基于數(shù)據(jù)挖掘的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)*

李興篤，馬生駿

（1.蘭州工業(yè)學(xué)院 軟件工程系，甘肅 蘭州 730050；2.甘肅省電化教育館，甘肅 蘭州 730070）

網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)已經(jīng)成為一種不可或缺的學(xué)習(xí)方式，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為的研究，有助于教學(xué)服務(wù)人員和學(xué)習(xí)者更加深入地了解網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)規(guī)律，評(píng)價(jià)和修正各自的教學(xué)目標(biāo)、學(xué)習(xí)方式和考核指標(biāo)等。因此，基于數(shù)據(jù)挖掘的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為應(yīng)用系統(tǒng)，能夠針對(duì)不同的學(xué)習(xí)者身份進(jìn)行學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)采集，并將所得的行為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，提供了學(xué)習(xí)進(jìn)度管理、學(xué)習(xí)目標(biāo)評(píng)價(jià)、學(xué)習(xí)結(jié)果反饋和學(xué)習(xí)策略跟進(jìn)等諸多功能，大大降低了學(xué)習(xí)管理和學(xué)習(xí)支出的費(fèi)用，提高了學(xué)習(xí)效率，降低了辦學(xué)成本。

一、系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

此系統(tǒng)主要用戶是學(xué)習(xí)者和教學(xué)服務(wù)人員。當(dāng)學(xué)習(xí)者利用系統(tǒng)提供的學(xué)習(xí)資源開展學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行學(xué)習(xí)行為的跟蹤記錄，并將所得的行為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)進(jìn)行分析、過濾、降噪、統(tǒng)計(jì)和評(píng)價(jià)，一方面作為學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)結(jié)果的綜合評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，另一方面也是教學(xué)服務(wù)人員管理、指導(dǎo)的依據(jù)，系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)見圖1。

圖1 系統(tǒng)模型圖

二、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為屬性表示及量化

在對(duì)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為進(jìn)行量化過程中，需要定義兩種元數(shù)據(jù):學(xué)習(xí)者元數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)對(duì)象元數(shù)據(jù)。學(xué)習(xí)者元數(shù)據(jù)用來規(guī)范所要收集的學(xué)習(xí)者特征，學(xué)習(xí)對(duì)象元數(shù)據(jù)用來描述學(xué)習(xí)材料的屬性。為了實(shí)現(xiàn)信息的通用性和共享性，將來網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為的量化、編碼和采集需進(jìn)行元數(shù)據(jù)規(guī)范，[1]并要依據(jù)教育部教育信息化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)(CELTSC)制定的學(xué)習(xí)者模型規(guī)范(CELTS-11)和學(xué)習(xí)對(duì)象規(guī)范(CELTS-3)。

常見的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為及其屬性有：[2][3]

瀏覽網(wǎng)頁(yè)：網(wǎng)址、標(biāo)題、主題字、時(shí)間（進(jìn)入頁(yè)面、離開頁(yè)面）；

瀏覽教學(xué)資源：教學(xué)資源的主題、時(shí)間、教學(xué)資源的狀態(tài)、資源的呈現(xiàn)方式；

信息檢索：關(guān)鍵詞、搜索結(jié)果、搜索引擎；

下載保存：來源、關(guān)鍵詞、說明、形式；

學(xué)習(xí)記錄：學(xué)習(xí)時(shí)間長(zhǎng)度、學(xué)習(xí)任務(wù)完成情況、評(píng)語(yǔ)、成績(jī)、排名；

留言板討論：主題、發(fā)帖頻率、時(shí)間、精華帖數(shù)、回帖次數(shù)；

協(xié)作交流：工具標(biāo)記、交流時(shí)間、交流主題、內(nèi)容；

收發(fā)郵件：發(fā)件人、收件人、郵件地址、郵件主題；

提交作業(yè)：時(shí)間（作業(yè)布置、完成的時(shí)間）、標(biāo)題、內(nèi)容、評(píng)語(yǔ)；

作品發(fā)布:名稱、發(fā)布時(shí)間、媒體類型、發(fā)布數(shù)量。

例如，學(xué)習(xí)者瀏覽教學(xué)資源時(shí)，其行為屬性表示方式見表1。

表1 瀏覽教學(xué)資源行為屬性量化表示方式

三、系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)開發(fā)操作系統(tǒng)為Windows 2003 Server，Web服務(wù)器為Tomcat，平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)為SQL Server 2000，語(yǔ)言工具為JSP，各模塊系統(tǒng)采用B/S三層體系結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，其中視頻學(xué)習(xí)資源采用WMV格式的流媒體技術(shù) （見圖2）。當(dāng)?shù)卿浻脩敉ㄟ^瀏覽器向服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求時(shí)，服務(wù)器對(duì)請(qǐng)求進(jìn)行處理并把結(jié)果返回到瀏覽器。

圖2 系統(tǒng)B/S三層體系結(jié)構(gòu)

四、數(shù)據(jù)庫(kù)的連接

對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的連接，這里采用JavaBean構(gòu)造的非可視化組件——數(shù)據(jù)庫(kù)連接工具類，并封裝到系統(tǒng)虛擬目錄WEB-INF/classes/下，在JSP頁(yè)面引入即可以實(shí)現(xiàn)。由于整個(gè)系統(tǒng)需要多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)多種行為信息，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的連接有相同的方法，因此設(shè)計(jì)一個(gè)JavaBean對(duì)連接操作進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，大大減少重復(fù)操作，實(shí)現(xiàn)代碼“瘦身”，并便于程序調(diào)試和批量修改，其關(guān)鍵代碼如下：

本文所構(gòu)造的基于數(shù)據(jù)挖掘的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為應(yīng)用系統(tǒng)模型、總結(jié)的行為屬性特征和設(shè)計(jì)的系統(tǒng)構(gòu)架，有助于進(jìn)一步增加網(wǎng)絡(luò)環(huán)境學(xué)習(xí)研究的深度和廣度，使教與學(xué)雙方及時(shí)了解自身和彼此的狀況，同時(shí)也為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理提供更多的借鑒。

[1]學(xué)習(xí)者模型規(guī)范(CETLS-11)和學(xué)習(xí)對(duì)象規(guī)范(ECTLS-3)[EB/OL].http://celtsc.edu.cn.

[2]靳麗.網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)行為記錄模塊的設(shè)計(jì)開發(fā)及相關(guān)數(shù)據(jù)分析研究[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古師范大學(xué)，2008.

[3]黃克斌.網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為及其分析系統(tǒng)研究[D].武漢：華中師范大學(xué)，2006.