基于MOOCs大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)分析與干預(yù)策略的研究

康迎曦 唐北平

◆摘? 要：隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，近幾年MOOCs（ Massive Open On line Course）在國內(nèi)外呈風(fēng)起云涌之勢(shì)。本文通過對(duì)MOOCs大數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)分析和干預(yù)策略的研究，依據(jù)在線學(xué)習(xí)者不同的知識(shí)背景、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)風(fēng)格和學(xué)習(xí)能力等個(gè)體差異，構(gòu)建不同的學(xué)習(xí)模式，為學(xué)習(xí)者提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)建議、學(xué)習(xí)資料和推薦課程，從而提高學(xué)習(xí)者的在線學(xué)習(xí)效率，進(jìn)一步完善在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)。

◆關(guān)鍵詞：MOOCs大數(shù)據(jù);學(xué)習(xí)分析;干預(yù)策略

一、引言

大規(guī)模在線開放課程MOOCs（ Massive Open On line Course）是基于課程和教學(xué)、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通訊技術(shù)發(fā)展起來在線學(xué)習(xí)模式，國內(nèi)外發(fā)展迅速。但這種在線學(xué)習(xí)模式也存在著一些問題，如在線學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率較低、教師不能及時(shí)進(jìn)行輔導(dǎo)、個(gè)性化教學(xué)內(nèi)容少、在線學(xué)習(xí)的監(jiān)管和評(píng)價(jià)不及時(shí)等。通過分析MOOCs大數(shù)據(jù)，研究學(xué)習(xí)者的在線學(xué)習(xí)效果，對(duì)學(xué)習(xí)行為進(jìn)行分析和干預(yù)，對(duì)推動(dòng)教育信息測(cè)量和學(xué)習(xí)分析的發(fā)展，提高在線學(xué)習(xí)質(zhì)量的有著重要的研究?jī)r(jià)值和意義。

二、MOOCs大數(shù)據(jù)

1.MOOCs大數(shù)據(jù)的概念和特點(diǎn)

在使用MOOCs學(xué)習(xí)的過程中，大量的學(xué)習(xí)者和眾多的教學(xué)資源積累了數(shù)量巨大的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)。大規(guī)模在線課程學(xué)習(xí)者的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)實(shí)體課堂，有上萬人，甚至幾十萬人;這些大數(shù)據(jù)都是在學(xué)習(xí)過程中自然產(chǎn)生的，是即時(shí)數(shù)據(jù)，而不是事后搜集和積累的，所以大數(shù)據(jù)的類型非常豐富詳盡。與傳統(tǒng)的教育數(shù)據(jù)相比，MOOCs大數(shù)據(jù)具有更強(qiáng)的實(shí)時(shí)性、多樣性、全面性和潛在價(jià)值大等特點(diǎn)。

2.研究MOOCs大數(shù)據(jù)的重要性

海量的MOOCs學(xué)習(xí)者在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上產(chǎn)生了超大規(guī)模、種類繁多的數(shù)據(jù)，其中包括：MOOC的教學(xué)資源、學(xué)習(xí)者情況、作業(yè)測(cè)驗(yàn)、學(xué)習(xí)過程記錄等直接數(shù)據(jù)，還有貼吧、博客等社交網(wǎng)絡(luò)上對(duì)MOOC討論以及網(wǎng)絡(luò)鏈接和網(wǎng)絡(luò)搜索等間接數(shù)據(jù)。對(duì)超大規(guī)模的復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，能給MOOC的發(fā)展帶來促進(jìn)作用。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）分析學(xué)習(xí)行為。利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，采集學(xué)習(xí)者在MOOC平臺(tái)的學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)情況使用感受和教學(xué)反饋等信息。這些碎片化信息都反映出了學(xué)習(xí)者的行為和情感，收集和分析MOOC大數(shù)據(jù)對(duì)教師和管理者非常重要，他們可以根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，利用教育學(xué)、心理學(xué)和專業(yè)知識(shí)改進(jìn)教學(xué)方法、設(shè)計(jì)新課程和更新平臺(tái)應(yīng)用等促進(jìn)MOOC平臺(tái)的發(fā)展。

（2）進(jìn)行學(xué)習(xí)推薦。通過超強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，對(duì)學(xué)習(xí)者的課程學(xué)習(xí)進(jìn)度快慢、作業(yè)和測(cè)驗(yàn)成績(jī)、論壇的積極性、發(fā)表言論與關(guān)注對(duì)象等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。系統(tǒng)就可以追蹤學(xué)習(xí)者的興趣愛好、課程學(xué)習(xí)情況、學(xué)習(xí)能力及風(fēng)格等行為特點(diǎn)進(jìn)行分析與預(yù)測(cè)，主動(dòng)向?qū)W習(xí)者推薦合適的課程內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法和志同道合的學(xué)習(xí)伙伴，為每個(gè)學(xué)習(xí)者創(chuàng)建適合自己的個(gè)性化學(xué)習(xí)環(huán)境。

（3）進(jìn)行課程調(diào)整。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)搜集和分析反饋數(shù)據(jù)，可以幫助主講教師、助教以及技術(shù)人員對(duì)課程的內(nèi)容選擇、重點(diǎn)難點(diǎn)講解、內(nèi)容安排順序、時(shí)間片段長(zhǎng)度等作出預(yù)測(cè)，對(duì)課程內(nèi)容安排作出合理調(diào)整。

3.研究MOOCs大數(shù)據(jù)的關(guān)鍵問題

學(xué)習(xí)者的交互學(xué)習(xí)、群體學(xué)習(xí)和個(gè)性化學(xué)習(xí)問題;課程的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)、知識(shí)點(diǎn)搜索與關(guān)聯(lián)以及知識(shí)點(diǎn)與作業(yè)的關(guān)聯(lián)問題;教師的教學(xué)過程管理、作業(yè)互評(píng)、交互式課程安排和課程信息推薦等問題，具體情況如圖1所示。

三、學(xué)習(xí)分析與干預(yù)策略的研究

1.學(xué)習(xí)分析與干預(yù)在MOOCs中的必要性

學(xué)習(xí)分析和干預(yù)是一個(gè)新興的研究領(lǐng)域，它關(guān)注的是學(xué)習(xí)過程與學(xué)習(xí)環(huán)境大數(shù)據(jù)的處理，在線學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)理論的發(fā)展以及在線數(shù)據(jù)使用中存在的問題。通過數(shù)據(jù)挖掘和分析在線學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，了解學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)情況并及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)中存在的問題，以此對(duì)學(xué)習(xí)者發(fā)出提示或警告，從而督促、引導(dǎo)學(xué)習(xí)者順利完成在線學(xué)業(yè)。

2.MOOCs學(xué)習(xí)分析的數(shù)據(jù)

MOOCs學(xué)習(xí)分析的主要數(shù)據(jù)有：學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)風(fēng)格和學(xué)習(xí)態(tài)度;學(xué)習(xí)行為，例如：平臺(tái)訪問次數(shù)、在線學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)、下載次數(shù)、作業(yè)次數(shù)和訪問網(wǎng)站等;交互數(shù)據(jù)，例如：學(xué)習(xí)互動(dòng)次數(shù)、互動(dòng)內(nèi)容、發(fā)帖次數(shù)等;表現(xiàn)數(shù)據(jù)，例如：測(cè)驗(yàn)成績(jī)、班級(jí)排名、是否進(jìn)步等;情感數(shù)據(jù)，例如：學(xué)習(xí)愛好、朋友圈等，具體情況如圖2所示。

3.學(xué)習(xí)干預(yù)策略的研究

對(duì)MOOCs大數(shù)據(jù)進(jìn)行了數(shù)據(jù)挖掘和學(xué)習(xí)分析后，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)基于數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析、狀態(tài)評(píng)估、預(yù)警干預(yù)的四步學(xué)習(xí)預(yù)警系統(tǒng)，如圖3所示。該系統(tǒng)能對(duì)學(xué)習(xí)者的知識(shí)、行為、情緒三方面所處的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，并進(jìn)行積極干預(yù)，提出合理化的干預(yù)策略，

四、應(yīng)用實(shí)例

1.學(xué)習(xí)分析和干預(yù)模型的建立

我們以中國大學(xué)MOOC課程《電路分析》為例，對(duì)學(xué)習(xí)者的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和統(tǒng)計(jì)，對(duì)學(xué)習(xí)狀態(tài)進(jìn)行分析，并進(jìn)行有效干預(yù)，學(xué)習(xí)分析與干預(yù)模型如圖4所示。

2.學(xué)習(xí)分析和干預(yù)效果總結(jié)

研究結(jié)果證明，通過分析學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)的學(xué)習(xí)效果比較準(zhǔn)確，學(xué)習(xí)效果基本是學(xué)習(xí)行為的最終體現(xiàn)，受學(xué)習(xí)者的教育背景、學(xué)習(xí)目的、學(xué)習(xí)投入、情感等多方面的影響。通過一定的學(xué)習(xí)干預(yù)后，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果、考試通過率都有所提高。

五、結(jié)束語

在互聯(lián)網(wǎng)+和大數(shù)據(jù)時(shí)代，追求個(gè)性化學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者共同目標(biāo)。在MOOCs大數(shù)據(jù)支持下進(jìn)行的在線學(xué)習(xí)分析和干預(yù)，既可以提高廣大在線學(xué)習(xí)者個(gè)性化學(xué)習(xí)的績(jī)效;又能促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、數(shù)字化教育、智能學(xué)習(xí)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)雙贏的局面[7]。但目前我國的教育大數(shù)據(jù)研究和學(xué)習(xí)分析仍然處在起步階段，要實(shí)現(xiàn)這一系列的數(shù)據(jù)采集和分析，學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)和干預(yù)還面臨著技術(shù)水平、資金投入等方面的挑戰(zhàn)，更需要廣大教育工作者全方位的努力。

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