吴永和，郑 浩，詹雪菲
摘要：推进国家中小学智慧教育平台协同优质建设，是实施教育数字化战略行动的重要举措，也是构建优质均衡基本公共教育服务体系的有力抓手。专家工作室作为各省推进国家中小学智慧教育平台应用推广的重要载体，承担着平台应用推广和指导的重要职责。为深入探究国家中小学智慧教育平台协同建设的内在机理，总结提炼一线教师的平台应用的优秀经验，研究以国家中小学智慧教育平台中的专家工作室已有实践为数据基础，综合运用LDA主题模型和扎根理论方法，对专家工作室助力平台协同建设的要素和逻辑进行了分析。研究发现，专家工作室的实践主要聚焦在一线教师的课堂教学实践层面，同时也涉及教师的专业发展和学生的课后服务，但对平台在家校交流、区域管理等场景的应用探索相对较弱。在此基础上，研究从目标指引、生态共建、协同机制等方面提出了国家中小学智慧教育平台建设的实践路径，旨在为智慧教育平台的发展和创新提供借鉴和启示。
关键词：国家中小学智慧教育平台；协同建设；LDA模型；扎根理论；专家工作室
中图分类号：G434 文献标识码：A
∗ 本文系国家社会科学基金2021年度重大项目“面向未成年人的人工智能技术规范研究”(项目编号：21&ZD328)研究成果。
引用请注明以下信息：
吴永和,郑 浩,詹雪菲.国家中小学智慧教育平台协同优质建设探究——基于LDA模型和扎根理论的研究[J].中国电化教育,2024,(3):37-43.
一、引言
伴随现代信息技术的快速发展和广泛应用，教育数字化转型已成为教育改革和发展的重要方向。数字技术在教育领域的全方位、系统性、深层次应用，有助于推动教育系统的全面升级和变革，以适应现代化社会发展的需求，提高教育质量和效率，实现教育公平和普及。我国政府高度重视数字教育的发展，出台了一系列政策推进教育数字化改革。从2021年1月教育部等六部门发布《关于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》[1]，到2022年《教育部2022年工作要点》和党的二十大报告明确提出实施教育数字化战略行动[2][3]，再到2023年全国教育工作会议再次强调要统筹推进教育数字化和学习型社会、学习型大国建设[4]，教育数字化转型近年来驶向快车道。
为响应国家关于推进教育数字化转型的战略部署，国家中小学智慧教育平台自2022年3月正式上线以来，不断完善和丰富教育资源，提高教育质量和效率[5]。截至2023年8月15日，平台注册用户总量达到8949万人，累计访问量达到了307亿，充分展现了数字技术对教育发展的持续溢出效应[6]。伴随平台用户规模的持续增长，平台应用呈现多样化发展趋势，对平台的易用性和有用性提出了更高要求。为充分发挥各地电教、教研等系统的指导作用及优秀教师的影响力，助推国家中小学智慧教育平台(以下简称“国家平台”)应用的培训、宣传及推广工作，教育部教育技术与资源发展中心(中央电化教育馆)分别于2022年9月和2023年8月发布了关于组织申报第一批和第二批国家中小学智慧教育平台应用省级专家指导团队(以下简称“专家工作室”)的文件[7][8]。
省级专家工作室作为国家中小学智慧教育平台的重要组成部分，承担着平台应用推广和指导的重要职责。研究专家工作室的工作实践对于深入理解平台建设的过程、评估平台应用的效果、总结平台优化的经验、促进平台创新的发展具有重要意义。然而，当前专家工作室助力国家中小学智慧教育平台实践仍处于初步探索阶段，专家工作室的实践具有哪些特征？专家工作室的实践存在哪些问题？专家工作室是如何与一线教师、教育管理者协同合作助力平台发展？以上问题亟需解答。围绕这些问题，本文结合研究团队作为上海市省级指导团队的实践经验，以国家中小学智慧教育平台中的专家工作室发布的文本资料作为数据基础，综合运用LDA(Latent Dirichlet Allocation)模型和扎根理论(Grounded Theory)方法，探究国家中小学智慧教育平台专家工作室协同建设机制，为进一步优化专家工作室的工作、推进平台应用推广提供参考。
二、研究设计
(一)研究对象
专家工作室作为各省推进平台应用试点的重要载体，由信息技术与学科教学融合方面有较强号召力和影响力的专家领衔，电教、教研、一线优秀教师、校长等多方面人员组成。专家工作室主要工作职责包括以下方面：一是探索如何在教育教学实践中用好国家平台的有关资源及功能，并以线上线下相结合的形式，培训指导本省份学科教师逐步深化国家平台应用。二是及时发现应用国家平台开展教育教学的好的做法，进一步培育成可学习借鉴的优秀案例或可复制推广的创新应用模式，并利用国家平台开设的工作室及社会上的社交煤体进行宣传推介。三是对国家平台的资源开发、功能迭代、应用推广等工作提出建设性意见和建议[9]。
为尽可能确保研究数据来源的权威性和有效性，研究除对本团队专家工作室平台应用推广工作进行总结分析外，还选取了所有出现于平台推荐版块的专家工作室作为研究对象，总计48个专家工作室(如表1所示)。这些工作室绝大部分为中央电教馆认证的国家中小学智慧教育平台应用省级专家指导团队，具有较高的活跃度、贡献度及影响力，覆盖了华东、华南、华北、西南、东北、西北等区域，在平台中具有广泛性和代表性。
在数据获取方面，研究通过编写爬虫程序采集了这些工作室在智慧教育平台上发布的各类文本资源。这些资源内容丰富，涉及成员简介、应用实例、模式探讨、经验分享、发展建议、信息化实践共同体以及数字化创新应用等多个方面。通过对这些数据的深入挖掘和分析，不仅能够揭示不同地区、不同学科背景以及不同角色的教育工作者在平台共建中的实践智慧和需求差异，还能从学术层面探讨平台在促进教育公平和推动区域教育高质量发展方面的潜在机制和路径。
(二)研究方法
本文采用案例研究的方法，选取高影响力、获平台推荐的省级专家工作室作为研究对象，通过采集其在平台发布的相关过程性数据，对其助推平台建设与发展的内在逻辑进行深入探析。具体的研究方法如下：
1.数据采集
本文以国家中小学智慧教育平台为数据来源，从平台上获取了截至2023年9月7日前专家工作室发布的文本资料，包括工作室简介、工作计划、工作总结、活动方案、活动记录、活动反思、案例分享等，共收集来自全国48个省级专家工作室的文本资料4810篇。
2.数据预处理
为了提高数据分析的效率和准确性，本文对收集到的文本资料进行了预处理，包括去除空白符、标点符号、停用词等无意义的字符，分词、词性标注、去除低频词等文本清洗操作，以及构建词典、统计词频、生成词向量等文本表示方法。
3.数据分析
本文综合运用LDA模型和扎根理论方法对预处理后的文本资料进行分析。LDA模型是一种基于概率主题模型的无监督机器学习方法，能够从大量文本中自动抽取出潜在的主题，并给出每篇文档和每个主题的分布情况[10]。扎根理论是一种基于归纳逻辑的质性研究方法，能够从原始数据中发现和构建理论，并不断通过比较、编码、抽样等过程进行验证和完善[11]。研究利用LDA模型对专家工作室发布的文本资料进行主题建模，得到了一系列代表专家工作室协同建设过程中不同阶段和方面的主题；然后运用扎根理论对主题下的具体文本进行深入解读，以提炼出专家工作室协同建设过程中涉及到的核心概念、范畴和机制，形成能够解释专家工作室协同平台建设的概念框架。最后，本文通过与已有的相关理论和实践进行比较和对照，构建了平台协同建设实践机理框架。
三、实证分析
(一)LDA主题挖掘
1.最优主题数选取
本研究运用python的Gensim包中的Lda Model函数实现对48个专家工作室所发布文章的LDA主题建模。LDA主题模型是一种无监督的文本分析方法，它可以从文本中抽取出一些潜在的主题，并给每个文本分配一个主题分布。但LDA需要研究者确定主题个数，该参数会影响模型的效果和解释性。为保证后续主题挖掘和聚类的合理性，研究采用一致性(Coherence Score)、困惑度(Perplexity Score)指标判断最优主题数量[12]。一致性分数是一种衡量主题模型质量的指标，它反映了主题中的词语是否具有内在的语义关联性。一般来说，一致性分数越高，说明主题越清晰和有意义。一致性分数的计算公式如式(1)所示：
其中，CV表示一致性分数，M表示每个主题中选取的词语个数，wi和wj表示主题中的两个词语，P(wi,wj)表示两个词语同时出现在同一个文档中的概率，P(wj)表示词语出现在任意文档中的概率，∈是一个很小的正数，用来避免出现零概率的情况。
困惑度分数是另一种衡量主题模型质量的指标，它反映了主题模型对新文档的预测能力。一般来说，困惑度分数越低，说明主题模型越能够准确地描述新文档的内容。困惑度分数的计算公式如式(2)所示：
其中，P表示困惑度分数，D表示文档集合的大小，Nd表示第d个文档中的词语个数，P(d)表示第d个文档的概率。
当主题数为12时，一致性分数最高且困惑度分数处于最低拐点，因此研究选取主题数为12[13]。
2.主题聚类分析
为了更好地观察分析主题建模的结果，研究利用pyLDAvis库对主题聚类结果进行了可视化展示，其结果如图1所示。图1由两部分组成：左侧的圆形图显示了不同主题的分布，每个主题用一个圆表示，圆的大小代表话题在语料库中的占比，圆圈之间的距离表示不同主题之间的相似度；右侧的柱状图显示了每个话题下最相关的词语，每个词语用一个柱子表示，柱子的长度代表词语在话题中的重要性，柱子的颜色代表词语在整个语料库中的频率。右上方的参数λ可以调节关键词与主题的相关性，当λ接近0时(0≤λ≤1)，该主题下特有的词与主题更相关；当λ接近1时，在该主题下频繁出现的词与主题更相关。
参照Sievert和Shirley开发的LDAvis可视化方法，研究通过滑动条来动态地改变λ值，并实时地观察不同λ值下主题模型结果的变化[14]。研究发现当λ=0.6时，可以更好地平衡特征词在各主题出现频率与在整个语料库中的特异性，得到更有代表性和区分度的关键词，故将λ阈值设置为0.6。研究通过LDA主题聚类总结出专家工作室所发布的过程性材料主要包括双师课堂、课程资源、教学设计等12个主题，如表2所示。
为了探究各主题之间的关系，本研究基于LDA主题聚类的可视化结果，进行了进一步的主题关系分析，如图2所示。通过对工作室实践材料的主题挖掘与聚类分析，研究发现当前专家工作室的实践存在以下特征和问题：
第一，指导一线教师如何利用平台资源进行日常教学工作是专家工作室实践的核心。专家工作室重点探索信息化技术和数字化资源在不同教学环节的应用策略，进而打造双师课堂、翻转课堂、项目式教学、混合式教学、情境式教学等创新教学模式，推动融合信息化教学模式改革。
第二，专家工作室的实践涉及教师专业发展、教师队伍建设、教师培训等方面。信息化环境催生了新的教学模式，这对一直生活在象牙塔和数字素养较低的教师开展教学活动带来了巨大的挑战[15]。对此，专家工作室通过组织开展教师平台应用培训、示范课观摩、教师研修活动，建立新技术环境下的教师研修共同体，充分发挥优秀教师、教研人员的辐射、引领和示范作用，宣传推广个体的优秀经验，实现实验区、实验校教师综合素质的整体提升。
第三，专家工作室的实践在一定程度上关注平台助力下的中小学生作业辅导与课后服务。在专家工作室的培训指导下，一些实验校教师通过师生群发布每日作业，推送优质资源，指导学生寓学于乐。同时，一些实验校利用国家平台丰富的科普教育、体育锻炼、文化艺术、经典阅读、研学实践、影视教育等课后服务资源，以较低成本实现优质教育资源大规模深度覆盖，帮助学校在课后服务的品质上做加法，在部署难度上做减法，助力高质量教育体系建设。
第四，专家工作室的实践对中小学智慧教育平台在家校交流、区域管理等应用场景的探索相对较弱。具体表现为：部分实验校在家校互动方面缺乏有效策略，未能充分利用国家平台的相关功能提升家长的参与度和满意度；与区域教育部门的协作不够紧密，未能发挥平台在区域管理中的潜在作用以提升区域教育质量；此外，不同专家工作室之间的交流合作也有待加强，以充分利用平台的资源共享功能提升创新能力和影响力。针对这些问题，未来需要进一步加强研究和实践探索，以充分发挥中小学智慧教育平台在家校交流和区域管理等方面的潜力。
(二)扎根理论分析
1.开放编码
本研究借助NVivo 12软件，对专家工作室的实践活动资料进行了系统的开放编码。此过程涉及对原始文档资料的细致分解、提炼标签、形成概念，并进一步归纳为范畴。为确保范畴的凝练和代表性，研究中剔除了重复频次少于3次的初始概念。最终，从丰富的数据中提取出69个核心概念，并归纳为8个主要范畴，详见表3。这些范畴全面覆盖了专家工作室在智慧教育平台应用中的多个方面，从平台应用到服务管理，每个范畴下都涵盖了多个具体概念，共同构成了对专家工作室实践活动的全面描述。
2.主轴编码
本研究在开放编码的基础上，研究通过典范模式(Paradigm Model)将相近的范畴进行联结整合，最终归纳为因果条件、现象、背景条件、干预条件、行动/相互作用策略和结果等六个方面[16]。在主轴编码阶段共得到3个主范畴，如表4所示。这些范畴反映了国家中小学智慧教育平台协同建设的主要要素、结构、逻辑和规律。
3.选择性编码
本研究在轴向编码的基础上，从范畴中选择出一个核心范畴，即能够最能够概括和解释其他范畴的范畴，并围绕核心范畴构建起其他范畴之间的联系，即进行选择性编码。本研究经过分析和比较，认为“现象”是最能够代表国家中小学智慧教育平台协同建设的核心范畴，因为它涵盖了专家工作室在平台中的主要活动和表现，也是其他范畴的产生和发展的基础和动力。本研究根据Strauss和Corbin提出的因果-现象-策略-结果等四个方面，对核心范畴与其他范畴之间的关系进行了描述和解释[17]，围绕核心范畴的故事线可以概括为:
因果-现象：由于国家中小学智慧教育平台是一个持续演进的系统，其功能的不断迭代和完善需要基于教师、学生等用户的实时体验与反馈。在此过程中，可能会出现如平台功能波动、资源匹配失准、用户操作不熟练等挑战。为了优化用户体验并推动平台的顺畅运行，专家工作室积极与中小学、教研机构及政府机构等多方合作，共同策划并实施了一系列活动：平台应用指导培训助力教师掌握操作技巧，模式探究和案例分享提升教学质量，而教研交流则促进了教育思想的碰撞与融合。这些举措构成了智慧教育平台协同建设的核心现象，即通过合作与交流，推动平台应用的不断深化和完善。
现象-策略：在实现平台应用目标的过程中，专家工作室采取了一系列细致入微且相互关联的策略。这些策略围绕教学过程展开，包括精准的过程管理、详尽的记录分析、动态的展示分享以及深刻的反思评价。它们不仅提高了教学的质量和效率，更推动了信息技术与教育教学的深度融合，从而激发了师生的创新活力。同时，这些策略也为专家工作室与其他教师搭建了一个互动合作的桥梁，共同构建了一个充满活力与创造力的学习共同体。
现象-结果：通过这一系列精心策划和实施的平台应用活动，专家工作室收获了显著成果。对于教师而言，他们在参与过程中不仅提升了个人的专业素养和信息化能力，更与同行建立了紧密的合作关系，形成了一个具有强大凝聚力和向心力的教育团队。对于学生来说，平台的丰富资源和服务激发了他们的学习热情，培养了自主学习和合作探究的能力，进而提高了综合素养和学习效果。此外，家长也通过平台更加了解孩子的学习进展，增强了与学校的沟通与合作。最后，专家工作室的优质服务也为其他教师提供了宝贵的支持和帮助，推动了更广泛的教育数字化转型和创新发展。
四、国家中小学智慧教育平台协同优质建设实践路径
专家工作室紧密连接了各类教育参与者、教育资源、教育活动、教育服务和教育评价等关键教育要素，形成了一个有机的整体。通过对专家工作室的实践分析，我们认识到国家中小学智慧教育平台是一个开放的、动态的、多元化的数字教育生态系统，对促进教育数字转型和高质量教育体系建设具有重大意义。在教师专业发展上，专家工作室联合多方组建教师教研共同体，培训教师利用平台资源开展教学活动，促进了“自主研修、备课、磨课、说课、评课、反思”的全链条优化提升；在学生学业辅导上，实验校在专家工作室的指导下引导学生进行微课学习、完成作业活动、在线提问等活动，赋能了深度学习的产生；在协作交流上，家长通过平台更好地了解了学生的学习情况，但部分实验校在家校交流和区域管理中仍缺乏有效策略，且专家工作室之间缺乏有效的沟通桥梁，这些问题均有待进一步改进。基于研究结果，我们在建设和应用平台时需要遵循生态系统的规律和原则，注重平台内部与外部的互动和协作，以保持教育生态的平衡和和谐。为了确保平台的高效运作和持续发展，我们将从以下几个方面制定实践策略：
(一)目标指引：价值共创，着力实现平台建设应用推广目标
在教育数字化转型战略驱动下，数字成为各级各类教育参与者进行信息传递的重要形式，以国家中小学智慧教育平台为载体的数字教育生态系统成为专家工作室与学校、政府等多元主体实现价值共创共享的重要途径[18]。基于共同价值理念，专家工作室与其他利益相关方构建协同互助的多边合作联盟，着力实现平台建设方赋予专家团队的教师培训、案例培育、模式创新、宣传推介等工作职责。
首先，专家工作室通过有针对性的周期培训、研修活动、师徒配对等教师培训计划，致力于提升教育者的数字化教学能力，使其更好地运用智慧教育平台的功能，实现教学方式的创新与升级。其次，通过精心策划和培育教育案例，专家工作室旨在打造一系列成功的实践典范，为教育者提供具体可行的指导，促使他们更加深入地理解和应用平台资源，从而推动教学质量的提高。再次，专家工作室应积极推动教育模式创新，不断尝试新的数字化教学方法和工具，以拓展平台在教育领域的应用边界，促使教学过程更富有活力和灵活性。最后，专家工作室努力将平台的优势传递给更多的教育者和学校。这包括借助各类媒体、社交平台，以及参与各类教育展会等方式，全面展示平台的特色和成果，促使其在基础教育领域更为广泛地被认知和接受。
(二)生态共建：教研管一体化，个体发展与群体发展融合推进
在平台共建目标的指引下，专家工作室与学校、政府等主体协同合作，充分发挥各自的优势和作用，组成教研管共同体。在各方共同搭建平台应用生态过程中，专家主要提供专业的指导和支持，学校提供组织的领导和保障，政府提供政策的引导和监督，教师提供一线的经验和反馈，各方形成合力，实现平台资源服务的优质共建共享。
专家工作室应根据平台的建设目标和需求，制定平台建设的质量标准、技术规范、内容框架、开发流程等，指导各类资源服务的开发建设，确保平台资源的专业化、精品化、体系化。学校一线教育工作者要根据自身的教育教学实际，提供和推荐优质的教育教学资源，反映和满足教育教学的需求。政府则需根据教育教学改革的方向和要求，制定资源应用的指导意见、案例分析、评价体系等，指导各地各校教师和学生有效利用平台资源，促进教育教学质量的提高。
(三)机制协同：场景驱动，实现资源服务的优质群建共享
国家中小学智慧教育利用新一代智能技术，面向学生、教师、家长、教育管理者等不同用户提供资源与服务，满足自主学习、教师备课、双师课堂、作业活动、答疑辅导、课后服务、教师研修、家校交流、区域管理等九大应用场景的需求[19]，推动教学实践的创新，实现资源服务的优质共建共享。
在教学方面，教师群体通过合作学习机制，从他人的教学实践中学习和整合，发展教学者和研究者角色的融合，构建共生单元、共生关系和共生环境三者有机结合的正向生长教研共生系统[20]。以教师研修为例，区域或学校可以组建教研共同体，利用平台资源开展各种教研活动，如集体备课、学科教研、培训交流、专家指导、课题研究、经验交流等。这样既能发挥教研部门和骨干教师的示范引领作用，为中小学教师提供专业指导，促进教师团体的专业化发展，又能加速群体智慧的汇聚与传播，拓宽数字资源生产、加工、传播的深度与广度，实现学科建设与教育教学的良性循环。在平台方面，以学科建设为中心，围绕教师专业发展、研修、备课和教学设计，采用国家统筹、省域自建的分布式部署，以主题、学科为线索聚合资源，群体协同建构，实现用户、服务、资源的共存共生。平台提供了覆盖德育、课程教学、体育、美育、劳动教育、教学教育、教改经验、课后服务、教材等多个版块的优质教育教学资源，供教师备课和学生自主学习，同时结合地方特色开展研学活动，将学习融入生活，在解决实际问题中实现学生能力素养的跨越。
五、结语
本文以国家中小学智慧教育平台协同建设为研究目标，采用扎根理论和LDA模型对专家工作室的实践活动进行了实证分析，揭示了平台协同建设的要素和逻辑，并从目标指引、生态共建、机制协同等方面阐释了国家中小学智慧教育平台建设的实践路径，为未来平台建设提供了理论参考与实践指南。但研究仍存在一定的局限性，研究采集的样本结构单一化，且由于专家工作室的特殊性，具有较强的倾向性，集中于服务管理、教学资源之中，因此研究所建构的框架对于其他教育平台建设的适用性有待进一步验证。
展望未来，国家中小学智慧教育平台在赋能乡村教育振兴[21][22]、推动教育公平以及助力中西部教育高质量发展[23][24]等方面，将发挥不可或缺的战略作用。特别是中央电教馆公布的第一批和第二批国家中小学智慧教育平台应用省级专家指导团队名单，其中中西部地区团队数量占比显著。这一布局不仅体现了国家对各地区教育均衡发展的高度重视，也预示着平台将在全国范围内发挥更加广泛而深远的影响。基于此，我们的研究将进一步拓展和深化：首先，在数据采集方面，我们将拓宽视野，加强对农村地区和欠发达地区的调研，以更全面地把握这些区域的教育需求和挑战，为构建更具包容性的基础教育平台提供有力支撑。其次，在社群研究方面，我们将积极倾听来自专家工作室、合作伙伴以及广大受益者的意见和建议，确保平台的建设能够真正反映并满足各方的实际需求。最后，在评价指标体系构建方面，我们将建立科学的评估机制，动态追踪平台建设的成效和影响，不断优化协同建设的实践框架，确保平台在推动教育公平、提升教育质量等方面发挥持久而深远的作用。
参考文献：
[1] 教科信[2021]2号,教育部等六部门关于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[Z].
