精准适性学习分析之新生模式
(一)研究背景
近年来台湾高等教育因少子化与广设大学,使得学生入学门槛降低,个体程度差异显着加剧,传统一套制式化的教养模式已难以满足异质化学生需求。吴聪能和蔡硕仓(2019)提出「精准教育」理念,借镜精准医疗的诊断、预测、治疗与预防四步骤,转化为教育场域的诊断、预测、辅导与预防机制。其核心在于蒐集学生入学前后之学习历程资料,透过人工智能与大数据建构「学习基因检测」系统,提前辨识高风险学生,并预测学业表现及退学风险,提供早期预警。后续再依据检测结果规划差异化的学习路径,分别给予自主学习、跨域学习或增能学习的支持措施,以提升适性学习与学习成效。同时,「智慧学习」的建构强调数据蒐集、建模、应用与回馈的循环历程,透过个人化学习行为模式与教师回馈调整,逐步落实因材施教与「一个也不放弃」的教育理念。此一模式提供了技职体系新生适应与学习分析的理论基础,亦为后续发展精准适性学习分析系统的重要参考。
吴慧珉(2020)亦指出,「精准教育」发展源于精准医疗的概念,强调透过AI与大数据技术,依据个体差异提供量身订做的解决方案。在教育场域中,标准化课程已难以满足学生多元需求,学习落差亦成为教师面临的重要挑战。教育部建置的「因材网」即是典型实践案例,透过知识结构与人工智能算法,提供跨年级的精准诊断,能追溯学生弱点所在并规划个人化学习路径,让落后学生获得补救、程度佳的学生得以向上发展。此外,108课纲所强调的核心素养与科技应用也与精准教育高度契合,强调不仅是学科知识,更重视问题解决、运算思维与生活结合。综合而言,AI导入学习诊断与辅助,不仅能降低学习落差,亦有助于提升学生自我效能与学习成就。
(二)研究目的
本研究旨在透过「精准适性学习分析之新生模式」,建立一套能够预测新生学习表现及休退风险的分析架构。借由蒐集学生入学背景(如入学管道、性别、学院别)、学习表现(成绩、系排PR值)、出勤状况(缺旷、请假)及能力指标,建构多元化的数据库,进而进行统计分析与模型验证。期望此模式能协助学校于新生入学初期即掌握可能的高风险群体,并及早介入辅导,以降低休退率并提升学习成效。
(三)结论
本研究以113学年度新生资料为基础,建构「精准适性学习分析之新生模式」,透过校务研究的资料整合,从入学背景、学习表现、出勤行为及核心能力等面向,全面探讨新生休退与学习成效的关联性,并进一步以多种回归与机器学习方法进行模型建构与验证。
首先,在描述性统计部分,研究结果显示:大一新生的休退率于第一学期为 4.8%,第二学期升至 9%,累计达 14%,凸显大一阶段的学习适应挑战。性别差异方面,女性学生于第二学期的休退比例上升至 10.5%,高于男性的 8.2%。入学管道中,独立招生与推荐甄选学生的休退率特别偏高,反映入学方式与学习持续性之间存在显着关联。学业表现方面,休退学生的平均成绩与系排PR值均显着低于非休退学生;出勤行为方面,休退学生的缺旷与请假时数皆远高于一般学生,显示「出勤」为最敏感的预警因子。
其次,在 6.2节的实证模型分析 部分,本研究纳入四种方法进行比较:多元线性回归模型、脊回归(Ridge Regression)、LASSO回归、随机森林(Random Forest)。综合四种模型的比较,可以确认:传统回归模型适合用于解释性分析,验证变项之间的线性关联;Ridge 与 LASSO则兼具解释与筛选功能,能有效处理多元变项与高维度资料;随机森林在预测准确度上最佳,适合作为实务上新生预警系统的主要方法。
总结而言,本研究不仅透过实证数据验证了 学业表现与出勤行为对休退有高度影响,也比较了多元统计与机器学习模型的效能,确认「随机森林」最能有效预测新生学习风险。此结果显示,发展结合统计与AI技术的「精准适性学习预警模式」是未来校务研究与学生辅导不可或缺的方向。

健行科大校务研究发展中心