學(xué)生學(xué)習(xí)行為分析的框架研究

石雯婷++陳勇

【摘要】隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，學(xué)習(xí)分析已成為目前在教育領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。學(xué)習(xí)分析技術(shù)將學(xué)習(xí)的動(dòng)態(tài)過(guò)程用可視化的形式表現(xiàn)出來(lái)，學(xué)習(xí)分析的關(guān)鍵技術(shù)是要有一個(gè)合理的分析框架，進(jìn)而將學(xué)習(xí)分析從理論變?yōu)閷?shí)踐。本研究從學(xué)習(xí)分析的概念，相關(guān)理論等多角度出發(fā)，得出學(xué)習(xí)分析的幾個(gè)要素，即收集數(shù)據(jù)、處理和分析數(shù)據(jù)、最終預(yù)測(cè)和反饋數(shù)據(jù)。

【關(guān)鍵詞】學(xué)習(xí)分析；分析框架；要素

【中圖分類號(hào)】G434 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）17-0067-02

美國(guó)新媒體聯(lián)盟（NMC）在地平線報(bào)告中連續(xù)四年（從2011年開始）把學(xué)習(xí)分析作為影響教育發(fā)展的趨勢(shì)和關(guān)鍵技術(shù)[1]。近幾年召開的關(guān)于“學(xué)習(xí)分析”的國(guó)際會(huì)議，主要探討學(xué)習(xí)分析的研究現(xiàn)狀、影響學(xué)習(xí)分析的因素，教學(xué)與課程的整合等相關(guān)問(wèn)題。在 2014年美國(guó)高等教育信息化協(xié)會(huì) （EDUCAUSE）發(fā)布的“高等教育信息化十大戰(zhàn)略技術(shù)” 研究報(bào)告中，對(duì)學(xué)習(xí)分析的使用情況作了統(tǒng)計(jì)：35%的學(xué)校建立了課程層面的分析架構(gòu)；35%的學(xué)校建立了業(yè)務(wù)績(jī)效的分析架構(gòu)；32%的學(xué)校建立了學(xué)位指導(dǎo)的分析架構(gòu)[2]。由此可以看出，學(xué)習(xí)分析具有重要的意義，表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：第一，有利于學(xué)習(xí)資源的設(shè)計(jì)者和開發(fā)者更加有目的的開發(fā)出適合學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)資源，提高學(xué)習(xí)效率。第二，有利于教師對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)進(jìn)度的把握，了解每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，實(shí)現(xiàn)因材施教。第三，有利于對(duì)學(xué)習(xí)者進(jìn)行一個(gè)全面的評(píng)價(jià)。第四，有利于網(wǎng)絡(luò)教育平臺(tái)的開發(fā)，目前雖然有許多教育平臺(tái)，大多數(shù)也是開元的平臺(tái)，但是一個(gè)好的平臺(tái)一定是要滿足學(xué)習(xí)者的需求，這就要求設(shè)計(jì)者們要了解學(xué)習(xí)者對(duì)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)的應(yīng)用情況，然后開發(fā)出適合學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的平臺(tái)。

一、國(guó)外學(xué)習(xí)分析研究概況

一些國(guó)外的學(xué)者如Wolfgang Greller* 和Hendrik Drachsler認(rèn)為學(xué)習(xí)行為分析有六個(gè)層面組成，其中內(nèi)部限制階段關(guān)注的是能力的要求，老師能夠自己向?qū)W生解釋數(shù)據(jù)并且對(duì)結(jié)果采取行動(dòng)，怎樣使他們（學(xué)生）能夠明白可視化所呈現(xiàn)的信息，用批判的方式去思考，哪些數(shù)據(jù)是有用的，哪些是無(wú)效的。外部的限制關(guān)注的是隱私方面的內(nèi)容，這個(gè)分析有一定的隱私權(quán)限，要向?qū)W生說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，其次，所舉例子中的數(shù)據(jù)要來(lái)自于學(xué)生的真實(shí)數(shù)據(jù)。利益相關(guān)者包括兩部分：數(shù)據(jù)的主體，學(xué)習(xí)者；數(shù)據(jù)的客體：管理者或者是老師。在儀器管理階段使用什么教學(xué)理論和社會(huì)建構(gòu)，用到的技術(shù)有社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析和統(tǒng)計(jì)，最終形成可視化網(wǎng)絡(luò)圖和統(tǒng)計(jì)表。數(shù)據(jù)的來(lái)源也可以是學(xué)生互動(dòng)的論壇，最終的目的是在論壇討論中分析學(xué)生互動(dòng)，將不參與論壇的同學(xué)讓其加入進(jìn)來(lái)。如圖1所示：

圖1 學(xué)習(xí)行為分析的六個(gè)層面

而Dirk Ifenthaler · Chathuranga Widanapathirana不同于Wolfgang Greller* 和Hendrik Drachsler，他提出的學(xué)習(xí)行為分析的框架包括十部分內(nèi)容，（1）個(gè)人屬性，包括興趣、知識(shí)層次；（2）關(guān)于社交，包括個(gè)人網(wǎng)絡(luò)、社交關(guān)系；（3）身體數(shù)據(jù)，包括健康、情感等；（4）課程，包括基本要求、學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)目標(biāo)、評(píng)價(jià)等；（5）網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境，包括學(xué)習(xí)路徑、內(nèi)容導(dǎo)航、討論活動(dòng)、評(píng)價(jià)和表現(xiàn)、滿意度等；（6）學(xué)習(xí)分析引擎，包括數(shù)據(jù)挖掘、結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、回歸和預(yù)測(cè)等；（7）報(bào)告顯示；（8）個(gè)性化和自適應(yīng)引擎，包括引導(dǎo)、可視化、反饋、推薦等；（9）指導(dǎo)；（10）管理[3]。其他學(xué)者如George Siemens依據(jù)系統(tǒng)方法提出了學(xué)習(xí)分析循環(huán)模型，該模型包括搜集、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)整合、分析、可視化呈現(xiàn)和行動(dòng)等七個(gè)部分[3]。其中數(shù)據(jù)來(lái)源部分包括學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)、感知數(shù)據(jù)、手動(dòng)輸入數(shù)據(jù)等；行動(dòng)部分包括干預(yù)、預(yù)測(cè)、優(yōu)化等內(nèi)容。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程采用線性循環(huán)方式，將學(xué)習(xí)分析的各個(gè)環(huán)節(jié)融為一個(gè)整體，并使各部分內(nèi)容緊密相連。Katrien Verbert等研究者認(rèn)為學(xué)習(xí)分析過(guò)程包括感知、反思、意義建構(gòu)和影響四個(gè)層面[3]。感知層面關(guān)注的是數(shù)據(jù)的獲取、分析、可視化；反思層面關(guān)注的是對(duì)用戶所提問(wèn)題的思考和評(píng)估；意義建構(gòu)層面關(guān)注的是用戶在此基礎(chǔ)上的對(duì)問(wèn)題的新認(rèn)識(shí)；影響層面是將用戶認(rèn)為有用的想法進(jìn)行實(shí)踐。Tanya Elias通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)分析的過(guò)程和及其相關(guān)利益者進(jìn)行分析，提出了學(xué)習(xí)分析改善模型，該模型包括數(shù)據(jù)搜集、信息處理和知識(shí)應(yīng)用三部分內(nèi)容。其中數(shù)據(jù)搜集對(duì)數(shù)據(jù)選擇和捕獲；信息處理是對(duì)數(shù)據(jù)整合和預(yù)測(cè)；知識(shí)應(yīng)用模塊涉及提煉和應(yīng)用[3]。

二、國(guó)內(nèi)學(xué)習(xí)分析研究概況

從國(guó)內(nèi)的相關(guān)文獻(xiàn)中，主要是探討學(xué)習(xí)分析的概念，對(duì)其定義進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，以及對(duì)影響學(xué)習(xí)分析的要素進(jìn)行多維度的解釋，比如對(duì)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為分析時(shí)，先要考慮網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為的構(gòu)成要素有哪些，包括主體、客體、學(xué)習(xí)資源、工具，過(guò)程。主體是學(xué)習(xí)者，教學(xué)的最終目標(biāo)是為了使學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)水平提高，所以要考慮學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)特征、學(xué)習(xí)風(fēng)格、學(xué)習(xí)興趣等影響學(xué)習(xí)者的內(nèi)部因素?？腕w包括資源、學(xué)習(xí)平臺(tái)，常見的資源有視頻資源、文本資源、學(xué)習(xí)平臺(tái)有moodle、sakai等，平臺(tái)提供了網(wǎng)絡(luò)課程、線上線下解答、互動(dòng)群、論壇、相關(guān)的資料等。綜上可以看出我國(guó)對(duì)學(xué)習(xí)分析的研究還在理論階段，主要集中在學(xué)習(xí)分析的概念和進(jìn)行詳細(xì)闡述，對(duì)學(xué)習(xí)分析的相關(guān)理論進(jìn)行解釋，主要是對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下學(xué)習(xí)的分析和對(duì)統(tǒng)課堂的學(xué)習(xí)分析，在技術(shù)層面的涉及很少。

三、學(xué)習(xí)分析框架的構(gòu)建

學(xué)習(xí)分析就是對(duì)學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程中的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行跟蹤，獲得數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多角度、多方位、多維度的分析，并以可視化的形式最終呈現(xiàn)，來(lái)預(yù)測(cè)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)狀態(tài)，繼而干預(yù)學(xué)習(xí)過(guò)程，最終提高學(xué)習(xí)效率。接下來(lái)就是將學(xué)習(xí)分析的過(guò)程具體化，分析每個(gè)步驟，基于此，就要構(gòu)建學(xué)習(xí)分析的框架。

1.數(shù)據(jù)的獲取

在教學(xué)中，產(chǎn)生數(shù)據(jù)是的要素主要是學(xué)生和老師。

學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，伴隨著學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)環(huán)境的變化，會(huì)產(chǎn)生一系列的動(dòng)態(tài)變化，隨之產(chǎn)生與學(xué)習(xí)相關(guān)的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)既來(lái)自傳統(tǒng)的課堂環(huán)境，包括學(xué)生在課堂中的行為表現(xiàn)，作業(yè)，老師在教學(xué)過(guò)程中觀察獲得的，也包括在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)中學(xué)生的學(xué)習(xí)信息，學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)，課程管理系統(tǒng)，資源的觀看情況，資源的下載，作品提交的時(shí)間，學(xué)生與老師以及學(xué)生與學(xué)生之間的互動(dòng)。endprint

此外，為了分析學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為，還要知道學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)特征，以及學(xué)習(xí)者的情感態(tài)度價(jià)值觀，社會(huì)認(rèn)知等。

老師作為教學(xué)活動(dòng)的指導(dǎo)者，在改善學(xué)生的學(xué)習(xí)行為中，起到至關(guān)重要的作用，教學(xué)過(guò)程是一個(gè)不斷互動(dòng)的過(guò)程，所以在學(xué)習(xí)分析中也要對(duì)教師進(jìn)行分析，從而促進(jìn)教學(xué)相長(zhǎng)。

2.數(shù)據(jù)的篩選

通過(guò)老師和學(xué)生以及學(xué)校教學(xué)平臺(tái)，獲得了數(shù)據(jù)，接下來(lái)是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選。產(chǎn)生的這些數(shù)據(jù)可能是幾個(gè)單一的數(shù)據(jù)，也可能是許多個(gè)數(shù)據(jù)流，將這些數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)類型上分為結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化這幾種類型。結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)是用二維來(lái)進(jìn)行呈現(xiàn)的，其長(zhǎng)度和結(jié)構(gòu)是提前設(shè)置好的；非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)沒(méi)有固定的長(zhǎng)度和結(jié)構(gòu)，半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)介于兩者之間。從數(shù)據(jù)的可變性又將數(shù)據(jù)分為動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)。動(dòng)態(tài)，數(shù)據(jù)就是在學(xué)習(xí)過(guò)程中不斷變化的數(shù)據(jù)，比如線上學(xué)習(xí)就屬于動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)，比如資源的瀏覽、互動(dòng)區(qū)。

3.學(xué)習(xí)分析的工具

隨著學(xué)習(xí)分析的日漸成熟，所利用到的工具也越來(lái)越規(guī)范化，根據(jù)使用的頻繁性將學(xué)習(xí)分析工具分為學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)分析、學(xué)習(xí)內(nèi)容分析工具。

（1）學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)分析工具

學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)分析是目前使用最頻繁的一個(gè)工具，這是基于社交平臺(tái)一直很活躍，會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析就是以這些數(shù)據(jù)為支撐，從而去分析學(xué)習(xí)者在相關(guān)的學(xué)習(xí)平臺(tái)中的活躍度、與其他學(xué)習(xí)者的交流、哪些因素影響學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)，這些影響因素之間的關(guān)系。

Ucinet是目前使用較廣泛的一款數(shù)據(jù)分析軟件工具，適用于個(gè)體網(wǎng)絡(luò)分析和角色分析，還有包括基于過(guò)程的分析，如聚類分析和多維尺度分析。除了強(qiáng)大的分析功能外，還可以是圖像呈現(xiàn)可視化。

Jung是基于Java提供的全套擴(kuò)展庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。它提供了注釋圖，實(shí)體和元數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，能夠?qū)?fù)雜的數(shù)據(jù)集的分析工具創(chuàng)建，包括數(shù)據(jù)挖掘，社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析等一系列算法，如聚類分析，分解優(yōu)化，統(tǒng)計(jì)分析以及網(wǎng)絡(luò)距離計(jì)算等。該工具也可以是數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)是可視化。

Pajek具有強(qiáng)大的畫圖功能，將分析結(jié)果可視化，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行高級(jí)分析，Pajek還可實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)的處理，就是指隨時(shí)間動(dòng)態(tài)改變的時(shí)間事件網(wǎng)絡(luò)。

Cohere可以將絡(luò)上學(xué)習(xí)的內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，學(xué)習(xí)者之間可以分享彼此的學(xué)習(xí)心得，有較強(qiáng)的交互性。

NodeXL是建立在Excel基礎(chǔ)上的交互式網(wǎng)絡(luò)可視化和分析工具，該啊工具支持Excel多個(gè)版本，有很好的兼容性。動(dòng)態(tài)過(guò)濾頂點(diǎn)和邊，提供多種布局方法，可查找群和相關(guān)邊之間的關(guān)系。

（2）學(xué)習(xí)內(nèi)容分析工具

學(xué)習(xí)內(nèi)容分析是學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程中，與其他學(xué)習(xí)者或者指導(dǎo)者的談話進(jìn)行分析的方法，包括談話的內(nèi)容，以及在網(wǎng)絡(luò)課程中產(chǎn)生的文本來(lái)進(jìn)行分析。常見的學(xué)習(xí)分析內(nèi)容軟件包括對(duì)文本進(jìn)行在線定量分析的Watrix；可識(shí)別多種語(yǔ)言，能讀取各種文本的CATPAC；可自動(dòng)統(tǒng)計(jì)文中出現(xiàn)關(guān)鍵詞的詞頻，并將結(jié)果可視化的Wordle[4]。

4.學(xué)習(xí)分析的反饋

學(xué)習(xí)分析的結(jié)果最終要反饋給教師、學(xué)習(xí)者和學(xué)校管理者。對(duì)學(xué)習(xí)者而言，通過(guò)反饋的結(jié)果，結(jié)合自身學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，不斷摸索出適合自己的學(xué)習(xí)方法，了解自己的學(xué)習(xí)風(fēng)格，了解自己的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)。對(duì)于教師而言，通過(guò)反饋的結(jié)果，一方面反思自己的教學(xué)環(huán)節(jié)，從而調(diào)整自己的教學(xué)策略，另一方面及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問(wèn)題，隨時(shí)溝通，最終提高教學(xué)效率。對(duì)于學(xué)校管理者而言，根據(jù)反饋，來(lái)更加真實(shí)的了解到學(xué)習(xí)者和老師的狀態(tài)，為學(xué)校工作的開展提供有力幫助。

四、結(jié)語(yǔ)

學(xué)習(xí)分析的最終目的是學(xué)習(xí)者找到適合自己的學(xué)習(xí)方法，認(rèn)識(shí)自己，發(fā)現(xiàn)自己的不足，從而改善學(xué)習(xí)行為；對(duì)于教師而言是因材施教。本研究結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)，給出了學(xué)習(xí)分析的框架，結(jié)合框架，來(lái)分析學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)，使學(xué)習(xí)者清楚的認(rèn)識(shí)自己的學(xué)習(xí)狀態(tài)，最終使學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)達(dá)到最優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)

[1]魏順平.學(xué)習(xí)分析數(shù)據(jù)模型及數(shù)據(jù)處理方法研究[J/OL].中國(guó)電化教育，2016，（02）：8-16.（2016-01-28）[2017-09-26].

[2]王良周，于衛(wèi)紅.大數(shù)據(jù)視角下的學(xué)習(xí)分析綜述[J].中國(guó)遠(yuǎn)程教育，2015，（03）：31-37.[2017-09-28].DOI：10.13541/j.cnki.chinade.2015.03.004

[3]武法提，牟智佳.基于學(xué)習(xí)者個(gè)性行為分析的學(xué)習(xí)結(jié)果預(yù)測(cè)框架設(shè)計(jì)研究[J/OL].中國(guó)電化教育，2016，（01）：41-48.（2016-01-05）[2017-09-26].

[4]高鍵.學(xué)習(xí)分析框架的構(gòu)建與應(yīng)用研究[D].東北師范大學(xué)，2015.

第一作者簡(jiǎn)介：石雯婷，在讀碩士，研究方向：學(xué)習(xí)分析。endprint