教師工作坊中學(xué)員話題挖掘方法范文

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摘要：教師工作坊為校際間教師的協(xié)同研修提供了良好的平臺(tái)，是促進(jìn)教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展的主要方式之一。該文針對(duì)教師工作坊研修過(guò)程中難以進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)和及時(shí)指導(dǎo)的問(wèn)題，利用學(xué)員研討產(chǎn)生的交互式文本數(shù)據(jù)，提出了一種教師工作坊中學(xué)員話題挖掘方法。該方法利用內(nèi)容語(yǔ)義分析法對(duì)學(xué)員評(píng)論反思內(nèi)容進(jìn)行整體分析；運(yùn)用LDA模型自動(dòng)挖掘不同類(lèi)型學(xué)員發(fā)表的評(píng)論中的隱含話題和跟蹤學(xué)員熱點(diǎn)話題演化趨勢(shì)。論文以典型的教師工作坊為例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：學(xué)員們能?chē)@研修主題進(jìn)行討論；相比普通學(xué)員，成績(jī)優(yōu)秀學(xué)員在學(xué)習(xí)態(tài)度上更顯主動(dòng)；如在多媒體、微課的技術(shù)應(yīng)用等方面有著更深的認(rèn)識(shí)和理解；而有關(guān)“技術(shù)支持的總結(jié)與復(fù)習(xí)”和“技術(shù)支持的教學(xué)評(píng)價(jià)”的話題并沒(méi)有出現(xiàn)。話題演化趨勢(shì)的實(shí)時(shí)反饋可視化分析，為引導(dǎo)研修活動(dòng)深化發(fā)展提供了重要支持；也為教師工作坊的學(xué)習(xí)分析提供了一些可借鑒的思路。

關(guān)鍵詞：教師工作坊；話題挖掘；LDA模型

百年大計(jì)，教育為本；教育大計(jì)，教師為本。促進(jìn)教育質(zhì)量提升，教師隊(duì)伍建設(shè)是關(guān)鍵[1]。而優(yōu)化教師隊(duì)伍結(jié)構(gòu)，提升教師專(zhuān)業(yè)水平，需完善教師培養(yǎng)培訓(xùn)體系，做好培養(yǎng)培訓(xùn)規(guī)劃[2]。教育信息化的發(fā)展使得教師培訓(xùn)方式發(fā)生了轉(zhuǎn)變，線上線下相結(jié)合的混合式研修成為促進(jìn)教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展的主要手段。在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間中，支持創(chuàng)建、參與、關(guān)注教師研修工作坊[3]，開(kāi)展跨校教師協(xié)同研修。教師工作坊是一種體驗(yàn)式、參與式、互動(dòng)式的學(xué)習(xí)模式，一般以富有經(jīng)驗(yàn)的教師為中心，形成30-50人的學(xué)習(xí)研究共同體，主要通過(guò)討論、活動(dòng)等多種形式，共同探討和嘗試解決課堂教學(xué)中存在的問(wèn)題。助學(xué)者(坊主)在教師工作坊中扮演協(xié)助、觀測(cè)、支持、引導(dǎo)等作用，需要了解研修過(guò)程中學(xué)員認(rèn)知水平、學(xué)習(xí)狀態(tài)等，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題，并提供學(xué)習(xí)支持服務(wù)。學(xué)員們?cè)谶M(jìn)行網(wǎng)絡(luò)研修主題研討過(guò)程中產(chǎn)生了大量的交互式文本，能客觀地反映出學(xué)員的興趣話題、學(xué)習(xí)體驗(yàn)和研修狀態(tài)等特征，這為優(yōu)化研修過(guò)程、提升培訓(xùn)質(zhì)量等提供了大量線索。然而，傳統(tǒng)的內(nèi)容分析方法通過(guò)文本分析、內(nèi)容編碼、統(tǒng)計(jì)闡釋等過(guò)程，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力而且還存在評(píng)價(jià)的主觀性和反饋的滯后性等問(wèn)題[4]；并且隨著培訓(xùn)規(guī)模的擴(kuò)大、研修數(shù)據(jù)的急劇增加，使得指導(dǎo)者難以及時(shí)洞察研修活動(dòng)的過(guò)程和狀態(tài)，并進(jìn)行針對(duì)性的指導(dǎo)。論文聚焦教師工作坊研修過(guò)程中難以進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)和及時(shí)指導(dǎo)的問(wèn)題，對(duì)教師工作坊的研修特征及當(dāng)前話題挖掘的研究情況進(jìn)行了分析，針對(duì)性的構(gòu)建了教師工作坊學(xué)員話題挖掘框架。利用教師工作坊中學(xué)員研討產(chǎn)生的交互式文本數(shù)據(jù)，并結(jié)合教師信息化教學(xué)TPACK能力模型，分析了研修過(guò)程中的高頻詞匯特征；采用LDA(LatentDirichletAllocation)模型重點(diǎn)分析了研修內(nèi)容的話題結(jié)構(gòu)、分布情況以及研修過(guò)程的話題演化等。

一、相關(guān)研究

(一)教師工作坊及特征教師工作坊是由若干成員組成(包括坊主、研修學(xué)員等)，他們聚焦于特定教學(xué)主題，開(kāi)展觀摩、體驗(yàn)、討論、反思等活動(dòng)，旨在通過(guò)相互交流、經(jīng)驗(yàn)分享、協(xié)同研討來(lái)解決教學(xué)實(shí)際問(wèn)題，促進(jìn)教師實(shí)踐性知識(shí)的發(fā)展[5][6]。教師工作坊是具有共同愿景、互惠互助性質(zhì)的學(xué)習(xí)型組織[7]。相關(guān)理論基礎(chǔ)主要包括建構(gòu)主義理論、認(rèn)知學(xué)徒制、活動(dòng)理論、情境學(xué)習(xí)理論、知識(shí)轉(zhuǎn)移及知識(shí)共享理論等。王陸[8]基于活動(dòng)理論將教師在線實(shí)踐社區(qū)視為一種活動(dòng)系統(tǒng)。劉清堂等[9]認(rèn)為教師混合式培訓(xùn)是一個(gè)研修活動(dòng)序列，序列的展開(kāi)構(gòu)成了多層次教師混合式培訓(xùn)活動(dòng)流，活動(dòng)流中的活動(dòng)亦可依次序展開(kāi)。張思等[10]認(rèn)為在教師工作坊的活動(dòng)序列設(shè)計(jì)上，通過(guò)搭建腳手架實(shí)現(xiàn)學(xué)員學(xué)習(xí)的漸進(jìn)有序，知識(shí)與技能的逐步遞增，使得學(xué)員能夠順利跨越“最近發(fā)展區(qū)”，達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)。楊卉等[11]提出在遠(yuǎn)程職業(yè)教育中，應(yīng)為教師提供監(jiān)測(cè)工具支持教師對(duì)學(xué)生(團(tuán)體)活動(dòng)過(guò)程進(jìn)行觀察，以便推送學(xué)習(xí)支架，幫助學(xué)生順利完成任務(wù)。王陸[12]基于情境學(xué)習(xí)理論，并根據(jù)培訓(xùn)項(xiàng)目的實(shí)施階段，采用內(nèi)容分析法對(duì)教師在線實(shí)踐社區(qū)中學(xué)習(xí)共同體的實(shí)踐性知識(shí)發(fā)展過(guò)程進(jìn)行評(píng)估。欒學(xué)東[13]認(rèn)為，促進(jìn)教師在線實(shí)踐社區(qū)中知識(shí)的轉(zhuǎn)移，應(yīng)對(duì)非結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和分析，尋找知識(shí)轉(zhuǎn)移服務(wù)對(duì)象，并提供支持策略促進(jìn)知識(shí)擁有方與知識(shí)需求方之間的知識(shí)轉(zhuǎn)移。已有的研究為教師工作坊研修過(guò)程的分析提供了啟示和參考。但相關(guān)研究大多聚焦于活動(dòng)過(guò)程的實(shí)施和實(shí)踐性知識(shí)的遷移等方面，而對(duì)于研修過(guò)程中的話題內(nèi)容特征與教師信息化教學(xué)能力的關(guān)聯(lián)性及能力水平的監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)等尚缺乏深度思考。

(二)話題挖掘及相關(guān)研究話題挖掘(TopicMining)較早出現(xiàn)在TDT領(lǐng)域，TDT技術(shù)(TopicDetectionandTracking，話題識(shí)別與跟蹤)是一項(xiàng)信息處理技術(shù)[14]，主要應(yīng)用于輿情監(jiān)測(cè)。話題識(shí)別(TopicDetection)是指自動(dòng)識(shí)別信息片斷集合中的各個(gè)未知話題,并能在線檢測(cè)出新話題。話題跟蹤(TopicTracking)是指在各種信息來(lái)源中追蹤那些討論目標(biāo)話題的相關(guān)信息片段[15]。目前，話題挖掘已普遍應(yīng)用于產(chǎn)品推薦服務(wù)、新聞熱點(diǎn)追蹤和社交網(wǎng)絡(luò)交互等多個(gè)方面。常用的話題挖掘算法有VSM(VectorSpaceModel)、LSA(LatentSemanticAnalysis)、PLSA(ProbabilisticLatentSemanticAnalysis)及LDA(LatentDirichletAllocation)等[16]，其中比較有代表性是LDA模型。LDA是機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的一種非監(jiān)督話題建模方法，用于發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中隱藏的話題結(jié)構(gòu)和內(nèi)容[17]，如今應(yīng)用也較為廣泛。如Mao等[18]通過(guò)挖掘用戶(hù)評(píng)論數(shù)據(jù)構(gòu)建用戶(hù)興趣話題模型，實(shí)現(xiàn)電影的個(gè)性化推薦。Mahajan等[19]通過(guò)對(duì)財(cái)經(jīng)新聞主題的挖掘預(yù)測(cè)股市漲跌。Zhang等[20]通過(guò)對(duì)微博話題的挖掘發(fā)現(xiàn)熱點(diǎn)主題。在教育領(lǐng)域，Ramesh等[21]基于MOOC論壇內(nèi)容進(jìn)行話題挖掘，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的相關(guān)問(wèn)題，進(jìn)而針對(duì)性實(shí)施早期干預(yù)，提高課程留存率。劉三等[22]應(yīng)用LDA模型自動(dòng)挖掘和解析MOOC文本評(píng)論信息的特征結(jié)構(gòu)和語(yǔ)義內(nèi)容，并分別對(duì)已完成和未完成兩種類(lèi)型的學(xué)習(xí)者展開(kāi)定性的學(xué)習(xí)分析研究，探究和追蹤學(xué)習(xí)者關(guān)注的熱點(diǎn)話題演化趨勢(shì)，以進(jìn)行適應(yīng)性反饋與干預(yù)。在教師工作坊中，學(xué)員們?cè)谶M(jìn)行網(wǎng)絡(luò)研討活動(dòng)時(shí)產(chǎn)生了大量的交互式文本數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)作為活動(dòng)過(guò)程的重要信息載體，可真實(shí)地反映學(xué)員關(guān)注的焦點(diǎn)、知識(shí)和能力的變化等情況，通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的挖掘，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)員在研修過(guò)程中隱藏的內(nèi)在信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)員研修狀態(tài)的實(shí)時(shí)跟蹤、評(píng)估和干預(yù)。LDA為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)研修培訓(xùn)分析提供了一種新的論證方法，該方法突破了教學(xué)過(guò)程互動(dòng)話語(yǔ)分析中過(guò)度人為干預(yù)和經(jīng)驗(yàn)式判斷的局限[23]，能為教師工作坊的研修過(guò)程分析提供一種新思路，為教師的研修實(shí)踐提供數(shù)據(jù)支撐服務(wù)。

二、教師工作坊學(xué)員話題挖掘方法

教師工作坊的實(shí)施流程是由若干個(gè)活動(dòng)組成的活動(dòng)流。本研究以組成活動(dòng)流的各個(gè)活動(dòng)為單位劃分時(shí)間窗口，對(duì)每個(gè)時(shí)間窗口(活動(dòng)階段)中生成的討論文本分別進(jìn)行話題挖掘，追蹤各活動(dòng)階段學(xué)員關(guān)注話題的熱度情況，并進(jìn)行話題演化分析，以觀測(cè)教師工作坊研修活動(dòng)進(jìn)程，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和需求，并提供學(xué)習(xí)支持服務(wù)。在研修活動(dòng)的最后階段，教學(xué)管理者根據(jù)學(xué)員的課程學(xué)習(xí)、活動(dòng)參與及作業(yè)完成等情況給予一個(gè)最終考核成績(jī)。本研究以成績(jī)的高低劃分不同類(lèi)型的學(xué)員，并挖掘不同類(lèi)型學(xué)員之間話題分布的特征結(jié)構(gòu)和語(yǔ)義內(nèi)容，探究其相似性和差異性，為研修活動(dòng)的設(shè)計(jì)和知識(shí)轉(zhuǎn)移策略的實(shí)施提供支持。

(一)教師工作坊學(xué)員話題挖掘框架基于以上分析，本文設(shè)計(jì)了教師工作坊學(xué)員話題挖掘框架。如下頁(yè)圖1所示，整個(gè)分析流程可分為數(shù)據(jù)收集、信息加工和結(jié)果應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié)。1.數(shù)據(jù)收集。學(xué)員是模型的出發(fā)點(diǎn)也是最終的受益者，學(xué)員在參與網(wǎng)絡(luò)研修活動(dòng)過(guò)程中形成了大量的交互式文本數(shù)據(jù)，在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和預(yù)處理過(guò)后，形成交互式文本數(shù)據(jù)集。2.信息加工。對(duì)數(shù)據(jù)集進(jìn)行挖掘、分析并予以可視化呈現(xiàn)。采用高頻詞匯分析發(fā)現(xiàn)學(xué)員可能關(guān)注的話題；面向?qū)W員類(lèi)型的話題分析，是按最終考核成績(jī)將學(xué)員分為優(yōu)秀、普通兩種類(lèi)型，應(yīng)用LDA模型挖掘不同類(lèi)型學(xué)員的話題分布并進(jìn)行分析；基于研修過(guò)程的話題演化分析，是運(yùn)用LDA模型對(duì)各活動(dòng)階段數(shù)據(jù)集進(jìn)行話題分布和話題熱度計(jì)算，追蹤研修過(guò)程中學(xué)員關(guān)注話題的熱度變化并進(jìn)行分析。3.結(jié)果應(yīng)用。管理者和坊主根據(jù)可視化呈現(xiàn)的結(jié)果監(jiān)控和分析學(xué)員的研修狀態(tài)，改進(jìn)和優(yōu)化研修計(jì)劃、研修內(nèi)容和研修策略等，從而形成對(duì)學(xué)員的干預(yù)。同時(shí)，分析結(jié)果也為學(xué)員提供可視化反饋，以便其進(jìn)行自我反思，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)自己的研修行為。

(二)教師工作坊學(xué)員話題挖掘方法研究1.結(jié)合TPACK模型的內(nèi)容語(yǔ)義分析結(jié)合TPACK模型[24]對(duì)學(xué)員研討的知識(shí)進(jìn)行分析，TPACK(TechnologicalPedagogicalContentKnowledge)是由科勒和米什拉于2005年提出的，該框架包含三類(lèi)核心知識(shí)：技術(shù)知識(shí)(TK)、教學(xué)法知識(shí)(PK)和學(xué)科內(nèi)容知識(shí)(CK)，以及四類(lèi)復(fù)合知識(shí)(PCK、TCK、TPK和TPCK)。本文基于科勒和米什拉所提出的TPACK概念，并參考TPACK概念精致化的相關(guān)研究[25]和話語(yǔ)分析規(guī)則[26][27]，對(duì)所提取的高頻詞匯進(jìn)行分析。2.結(jié)合LDA模型的話題挖掘LDA模型，最早是由學(xué)者Blei等在2003年提出，它是一個(gè)三層貝葉斯概率生成模型，LDA假定文檔集中有確定的主題數(shù)，每個(gè)文檔均是由多個(gè)主題混合而成，而每個(gè)主題則是多個(gè)詞匯上的概率分布[28]，如圖2所示。圖2中，變量φ(z)、θ(d)和z均為不可觀察到的潛在變量，其中φ(z)代表主題—單詞概率分布、θ(d)代表文檔—主題概率分布。單詞w為可觀察變量，超參數(shù)α和β是模型的先驗(yàn)參數(shù)，T為設(shè)定的主題數(shù)。有向箭頭代表?xiàng)l件概率。方框代表重復(fù)采樣。D表示文檔集，外部方框代表文檔集中每個(gè)文檔迭代采樣的主題概率分布。Na代表文檔d的單詞數(shù)，內(nèi)部方框則表示從主題分布中迭代抽取產(chǎn)生的文檔的單詞。

三、教師工作坊學(xué)員話題挖掘方法的應(yīng)用

(一)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及預(yù)處理本研究采集了“國(guó)培計(jì)劃(2016)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提升工程”某語(yǔ)文教師工作坊中的評(píng)論數(shù)據(jù)作為樣本來(lái)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。本次工作坊以“信息技術(shù)在語(yǔ)文課堂教學(xué)中應(yīng)如何運(yùn)用？”為主題，整個(gè)實(shí)施流程可分為4個(gè)活動(dòng)階段：研修計(jì)劃、學(xué)技術(shù)、會(huì)應(yīng)用和研修總結(jié)。

(二)高頻詞匯分析為了能對(duì)學(xué)員評(píng)論進(jìn)行整體的觀測(cè)和認(rèn)識(shí)，首先通過(guò)詞頻分析的方法列出學(xué)員評(píng)論中排名前20的高頻詞匯。

(三)不同類(lèi)型學(xué)員的話題特征分析本實(shí)驗(yàn)根據(jù)學(xué)員最終取得的考核成績(jī)，將學(xué)員分為兩種類(lèi)型(優(yōu)秀/普通)，對(duì)這兩類(lèi)學(xué)員發(fā)表的評(píng)論分別進(jìn)行挖掘和分析。應(yīng)用LDA話題模型來(lái)挖掘?qū)W員發(fā)表的評(píng)論中所隱含的話題結(jié)構(gòu)和語(yǔ)義內(nèi)容，對(duì)他們的話題進(jìn)行觀察和對(duì)比，探究其相似性和差異性，進(jìn)而了解不同類(lèi)型學(xué)員的話題特征，為研修活動(dòng)的設(shè)計(jì)、知識(shí)轉(zhuǎn)移及知識(shí)共享策略的實(shí)施提供支持。在設(shè)置模型參數(shù)時(shí)，依據(jù)α=50/T，β=0.01來(lái)進(jìn)行設(shè)置[31]，α和β是模型的兩個(gè)先驗(yàn)參數(shù)，T為選擇的話題數(shù)，T值的確定依賴(lài)于數(shù)據(jù)集的大小[32]。本研究中實(shí)驗(yàn)效果的衡量主要考慮話題間的分離度和話題內(nèi)部質(zhì)量?jī)蓚€(gè)指標(biāo)[33][34]，結(jié)合數(shù)據(jù)集的大小并經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)確定T值。對(duì)于成績(jī)普通學(xué)員的數(shù)據(jù)集，T值設(shè)置為5，則實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置為α=10，β=0.01，根據(jù)話題間的相似程度選出3個(gè)具有代表性的話題。如圖4所示。每個(gè)可能話題下依據(jù)詞匯出現(xiàn)的概率值大小，列出了10個(gè)詞匯表示話題語(yǔ)義內(nèi)容。對(duì)于成績(jī)優(yōu)秀學(xué)員的數(shù)據(jù)集，T值設(shè)置為10，實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置為α=5，β=0.01，同樣根據(jù)話題間的相似程度選出5個(gè)具有代表性的話題。

四、結(jié)束語(yǔ)

教師工作坊中學(xué)員進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)研討產(chǎn)生的交互式文本數(shù)據(jù)，為分析學(xué)員的研修狀態(tài)提供了資源，而如何有效地對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和分析就變得尤為重要。本文旨在探究教師工作坊中學(xué)員話題的挖掘和分析方法，并應(yīng)用于“國(guó)培計(jì)劃(2016)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提升工程”某語(yǔ)文教師工作坊中，對(duì)學(xué)員們的話題結(jié)構(gòu)、分布及演化情況進(jìn)行挖掘和分析。首先，利用對(duì)高頻詞匯的內(nèi)容語(yǔ)義分析實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)員評(píng)論內(nèi)容的整體分析；然后，運(yùn)用LDA模型自動(dòng)挖掘不同類(lèi)型學(xué)員發(fā)表的評(píng)論中的隱含話題；最后，呈現(xiàn)了學(xué)員熱點(diǎn)話題的演化趨勢(shì)。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，學(xué)員們都能?chē)@研修主題進(jìn)行討論；相比成績(jī)普通學(xué)員，成績(jī)優(yōu)秀學(xué)員在學(xué)習(xí)態(tài)度上更顯主動(dòng)，在多媒體技術(shù)及應(yīng)用和微課技術(shù)及應(yīng)用方面有著更深的認(rèn)識(shí)和理解，而有關(guān)“技術(shù)支持的總結(jié)與復(fù)習(xí)”和“技術(shù)支持的教學(xué)評(píng)價(jià)”的話題并沒(méi)有出現(xiàn)。分析結(jié)果將有助于管理者改進(jìn)和優(yōu)化研修計(jì)劃、研修內(nèi)容和研修策略，提供更高契合度的學(xué)習(xí)內(nèi)容和更有針對(duì)性的學(xué)習(xí)指導(dǎo)，以滿(mǎn)足培訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)員需求，從而實(shí)現(xiàn)按需施訓(xùn)。通過(guò)話題演化趨勢(shì)的實(shí)時(shí)可視化反饋，為引導(dǎo)研修深化發(fā)展提供重要支持，管理者和坊主可據(jù)此跟蹤評(píng)價(jià)研修過(guò)程優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)；另外，還有助于學(xué)員審視自我話語(yǔ)的貢獻(xiàn)度、契合度及與其他學(xué)員的異同，從而調(diào)節(jié)自身的研修行為，提升研修效果。由此可以驗(yàn)證，該方法具有一定的自動(dòng)分析在線交互式文本內(nèi)容和結(jié)構(gòu)的能力，可為教師工作坊的學(xué)習(xí)分析研究提供一些借鑒和參考。

作者;何皓怡1，劉清堂1，吳林靜1，鄧偉1，郝怡雪2 單位：1.華中師范大學(xué),2.華中師范大學(xué)