郑勤华 等丨教育模型支持高质量教育体系建设的架构研究

　　【刊载信息】郑勤华,于玻.2022.教育模型支持高质量教育体系建设的架构研究[J].中国远程教育(3):10-16+41+76.

　　【摘要】建设高质量教育体系是我国新时期教育发展的政策导向和重点要求。本研究从高质量教育体系建设的政策文本分析入手，从立德树人的根本任务、指向终身教育体系的教育供给侧改革、指向教育优质均衡发展的教育治理三个主题解读高质量教育体系。在数字时代，建设该体系需要从质量观、质量要素、质量标准等方面进行清晰而准确的定位，需要在信息化背景下基于政策指导、领域知识和数据科学开展循证教育建模。只有锚定相应质量标准构建教育模型，才能真正为新发展阶段的教育信息化提供科学、可操作、可比较和可积累的技术支撑。据此，本研究提出了人机协同教育建模的基本思路和应用场景，并从以立德树人为核心的学生综合素质建模、以人的发展规律为支撑的教育教学建模、以个性化终身学习为导向的教育供给建模和精准高效的教育治理建模四个维度，提出教育模型支撑高质量教育体系建设的架构，为教育大数据和人工智能支持教育服务体系的质量提升提供框架性建议。

　　【关键词】政策分析；LDA；人机协同；教育建模；高质量教育体系；立德树人；教育供给；教育治理

　　一、

　　引言

　　党的十九届五中全会发布了《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》，明确了“十四五”时期建设高质量教育体系的具体要求，为加快推进教育现代化、建成教育强国指明了方向（中共中央, 2020）。时任教育部部长陈宝生在2021年全国教育工作会议上提到，十四五时期的新发展格局对教育提出了新的政治需求、量的需求、质的需求、文化需求和结构需求（陈宝生, 2021）。他强调，高质量教育体系的建设是“坚持以人民为中心的必然要求，构建新发展格局的基础环节，锚定2035年远景目标的关键举措”（陈宝生, 2020）。建设高质量教育体系已经成为我国新时期教育发展的政策导向和重点要求，大量的政策文本和专家都对其进行了部署和解读，但对于“高质量”的结构化定位，以及深入到教育教学的高质量发展路径还有待于在实践中不断摸索。我们认为，对“高质量”的界定将极大影响未来教育改革与发展的路径和走向，因此有必要从学理角度对其模型、框架进行描述与分析。

　　本研究首先采用文本挖掘与质性分析相结合的方法，对近期高质量教育体系建设的相关政策文本进行主题挖掘，然后结合分析结果，从教育建模的角度提出建设高质量教育体系需要高质量的教育建模，最后从教育目标、教育教学模式、教育供给和教育治理方面提出基于人机协同的教育建模框架，555电影网为支持教育服务体系的质量提升提供参考。

　　二、

　　高质量教育体系建设的相关政策文本分析

　　（一）基于LDA的主题分析

　　本研究采取内容分析的方法，通过隐含狄利克雷分布（Latent Dirichlet Allocation，LDA）文档主题生成模型进行主题挖掘。LDA是一种非监督机器学习算法，是目前应用最广泛、发展较为成熟的主题模型，适用于政策文本主题挖掘（杨慧, 等, 2016）。LDA是包含了词项、主题和文档三层结构的三层贝叶斯概率模型，该模型假设一篇文档可以由一些潜在的主题表示，主题则由一组词项表示，“文档-主题”与“主题-词项”都服从多项式分布。具体结构如图1所示。其中，M表示文档总篇数，N表示一篇文档中单词个数，K表示主题个数。该图的语料库层，参数α和β分别是狄利克雷分布的参数；在文档层，θd表示文档d的主题概率分布；在词项层，wdn为文档d中的单词n，为可观测变量，zdn表示wdn的主题，是隐变量（邹晓辉, 等, 2014; 邹晓辉, 2017）。LDA的计算过程首先需要获取文档中每个主题产生的概率，接下来获取文档中每个关键词对应的抽样主题，最后获取文档中所有关键词的向量表示（张亮, 2016）。

　　

　　图1 LDA概念图

　　研究者收集教育部网站在十九届五中全会前后（自2020年10月13日至2021年8月2日）与建设高质量教育体系相关的32篇文本，包括“深入贯彻‘十四五’规划加快建设高质量教育体系”新闻发布会文本，“第十三届全国人民代表大会第四次会议”政府工作报告（涉及教育的部分），6篇重要讲话和24篇政策文件。首先设置停用词表（如“使命”“计划”“聚焦”等与教育无关的词汇）与自定义词典（如“产教融合”“三全育人”“文化强国”等专有名词），接下来对文本进行分词处理，并绘制词云图（见图2）。

　　

　　图2 词云图

　　LDA模型通常通过困惑度来判断结果的有效性，困惑度越低则认为模型有效性越高。本研究计算了主题个数为1~40的困惑度，主题个数为15~25个时困惑度较低（如图3所示）。上述过程通过多次迭代，依据算法结果不断调整停用词表、自定义词典、主体个数与关键词个数，为兼顾困惑度较低与主题的可解释性，最终设定20个主题（困惑度为15.34），每个主题包含20个关键词。本研究使用Python 3.9.6进行模型实现。

　　

　　图3 困惑度随主题个数变化图

　　（二）高质量教育体系主题分析结果

　　LDA主题分析发现，围绕高质量教育体系建设，相关政策文件首先强调了党对教育的全面领导，然后在立德树人的根本任务、深化教育供给侧改革、推进教育治理体系与治理能力现代化等方面做出引领。（如表1所示）

　　表1 LDA主题及关键词

　　

　　注：*为增加结果的可读性和可解释性，在模型生成过程中将“教育”“学习”“发展”等出现频率过高的词汇也加入停用词表中。

　　1. 高质量教育体系的根本任务是立德树人

　　人才是教育系统最重要的输出内容，“培养什么人”的问题是教育的首要问题（石中英, 2019）。党的十八大报告首次将“立德树人”作为教育的根本任务，习近平总书记（2018）在北京大学师生座谈会上也提出了“育人的根本在于立德”。高质量教育体系必须落实立德树人的根本任务，为党育人、为国育才，培养德智体美劳全面发展的社会主义事业的建设者和接班人。

　　对于如何实现立德树人的根本任务，通过政策文本挖掘得出了三条路径，即思想政治课程改革创新、构建学校家庭社会协同育人体系和五育并举促进全面发展。思想政治课程是加强爱国主义和“四个自信”教育，实现铸魂育人的主要阵地，国家先后发布《新时代学校思想政治理论课改革创新实施方案》《关于在思政课中加强以党史教育为重点的“四史”教育的通知》等文件，全面推动大中小学一体化思政课课程体系建设。同时，落实立德树人，需要构建学校、家庭、社会协同育人机制，实现全员、全过程、全方位育人（冯建军, 2019），需要深入贯彻德育、智育、体育、美育、劳动教育互相促进融合，落实相应的学科体系、教学体系、教材体系、管理体系、评价体系和思想政治工作体系等子体系（石中英, 2018）。教育部发布了《关于全面加强和改进新时代学校体育/美育工作的意见》等相关文件，并将“五育并举”落实情况纳入义务教育质量监测及对省级人民政府履行教育职责的评价之中。

　　2. 指向终身教育体系的教育供给侧改革

　　教育供给侧改革，涉及供给主体、供给内容与供给方式的结构性变革，核心指向实现灵活、开放的终身学习体系（冯晓英, 等, 2020）。通过政策文本挖掘可以看到，供给侧改革集中体现在高质量的职业教育与高等教育供给、教师队伍建设、优质开放的教育资源建设和引领教育供给的教育评价改革等方面。从具体内容来看，既包括人才培养模式的变革，也包括教育供给模式的变革。

　　职业教育与高等教育通过知识创造以及人力资源的加工与转化逐渐成为推动区域发展的新动能（谢维和, 2018; 朱德全, 等, 2014）。因此，支撑技能社会建设的职业教育体系与开放多元的高等教育体系是提升人才供给水平和科技创新水平的重要保障。

　　教师作为立教之本、兴教之源，是教育供给侧改革的根本着眼点（胡娇, 2016）。高质量的教师队伍要求把师德师风作为第一标准、提升教书育人能力素质和深化教师队伍建设改革（任友群, 2020）。这里不仅指国民教育体系中的教师，同样也包括各级各类承载了人才培养职能的不同办学主体的教师体系。政策文本分析体现出教师资源的供给和优化配置是终身教育体系建设的重中之重，而如何实现这种优化，需要在互联网时代探索形成新的模式。

　　资源作为教育体系的重要要素，一直以来被广泛重视。2021年1月，教育部等五部门发布《关于大力加强中小学线上教育教学资源建设与应用的意见》，从平台建设、资源开发和使用等方面做出引领，在创新资源生成模式、教与学模式和数字资源生态等方面具有重要意义（李玉顺, 2021）。同时，市场的参与在为教育注入新活力的同时也带来了一定负面影响。国家相继发布《关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见》等系列文件，在明确校外培训范围、加强预收费监管、规范服务合同等方面做出约束与规范。这些都体现出对于教育资源配置的重视和对其供给模式的螺旋式创新迭代。

　　教育评价是教育改革的龙头，对教育供给具有引领作用，高质量的教育体系必然要求高质量的教育评价体系。2020年，中共中央、国务院印发的《深化新时代教育评价改革总体方案》，对于学校评价、教师评价、高校教师科研评价、学生评价做出重要指示。如何用好评价指挥棒，实现教育服务供给的有的放矢，也是改革的重中之重。

　　3. 指向教育优质均衡发展的教育治理能力提升

　　教育的高质量发展体现在长期可持续性且内在地嵌入公平与效率因素（秦玉友, 2019）。教育治理的目标即实现“高效、公平、自由、有序的教育新格局”（褚宏启, 2014）。在本次政策文本挖掘中体现为教育均衡发展、教育支撑与保障体系、大数据支持的精准高效的教育治理体系和督导体系。

　　在教育治理的目标方面，高质量教育体系秉持教育公益性原则，教育公平与均衡发展是教育治理的重要目标。中共中央、国务院印发的《中国教育现代化2035》是我国未来教育改革的重要纲领，其把“实现基本公共教育服务均等化”作为教育现代化的十大战略任务（中共中央, 2019），强化缩减区域、城乡教育差距，推进教育优质均衡发展。

　　在教育治理的保障方面，完善教育经费管理与使用机制是教育改革发展的重要抓手。建设高质量教育体系必须不断扩大教育投入，保障教育优先投入。除财政支持外，政策文件对于环境保障、制度保障等也提出了要求。如教育部等六部门联合发布《推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见》，从网络、数据、平台、资源、设备设施等方面为教育新基建指明方向，并从统筹协调、标准规范、支撑能力、经费保障、监督评价五个方面提出了相应保障措施。

　　此外，政策文本强调的治理能力现代化水平集中体现在数据和技术的应用、多元主体共同参加两个层面。教育治理需坚持系统观，充分认识到教育各个组成部分的整体性与协同性，坚持“放管服”相结合与“管办评”相分离，构建政府、教育机构、社会新型关系（薛二勇, 等, 2019; 郭滇华, 等, 2021）。2021年3月，教育部发布《关于加强新时代教育管理信息化工作的通知》，从基础环境建设、信息系统开发、教育数据管理、促进流程再造等方面提出要求，推进教育管理现代化进程。互联网等信息技术具有高效分布式传递信息、促进多元主体参与教育治理的天然优势，而互联网环境下的教育教学有能力记录大量的学生学习数据、教师教学数据、教育管理数据，数据将作为一种新的生产要素，促进教育服务、教育决策、教育督导的精准化、高效化和科学化。

　　三、

　　高质量的教育体系构建需要高质量的教育建模

　　一般来说，质量保证体系由质量观、质量要素、质量标准和质量管理等组成（陈丽, 2012）。质量观是对质量的价值判断。“高质量的教育体系”的提出，是党和国家立足于新形势下的国际视野与历史站位，对社会主义现代化建设与中华民族的伟大复兴的及时响应，既注重对政治经济文化建设的促进，打造国际核心竞争力，也强调个人层面的德智体美劳全面发展，“让每个人都有人生出彩的机会”。高质量的教育体系既包括教育投入的高质量，也包括教育过程和结果的高质量，还包括体系的高效率与可持续发展。由此可见，高质量的教育体系指向的质量观兼具“目标性”“市场化”“系统性”，是覆盖全过程、涉及多主体的科学质量观。

　　高质量的教育体系从系统视角覆盖教育投入、过程、产出全过程，满足学生、教师、家长、社会各方个性化需求，兼顾规模与公平、效果与效率。高质量教育体系的核心价值，指向立德树人根本任务的落实、教育服务供给的多元灵活、教育教学模式的改革创新和教育治理能力的现代化。

　　围绕这四个方面的质量诉求，需要研究与实践协同，在政策引领、理论创新和技术支撑下共同形成对四个方面的具象化描述，将之变成可操作、可落实、可评价、可积累的教育模型体系。否则容易出现价值取向、衡量尺度、评估标准、比较改进等方面的不统一，也就很难对“高质量”做出价值判断。比如，对“高质量的网络环境”这样一个表达，就需要从带宽、安全、成本等方面进行统一的模型化表述，方能实现话语体系的共识。

　　模型指的是“系统结构形态或运动状态的一种易于考察的形式……它是原系统的一种简化、抽象和类比表示，不包括原系统的全部特征，但能集中体现出它的本质特征”（顾明远, 2002, p.1111）。教育作为复杂系统，参与主体众多，主体间的权责关系纷繁复杂且动态变化。想要建设高质量教育体系，就需要多主体、多层次、系统化的教育模型来提纲挈领。范涌峰等（2019）提出，对于教育改革和发展而言，大数据和教育模型起到了至关重要的奠基作用。建模是从内部逻辑分析教育问题的最好方式。教育建模是对教育问题的真切表达，而且表达的是一种真相性事实，这种真相性事实必然与现实有着某种联系。因此，从根源上讲，教育模型是能够操作且能够用于计算的。

　　“互联网+”时代的教育建模，本质上是以教育科学和管理科学为核心，从理论建模走向数据建模的过程。该过程不仅涉及数学、计算机科学、系统科学等方法模型的建立，更重要的在于将教育理论与管理理论应用于实践（郑勤华, 等, 2020）。由于教育的复杂性，存在大量难以通过定量方式表征的变量、不够清晰的教育目标、不够明确的教学干预规则等，然而目前的弱人工智能尚不能独立解决复杂的教育问题，教育模型注定需要将精确科学的定量描述与来自“人”的价值判断相互协调统一（范涌峰, 等, 2019），需要将理论基础、专家智慧、教育场景与“互联网+”技术有机结合，人机协同成为复杂教育场景下建模的必由之路（郑勤华, 等, 2021）。如何实现人机协同和人机增强？张琪等（2021）提出面临教育中大部分数据缺乏准确的语义标签的情况，需要借助专家的领域知识选择合适的数据特征。郑勤华等（2021）系统阐述了人机协同教育建模的步骤与应用，并将其分为易测量目标的教育建模和难测度目标的教育建模两类，人机协同方式如表2所示，其中各个步骤并非线性排列，而是需要不断地协同、往复和迭代。

　　表2 人机协同教育建模的步骤

　　

　　四、

　　高质量教育体系涵盖的教育模型

　　陈宝生部长（2021）在全国教育大会上提出，对标国家总体战略和2035教育强国目标，教育十四五规划的核心是构建八大体系，包括“大中小幼一体化思想政治工作体系、新时代教育评价体系、教育高质量发展体系、服务全民终身学习的教育体系、优质均衡的基本公共教育服务体系、技能中国建设方案、学校家庭社会协同育人体系、高质量教育支撑体系”。前文对于政策文件内容分析共得出四个维度：指导思想、立德树人的根本任务、指向终身教育体系的教育供给侧改革、指向教育优质均衡发展的教育治理。由于在教育目标与教育供给之间少不了基于学生身心发展规律的教育教学模式的支持，因此，对应前文内容分析的结果和对高质量教育体系的核心价值的分析，高质量教育体系的建设涵盖的教育模型总体来说分为教育目标、教育教学模式、教育供给与教育治理四个层面。

　　1. 以立德树人为核心的学生综合素质建模

　　如何达成以立德树人为核心的教育目标？习近平总书记（2018）在全国教育大会上强调“要在坚定理想信念上下功夫、要在厚植爱国主义情怀上下功夫、要在加强品德修养上下功夫、要在增长知识见识上下功夫、要在培养奋斗精神上下功夫、要在增强综合素质上下功夫”。然而综合素质内涵不明晰、不同利益主体期待的素质结构不同等问题阻碍了综合素质评价的有效推进（杨鸿, 等, 2018）。理论模型缺失、标准不统一、数据不客观等，使得核心素养评价原有制度设计中的“两依据、一参考”基本未能实现。高质量教育体系的构建首先就在于对基本的质量观达成共识，即什么样的人才培养目标。综合素质作为未来人才培养的直接指向，就必须基于前沿理论和实践探索，界定涵盖德智体美劳全要素的综合素质的内涵和外延，综合采用领域知识指导下的指标体系设计和数据驱动的指标生成。基于综合素养理论模型，在自主发展、文化基础和社会参与等内容维度下，构建每个内容维度下的细分维度，再针对各个细分维度设计形成可测量、可解释的综合素养指标体系，构建多模态数据支持下的学生综合素养表征模型，从而真正为立德树人的人才培养目标提供可依据的参考。

　　2. 以人的发展规律为支撑的教育教学建模

　　人才培养需要符合人的发展规律，既包括受教育者生理、心理的发展规律，也包括在复杂的物理、社会、信息空间中人的认知规律和交互规律。陈丽等提出，互联网技术改变了知识生成与传播的规律，进而正在促进学习规律和教学规律的改变（陈丽, 等, 2019）。在尊重规律的基础上形成教育教学的模式和策略，方能真正助力教育服务趋于全面化、科学化、精细化，帮助教育工作者更为科学地设计教学、组织教学活动和资源。对人的发展规律的建模集中体现在学习者模型中。基于教育规律与模型，可以通过描述性分析发现群体的状态和趋势，通过诊断性分析精确定位学习者的问题，并通过预测性分析为学生的综合素质、职业倾向、能力倾向做出辅助判断（余胜泉, 等, 2017）。教学设计、实施、评价同样需要以发展规律为支撑，形成特定的可依据、可评估和可迭代的模型体系。这里的模型，主体是讨论学生、教师、环境和资源之间的逻辑关系，以及通过大规模实践、数据采集、数据处理和应用迭代形成的数据关系。可直接支持应用的教育教学建模将有力促进教育质量的稳定评估和提升，形成可持续优化的教学服务系统。

　　3. 以个性化终身学习为导向的教育供给建模

　　教育供给侧是教育政策、资源与服务的供给方，通常包括政府、市场、学校、管理者和教师等，而需求侧则包括学生、家长、人才市场等，供给链条上的各节点共同构成了一个复杂系统（周海涛, 等, 2016; 聂竹明, 等, 2018）。在这个复杂系统中，各个主体间的权责与关系、资源和服务的供给机制都需要通过模型来描述与统筹，从而对供给的效率和效果进行精准而及时的动态监测。高质量教育体系服务于个性化终身学习，需要针对服务的质量、成本、效益、规模等进行精确描述，抓住供需匹配的动态均衡，实现多主体在复杂系统中的定位。我国教育的主要矛盾主要体现在供给服务的不平衡、不充分。由于任何供给主体和供给模式都有其适切性，需要在更大范围内针对不同类型的需求构建动态供需匹配模型，从而支撑个性化的终身学习服务的实现。

　　4. 面向精准即时的教育治理模式建模

　　教育治理现代化的评价标准包括管理主体多元化、运行模式制度化与法制化、管理过程民主化、实施过程合作化、科学性和效率最大化等（张建, 2014; 陈金芳, 等, 2016; 刘冬冬, 等, 2017）。基于大数据的教育建模是通过数据推动科学化教育治理的根本基础，决定了教育治理的应用深度与高度（郑勤华, 等, 2020），为此有必要建立多层级、全方位的教育治理模型。从学校治理来看，教学质量和管理是核心，需要通过契合培养目标的质量评价体系来强化管理的目标导向；从区域教育治理来看，需要将经济、人口、社会等相关系统的统筹协调纳入教育治理能力现代化的范畴，而多系统的联动和资源配置能力的提升同样需要通过汇聚数据建立多维模型，从而对区域教育教学情况进行持续动态的监控，助力即时精准的教育决策，有效推动教育治理从“政府主导、权威驱动”转向“数据驱动、多元协同”（张培, 等, 2021）。

　　五、

　　结语

　　党的十九届五中全会为“十四五”时期的教育发展提出了建设高质量教育体系的新要求。本研究通过对相关政策文件进行文本挖掘发现，“高质量教育体系”兼顾国家发展的政治、经济、文化、结构、质与量的需求，涉及学生、教师、家庭、企业、区域政府等多个利益相关主体，在党对教育事业的全面领导、立德树人的根本任务、指向终身教育体系的教育供给侧改革、指向教育优质均衡发展的教育治理现代化等方面做出引领。

　　教育是一个复杂、开放的动态系统，其中参与主体、主体间的关系纷繁复杂，教育模型的建立有助于实现规则的量化、关系的可视化、教育业务的数字化和标准化、教育决策的科学化和精准化。锚定相应质量标准构建教育模型，能够为新发展阶段的教育信息化提供科学和可操作的支撑。由于教育领域内大量目标、变量、规则不够明确，仅仅通过机器智能难以解决复杂的教育问题，因此现阶段有必要将领域知识与大数据分析技术相结合，开展基于人机混合增强智能的循证教育建模。本研究从高质量教育体系建设的政策文本分析入手，分析在数据支持下人机协同教育建模的基本思路，为教育服务体系的质量提升提供框架性支持，研究团队将持续研究四个层面具体建模的必要性和建模的内容，形成有价值的参考。

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　　作者简介

　　郑勤华，博士，教授，博士生导师，北京师范大学远程教育研究中心（100875）。

　　于玻，硕士研究生，北京师范大学教育技术学院（100875）。

　　责任编辑：刘莉

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