智能与情感双驱动的中学生全面成长档案管理系统研究*

张 瑞

(郑州市第十九高级中学，河南 郑州 450007)

相较于大学生，中学生的档案管理不论是制度建设、内容管理，还是系统开发和先进技术融入，都显得比较单薄。随着国家对基础阶段教学的日益重视以及对素质教育的深度下沉，中学生档案管理变得越来越重要[1]。对于青少年来说，中学是其成长过程中承上启下的阶段，不但是学习文化知识的关键时期，更是性格塑造和人格养成的黄金时期，既是青少年对世界好奇、对自我认知的重要时期，更是他们人生观、世界观、价值观养成的核心阶段。因此，首先，中学生全面成长档案信息要全面，不仅要有个人基本信息和成绩信息，还要有涵盖其全面成长的其他信息；其次，中学生全面成长档案管理系统需具备一定的自动采集能力，这是因为大多数中学档案管理人员主要负责管理学校的文件档案和人事档案，没有多余的时间和精力采集大量的成长档案所需的信息；再次，学校应在中学生全面成长档案中引入智能化应用技术，为中学生的成长提供指引和参考。

笔者在了解国内外成长档案研究现状的基础上，依据当前中学生成长档案的实际管理情况，以及充分考虑中学生的成长需求后，尝试构建一个富含中学生全面信息的档案管理系统，记录中学生全面成长过程，以期为教师、家长提供中学生成长指引，并深度挖掘和发挥成长档案在中学生培养中的重要作用。

1 中学生全面成长档案的相关理论及研究现状

1.1 成长档案的起源和内容研究

1991年，萧滋云为自己的子女建立成长档案，以时间为轴，以事件为点，流水账式记录孩子的成长过程[2]，开启了儿童成长档案记录的先河。此后，陆续出现了相关类似文献，均以幼儿为记录对象，以家庭记录方式记录其成长过程，这些研究为中学生全面成长档案的形成奠定了基础。笔者调查整理相关成长档案的文献后发现，当前成长档案的研究内容主要是档案采集技术的影响因素以及对成长档案的融合评价等。例如，王凯提出应建立中小学学生成长档案，其认为学生成长档案是在学生培养过程中形成的，由学校管理，以学生为记录主体，内容涵盖了学生的成长经历、品德素养、学习状况、实践能力等[3]，建立学生成长档案对学生的成长很有帮助；张园园从横向和纵向两个层面将时间纳入成长档案的构成当中[4]，除成功档案外，还提出了挫折档案这一构想，具有重要的参考意义。在国外研究中，Geremias Rosa Lutete重点研究了学生的心理档案，认为这是影响学生成长的关键[5]。

1.2 成长档案面向的对象

早期的成长档案研究大多将目光放在婴幼儿身上，后来慢慢拓展到学生群体，其中又以大学生居多，都是基于个体成长档案的研究。2021年，李杰伟将班级成长档案作为研究对象，认为班级成长档案，尤其是班级荣誉档案的传承，将有效提高班级学生的凝聚力和向心力[6]。还有相关研究将教师发展纳入成长档案的研究范畴，认为教师的发展和学生的发展是相辅相成、不可分割的。

1.3 成长档案管理系统的构建

成长档案管理系统的构建主要包括两个方面：一是展示形式，二是技术。早在2006年，就有学者提出基于网络构建面向婴幼儿的成长档案系统。其后，各种基于网络的成长档案系统的研究层出不穷，包括各种App和小程序。为确保成长档案信息的准确性和可信度，有学者还研究探讨了区块链技术的应用。在国外，HamimTouria等在成长档案中引入Boosting机器学习算法，希望通过机器学习算法减小监督式学习存在的偏差，帮助发展较慢的学生成为成长的强者[7]。

1.4 成长档案系统功能

除基本的档案管理功能外，评价功能是成长档案管理系统中应用较多的一种功能，包括学生评价和教师评价。例如，Boscardin Christy K等利用成长档案管理系统分析了学生成长和教师绩效之间的关系，认为学生的成长是教师绩效的重要指标[8]。

2 面向中学生全面成长档案应用、管理和需求的深度调研

2.1 调研目的、对象和方法

面向中学生全面成长档案调研的目的有以下三点：一是真实了解目前市场上主流成长档案管理系统的应用情况，包括研发机构的实力、产品占有率、产品的形式及功能等。二是了解中学生全面成长档案的管理现状、档案管理系统的使用情况等，并从学校角度了解成长档案管理系统的市场占有率。三是挖掘成长档案的潜在用户，了解不同用户的实际需求。调研对象包括成长档案管理系统的研发企业、档案管理员、教师、家长及学生等。调研方法包括实地考察、网站访问、问卷调查、座谈、访谈等。

2.2 调研开展情况

本次调研时间为2022年1月至6月，实地考察的对象主要是学校，笔者依据学校层次(按照综合排名分为3段，每段选择5所学校)、学校历史与规模(学校成立时间和人数)、学校性质(公办和民办)、学校地域(以郑州市为主，兼顾其他地市)等选择了30所中学作为考察对象。网站访问主要是通过网站调研研发企业的基本情况，以及其研发成长档案系统的核心技术、功能、推广情况等，本次共调研了12个相关系统。问卷调查主要通过学校组织、工作群介绍、社会调研等方式针对学生和家长精准发放，共发放问卷417份，回收有效问卷358份。座谈主要以档案管理人员、班主任和德育管理教师为调研对象，共举行8次座谈，54人参与。访谈的对象主要是负责相关工作的校领导，目的旨在了解学校领导层对成长档案管理系统的看法和重视程度，共有11位校领导接受了访谈。

2.3 现状与分析

笔者调研研发企业后发现，当前专门研发中学生全面成长档案管理系统的企业较少，大多数学生档案管理系统只是简单的学生信息管理，没有帮助成长的功能。在学生和家长参与方面，仅有少数档案管理系统有生涯笔记功能和家长评估功能，交互方面有荣誉档案分享功能，能够一键分享到其他社交平台，但此功能只是照搬一些互动平台的做法，并不适合中学生全面成长档案管理系统。在学校和档案管理人员方面，调研发现大部分中学没有使用专门的成长档案管理系统进行学生成长管理，多是普通的档案管理系统，甚至有学校连普通的档案管理系统都没有，仅使用Excel等办公软件管理学生档案；大部分中学只有一个学生档案管理人员，且还是兼职，虽然班主任和德育教师也参与学生档案管理，但他们多不具备专业档案管理能力，也没有经过相关培训。究其原因，一方面是学校不重视成长档案管理工作，不愿投入过多资金和人力资源；另一方面是成长档案管理工作发展空间狭窄且工作繁忙，没人愿意负责，也不愿参加相关培训。

笔者访谈学校领导、档案管理人员、教师、家长和学生后，总结了他们对成长档案管理的几点建议和要求：一是规范和健全成长档案管理制度。二是成长档案能够全面记录中学生成长的全过程，切实帮助学生成长，实现其全面提升。三是尽量减少档案管理人员，降低成本，提高效率。四是尽量简化成长档案管理系统的操作性，增强家长、学生与学校沟通的畅通性。五是期望成长系统能够对学生全面成长提供决策和参考。六是希望成长系统能够对学生进行情感诊断和偏好分析，并给予预警或提醒。

3 系统规划与整体模型构建

3.1 基于关键成功因素法和SWOT双驱动的中学生全面成长档案管理系统规划

3.1.1 基于关键成功因素法的系统规划。前期调研显示，建设中学生全面成长档案管理系统有助于学校更好开展教育教学工作，促使中学生全面成长。中学生全面成长档案管理系统成功研发的关键因素有三个，即领导的意识、成熟的技术和规范的管理。其中，领导的意识体现了虚实结合，包括信息化领导力、资金投入、人员投入、会议次数和级别等；成熟的技术是战略目标实现的基础，自动且全面的档案采集技术、基于档案的挖掘技术、智能分析技术以及情感分析与交互技术是为中学生全面成长档案管理系统注入灵魂、让用户发自内心喜爱的关键；规范的管理包括制定规范的成长档案管理制度、操作使用制度等，尤其是奖励制度、荣誉等级认定制度等，一定要科学合理、严格规范。但是，当前很多中学对学生成长档案的管理不论是资金投入还是人力投入都不够，如：技术层面主要集中在真伪识别、全面采集技术和等级判别技术等方面，关于情感分析和交互方面的技术应用尚缺失；学生档案管理不规范，学生参与整理和录入档案的现象比较普遍。

3.1.2 基于SWOT的系统规划。①优势分析。中学生全面成长档案管理系统的研发优势：一是家长对中学时期孩子成长的关注程度远高于其他成长阶段。二是学校越来越重视学生的全面成长，配备了专职档案管理人员和心理辅导教师。总体来说，中学生全面成长档案管理系统的研发优势主要集中在意识层面和思想层面。②劣势分析。中学生全面成长档案管理系统研发的劣势主要是学校领导层对全面成长档案所起作用的认识不够深、资金和人员投入远远不够、缺乏专职档案管理人员、存放档案的物理空间和设施设备相对落后等。③机遇分析。政策层面，国务院和教育部针对教育信息化出台了一系列文件和通知，要求开展信息化教育和管理，各地教育管理部门依据相关文件展开了具体部署；资金层面，政府在教育方面的持续投入为中学生全面成长档案管理系统的研发提供了资金保障；技术层面，数据分析与挖掘技术、特征识别技术、人工智能和人机情感技术，以及分布式存储技术、云服务技术的快速发展，为全面成长档案管理系统的研发和运行提供了技术支持。④挑战分析。在技术层面，挑战来自以下几个方面：系统完全面向互联网可能导致数据泄露以及被黑客攻击；电子文件采集通过不同渠道，尤其是自动采集渠道，可能感染病毒；面向不同接口的登录方式容易出现端口漏洞；人机情感交互增加了系统开发的复杂性；大量繁杂的数据分析对服务器提出了更高要求。在管理层面，多账户异权限的应用增加了管理的复杂程度；管理人员的新系统操作水平以及对新系统的态度，有可能影响系统功能的正常发挥。

3.2 智能与情感双驱动的整体模型

3.2.1 物理模型。中学生全面成长档案管理系统中的物理模型包括应用架构、存储架构、通信架构和安全策略等四个层面。其中，应用架构主要考虑B/S模式和C/S模式相结合的方式，利用电脑或移动终端通过页面、App、公众号等与家长建立交流和沟通，同时方便档案管理员利用相关软件对学生成长进行分析；存储架构采用分布式存储方式，即重要的档案信息存储在服务器上，不重要的档案信息，如证书信息、荣誉信息等存放在云端，或放在文件原网站，全面成长档案管理系统仅存储相应的链接即可，这样既能降低存储空间，又能提升安全性；通信架构采用专网融合、公专共用的方式，通过构建5G专网对用户进行身份认证，减少系统的登录认证，以提高安全性；安全策略方面，基于大多数中学较缺乏专业档案人员的考虑，采用云服务器安全保护策略，通过安全托管方式，有利于加强系统安全性，同时设置管理人员权限自动核查机制，确保用户按权限操作，严禁越权操作。中学生全面成长档案管理系统物理模型见图1。

3.2.2 逻辑模型。逻辑模型体现了中学生全面成长档案管理系统的功能，按照档案生命周期分别从学生档案及电子文件的采集、档案的加工整理、档案的深度挖掘与分析、档案的应用等四个方面进行描述，同时辅以用户和权限管理、数据管理等功能。其中，学生档案及电子文件的采集模式有四种：①档案管理员根据学生提交的材料进行录入。②档案管理员审核其他系统转过来的数据后进行导入。③系统自动审核学生提交的材料后转给档案管理员或根据处理策略直接入库。④系统通过互联网自动采集相关信息。档案的加工整理包括两个方面：一是按照档案管理要求对全面成长档案进行规范处理。二是对全面成长档案的内容进行识别和梳理。档案的深度挖掘与分析主要是利用知识图谱技术形成个性鲜明的学生画像。档案的应用主要包括四个方面：一是基于档案的目的性交流。二是智能决策支持的全面发展和引导。三是学生情感分析与关怀。四是成长档案的基本应用。

4 智能与情感关键实现技术研究

4.1 智能档案采集技术

智能档案采集主要采集三个方面的数据，即面向互联网的学生成长数据或荣誉数据、学生在校期间的关键行为数据、多方交互中的有用数据。智能档案采集面临的主要难题是多源异构和数据抽取。首先，面向互联网的学生数据采集的重点是如何分析和发现与学生成长或荣誉相关的数据，笔者认为关注相关网站是获取数据的有效方法，教育部门的网站和一些较为专业的素养提升类网站是主要关注对象。但是，出于安全考虑，不少网站采取压缩文件、转变格式和删除部分信息等方式才能保护相关内容，鉴于此，智能档案采集需要解决相关技术问题。此外，学生的成长数据或荣誉数据还可以通过家长提供获得[9]。其次，在学生在校期间的关键行为数据采集方面，由于学生在校期间的行为数据较多，如考勤、提交作业等，因此有些行为数据可以直接采集，而有些则需要通过数据库有筛选性地定期进行采集。再次，多方交互过程中产生的信息比较杂乱，往往会掩盖真正有用的信息，如：家庭教育环境，家庭教育理念，家长对孩子的关注、期望及教育投入程度，以及孩子的学习态度、对学校和教师的认可度、对自己未来发展的期盼等，这些信息数据的采集主要通过知识图谱关联技术对交互数据进行清洗后，通过关键词、情感词词典等形成真实词库。需注意的是，学生在交流时使用的热词和新词比较多，夸张的成分也比较大，平时耳熟能详的词语不一定代表了他们真实的想法，因此，多方交互数据的采集一定要结合网络环境和学生的心理特性对相关信息进行降级或升级处理。

4.2 智能档案加工技术

中学生全面成长档案管理系统中的智能档案加工主要是采用图片档案处理技术，包括图片档案的纠偏技术、增效技术和内容识别与编辑技术。扫描仪、手机拍照取得的图片档案，有时存在方向不正、比例失调发生偏移等问题，图片档案纠偏是系统在保障原始内容完整的情况下，通过计算位置分析内容相对距离[10]，主动修正纠偏后进行人工审核；图片档案增效主要针对可视效果不佳的图片，如档案陈旧、有污渍，或因采集不专业造成图片不清晰，可利用图片档案增效技术去除图片视觉不佳或障碍，提升档案的可观性；档案内容识别与编辑主要是利用OCR识别技术识别档案中包含文本资料的图片文件，以获取文字和信息，使之形成一篇通顺的个人成长报告，而不是简单的内容提取和字段罗列。

4.3 智能成长现状画像与情感档案构建技术

中学生全面成长档案管理系统可基于学生全面成长数据，对其进行智能成长现状画像，尤其是情感画像。智能成长现状画像可通过不同的可视化方式，充分利用颜色与曲线面表达技术，从不同角度出发对学生的成长现状进行智能描述，涵盖中学生当前成长画像、不同阶段成长画像对比，以及不同学生之间的对比、班级智能成长现状画像等，能够时刻对学生个人成长和班级成长进行了解，并分析成长原因，帮助学生快速成长。情感档案主要记录学生的情感状态，如情绪变化、情感成长等，从而构建学生情感档案。除家庭因素、班级环境、学习压力、同学友谊外，情感档案记录还充分考虑了青少年的情感特征[11]，能够进行一定的预警，使教师和家长能够随时了解学生的情感世界，及时关注，避免发生情感问题。

4.4 情感提取技术

将中学生的情感作为中学生全面成长档案管理系统中的一个重要因素和展示对象，是本次研究的创新和重点。健康的情感世界、可控的情绪管理以及可引导的情绪改变对中学生来说至关重要，尚不健全的情感世界和渴望被认同的情感需求[12]是构建情感档案的必要与充分需求。情感提取方式包括数据直接提取和清洗分析数据后提取，数据直接提取是基于系统中的学生行为，如作业完成情况、提交情况等，以此分析学生的学习态度、阅读情况、业余爱好等；清洗分析数据后提取的主要是交互过程中产生的语言文本和表情包等。

4.5 成长建议档案构建技术

成长建议档案是中学生全面成长档案管理系统基于中学生的成长现状、家庭期望、个人梦想等信息，对中学生的学习方法、课程学习建议及综合素质培养等提出的可行性建议。成长建议档案会根据中学生的成长变化不断进行修正和优化，并分析中学生超预期成长和未达标成长的原因[13]。除文字外，成长建议档案还可通过各种可视化手段描述中学生的成长建议，以增强成长建议的理解性及可执行性。