MOOC及其學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析概述

張曉艷

【摘要】隨著MOOC在全球范圍內(nèi)的快速發(fā)展，相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用和研究也逐步展開，其中對MOOC開展相關(guān)研究越來越被學(xué)術(shù)和非學(xué)術(shù)研究者關(guān)注，對學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的分析挖掘正成為研究重點(diǎn)。本文首先介紹MOOC這一教育新模式的相關(guān)概念、發(fā)展、特點(diǎn)等；其次調(diào)研MOOC平臺(tái)在課程整個(gè)過程中記錄的各類學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行初步分析；最后概述國內(nèi)外MOOC學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析挖掘研究現(xiàn)狀。

【關(guān)鍵詞】大規(guī)模開放在線課程（MOOC） ； 大數(shù)據(jù) ； 學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)

【基金項(xiàng)目】本文受國防科大校本科教育教學(xué)課題“MOOC課程學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)分析與實(shí)踐對策研究——以大學(xué)英語（口語）為例”（U2015015）資助。

【中圖分類號(hào)】TP274.2 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】2095-3089（2015）35-0093-03

一、引言

如果2012年是世界的MOOC元年，2013年就是中國的MOOC元年。在2013年，MOOC是國內(nèi)各大高校熱烈討論的一個(gè)中心詞。到目前為止，北京大學(xué)、清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)等都相繼加入到了MOOC平臺(tái)，錄制開設(shè)了多門課程，同時(shí)也開發(fā)了國內(nèi)中文“學(xué)堂在線”MOOC平臺(tái)。于此同時(shí)，大數(shù)據(jù)概念已經(jīng)滲透到國家和社會(huì)的方方面面。相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測，到2020年，互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)量將是2009年的44倍，達(dá)到350億TB。大數(shù)據(jù)時(shí)代已經(jīng)來臨。在此背景下，MOOC平臺(tái)下的各門課程的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)隨著報(bào)名人數(shù)的增加逐步提升規(guī)模，使用大數(shù)據(jù)分析的相關(guān)方法，分析MOOC課程參加者的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和規(guī)律，對系統(tǒng)的改進(jìn)、教學(xué)內(nèi)容和方法的調(diào)整、學(xué)習(xí)的評估等都可以起到一定的指導(dǎo)作用。我們在本文中將通過調(diào)研梳理這方面的工作，為MOOC背景下的大數(shù)據(jù)分析及后期工作開展打下基礎(chǔ)。

本文內(nèi)容組織如下：第二節(jié)介紹MOOC課程和大數(shù)據(jù)的相關(guān)知識(shí)；第三節(jié)介紹 MOOC課程過程中可能產(chǎn)生的各種學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)；第四節(jié)總結(jié)國內(nèi)外已有的相關(guān)研究工作概述；根據(jù)前述工作，針對我校MOOC平臺(tái)上開設(shè)的課程，提出一些新的更有針對性的數(shù)據(jù)分析方法及工作規(guī)劃；最后在第五節(jié)做出總結(jié)。

二、基于MOOC的教育新模式

一個(gè)完整的MOOC課程，需要老師和學(xué)生共同參與完成，主要包括三個(gè)部分：MOOC平臺(tái)、老師部分、學(xué)生部分。

（1）MOOC平臺(tái)。從學(xué)習(xí)管理工具、系統(tǒng)支持工具、系統(tǒng)技術(shù)特性三大方面詳細(xì)對比MOOC平臺(tái)和傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，認(rèn)為MOOC平臺(tái)有機(jī)融合了平臺(tái)實(shí)現(xiàn)、課程設(shè)計(jì)、課堂教學(xué)等多方面內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)自主學(xué)習(xí)、交流和評價(jià)，但在工具數(shù)量以及提供的功能方面還不夠成熟，需要持續(xù)發(fā)展，同時(shí)在融合各種新技術(shù)，如人工智能、模擬現(xiàn)實(shí)，來實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)學(xué)習(xí)、個(gè)性定制等功能上也還需要繼續(xù)努力。

（2）老師方面。主要包括課程視頻、作業(yè)測驗(yàn)、課后研討等。課程視頻沒有統(tǒng)一要求，視頻錄制的方式多樣。作業(yè)測驗(yàn)是MOOC的一個(gè)顯著特征，課內(nèi)測驗(yàn)主要是為了保持學(xué)生注意力，課后作業(yè)是判斷所講知識(shí)點(diǎn)是否掌握。課后研討是MOOC課程的翻轉(zhuǎn)課堂功能充分發(fā)揮的地方，是除視頻外老師發(fā)揮作用的另一主要場所，也是與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的主要區(qū)別。課后研討的方式多樣，各種廣泛應(yīng)用的微信、論壇、微博等都可以成為大家集中討論的場地，能夠很好地培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。

（3）學(xué)生方面。學(xué)生是MOOC學(xué)習(xí)過程中不確定性因素最大、面目最模糊的一部分，在開課之前完全無法預(yù)知學(xué)生的一些情況，開課以后隨著課堂交互、作業(yè)完成情況以及最后測試，才完成了對學(xué)生的整個(gè)了解過程。可以說，一個(gè)MOOC課程設(shè)計(jì)的最終目的是為了吸引注冊學(xué)習(xí)者持續(xù)參與，直至最終結(jié)業(yè)考試。學(xué)生在一個(gè)MOOC課程中的活動(dòng)路線大致為：注冊—聽課—課堂隨測—作業(yè)—討論—考試—結(jié)業(yè)。學(xué)習(xí)者在開課的時(shí)間內(nèi)學(xué)習(xí)，或者學(xué)習(xí)網(wǎng)站上留下的課程內(nèi)容，期間需要充分發(fā)揮自主學(xué)習(xí)能動(dòng)性，積極參與內(nèi)容學(xué)習(xí)、研討互動(dòng)，充分體驗(yàn)翻轉(zhuǎn)課堂的功能，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主體、主導(dǎo)的學(xué)習(xí)過程。

教學(xué)經(jīng)歷了書院私塾教育、課堂式教育、傳統(tǒng)遠(yuǎn)程教育模式之后，目前的MOOC有著一些獨(dú)特的特點(diǎn)：開放性、規(guī)模化共享、互動(dòng)性強(qiáng)、個(gè)性化學(xué)習(xí)、群體化創(chuàng)新等特點(diǎn)，使MOOC得到全球性快速發(fā)展，也給許多相關(guān)領(lǐng)域帶來了機(jī)遇和挑戰(zhàn)。首先給課程教學(xué)帶來了翻天覆地的變化，世界上大多數(shù)知名院校都投入了大量的人力物力開展相關(guān)活動(dòng)，挑選優(yōu)質(zhì)課程面向全球?qū)W員；其次教育界針對教育模式的演變開展研究，例如清華大學(xué)教育研究院（韓錫斌，2014）專門針對MOOC現(xiàn)象進(jìn)行分析；然后圍繞MOOC平臺(tái)的一些相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域也開始了研究。MOOC課程隨著注冊學(xué)員的增加，形成的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)也增長迅速，一些問題例如“學(xué)員學(xué)習(xí)效率如何提高？如何評估學(xué)員的學(xué)習(xí)進(jìn)度？”等問題，使用大數(shù)據(jù)相關(guān)分析方法對學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘是非常有必要的，借以發(fā)現(xiàn)有用的知識(shí)或規(guī)律，通過客觀的數(shù)據(jù)和科學(xué)的解釋對MOOC的各個(gè)層面的活動(dòng)進(jìn)行指導(dǎo)。目前大數(shù)據(jù)分析中的信息處理技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、關(guān)系網(wǎng)絡(luò)分析方法等都能夠用于MOOC學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析。

三、MOOC中的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)

MOOC的產(chǎn)生和全球性爆發(fā)是建立在相應(yīng)的支撐技術(shù)較為成熟基礎(chǔ)上的。與傳統(tǒng)的在線教學(xué)相比，MOOC與現(xiàn)實(shí)中的課程教學(xué)更為相似，但是課堂規(guī)模更大，由此產(chǎn)生的各類學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，包括作業(yè)、答疑、互動(dòng)等，在底層平臺(tái)都記錄了下來，形成一個(gè)有效推動(dòng)MOOC持續(xù)發(fā)展的大數(shù)據(jù)信息源。

在MOOC的學(xué)習(xí)平臺(tái)上，一個(gè)主要的特點(diǎn)就是記錄下了課程開放使用過程中學(xué)習(xí)角色、教學(xué)輔助角色以及其他參與者的所有行為。在此背景下，一個(gè)以參與者為節(jié)點(diǎn)，以參與者與課程之間、參與者之間的互動(dòng)為關(guān)系的大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)關(guān)系圖就形成了。針對該大數(shù)據(jù)關(guān)系圖，在以“挖掘?qū)W習(xí)者學(xué)習(xí)規(guī)律、改進(jìn)授課資源、為教學(xué)輔導(dǎo)提供指導(dǎo)”為目標(biāo)的前提下，我們使用大數(shù)據(jù)技術(shù)（包括關(guān)系網(wǎng)絡(luò)分析方法）進(jìn)行分析挖掘的對象主要有以下幾大類：

（1）學(xué)習(xí)者的背景信息。MOOC的學(xué)習(xí)者是自由的，也因此帶來學(xué)習(xí)群體極大的多樣性。一門課程的注冊者可能是任意背景的。如果在制作課程時(shí)就明確授課對象需具備的背景信息，使課程的針對群體更詳細(xì)、更專業(yè)，那么學(xué)習(xí)者在選擇課程時(shí)也將會(huì)有更多的主動(dòng)性和選擇范圍。這類信息主要是指學(xué)習(xí)者注冊時(shí)提供的所處地域、學(xué)習(xí)程度、年齡、性別、學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)目標(biāo)等信息。endprint

（2）學(xué)習(xí)過程信息。這是大數(shù)據(jù)的主要內(nèi)容，主要包括學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)進(jìn)度（并不是每個(gè)學(xué)習(xí)者都能完整的學(xué)習(xí)完一門課程）、課程中每個(gè)視頻的點(diǎn)擊率、學(xué)習(xí)者完成作業(yè)的情況、考試成績、活躍度等等。記錄這些學(xué)習(xí)行為信息并進(jìn)行分析，有助于了解學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況，同時(shí)可以有根據(jù)的對開放課程做調(diào)整，最終達(dá)到一個(gè)教學(xué)相長的良性循環(huán)。

（3）不同角色間的交互信息。主要包括學(xué)習(xí)者之間、學(xué)習(xí)者與教學(xué)輔導(dǎo)者之間的交互行為信息，這些信息主要包括兩部分：對象之間的交互關(guān)系和交互的內(nèi)容。交互關(guān)系之間形成針對某門課程的社交關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，通過對該網(wǎng)絡(luò)可以分析學(xué)員和教員的活躍度。交互內(nèi)容的分析挖掘有助于教學(xué)輔導(dǎo)者更有指導(dǎo)性的對學(xué)習(xí)者進(jìn)行輔導(dǎo)。

上述記錄的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)既有格式較固定的屬性信息，也有自然語言為主的交互內(nèi)容，還有交互關(guān)系形成的社交網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)不同的特點(diǎn)以及后續(xù)的研究模式分別進(jìn)行存儲(chǔ)，做到統(tǒng)一格式，統(tǒng)一存取。

MOOC學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的分析和其他信息分析一樣，通常有構(gòu)建模型、目標(biāo)分析、預(yù)測判斷幾個(gè)環(huán)節(jié)。存儲(chǔ)好的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)需要構(gòu)建成具體的數(shù)學(xué)模型才能使用相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行處理，例如：

（1）面向?qū)W生的學(xué)習(xí)規(guī)律分析：利用每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，包括聽課情況、作業(yè)完成情況、互動(dòng)情況等完整的學(xué)習(xí)信息，建立相應(yīng)的學(xué)習(xí)模型，分析學(xué)習(xí)特點(diǎn)和規(guī)律，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)學(xué)員的個(gè)性化學(xué)習(xí)。

（2）面向教師的課件評價(jià)和教學(xué)效果評價(jià)：利用視頻的點(diǎn)擊率和學(xué)習(xí)時(shí)間等方面的數(shù)據(jù)，從學(xué)習(xí)者角度對課件進(jìn)行評估。此外，通過構(gòu)建社交關(guān)系網(wǎng)絡(luò)模型，使用相關(guān)分析技術(shù)，對教師和學(xué)生的參與情況以及效果進(jìn)行評價(jià)。

總之，MOOC學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的分析在整個(gè)教學(xué)模式中占據(jù)不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)，對具體課程的學(xué)習(xí)對象設(shè)定、學(xué)習(xí)規(guī)律總結(jié)、現(xiàn)象解釋和問題解決、教學(xué)效果評價(jià)等都非常重要，為實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制學(xué)習(xí)、提高學(xué)習(xí)效率，以及MOOC的可持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新提供支持。

四、國內(nèi)外MOOC相關(guān)研究概述

在MOOC迅速發(fā)展起來之前，針對MOOC的各項(xiàng)研究都比較少，因此相關(guān)研究基本上都在2011年之后。從內(nèi)容來看，早期的研究內(nèi)容主要集中在MOOC課程設(shè)計(jì)、MOOC平臺(tái)開發(fā)等方面，多側(cè)重于技術(shù)層面的實(shí)踐與研究。關(guān)于MOOC的學(xué)術(shù)方面的研究還較少，尤其是學(xué)習(xí)交互、學(xué)習(xí)評價(jià)等方面，但已經(jīng)引起相關(guān)研究者的關(guān)注。研究的發(fā)表渠道早期多集中在傳統(tǒng)媒體的新聞報(bào)道以及網(wǎng)絡(luò)新聞、博客中。后期相關(guān)社會(huì)科學(xué)和自然科學(xué)領(lǐng)域的研究多集中在會(huì)議期刊上，例如：期刊文獻(xiàn)（郝丹，2013）就國內(nèi)學(xué)術(shù)和非學(xué)術(shù)文獻(xiàn)做了梳理，主要側(cè)重于社會(huì)科學(xué)方面的對MOOC的關(guān)注；文獻(xiàn)（申玲玲，2014）也以梳理文獻(xiàn)的方式，從MOOC述評、課程教學(xué)和教育改革三個(gè)方面進(jìn)行總結(jié)分析和討論，但多以社會(huì)科學(xué)角度進(jìn)行分析討論為主，從信息技術(shù)的角度進(jìn)行學(xué)術(shù)研究，而非工程開發(fā)，這方面的研究總結(jié)還比較欠缺。總的來說，對于MOOC這一新生事物來說，基本上還是遵循了“實(shí)踐先發(fā)，研究跟進(jìn)”的發(fā)展模式，目前為止實(shí)踐和研究都已取得了一定的成果，尤其是實(shí)踐方面，學(xué)術(shù)研究還有較大的發(fā)展空間，同時(shí)也是本文的關(guān)注重點(diǎn)。

（1）實(shí)踐研究：這方面主要包括MOOC對教育領(lǐng)域的影響、MOOC新教育模式對傳統(tǒng)教學(xué)模式的沖擊、MOOC課程設(shè)計(jì)、MOOC平臺(tái)開發(fā)等四個(gè)方面，概括為MOOC本身發(fā)展及對周邊領(lǐng)域產(chǎn)生的影響。此外還有一些MOOC發(fā)展歷程和具體內(nèi)容闡釋方面的梳理（約翰·巴格利，2014）（陳肖庚，2013）。這些研究都屬于MOOC相關(guān)研究中的初期研究。

前兩方面內(nèi)容主要以傳統(tǒng)和非傳統(tǒng)的新聞媒體、博客等方式發(fā)表，強(qiáng)調(diào)MOOC的出現(xiàn)對傳統(tǒng)高等教育、在線教育、傳統(tǒng)教室授課所帶來的影響和沖擊。文獻(xiàn)（王文禮，2013）認(rèn)為MOOC是一個(gè)基于與挑戰(zhàn)并存的事物，應(yīng)該以積極的態(tài)度和行為應(yīng)對。文獻(xiàn)（劉繼斌，2013）通過分析Coursera平臺(tái)上的MOOC課程，與國內(nèi)外代表性的傳統(tǒng)在線教育作對比，強(qiáng)調(diào)了MOOC“以學(xué)習(xí)者為中心”的特點(diǎn)以及擔(dān)負(fù)著“促進(jìn)傳統(tǒng)課堂與網(wǎng)絡(luò)課堂的融合”的重任。

后兩方面內(nèi)容的研究側(cè)重MOOC發(fā)展中的技術(shù)層面，主要來自MOOC的直接參與者：課程開設(shè)老師和MOOC平臺(tái)設(shè)計(jì)者，基于實(shí)踐過程中的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，研究如何更好地開展課程整體設(shè)計(jì)和制作更好地視頻片斷，以及如何使MOOC平臺(tái)更高效，合理的使用現(xiàn)有成熟應(yīng)用和資源。文獻(xiàn)（Guzdial Mark，2014）就指出MOOC課程的注冊學(xué)習(xí)人數(shù)與最后結(jié)業(yè)的人數(shù)差距過大，要解決該問題在課程設(shè)計(jì)、平臺(tái)開發(fā)、課程認(rèn)證評價(jià)等方面都還有很多工作要做。文獻(xiàn)（Alario-Hoyos Carlos，2014）提出了一個(gè)通用的概念框架指導(dǎo)MOOC課程設(shè)計(jì)。文獻(xiàn)（徐明，2013）（王海榮，2013）（鄧宏鐘，2013）都分別探討了傳統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)的課堂教學(xué)如何在新的MOOC理念的指導(dǎo)下，轉(zhuǎn)換成MOOC課程，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化教學(xué)效果、擴(kuò)大教育范圍的目的。文獻(xiàn)（樊文強(qiáng)，2012）（葉昭暉，2013）（吳淑蘋，2013）探討了MOOC平臺(tái)搭建上如何更好地融合當(dāng)前比較熱點(diǎn)的交互應(yīng)用、資源共享技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等。

（2）學(xué)術(shù)研究：國內(nèi)外關(guān)于MOOC的學(xué)術(shù)研究還非常少，尤其是MOOC學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)研究，但已經(jīng)有逐年上升的趨勢。比如2013年中國計(jì)算機(jī)大會(huì)專門開辟M(fèi)OOC專題論壇，邀請國內(nèi)資深學(xué)者、教育部專業(yè)人士、高校相關(guān)負(fù)責(zé)人和edX技術(shù)專家討論MOOCs的發(fā)展趨勢。這也為未來使用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行MOOC學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的挖掘分析買下了伏筆。

到目前為止搜索國內(nèi)外大型學(xué)術(shù)文獻(xiàn)庫，有相對分散的一些學(xué)術(shù)研究。例如國內(nèi)：文獻(xiàn)（吳文俊，2013）鼓勵(lì)學(xué)者“根據(jù)計(jì)算機(jī)學(xué)科特點(diǎn)，對自適應(yīng)的個(gè)性化學(xué)習(xí)和基于反轉(zhuǎn)課堂的混合式學(xué)習(xí)進(jìn)行深入定量研究”；文獻(xiàn)（田宏兵，2014）認(rèn)為MOOC平臺(tái)上迅速積累的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)是傳統(tǒng)課堂上短時(shí)間難以收集的，內(nèi)容規(guī)模是指數(shù)級增長，只能通過大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行分析，才能有效檢驗(yàn)新教學(xué)法、新教案設(shè)計(jì)和教學(xué)評估的有效性。endprint

國外方面，MOOC研究比較相關(guān)的在百篇左右，工作多集中在具體MOOC課程的實(shí)踐性分析對比上，例如文獻(xiàn)（Arto Vihavainen，2013）對MOOC課程和MOOC平臺(tái)上某些具體技術(shù)的使用分析，文獻(xiàn)（Kop Rita，2013）分析了社交網(wǎng)絡(luò)在MOOC課程中發(fā)揮的作用；文獻(xiàn)（Cathy Sandeen，2013）關(guān)注了MOOC中的評價(jià)機(jī)制的使用。文獻(xiàn)（Kop Rita，2011）和文獻(xiàn)（Tschofen Carmen，2012）研究關(guān)聯(lián)主義學(xué)習(xí)如何在MOOC課堂上促進(jìn)學(xué)習(xí)效果。僅有少量使用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)研究MOOC課程中的相關(guān)機(jī)制，例如：文獻(xiàn)（Aher Sunita B.，2013）和文獻(xiàn)（Aher Sunita B.，2012）通過對課程選擇的歷史數(shù)據(jù)使用聚類方法，達(dá)到對未來的學(xué)習(xí)進(jìn)行課程推薦的目的；文獻(xiàn)（Spoelstra Howard，2014）提供了一種方法，解決MOOC課程過程中團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新、合作學(xué)習(xí)欠缺的問題。

事實(shí)上，上述研究都是從某個(gè)角度以MOOC課程產(chǎn)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)為對象進(jìn)行的研究。

五、總結(jié)

隨著MOOC課程的廣泛普及，其周邊相關(guān)支撐技術(shù)勢必也會(huì)逐漸深入研究。其中針對課程過程中產(chǎn)生的大量學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，使用數(shù)據(jù)挖掘、自然語言處理、社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析等計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行分析，將在自動(dòng)化信息技術(shù)等領(lǐng)域開辟一條輔助教學(xué)和發(fā)現(xiàn)教學(xué)規(guī)律、促進(jìn)教學(xué)效果的新途徑。本文在梳理MOOC發(fā)展的同時(shí)，重點(diǎn)對學(xué)習(xí)系統(tǒng)中記錄的各種學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)研分析，并概述國內(nèi)外相關(guān)研究情況，希望對學(xué)術(shù)界研究者有所助益。

參考文獻(xiàn)

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