学习分析已经成为当前教育研究中一个重要的跨学科研究领域，并且在大数据时代逐步从理论研究向实践应用转化。伴随在线教育的兴起和教育信息化的不断革新，学习分析技术作为在教育领域最先落地和具有成功实践经验的智能教育方向之一，受到教育工作者、教育研究人员和教育产品研发人员的广泛关注。本书以学习分析为主题，从该领域的发展历史、前沿理论和技术方法、典型教育应用案例，以及未来展望几个方面展开论述。本书内容通俗易懂，对于读者理解学习分析的基本思想、原理方法和在解决教育问题中所扮演的角色及产生的影响具有启发意义。

吴忭，华东师范大学教育学部副教授，研究方向为教学设计与学习科学、在线学习系统设计与评估、学习分析、计算机可视化学习等。

一 学习分析的概念、发展及内涵
学习分析和预测的含义
学习分析的发展简史
学习分析：理解学习、设计学习的新范式
二 学习分析的实现方式
特征工程——是技术也是艺术
预测模型的百宝箱
如何衡量预测效果？
三 无处不在的学习分析
数字化学习行为预警——自主学习的守护神
见微知著的社会性学习分析——让协作学习更高效
数据驱动的教学决策——教师的好参谋
四 学习分析的挑战与展望
建立学习分析模型的迷思
学习分析面临的机遇和挑战
从分析预测到数据智慧

人类已经进入智能时
代。以互联网、大数据、
云计算、区块链特别是人
工智能为代表的新技术、
新方法，正深刻改变着人
类的生产方式、通信方式
、交往方式和生活方式，
也深刻改变着人类的教育
方式、学习方式。
人类第三次教育大变
革即将到来
3000年前，学校诞生
，这是人类第一次教育大
变革。人类开启了有目的
、有计划、有组织的文明
传递历史进程，知识被有
效地组织起来，文明进程
大大提速。但能够接受学
校教育的人数在很长时间
里只占总人口数的几百分
之一甚至几千分之一，古
代学校教育是极为小众的
精英教育。
300年前，工业革命到
来。工业化生产向每个进
入社会生产过程的人提出
了掌握现代科学知识的要
求，也为提供这种知识的
教育创造了条件，这导致
以班级授课制为基础的现
代教育制度诞生。这是人
类第二次教育大变革。班
级授课制极大地提高了教
育效率，使得大规模、大
众化教育得以实现。但是
，这种教育也让人类付出
了沉重的代价，人类教育
从此走上了标准化、统一
化、单一化道路，答案标
准、节奏统一、内容单一
，极大地限制了人的个性
化和自由性发展。尽管几
百年来人们进行了各种努
力，力图通过学分制、选
修制、弹性授课制等多种
方式缓解和抵消标准化班
级授课制带来的弊端，但
总的说来只是杯水车薪，
收效甚微。
今天，网络化、数字
化特别是智能化，为实现
大规模个性化教育提供了
可能，为人类第三次教育
大变革创造了条件。
人工智能助力实现教
育个性化的关键是智适应
学习技术，它通过构建揭
示学科知识内在关系的知
识图谱，测量和诊断学习
者的已有水平，跟踪学习
者的学习过程，收集和分
析学习者的学习数据，形
成个性化的学习画像，为
学习者提供个性化的学习
方案，推送最合适的学习
资源和学习路径。在反复
测量、推送、跟踪学习、
反馈的过程中，把握学习
者的最近发展区①，为每
个人提供最适合的学习内
容和学习方式，激发学习
者的学习兴趣和学习热情
，使学习者获得成就感、
增强自信心。
智能教育将是未来十
年人工智能发展的“风口”
人工智能正在加速发
展。从人工智能概念的提
出，到人工智能的大规模
运用，花费了50年的时间
。而从深蓝(Deep Blue)
到阿尔法狗(AlphaGo)，
再到阿尔法虎(Alpha
Fold)，人工智能实现三
步跨越只用了22年时间。
1 997年5月，IBM的
电脑深蓝在一场著名的人
机对弈中首次击败了国际
象棋大师加里·卡斯帕罗
夫(Garry Kasparov)，证
明了人工智能在某些情况
下有不弱于人脑的表现。
深蓝的主要工作原理是用
穷举法，列举所有可能的
象棋走法，并利用为加速
搜索过程专门设计的“象
棋芯片”，采用并行搜索
策略进一步加速，在搜索
广度和速度上战胜了人类
。
2016年3月，谷歌机器
人阿尔法狗第一次击败职
业围棋高手李世石。阿尔
法狗的主要工作原理是“
深度学习”。深度学习
(deep learning)是一种复
杂的机器学习算法，它试
图模仿人脑的神经网络建
立一个类似的学习策略，
进行多层的人工神经网络
和网络参数的训练。上一
层神经网络会把大量矩阵
数字作为输入，通过非线
性加权和激活函数运算，
输出另一个数据集合，该
集合作为下一层神经网络
的输入，反复迭代构成一
个“深度”的神经网络结构
。深度学习本质上是通过
大数据训练出来的智能，
其最终目标是让机器能够
像人一样具有分析学习能
力，能够识别文字、图像
和声音等数据。
智适应学习的研究和
运用目前也尚处于知识教
学的层面，与全面育人的
理念和教育功能相差甚远
。从知识学习拓展到能力
养成、情感价值熏陶，是
更大的目标和更大的挑战
。研发3D智适应学习系
统，即通过知识图谱、认
知图谱、情感图谱的整体
开发，实现知识、能力、
情感态度教育的一体化，
提供有温度的智能教育个
性化学习服务。促进学习
者快学、乐学、会学，促
进学习者成长、成功、成
才，是“教育+人工智能”
的出发点，也是华东师范
大学上海智能教育研究院
的追求目标。
培养智能素养，实现
人机协同
人工智能不仅正进入
各行各业，深刻改变所有
行业的面貌，而且影响到
我们每个人的生活；不仅
为智能教育的发展创造了
条件，也提出了提高教师
运用智能教育技术改进教
学方式的能力的要求，提
出了提高全民智能素养的
要求。关键的一点是学会
人机协同。在智能时代，
能否人机互动、人机协同
，直接关系到一个人的工
作效能，关系到学生学习
、教师教学的效能和价值
，也关系到每个人的生活
能力和生活质量。对全体
国民来说，提高智能素养
，了解人工智能的基本原
理、功能和产品使用，就
如同工业革命到来以后，
了解现代科学的知识一样
，已成为每个公民的必备
能力和基本素养。为此，
我们组织编写了这套“人
工智能与智能教育丛书”
。
本丛书聚焦人工智能
关键技术和方法，及其在
教育场景应用的潜在机会
与挑战，提出智能教育的
未