基于MOOC數(shù)據(jù)挖掘的學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)成效分析

陳蘭嵐 宋海虹

摘要：隨著近年來(lái)慕課教學(xué)的興起，教育大數(shù)據(jù)的分析與挖掘正成為一個(gè)新的研究方向。本文基于Canvas Network提供的MOOC開(kāi)放數(shù)據(jù)，使用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)挖掘的方式，對(duì)學(xué)習(xí)者的類型與行為進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，并探究了學(xué)習(xí)行為與學(xué)習(xí)成效之間的相關(guān)性，并基于分析結(jié)果對(duì)個(gè)性化的在線學(xué)習(xí)方式提出了有益的建議。

關(guān)鍵詞：MOOC;學(xué)習(xí)行為;學(xué)習(xí)成效;數(shù)據(jù)挖掘;個(gè)性化學(xué)習(xí)

中圖分類號(hào)：G642.41 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2019）21-0050-02

一、引言

近年來(lái)，以慕課、微課為代表的新型知識(shí)生產(chǎn)方式越來(lái)越受到教學(xué)機(jī)構(gòu)和學(xué)習(xí)者的歡迎。隨著互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算等技術(shù)的成熟，慕課的理念與實(shí)踐在短短幾年時(shí)間內(nèi)得到了國(guó)內(nèi)外越來(lái)越多優(yōu)秀大學(xué)的認(rèn)同[1]。慕課的學(xué)習(xí)者來(lái)源廣泛，每位學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)目的、年齡和知識(shí)背景都存在很大差異性，其學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)興趣點(diǎn)也不盡相同。當(dāng)前許多慕課平臺(tái)都無(wú)法在平臺(tái)設(shè)計(jì)和教學(xué)模式上滿足每一位學(xué)習(xí)者的個(gè)性化需求。因此，基于數(shù)理統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)挖掘?qū)δ秸n平臺(tái)中的大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，探究學(xué)習(xí)行為與學(xué)習(xí)成效之間的相關(guān)關(guān)系勢(shì)在必行，這為后繼個(gè)性化和定制化學(xué)習(xí)模式的發(fā)展提供了有效的數(shù)據(jù)支撐[2]。

二、數(shù)據(jù)介紹與研究方法

本文利用Canvas Network平臺(tái)提供的慕課開(kāi)放數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)來(lái)源，該數(shù)據(jù)集涵括了10個(gè)學(xué)科門類、238門在線課程的學(xué)習(xí)過(guò)程和學(xué)習(xí)成績(jī)數(shù)據(jù)。預(yù)處理后有325199條樣本，每個(gè)樣本表示每個(gè)學(xué)習(xí)者在一門在線課程的學(xué)習(xí)記錄，具體可分為課程基本信息、學(xué)習(xí)者基本情況、學(xué)習(xí)意圖、學(xué)習(xí)者類型、學(xué)習(xí)行為記錄和學(xué)習(xí)效果。本文利用MATLAB2014a和EXCEL2010對(duì)學(xué)習(xí)者的類型與行為進(jìn)行了差異性分析及數(shù)據(jù)的可視化，并探究了學(xué)習(xí)行為與學(xué)習(xí)成效之間的相關(guān)性。

三、結(jié)果分析

（一）不同類型學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為差異

本文主要通過(guò)課程問(wèn)卷調(diào)查提供的數(shù)據(jù)，將學(xué)習(xí)者分為主動(dòng)型、被動(dòng)型、觀望型和順便參與型四個(gè)類型。從圖1（a）可以看出，主動(dòng)型學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)事件數(shù)、活躍天數(shù)和論文發(fā)帖數(shù)三項(xiàng)行為記錄上的均值要高于其他類型學(xué)習(xí)者，而被動(dòng)型學(xué)習(xí)者則在模塊完成比例這項(xiàng)指標(biāo)上的均值高于其他類型學(xué)習(xí)者。這說(shuō)明，主動(dòng)型學(xué)習(xí)者能根據(jù)自己的學(xué)習(xí)需要從各個(gè)方面提高課程參與度，而被動(dòng)型學(xué)習(xí)者則較為功利地根據(jù)考核要求針對(duì)性完成關(guān)鍵指標(biāo)。

（二）不同意圖學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為差異

本文根據(jù)問(wèn)卷結(jié)果主要將學(xué)習(xí)意圖分為四類，即準(zhǔn)備入學(xué)、為了工作或業(yè)務(wù)提升、興趣驅(qū)動(dòng)、希望嘗試新的知識(shí)獲取方式。從圖1（b）可以看出，為了入學(xué)的學(xué)習(xí)者，在學(xué)習(xí)事件數(shù)、活躍天數(shù)、論文發(fā)帖數(shù)和學(xué)習(xí)章節(jié)數(shù)四項(xiàng)行為記錄上的均值要高于其他類型的學(xué)習(xí)者，為了工作或業(yè)務(wù)提升的學(xué)習(xí)者在各項(xiàng)指標(biāo)上尤其模塊完成率方面的參與程度也較高。而興趣驅(qū)動(dòng)和對(duì)知識(shí)獲取方式感到新奇的學(xué)習(xí)者雖然在活躍天數(shù)和論壇發(fā)帖數(shù)方面也表現(xiàn)出相當(dāng)?shù)臒崆?，但在學(xué)習(xí)事件數(shù)、學(xué)習(xí)章節(jié)數(shù)和模塊完成比例方面則對(duì)自己沒(méi)有太多的要求，完成率相對(duì)較低。

（三）不同年齡段學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為差異

Canvas Network平臺(tái)將學(xué)習(xí)者的年齡分為{19-34}、{34-54}、{55 or older}三個(gè)階段。從圖1（c）可以明顯看出，隨著年齡段的增長(zhǎng)，各項(xiàng)學(xué)習(xí)行為指標(biāo)其完成率均有所提高。說(shuō)明年長(zhǎng)的學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)的參與程度和自律性上都要優(yōu)于年輕的學(xué)習(xí)者。故而，可以建議學(xué)習(xí)平臺(tái)通過(guò)在學(xué)習(xí)頁(yè)面顯示完成進(jìn)度條和彈窗等方式將學(xué)習(xí)過(guò)程及時(shí)反饋給學(xué)習(xí)者，激勵(lì)其提高學(xué)習(xí)過(guò)程的參與度。

（四）不同知識(shí)背景學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為差異

Canvas Network平臺(tái)對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)歷進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，本文主要將學(xué)歷分為三大類，即高中學(xué)歷、大學(xué)本科學(xué)歷和研究生及以上學(xué)歷三種。從圖1（d）可以看出，不同學(xué)歷的學(xué)習(xí)者在活躍天數(shù)和論壇發(fā)帖數(shù)這兩項(xiàng)的均值方面并無(wú)顯著差別。大學(xué)本科學(xué)歷者在學(xué)習(xí)事件數(shù)和模塊完成比例兩項(xiàng)的均值上要高于其他學(xué)歷的學(xué)習(xí)者。

（五）學(xué)習(xí)行為與學(xué)習(xí)成績(jī)之間的相關(guān)關(guān)系

本研究利用MATLAB軟件中的Spearman相關(guān)性分析函數(shù)來(lái)探究不同學(xué)習(xí)行為與學(xué)習(xí)成績(jī)之間的關(guān)系，結(jié)果如表1所示，學(xué)習(xí)行為指標(biāo)中的學(xué)習(xí)事件數(shù)、活躍天數(shù)、論壇發(fā)帖數(shù)、學(xué)習(xí)章節(jié)數(shù)、模塊完成比例均與學(xué)習(xí)成績(jī)成顯著正相關(guān)，其中模塊完成比例與學(xué)習(xí)成績(jī)的相關(guān)性最強(qiáng)。

四、結(jié)論

慕課的主體是學(xué)習(xí)者，慕課的最大特點(diǎn)就在于學(xué)習(xí)者的海量性和多樣性。傳統(tǒng)的教育評(píng)價(jià)體制中認(rèn)為學(xué)習(xí)群體的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、學(xué)習(xí)類型、知識(shí)背景、年齡層次都大致相同，大多采用單一的總結(jié)性評(píng)價(jià)方式。這些在慕課情境下有了很大變化，不同類型的學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)行為上存在很大差異，單一的課程評(píng)價(jià)方式也不再適用，學(xué)習(xí)者所有的學(xué)習(xí)行為都會(huì)被記錄下來(lái)，因此要對(duì)慕課的學(xué)習(xí)主體進(jìn)行測(cè)評(píng)，不能再簡(jiǎn)單沿用傳統(tǒng)方式，基于數(shù)據(jù)挖掘和統(tǒng)計(jì)分析的精準(zhǔn)測(cè)評(píng)顯得尤為重要。

本文利用Canvas Network平臺(tái)發(fā)布的開(kāi)放數(shù)據(jù)集，對(duì)不同學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，并探究了學(xué)習(xí)行為與學(xué)習(xí)成效之間的相關(guān)性。從本文研究結(jié)果可以看出不同學(xué)習(xí)人群在學(xué)習(xí)行為上存在著有跡可循的規(guī)律，而學(xué)習(xí)行為與學(xué)習(xí)成績(jī)之間也呈現(xiàn)顯著相關(guān)性。接下來(lái)如果能從大數(shù)據(jù)的分析中自動(dòng)化地精準(zhǔn)定位每一位學(xué)習(xí)者對(duì)知識(shí)的掌握情況和學(xué)習(xí)需求，就可以在未來(lái)實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的學(xué)習(xí)定制模式，并在多維評(píng)價(jià)空間中摸索出科學(xué)合理的評(píng)價(jià)機(jī)制。

參考文獻(xiàn)：

[1]張健.“慕課”教育對(duì)理工科課堂文化形態(tài)的影響研究[J].教育教學(xué)論壇，2017，（47）：163-164.

[2]蔣卓軒，張巖，李曉明.基于MOOC數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)行為分析與預(yù)測(cè)[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，2015，52（3）：614-628.