所需要的条件，如知识、经验、技能以及爱好等相关信息。随着采集能力的提高，一枚小徽章可以包涵更丰富的可分析的相关学习信息。

在教育领域，数字徽章(Digital Badge)是以微型证书的形式对学习者的正式、非正式学习成果授予电子证书，以学习者达到学习目标为基础，主要以过程激励为体系，对所学技能进行评估，体现的是对个人获取的技能与成就的过程性认可与积极反馈[4]。学习者可以收集徽章，归纳在个人徽章系统中，并且在社交平台上展示自己的资质和能力。

Mozilla基金会于2012年率先在教育领域使用徽章认证以来，数字徽章已经在世界多个教育机构得到应用，如斯坦福的Coursera，澳大利亚开放大学的Open2Study项目，以及普渡大学的Passport项目等。

数字徽章在教育领域的功能主要体现在以下几个方面：激励、评估认证、展示能力以及记录学习路径。首先，徽章作为奖励可以鼓励学习者加强动机，这也是对徽章的研究最多的领域。其次，徽章作为评估认证的手段可以成为传统测试的重要补充，它可以展示一些非正式的技能，如乐于合作、具有创新思维、社交技能等。同时，数字徽章可以展现给潜在雇主、学校老师以彰显取得的认可。数字徽章还可以支持学习者记录并规划他们的学习路径。学习者在不同语境下获得的徽章能形成一个更全面的拼图，帮助学习者回顾学习过程，更好的自我掌控。

当学习目标分解成难度合理递进的小块时，学习目标才更容易实现，学习评估也应该颗粒化阶段化。然而在传统的学分学位制教学中，能力考核主要以总结性评价为主，这显然是不够的。数字徽章能记录学习者的学习轨迹，记录掌握知识的过程，发挥过程性评价的功能。所以，在学习内容设计过程中，可以提炼关键知识点，依据由浅入深，由易入难，由理解记忆到分析评价创造的原则生成学习路径。当学习者通过相关知识点的考核就可以获得相应的徽章，通过对所获得徽章的整理就可以发现学习者的优势，特别是弱点所在从而进行进一步的干预。

二、学习分析以及个性化学习

信息技术的运用使智慧教育领域积累了大量的数据有待挖掘利用。学习分析技术正是通过对学生数据的收集、分析和整理，用数据算法来预测、评估优化学生的学习行为。学习分析技术是一整套学习数据的分析方法，是在有计划、有系统地记录学生相关学习数据的基础上，对学习过程和结果进行诊断，对目标、资源、教学方式和学习方式等因素做出推测，进而通过适当的干预措施促进学习过程和结果。美国、澳大利亚的很多高等教育机构都使用了学生信息系统（student information systems，简称SIS）、学习管理系统（Learning Management System，简称 LMS），通过对学习者的管理、课程的管理、学习记录的追踪与汇总等，预估一个具体学习进程，学员可自主安排学习，真正实现个性化学习。

自学习分析技术成为智慧教育领域的热点研究后，诸多研究者都提出了学习分析的框架。其中最重要的共同框架包括预测算法模型和学习反馈模型。因为学习分析的核心目的之一是发现哪些学生需要进一步的干预和指导，同时提供实时反馈，并主动提出建议。通过对学习数据的掌握，预测模型使教育机构预判学习过程，预估学习成效。如果发现问题可以尽早干预。对教育者而言，学习分析使他们可以实时监测学生学习进展和表现，据此调整授课行为。

实践表明，实时预警和反馈能加强学生的学习动机。例如，普渡大学运用学习分析预判模型对学生是否胜任一门课程提供“信号灯”。绿灯表示能胜任，黄灯表示学习该课程需要提高警惕，红灯则提示学习者通过该课程考核有较大风险，需要加倍努力。该校根据多年经验采集了学生的四类数据：课程测试评估成绩、跟同学相比单个学生的努力程度，如师生互动数据、学生历史成绩，如GPA，标准化测试成绩，以及人口学变量，如年龄，家庭情况等。学生对课程的信号灯预警表示积极的态度，同时七成的学生表示会根据信号灯调整他们的学习行为[5]。

随着采集数据的增加，数据格式的优化，算法能力的进步以及分析技术的精细化，学习分析技术为实现大规模的个性化智慧教育提供了可能。大数据时代的在线学习，实现全面地记录、跟踪、掌握和可视化学习者的不同学习特点、学习需求、学习基础和学习行为，为不同的学生建立学习模型并为不同类型的学习者打造个性化的学习路径，学习内容不再千篇一律，学习轨迹动态呈现。学习分析让教育更好的实现“因材施教”的理念，适应了个性化和人性化的学习变化，从学习中真正找到乐趣。

三、基于数字徽章的大规模个性化学习模式

数字徽章和学习分析是信息化智慧教育两个不同的手段，但两者之间具有一些共同特征：例如，它们都能记录学习过程，分析学习情况，并激励学习者，干预学习过程。更重要的是，学习分析技术还能用来分析数字徽章承载的丰富数据，从而为学习者提出建议。

1.构建大规模个性化学习模式

任何一个学习周期实现大规模个性化学习可以遵循下面的路径将数字徽章和学习分析技术充分融合。首先，将完成一门课程所需的知识点和能力分解，用不同徽章来代表不同知识点和能力，当学生完成该知识点和能力的学习、评估时便可获得掌握相应的徽章。这些学习过程中颁发的过程型徽章不但证明学生已经掌握了该能力，同时还存储一切相关的元数据，如个性兴趣、先前知识、已具备的能力、学习者类型等。学习分析技术对这些数据进行分析，根据分析结果，学生获得针对个人的反馈，如优劣势分析，如何获取哪些帮助和干预等。不需要干预的学生可以进入下一步的学习，同时继续学习以获得后续知识点的徽章；需要干预的学生可以根据平台推荐，同时结合教师推荐，选择其他更丰富多样、更适合个人风格的相关资料继续学习，因为学习平台可以根据学习者类型、难点分析推荐适合的学习素材，或者推荐合适的徽章激励学生去获取，由此实现教学资源的差异化和个性化。

当学生完成一个周期的学习任务后，将获得一枚总结型徽章，其中记录了整个学习周期中积累的重要信息，包括已获得的过程型徽章，还包括其他重要相关信息，如学习时间、具体学习能力的掌握情况，以及哪些地方出现多次尝试等。过程型徽章和总结型徽章综合形成个人徽章生态体系，对一个完整的学习周期进行记录存储，下一个学习周期开始时可以随时调取徽章系统，利用学习分析技术可以对学习者进行单个评估预测，结合教师分析推荐合适的学习资源、学习方式和评估方式。通过数字徽章的不断记录和学习分析技术的不断分析、预测，不断优化个体学习者的学习过程，精准辅助每一个学习周期。

2.数字徽章结合学习分析的关键

数字徽章作为评估学习成果的技术可以存储大量丰富的学习数据，用来学习分析，实现学习预判和建议，因此数字徽章和学习分析作为智慧教育手段可以进行整合。

要实现二者的深度融合从而为大规模个性化智慧教育提供可能必须要注意以下几点：

第一，数字徽章也需要教育者合理设计徽章来准确、精确的评估衡量学习者所需的技能，从而更好的为学习分析打下基础。同时，数据在徽章中存储的格式必须易于学习分析技术提取、分析。

第二，学习分析的发展依赖于数据挖掘技术的发展：除了较容易获得的学生数据如学习管理系统、键盘数据、浏览器数据还需要其他数据，如移动学习提供大量关于学生运动、信息搜索行为、社会交往、环境位置因素等数据。而且可穿戴技术将成为未来数据收集的重要部分[6]。

第三，无论是数字徽章还是学习分析，都需要遵循伦理道德约束，将不侵犯学习者的隐私作为研究发展的底线。合理利用教育数据需要做到信息公开透明，赋予学生掌握、调取数据的权利，同时避免信息数据泄露，加强数据管理问责制等。

四、结语

当前教育信息化建设正在走向深度融合创新，信息技术促进教育变革与创新的时代已经来临。数字徽章和学习分析技术作为智慧教育时代重要的教育教学手段相互碰撞产生新的智慧火花，能促进学习路径可视化，评估手段过程化，学习成果可预测，成为大规模个性化学习的重要突破口。当两者深度融合，因材施教的教育理念才能更好的实现，智慧教育的未来才更有潜力。