基于xAPI的在線學(xué)習(xí)行為跟蹤研究

陳曦 林龍成

摘 ?要：在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，在線學(xué)習(xí)成為教育領(lǐng)域的一個(gè)重要話題。為了更好地了解和分析學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況，跟蹤學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為是重要基礎(chǔ)。文章分析了學(xué)習(xí)行為規(guī)范xAPI及其活動(dòng)流語句（Statement）的相關(guān)屬性，設(shè)計(jì)了基于xAPI標(biāo)準(zhǔn)的“動(dòng)作（Verb）”規(guī)范和“對(duì)象（Object）”規(guī)范，最后以Moodle平臺(tái)為例，將xAPI應(yīng)用于LMS的在線學(xué)習(xí)行為跟蹤。

關(guān)鍵詞：學(xué)習(xí)行為追蹤;xAPI標(biāo)準(zhǔn);在線學(xué)習(xí)

中圖分類號(hào)：G434 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2020）23-0181-04

Research on Online Learning Behavior Tracking Based on xAPI

CHEN Xi，LIN Longcheng

（Nantong Health College of Jiangsu Province，Nantong ?226010，China）

Abstract：In the internet era，online learning has become an important topic in the field of education. In order to better understand and analyze learnerslearning situation，tracking learnerslearning behavior is an important foundation. The article analyzes the relevant attributes of the learning behavior specification xAPI and its activity flow statement（Statement），and designs the “verb（Verb）” specification and “object（Object）” specification based on the xAPI standard. Finally，taking Moodle platform as an example，xAPI is applied to online learning behavior tracking of LMS.

Keywords：learning behavior tracking;xAPI standard;online learning

0 ?引 ?言

在線學(xué)習(xí)已經(jīng)成為當(dāng)前非常重要的學(xué)習(xí)方式，在線學(xué)習(xí)的資源也豐富多樣。但是我們在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生會(huì)因?yàn)閷W(xué)習(xí)資源太多而無法快速找到需要的資源，教師也無法像傳統(tǒng)課堂那樣了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。如何推進(jìn)教育與技術(shù)的深度融合，提高教學(xué)的精確性，為學(xué)習(xí)者提供個(gè)性化的教學(xué)支持，已經(jīng)成為教育研究者關(guān)注的話題。卜昭鋒等[1]對(duì)SCORM和xAPI的跟蹤原理進(jìn)行了對(duì)比分析，提出同步跟蹤和異步跟蹤兩種跟蹤策略;肖君等[2]引入學(xué)習(xí)者畫像這一概念，探究了基于xAPI的在線學(xué)習(xí)者畫像的設(shè)計(jì)過程和教學(xué)應(yīng)用;邢曉蕭等[3]提出采用xAPI這一學(xué)習(xí)技術(shù)規(guī)范，運(yùn)用xAPI記錄系統(tǒng)從多個(gè)維度有效記錄學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為，通過學(xué)習(xí)行為模型，分析影響學(xué)習(xí)效果的行為。

結(jié)合我校在線教學(xué)的實(shí)際情況，我們希望以個(gè)性化學(xué)習(xí)理念為基礎(chǔ)，以學(xué)習(xí)者為中心研究學(xué)習(xí)者畫像，并根據(jù)學(xué)習(xí)者畫像精準(zhǔn)推送個(gè)性化學(xué)習(xí)資源，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)內(nèi)容的個(gè)性化定制，真正滿足學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需求，幫助學(xué)習(xí)者調(diào)整自己的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方式，最大限度地激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)潛能。作者以學(xué)習(xí)者為中心，對(duì)基于xAPI的在線學(xué)習(xí)行為進(jìn)行模型設(shè)計(jì)和跟蹤研究，設(shè)計(jì)基于xAPI標(biāo)準(zhǔn)的“動(dòng)作（Verb）”屬性規(guī)范集和基于xAPI標(biāo)準(zhǔn)的“對(duì)象（Object）”屬性規(guī)范集，二次開發(fā)Moodle平臺(tái)，擴(kuò)展插件，對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)經(jīng)歷進(jìn)行記錄和量化分析，為后續(xù)建立學(xué)習(xí)者畫像，推薦個(gè)性化學(xué)習(xí)資源奠定基礎(chǔ)。

1 ?學(xué)習(xí)行為描述規(guī)范xAPI

xAPI（experience API）是一種用來儲(chǔ)存和訪問學(xué)習(xí)經(jīng)歷的技術(shù)規(guī)范，旨在促進(jìn)學(xué)習(xí)經(jīng)歷的記錄和交流。它指定了一種描述學(xué)習(xí)經(jīng)歷的結(jié)構(gòu)，并定義了以何種方式交換這些描述。xAPI是高級(jí)分布式學(xué)習(xí)（ADL）計(jì)劃的成果。ADL成立于1997年，旨在規(guī)范和現(xiàn)代化美國的培訓(xùn)，教育管理和教學(xué)。簡而言之，xAPI是一種標(biāo)準(zhǔn)，允許跨平臺(tái)跟蹤、存儲(chǔ)和共享用戶的學(xué)習(xí)經(jīng)歷。

在xAPI中，使用活動(dòng)流語句（Statement）記錄用戶的學(xué)習(xí)活動(dòng)或操作行為，活動(dòng)流語句（Statement）采用JSON數(shù)據(jù)格式，這樣可以很方便的描述學(xué)習(xí)行為。表1詳細(xì)列出了活動(dòng)流語句（Statement）的相關(guān)屬性。

在屬性列表中，參與者（Actor）、動(dòng)作（Verb）和對(duì)象（Object）三個(gè)屬性是一條活動(dòng)流語句（Statement）必須要包含的屬性。因此一條最簡單的活動(dòng)流語句（Statement）可以表示為<參與者（Actor）+動(dòng)作（Verb）+對(duì)象（Object）>，其中參與者（Actor）是主體，相當(dāng)于活動(dòng)流語句（Statement）的主語，通常是指參與學(xué)習(xí)活動(dòng)的學(xué)生或者教師;動(dòng)作（Verb）是參與者的交互行為，相當(dāng)于活動(dòng)流語句（Statement）的謂語，比如瀏覽、完成、觀看等行為;對(duì)象（Object）是活動(dòng)的交互對(duì)象，相當(dāng)于活動(dòng)流語句（Statement）的賓語，通常是指課件、測驗(yàn)等。

2 ?基于xAPI標(biāo)準(zhǔn)的在線學(xué)習(xí)行為跟蹤設(shè)計(jì)

本研究通過對(duì)xAPI標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)了如圖1所示的在線學(xué)習(xí)行為活動(dòng)流跟蹤模型，將一系列操作行為轉(zhuǎn)化為符合xAPI規(guī)范的活動(dòng)流語句（Statement）。

根據(jù)xAPI標(biāo)準(zhǔn)，活動(dòng)流語句（Statement）必須具有“參與者（Actor）”屬性、“動(dòng)作（Verb）”屬性和“對(duì)象（Object）”屬性，但是沒有限制各屬性的值。xAPI提供了“動(dòng)作（Verb）”屬性的參考列表[4]，結(jié)合在線學(xué)習(xí)行為活動(dòng)流設(shè)計(jì)的需要，選擇如表2所示的行為動(dòng)詞表作為“動(dòng)作（Verb）”規(guī)范。

“對(duì)象（Object）”是在學(xué)習(xí)過程“參與者（Actor）”需要訪問或交互的對(duì)象，可以是圖片、視頻、試題等學(xué)習(xí)資源，也可以是電子勛章等功能。根據(jù)xAPI提供的“對(duì)象（Object）”屬性的參考列表，結(jié)合在線學(xué)習(xí)的實(shí)際情況，我們選擇如表3所示的規(guī)范作為學(xué)習(xí)行為跟蹤對(duì)象。

根據(jù)表2、表3所示的規(guī)范設(shè)計(jì)，學(xué)生在學(xué)習(xí)平臺(tái)參加一個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)之后，就可以依據(jù)xAPI標(biāo)準(zhǔn)形成一條學(xué)習(xí)行為活動(dòng)流活動(dòng)流語句（Statement）。比如“張三觀看了一個(gè)教學(xué)視頻”，“參與者（Actor）”就是“張三”，“動(dòng)作（Verb）”就是“Watched（觀看）”，“對(duì)象（Object）”就是“Video（視頻）”，得到JSON格式的活動(dòng)流語句（Statement）為：

{

"actor" ： {

"objectType"： "Agent"，

"name" ： "張三"，

}，

"verb"： {

"id"： "http：//id.tincanapi.com/verb/ watched "，

"display"： {

"zh-cn"： " watched "

}

}，

"object"： {

"id"： "http：//172.20.8.56/moodle /view.php？id=78"，

"name"： {

"zh-cn"： " 函數(shù)教學(xué)視頻"

}，

"objectType"： " video "

}

}

3 ?在線學(xué)習(xí)行為跟蹤的實(shí)現(xiàn)

本研究選擇Moodle平臺(tái)作為學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)（LMS），SCORM Cloud作為學(xué)習(xí)記錄存儲(chǔ)（LRS），實(shí)現(xiàn)基于xAPI標(biāo)準(zhǔn)的在線學(xué)習(xí)行為跟蹤，如圖2所示。包括以下幾個(gè)部分：

（1）參與者在Moodle平臺(tái)進(jìn)行操作;

（2）將Moodle數(shù)據(jù)庫logstore_standard_log表中的數(shù)據(jù)傳到Expander模塊;

（3）Expander模塊從Moodle數(shù)據(jù)庫中擴(kuò)展數(shù)據(jù);

（4）將擴(kuò)展后的數(shù)據(jù)按照本文設(shè)計(jì)的xAPI活動(dòng)流規(guī)范轉(zhuǎn)換為活動(dòng)流語句（Statement）;

（5）將活動(dòng)流語句（Statement）發(fā)送到指定LRS。

學(xué)生登入Moodle平臺(tái)，參加課程學(xué)習(xí)，平臺(tái)就可以按照前文設(shè)計(jì)的活動(dòng)流規(guī)范，將活動(dòng)流語句（Statement）發(fā)送到LRS。在LRS中，我們可以看到學(xué)生的所有學(xué)習(xí)行為活動(dòng)流記錄，點(diǎn)擊其中一條活動(dòng)流，就可以看到JSON格式的活動(dòng)流語句（Statement），如圖3所示。

4 ?結(jié) ?論

與傳統(tǒng)教學(xué)相比，信息技術(shù)支撐下的在線教學(xué)模式很難直觀的了解每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。xAPI作為一種新的電子學(xué)習(xí)技術(shù)規(guī)范，允許人們以一致的格式跟蹤捕獲學(xué)生的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，借助這些數(shù)據(jù)，我們就可以應(yīng)用大數(shù)據(jù)、人工智能等相關(guān)技術(shù)，為學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持。

參考文獻(xiàn)：

[1] 卜昭鋒，杜曉明，朱寧，等.基于xAPI的數(shù)字化學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)跟蹤 [J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2019，29（1）：86-92.

[2] 肖君，喬惠，李雪嬌.基于xAPI的在線學(xué)習(xí)者畫像的構(gòu)建與實(shí)證研究 [J].中國電化教育，2019（1）：123-129.

[3] 邢曉蕭，師海寧.xAPI記錄系統(tǒng)在分析網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為中的應(yīng)用 [J].計(jì)算機(jī)教育，2017（5）：133-135.

[4] Registry.verbs [EB/OL].[2020-11-04].https：//registry.tincanapi.com/#home/verbs.

[5] Registry.activity Types [EB/OL].[2020-11-04].https：//registry.tincanapi.com/#home/activityTypes.

作者簡介：陳曦（1982—），男，漢族，江蘇南通人，講師，碩士，研究方向：信息化教學(xué);林龍成（1989—），男，漢族，江蘇響水人，講師，碩士研究生，研究方向：信息化教學(xué)。