學習分析系統(tǒng)的建構(gòu)與設(shè)計

宗彥錁++馬麟

摘 要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，信息技術(shù)在教育領(lǐng)域也廣泛應用。如何通過信息技術(shù)獲取更多的學習信息成為熱點，而利用學習分析技術(shù)獲得當前學習者或?qū)W習群體的特性更是成為了焦點。盡管人們開始關(guān)注學習分析技術(shù)，但大多主要集中在對學習分析技術(shù)在教育中應用前景的展望上，對學習分析系統(tǒng)的建構(gòu)與設(shè)計關(guān)注不夠。本研究對以Windows7操作系統(tǒng)為開發(fā)平臺、Visual Studio 2010為開發(fā)工具、SQL Server 2005為數(shù)據(jù)庫開發(fā)平臺、ASP.NET為開發(fā)技術(shù)、IIS網(wǎng)絡(luò)應用信息服務為應用服務器，采用C#語言開發(fā)的B/S模式的學習分析系統(tǒng)進行了分析，并對其結(jié)構(gòu)及功能模塊進行了構(gòu)建與設(shè)計。

關(guān)鍵詞：學習分析；系統(tǒng)設(shè)計；ASP.NET

中圖分類號：G434 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8454（2017）03-0088-03

一、引言

信息技術(shù)的飛速發(fā)展及其在教育領(lǐng)域中的普遍應用，催生了眾多的教育、學習管理系統(tǒng)，其間記錄、存儲著海量的學習者信息及學習過程數(shù)據(jù)，如何將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有效的信息、知識，進而優(yōu)化學習過程與學習資源，并為教學決策、學習優(yōu)化服務，最終實現(xiàn)學習績效提升，這一切備受教育工作者以及學習者的關(guān)注。[1]（陳炬， 劉贛洪，2014）

2011年2月在加拿大的阿爾伯特省班芙市召開的第一屆學習分析和知識國際會議上一致通過了學習分析的定義，即學習分析技術(shù)是測量、收集、分析和報告有關(guān)學生及其學習環(huán)境的數(shù)據(jù)，用以理解和優(yōu)化學習及其產(chǎn)生環(huán)境的技術(shù)。[2]

學習分析技術(shù)能夠?qū)W習者或?qū)W習團體的學習數(shù)據(jù)信息進行分析，是數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在教育中的具體應用，從而為改進學習或?qū)W習資源提供指導。更加側(cè)重解釋和語義化數(shù)據(jù)來改善學習。[3]（李婷， 傅鋼善，2010）

國內(nèi)外對教育數(shù)據(jù)研究主要從理論探索和方法介紹的描述性研究、可行性分析論證研究、數(shù)據(jù)挖掘方法的具體應用及數(shù)據(jù)挖掘過程的實例分析這幾個方面進行比較。[4]具體的研究狀況如表1所示，學習分析系統(tǒng)作為學習分析技術(shù)實踐的主要工具，國內(nèi)的研究并不多。

二、系統(tǒng)總體建構(gòu)設(shè)計

1.系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

本系統(tǒng)采用B/S（Browser/Server，瀏覽器/服務器模式）架構(gòu)，根據(jù)本系統(tǒng)分析的配置方案結(jié)合軟件分層開發(fā)的設(shè)計理念，用戶通過瀏覽器發(fā)送請求，瀏覽器在獲得用戶的請求后發(fā)送給服務器，服務器獲得請求后，將相應的數(shù)據(jù)通過Web瀏覽器再反饋給用戶，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)從服務器端到瀏覽器的傳遞。

2.功能結(jié)構(gòu)設(shè)計

本系統(tǒng)采用軟件工程系統(tǒng)流程的指導方法，選用B/S 模式設(shè)計的方案，配合設(shè)計的各種功能模塊、選擇母版頁的思路和 CSS樣式表，并用 javascript 腳本語言，總體上實現(xiàn)系統(tǒng)的功能組織結(jié)構(gòu)。

本系統(tǒng)主要有三個大的功能模塊——個人用戶、學校用戶、管理員用戶。其中個人用戶主要有個人基本信息、個人課程信息、發(fā)/回帖子、個人收藏夾模塊，個人基本信息可以細分為提交、修改、重置個人信息功能，個人課程信息包含瀏覽課程信息。

學校用戶主要有學?；拘畔ⅰW校課程信息、發(fā)/回帖子、學校收藏夾模塊，學?；拘畔⒖杉毞譃樘峤弧⑿薷?、重置學校信息功能，學校課程信息可細分為提交、修改、重置課程信息功能。

管理員用戶主要有撰寫公告、公告管理、個人用戶管理、學校用戶管理模塊，其中，撰寫公告可細分為提交、重置公告功能，公告管理可細分為查看、刪除公告功能，個人用戶管理和學校用戶管理可以細分為刪除個人用戶和刪除學校用戶功能。系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)如圖1所示：

三、系統(tǒng)詳細設(shè)計

1.權(quán)限過濾與用戶發(fā)帖

通過在Control用戶控件文件夾中對WebControl的配置，可以讓普通用戶和管理員之間的界限劃分得更加清晰，在登錄系統(tǒng)實現(xiàn)相關(guān)查詢的時候變得更加明確，從而讓普通用戶不能夠越權(quán)，實現(xiàn)對課程信息的刪除和批量刪除管理。用戶在登錄系統(tǒng)之后，選擇菜單欄中的學校，在學校列表中選擇自己意向?qū)W校的課程，瀏覽課程和相關(guān)課程信息內(nèi)容后，可以對瀏覽的課程信息做出反映，對不理解的問題可以發(fā)帖求助討論。而且只有登錄后才可以瀏覽課程信息和發(fā)帖。

2.系統(tǒng)管理

當管理員登錄系統(tǒng)的時候，管理員對系統(tǒng)進行管理，管理員登錄系統(tǒng)后，可以有的主要管理功能是，公告撰寫、公告管理、個人用戶管理、學校用戶管理。管理員系統(tǒng)管理的時序圖如圖2所示：

3.數(shù)據(jù)庫設(shè)計

通過對學習分析系統(tǒng)需求抽象分析，將得到的十個關(guān)鍵抽象概念，設(shè)計成一個實體，分別為學校表（compass）、學校總數(shù)表（compassStore）、獲取課程信息表（getCourseInfo）、發(fā)布課程信息表（giveCourseInfo）、公告表（news）、用戶表（person）、用戶總數(shù)表（personStore）、回復信息表（replyInfo）、發(fā)帖表（resume）、網(wǎng)頁信息表（webInfos）。表與表之間通過外鍵的引用和索引，提高數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的獲取效率。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計中，各表的關(guān)系視圖如圖3所示：

通過對抽象概念的分析，其中較為主要的表設(shè)計有發(fā)布課程信息（giveCourseInfo）表、瀏覽課程信息（getCourseInfo）、個人帖子（resume）表、網(wǎng)頁信息（webInfos）表。本文將主要圍繞著網(wǎng)頁信息（webInfos）表進行詳細的論述。網(wǎng)頁信息（webInfos）表，表的主要字段AccessCount：訪問次數(shù)、數(shù)據(jù)類型為長整型，ConnectionString：系統(tǒng)日志，數(shù)據(jù)類型為varchar（200）。具體的設(shè)計如表2所示。

四、學習分析

通過用戶對學習分析系統(tǒng)使用一段時間后，能夠通過后臺數(shù)據(jù)庫設(shè)計的網(wǎng)頁信息（webInfos）表來獲取對應注冊用戶的學習行為，可以知道，在一個時間段內(nèi)網(wǎng)頁的總訪問量是多少、訪問了哪些網(wǎng)頁，確定學習者群體的個性特征。并通過后臺數(shù)據(jù)庫中的瀏覽課程信息（getCourseInfo）表信息獲得學習者學習課程的過程性數(shù)據(jù)，包括課程學習的次數(shù)、課程學習的進度。通過對個人帖子（resume）表的分析，可以獲取用戶學習中討論或問得最多的問題。

通過對這些數(shù)據(jù)的分析，從而可以獲得哪些內(nèi)容是學習者訪問最多的，哪些是學習者比較受歡迎的內(nèi)容，通過訪問量最多的內(nèi)容與訪問量較少內(nèi)容的比較，進而分析學習者的學習行為并為相關(guān)課程提供改進的方案和建議。讓課程開發(fā)人員設(shè)計出更多合理和符合個性化的學習資源。

五、小結(jié)

新世紀以來，終生學習已經(jīng)深入人心，學習分析系統(tǒng)已經(jīng)在教育領(lǐng)域有較多的部署。如何分析學習分析獲取的學習數(shù)據(jù)，進而改善系統(tǒng)設(shè)計，完善教學決策，不至于“淹沒在數(shù)據(jù)的海洋中，卻又忍受著信息的饑渴”。學習分析系統(tǒng)作為獲取學習者學習數(shù)據(jù)的重要工具，已成為教育者和學習者關(guān)注的焦點。本文研究學習分析系統(tǒng)還有待從這幾個方面繼續(xù)展開：①學習分析系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，提高系統(tǒng)的可擴展性，通過學習數(shù)據(jù)的分析，改進系統(tǒng)。②如何卻確保系統(tǒng)獲得數(shù)據(jù)的安全，保護學習者學習數(shù)據(jù)的隱私。③如何設(shè)計更合理的系統(tǒng)功能模塊，獲取更多的學習數(shù)據(jù)。

參考文獻：

[1]陳炬，劉贛洪.學習分析技術(shù)研究現(xiàn)狀的文獻分析[J].廣東廣播電視大學學報，2014（6）：1-4.

[2]The New Media Consortium.Learning Analytics[EB/OL]. http：//wp.nmc.org/horizon2011/，2014-05-06.

[3]Siemens，G.Learning and Knowledge Analytics-Knewton-the future of education？[EB/OL].http：//www.learninganalytics.net/？p=126，2014-04-17.

[4]李婷，傅鋼善.國內(nèi)外教育數(shù)據(jù)挖掘研究現(xiàn)狀及趨勢分析[J].現(xiàn)代教育技術(shù)， 2010（10）：21-25.

（編輯：王天鵬）