大數(shù)據(jù)視角下在線教學(xué)行為研究
——以國開學(xué)習(xí)網(wǎng)教育數(shù)據(jù)為例

王瑩瑩 涂 韜 彭 麗

(湖北廣播電視大學(xué)，湖北 武漢 430074)

一、引言

隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)的變遷也受到大數(shù)據(jù)的影響，教育大數(shù)據(jù)隨之而生。與傳統(tǒng)的教學(xué)不同，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展使得學(xué)生的學(xué)習(xí)活動越來越個性化，學(xué)習(xí)行為越來越豐富和富有層次性，教師得到的學(xué)生反饋也越來越具有針對性。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的教學(xué)過程所產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)反映了更多的個性化學(xué)習(xí)特點(diǎn)，通過研究這些數(shù)據(jù)能夠有效改善教學(xué)模式和教學(xué)效果，因此，教育大數(shù)據(jù)成為教育專家們的“新寵兒”。遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)者在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的時候，會發(fā)生一系列的動作：點(diǎn)擊、瀏覽、保存、下載、查看、發(fā)帖等，教育者通過對這些動作的分析，包括質(zhì)和量的分析，從而得出有價值的信息，可以提供更加個性化的教學(xué)服務(wù)。

二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

遠(yuǎn)程教育中，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行行為分析的實(shí)踐研究主要包括三個方面：第一，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析；第二，通過新建模型或者優(yōu)化模型的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘；第三，通過社會網(wǎng)絡(luò)交互分析探索學(xué)習(xí)者情緒特征從而構(gòu)建學(xué)習(xí)者模型的研究。學(xué)者們采用數(shù)據(jù)統(tǒng)計的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，再通過一門具體的課程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。陳堅根據(jù)“電子商務(wù)”這門課的學(xué)習(xí)行為分析，提出了一個具體課程的資源建設(shè)方案[1]。宗陽等人利用數(shù)據(jù)統(tǒng)計的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，挖掘出遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)行為與學(xué)業(yè)情緒之間的關(guān)系，并以“媒體輔助英語教學(xué)”課程作為實(shí)驗(yàn)對象，改進(jìn)了討論區(qū)建設(shè)[2-3]。魏順平的在線學(xué)習(xí)行為特點(diǎn)及其影響因素分析研究，通過對學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)行為的統(tǒng)計分析，得到學(xué)生登錄行為比較分散的特點(diǎn)[4]。新建模型進(jìn)行數(shù)據(jù)分析方面，周俊等人構(gòu)建了基于大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)過程控制策略模型，制定了影響學(xué)習(xí)過程控制的影響因子分析框架，為了提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果，在教學(xué)策略方面提出了學(xué)習(xí)風(fēng)格、學(xué)習(xí)交互、學(xué)習(xí)進(jìn)度和學(xué)習(xí)成就四類控制策略[5]。而王林麗利用數(shù)據(jù)統(tǒng)計的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，從知識、行為、情緒三個方面構(gòu)建模型，分別設(shè)計知識掌握程度預(yù)警機(jī)制、行為預(yù)警機(jī)制和情緒預(yù)警機(jī)制[6]。對數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化研究也在同時進(jìn)行，楊可晗等人提出利用多屬性決策理論組建最初遠(yuǎn)程教育課程決策矩陣，獲取作業(yè)單元的組織形態(tài)和遠(yuǎn)程教育知識分科的組織形態(tài)，并組建遠(yuǎn)程教育有效資源的提取模型[7]，但會產(chǎn)生決策矩陣的關(guān)聯(lián)度不夠高，只能是階段性的決策。結(jié)合社會網(wǎng)絡(luò)交互分析，探索學(xué)習(xí)者情緒特征的研究方面，郁曉華在2013年提出，社會網(wǎng)絡(luò)交互中隱含了多元化的交流行為模式[8]。而在教學(xué)過程中，這種行為模式的分析是我們進(jìn)行學(xué)習(xí)分析和教育大數(shù)據(jù)挖掘的熱點(diǎn)[9]。目前已經(jīng)有很多學(xué)者分析了學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中的情緒變化特征和學(xué)習(xí)成效的關(guān)系，其中較為全面的是劉智等人對具有社會網(wǎng)絡(luò)關(guān)系中的學(xué)習(xí)者的情緒特征以及學(xué)習(xí)成效的分析，得出具有網(wǎng)絡(luò)交互關(guān)系的學(xué)習(xí)者情緒傾向趨于一致的結(jié)果。[10]

總的來說， 目前學(xué)者們的研究，還需擴(kuò)展數(shù)據(jù)規(guī)模和課程類型。因此，本文在以往的基礎(chǔ)上擴(kuò)大了數(shù)據(jù)規(guī)模，將學(xué)生數(shù)據(jù)擴(kuò)展到幾十萬條，并且豐富了課程類型，以國開統(tǒng)設(shè)和省開選修兩種類型的課程為例，分析二十多萬條課程日志，得出師生行為特點(diǎn)以及影響因子，為教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)方法精準(zhǔn)定位提供數(shù)據(jù)支撐，為教學(xué)設(shè)計改良提供支持，為開放教育改革提供可行性建議。

三、數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)來源：國家開放大學(xué)學(xué)習(xí)網(wǎng)后臺報表系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)對象：以國家開放大學(xué)平臺后臺數(shù)據(jù)庫為依托，以反映師生教學(xué)行為的登錄行為為數(shù)據(jù)基準(zhǔn)，實(shí)際獲取2019年到2020年春季學(xué)期湖北電大校本部教師教學(xué)登錄行為、湖北十堰電大教師教學(xué)登錄行為和學(xué)生學(xué)習(xí)登錄行為以及國家開放大學(xué)的統(tǒng)設(shè)課“ERP原理與應(yīng)用”和湖北自開課“數(shù)字與圖像處理”的課程日志作為數(shù)據(jù)對象。

(一)以登錄行為作為分析對象, 以月作為分類字段的在線學(xué)習(xí)行為分析

以2020年2月17日(開學(xué)日)為起始時間，按照月計算登錄率，即全體學(xué)生月登錄率，如公式(1)：

f1=一月內(nèi)學(xué)生登錄的人數(shù)n1/學(xué)生總數(shù)n

(1)

1.2019年春季、2019年秋季、2020年春季三個學(xué)期起止時間，如圖表1、表2、表3所示。

表1 2019年春季平臺登錄周期的各月及起止時間(140天)

表2 2019年秋季平臺登錄周期的各月及起止時間(147天)

表3 2020年春季平臺登錄周期的各月及起止時間(147天)

2.湖北十堰電大各學(xué)期全體學(xué)生月登錄率情況，如圖表4、表5、表6所示。

表4 2019年春季湖北十堰電大學(xué)生月登錄率情況表

表5 2019年秋季湖北十堰電大學(xué)生月登錄率情況表

表6 2020年春季湖北十堰電大學(xué)生月登錄率情況表

3.湖北十堰電大各學(xué)期全體輔導(dǎo)教師月登錄率情況，如圖表7、表8、表9所示。

表7 2019年春季十堰電大教師月登錄率情況表

表8 2019年秋季十堰電大教師月登錄率情況表

表9 2020年春季十堰電大教師月登錄率情況表

4.湖北省電大各學(xué)期全體責(zé)任教師月登錄率情況，如表10、表11、表12所示。

表10 2019年春季省電大教師月登錄率情況表

表11 2019年秋季省電大教師月登錄率情況表

表12 2020年春季省電大教師月登錄率情況表

5.由表4～12表通過數(shù)據(jù)整合得出三個學(xué)期學(xué)生、輔導(dǎo)教師、責(zé)任教師的月登錄率變化折線圖，分別如圖1、圖2、圖3所示。

圖1 2019年春季月登錄率分布圖

圖2 2019年秋季月登錄率分布圖

圖3 2020年春季月登錄率分布圖

從圖1、圖2、圖3可以看出：

(1)省責(zé)任教師、十堰輔導(dǎo)教師、學(xué)生的登陸率變化規(guī)律基本上是一致的。遠(yuǎn)程教育的教學(xué)過程和傳統(tǒng)的課堂教學(xué)過程有所不同，傳統(tǒng)的教學(xué)過程需要教師和學(xué)生，并且相互合作，而在遠(yuǎn)程教育中，教師有責(zé)任教師和輔導(dǎo)教師兩類，整個教學(xué)過程，責(zé)任教師是教學(xué)設(shè)計者，而輔導(dǎo)教師是教學(xué)督促者，兩者需要相互配合完成整個教學(xué)。輔導(dǎo)老師的督促力度、對教學(xué)設(shè)計的理解度、課程考核方案的熟悉度以及平臺的操作熟練度直接影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。而責(zé)任教師教學(xué)設(shè)計情況也會影響到輔導(dǎo)老師和學(xué)生的登錄行為。

(2)2020年春季學(xué)期責(zé)任教師、輔導(dǎo)教師、學(xué)生的登錄行為數(shù)據(jù)起伏不定。這年全國遭遇疫情，疫情讓教育工作者面臨新的挑戰(zhàn)，包括硬件條件不夠、網(wǎng)絡(luò)不通暢、資料在異地等因素。

6.由表4～12分析出學(xué)生、輔導(dǎo)教師、責(zé)任教師三學(xué)期同比登錄率變化情況，分別如圖4、圖5、圖6所示。

圖4 學(xué)生三學(xué)期同比登錄率情況圖

圖5 輔導(dǎo)教師三學(xué)期同比登錄率情況圖

圖6 責(zé)任教師三學(xué)期同比登錄率情況圖

從圖4、圖5、圖6可以看出：

(1)2019年學(xué)生的每月登錄率在穩(wěn)步增長。自2018年開始使用國開學(xué)習(xí)網(wǎng)平臺以來，全體教師和學(xué)生對平臺的操作能力、業(yè)務(wù)能力有所提升，并且針對這兩年多以來教學(xué)過程中總結(jié)出的問題，制定了更加嚴(yán)謹(jǐn)、更加貼合實(shí)際的教學(xué)管理規(guī)范，讓責(zé)任老師、輔導(dǎo)老師、學(xué)生在平臺上的行為數(shù)據(jù)更加可觀。

(2)2020年的責(zé)任教師、輔導(dǎo)教師、學(xué)生的登錄率起伏不定，但仍保持在一個比較高的位置，這同樣與這年全國遭遇疫情有關(guān)。

7.個人登錄率：選擇十堰電大500名學(xué)生進(jìn)行抽樣，2019年春季、2019年秋季、2020年春季抽樣結(jié)果分別見表13，表14，表15。

表13 2019年春季十堰電大500名學(xué)生每月個人登錄率在月區(qū)間中的占比情況表

表14 2019年秋季十堰電大500名學(xué)生每月個人登錄率在月區(qū)間中的占比情況表

表15 2020年春季十堰電大500名學(xué)生每月個人登錄率在月區(qū)間中的占比情況表

8.通過三個學(xué)期的個人登錄率情況表進(jìn)行折線圖分析，如圖7所示。

圖7 十堰電大500名學(xué)生登錄率分布圖

從圖7可以看出：

(1)每年學(xué)生的登錄率最高的時候都在每學(xué)期的第三個月。這與開放教育學(xué)情有關(guān)，由于每學(xué)期的第三月是形考時間，涉及學(xué)生的期末成績，登錄率自然就上去了；

(2)每年學(xué)生的登錄率降低最快的是在每學(xué)期的第三月和第四月之間。這與開放教育學(xué)情有關(guān)，每學(xué)期的第三月過后，大部分學(xué)生的形考完成并且及格后，就不會再去上網(wǎng)學(xué)習(xí)了，因此會導(dǎo)致學(xué)生的登錄率有所下降，但也有一些學(xué)生還沒完成，會在形考截止時間第四月結(jié)束前上網(wǎng)學(xué)習(xí)，從而導(dǎo)致第三月后學(xué)生的登錄率還在上升，但是上升速度比較慢。

(二)課程學(xué)生日志作為分析對象

采用“圖悅”大數(shù)據(jù)分析工具進(jìn)行日志分析，該工具支持將excel表中大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分詞生成詞云圖片，包括詞云、關(guān)鍵詞云圖、詞頻分析等，多功能且高效。以下用圖悅分別對“ERP原理與應(yīng)用”以及“數(shù)字與圖像處理”兩門課的日志數(shù)據(jù)進(jìn)行詞頻分析，結(jié)果如圖8和圖9所示。

1.統(tǒng)設(shè)課程行為日志分析

“ERP原理與應(yīng)用”是計算機(jī)信息管理專業(yè)的核心課程，屬于國開統(tǒng)設(shè)課，湖北的選課人數(shù)為576人，全省包括70個老師，產(chǎn)生了239078條數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)分析工具“圖悅”得到詞頻圖，如圖8所示。

圖8 “ERP原理與應(yīng)用”課程日志詞頻圖

2.自開課程行為日志分析

“數(shù)字與圖像處理”是計算機(jī)信息管理專業(yè)的核心課程，屬于省開選修課，湖北的選課人數(shù)為774人，全省包括62個老師，產(chǎn)生了139439條數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)分析工具得到詞頻圖，如圖9所示。

圖9 “數(shù)字與圖像處理”課程日志詞頻圖

從圖8、圖9可以看出：無論是國開統(tǒng)設(shè)課還是省自開課，課程模塊、測驗(yàn)、實(shí)例、學(xué)習(xí)、評分、貼文是出現(xiàn)頻率比較高的詞語。電大教育是學(xué)歷教育，進(jìn)行學(xué)歷教育的學(xué)生往往更加在乎的是最終的結(jié)果，因此涉及考試內(nèi)容的模塊會比較受關(guān)注。

四、結(jié)論

本文以國開學(xué)習(xí)網(wǎng)教學(xué)行為數(shù)據(jù)為依據(jù)，以國開課程和省開課程為例，分析了教學(xué)行為特點(diǎn)以及影響因素，得出以下三點(diǎn)研究結(jié)果：第一，從學(xué)生群體角度分析，學(xué)生大都集中在每學(xué)期的第三個月進(jìn)行突擊學(xué)習(xí)，不能熟練掌握課程知識，達(dá)不到培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用學(xué)習(xí)內(nèi)容解決實(shí)際問題能力的目的。第二，從師生群體角度分析，輔導(dǎo)教師和學(xué)生的登錄行為在整個學(xué)期都趨于同步，而責(zé)任教師和學(xué)生登錄行為只在學(xué)期初期趨于同步，反映出整個教學(xué)過程中缺少師生互動，影響學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、學(xué)習(xí)動機(jī)以及學(xué)習(xí)獲得感。第三，從資源建設(shè)角度分析，學(xué)生的關(guān)注點(diǎn)主要在形考作業(yè)、課程測驗(yàn)、評分、帖子等，反映出學(xué)生只求成績與結(jié)果的心態(tài)，無法充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)能動性，難以充分落實(shí)教學(xué)過程、構(gòu)建優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源。

綜合以上結(jié)論提出以下建議：第一，學(xué)習(xí)跟蹤、定期形考、分時評閱?；趪_學(xué)習(xí)網(wǎng)的教學(xué)設(shè)計，學(xué)習(xí)活動設(shè)置成定期跟蹤， 形考作業(yè)設(shè)置成分時間段形考，評閱工作也進(jìn)行相應(yīng)的分時段，落實(shí)教學(xué)過程，提高學(xué)生知識理論水平和解決實(shí)際問題的能力。第二，將師生互動量化，完善師生評價體系。目前，湖北電大國開學(xué)習(xí)網(wǎng)行為數(shù)據(jù)在全國位居前列，但仍存在教師開放教育研究投入不夠、學(xué)生學(xué)習(xí)投入時間偏低的問題。對于老師，師生互動體現(xiàn)在帖子的最高有效跟帖數(shù)(教師的帖子后學(xué)生的最高有效跟帖)；對于學(xué)生，需要建立平時學(xué)習(xí)行為成績評價體系，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的滿足感和成就感。第三，合理設(shè)計國開學(xué)習(xí)網(wǎng)資源。責(zé)任教師需要對照課程標(biāo)準(zhǔn)，鉆研信息化教學(xué)，研發(fā)開放教育新模式，讓學(xué)生有趣學(xué)習(xí)、學(xué)有所得。另外，教師還需結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，合理設(shè)計課程界面，給學(xué)生更友好的交互體驗(yàn)。

本研究利用可視化的分析方法，以促進(jìn)師生教學(xué)行為為手段，最終達(dá)到落實(shí)教學(xué)過程、提高教學(xué)效果的根本目的。通過擴(kuò)大行為數(shù)據(jù)規(guī)模，進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘獲得更具有代表性的行為特點(diǎn)，有助于學(xué)生培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)行為、習(xí)慣和反思，有助于教師的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)方法更具精準(zhǔn)性和趣味性，也能為廣大的遠(yuǎn)程教育工作者今后的研究提供新的視角。