學(xué)習(xí)分析視域下開放教育學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)干預(yù)效果研究

齊 悅，王溢琴

（1.太原開放大學(xué)，太原 030024；2.晉中學(xué)院，山西 晉中 030619）

一、引言

作為成人教育的主要力量，國家開放大學(xué)特別注重教學(xué)質(zhì)量的提高?！秶议_放大學(xué)關(guān)于提高教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見》中“挖掘教與學(xué)過程中積累的大數(shù)據(jù)價值，為教學(xué)評價提供全過程支持，為提升個性化學(xué)習(xí)支持服務(wù)和教學(xué)改革提供依據(jù)”，就是通過對Moodle 教學(xué)平臺中學(xué)習(xí)者的數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，提出合理的分析模型，對教師、輔導(dǎo)員或?qū)W習(xí)者進(jìn)行預(yù)警，并及時進(jìn)行教學(xué)干預(yù)以提高成人教育教學(xué)質(zhì)量。

學(xué)習(xí)分析領(lǐng)域?qū)＜褿eorge Siements教授認(rèn)為，學(xué)習(xí)分析［1］是收集學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，通過分析模型來發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)規(guī)律及其影響因素，實現(xiàn)學(xué)習(xí)過程評價、學(xué)習(xí)成效預(yù)測、學(xué)習(xí)過程干預(yù)等。新媒體聯(lián)盟地平線報告［2］（高等教育2018 版）認(rèn)為，學(xué)習(xí)分析技術(shù)為高等教育中個性化學(xué)習(xí)提供了可能。國內(nèi)外眾多研究者將學(xué)習(xí)分析技術(shù)與教學(xué)實踐相結(jié)合，如馬婧等［3］構(gòu)建概念框架，建立師生間的行為關(guān)系模型，基于學(xué)習(xí)分析技術(shù)對高校師生的在線教學(xué)行為進(jìn)行實證研究，揭示學(xué)生在線學(xué)習(xí)過程中教師的重要作用；舒忠梅等［4］采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)建立學(xué)生投入模型，分析影響學(xué)生投入的相關(guān)因素，依據(jù)學(xué)習(xí)行為進(jìn)行分類研究，對探明學(xué)習(xí)規(guī)律的發(fā)展趨勢提供了參考依據(jù)；宗陽等［5］構(gòu)建了學(xué)習(xí)行為指標(biāo)體系，應(yīng)用邏輯回歸方法對平臺中的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，就在線學(xué)習(xí)行為對學(xué)習(xí)成績的影響進(jìn)行了深入探討，研究得出提交作業(yè)與測試是成績預(yù)測的關(guān)鍵指標(biāo)；郁曉華等［6］構(gòu)建了基于學(xué)習(xí)分析的數(shù)字化課堂互動優(yōu)化框架，以加強(qiáng)課堂教學(xué)與信息化技術(shù)的深度融合為指導(dǎo)思想，來促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的發(fā)生，助力數(shù)字化課堂的建設(shè)發(fā)展；馮廣等［7］構(gòu)建淺層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型SNN，使用共軛梯度優(yōu)化算法初始化權(quán)重值，將學(xué)習(xí)行為特征數(shù)據(jù)送入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行特征學(xué)習(xí)，最終應(yīng)用訓(xùn)練好的模型進(jìn)行成績預(yù)測；當(dāng)然也有學(xué)者［8-9］使用決策樹、樸素貝葉斯、支持向量機(jī)、隨機(jī)森林等多種算法在預(yù)測準(zhǔn)確率方面不斷提升。綜上可知，學(xué)習(xí)分析技術(shù)以其獨特的視角和分析方式，為現(xiàn)代在線教育的發(fā)展注入了新活力。

二、開放教育學(xué)習(xí)者畫像模型及干預(yù)策略

（一）開放教育學(xué)習(xí)者特點

開放教育的學(xué)習(xí)者是成人，與傳統(tǒng)意義上的學(xué)生相比，他們有著鮮明的個體特征，如擔(dān)負(fù)著眾多的社會角色、工學(xué)矛盾突出、學(xué)習(xí)目的各異、基礎(chǔ)知識儲備差別大等，因此開放大學(xué)的教育教學(xué)也有自身的特點：

1.教學(xué)的高度靈活性。開放教育教學(xué)的靈活性體現(xiàn)在空間和時間上，學(xué)習(xí)者可根據(jù)自己的實際情況在任何地點、任何時間進(jìn)行線上學(xué)習(xí)。教師盡量依據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)進(jìn)度，靈活安排學(xué)習(xí)任務(wù)。

2.學(xué)習(xí)者具有較高的主動性。開放教育強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的自主性，學(xué)習(xí)者通過自主選課、自主學(xué)習(xí)、自主完成教學(xué)評估等方式，靈活控制自身的學(xué)習(xí)進(jìn)程與學(xué)習(xí)成果。

3.積極調(diào)動學(xué)習(xí)者的交互性。由于開放教育主要以線上學(xué)習(xí)為主，學(xué)習(xí)者之間、學(xué)習(xí)者與輔導(dǎo)教師及管理人員等的溝通主要通過微信、QQ等通信軟件進(jìn)行，因此為了更好地考查學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)成果，教師需引導(dǎo)并建立學(xué)習(xí)者之間、學(xué)習(xí)者與資源間的交互軌跡，構(gòu)建起線上資源共享網(wǎng)和數(shù)字化的人際關(guān)系網(wǎng)，使得學(xué)習(xí)者在一個民主化、多元化、參與化的環(huán)境中進(jìn)行學(xué)習(xí)，避免產(chǎn)生孤獨感，從而幫助他們更好地完成學(xué)業(yè)。

當(dāng)然開放教育也面臨著一系列挑戰(zhàn)，其中最主要的就是工學(xué)矛盾突出，［10］學(xué)習(xí)時間無法保證，導(dǎo)致高輟學(xué)率；再者成人學(xué)習(xí)者有眾多的社會角色，非常容易受工作、家庭、環(huán)境等各種因素的影響，加之自我約束不足，致使學(xué)習(xí)效果不理想。因此開放教育更應(yīng)引入學(xué)習(xí)分析技術(shù)，尤其是后疫情時代，學(xué)習(xí)分析技術(shù)已成為高等教育改革的關(guān)鍵推動力，［11］通過對學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)的深度挖掘和分析，找出潛在的學(xué)習(xí)風(fēng)險，及時對學(xué)習(xí)者進(jìn)行預(yù)警與干預(yù)，避免高輟學(xué)現(xiàn)象發(fā)生，進(jìn)而提高整體的學(xué)習(xí)水平和質(zhì)量。

（二）開放教育學(xué)習(xí)者的多維度畫像模型

隨著在線學(xué)習(xí)活動形式的多樣化，形成的數(shù)據(jù)種類也愈加豐富，研究者逐漸從關(guān)注某方面特征開始向多維度轉(zhuǎn)變，如肖君等［12］從學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)風(fēng)格偏好、學(xué)習(xí)者類型、自身屬性和知識點興趣等多方面來描述；黃瑤［13］從外顯的操作行為、問題解決行為，內(nèi)隱的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)動機(jī)、信息獲取能力等維度來分析，并闡明哪些行為會對學(xué)習(xí)效果產(chǎn)生重要影響。在借鑒上述研究成果的基礎(chǔ)上，依據(jù)Moodle 平臺中學(xué)習(xí)者行為數(shù)據(jù)，從四個維度構(gòu)建出開放教育學(xué)習(xí)者的畫像模型。（見圖1）

圖1 開放教育學(xué)習(xí)者的畫像模型

學(xué)習(xí)分析技術(shù)在高等教育教學(xué)過程中的應(yīng)用主要包括對網(wǎng)絡(luò)平臺中相關(guān)數(shù)據(jù)的收集、處理和分析。本文在數(shù)據(jù)收集階段，主要采集外顯行為數(shù)據(jù)（如簽到、學(xué)習(xí)時間段、提交作業(yè)、發(fā)帖、章節(jié)測驗等）、內(nèi)容數(shù)據(jù)（提取音視頻中的內(nèi)容）、內(nèi)隱數(shù)據(jù)（認(rèn)知水平、知識建構(gòu)層級、學(xué)習(xí)行為序列等）；在數(shù)據(jù)處理階段采用特定的方法完成數(shù)據(jù)清洗、過濾、轉(zhuǎn)換與整合等，如為了獲取某學(xué)習(xí)者的行為序列模式，需要編碼該學(xué)習(xí)者的行為特征，統(tǒng)計出各行為間的轉(zhuǎn)換頻率，形成特定的數(shù)據(jù)庫，并采用滯后序列分析法LSA 找出該學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為序列；在數(shù)據(jù)分析階段，依據(jù)學(xué)習(xí)進(jìn)度從外顯行為模式、知識建構(gòu)水平、學(xué)業(yè)績效預(yù)警等方面可視化呈現(xiàn)學(xué)習(xí)過程，一方面能使學(xué)習(xí)者了解自身學(xué)習(xí)狀況，及時調(diào)整學(xué)習(xí)策略，另一方面可為教育從業(yè)者評估教學(xué)質(zhì)量、改進(jìn)教學(xué)效果提供數(shù)據(jù)支撐。

（三）基于學(xué)習(xí)分析技術(shù)的干預(yù)策略

在開放教育中，學(xué)習(xí)分析技術(shù)被廣泛應(yīng)用于學(xué)習(xí)過程的診斷分析與干預(yù)研究，［14］教育從業(yè)者使用該方法可以更好地掌握學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)規(guī)律，理解學(xué)習(xí)過程，并對有學(xué)習(xí)風(fēng)險的學(xué)習(xí)者及時進(jìn)行干預(yù)，幫助學(xué)習(xí)者達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

學(xué)習(xí)干預(yù)通常是指教育從業(yè)者使用特定的方法和技術(shù)對學(xué)習(xí)者進(jìn)行優(yōu)化的學(xué)習(xí)過程。學(xué)習(xí)分析技術(shù)可幫助教育從業(yè)者更好地了解學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)過程，從而為干預(yù)和教學(xué)提供更好的支持。針對開放教育學(xué)習(xí)者的畫像模型，采用學(xué)習(xí)分析技術(shù)，診斷分析各個維度下的學(xué)習(xí)狀態(tài)，篩選出有學(xué)習(xí)困難的群體或個人，從教育者、個人和學(xué)校三方面選擇不同的干預(yù)方案，具體有：

1.教育者應(yīng)對策略

⑴教師通過畫像平臺查看學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為序列，對有風(fēng)險的學(xué)習(xí)者實施梯度教學(xué)、靈活授課，并與他們積極溝通，激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)與興趣，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者產(chǎn)生正確的行為序列，避免造成學(xué)業(yè)挫折、輟學(xué)現(xiàn)象發(fā)生。

（2）輔導(dǎo)員做好支持服務(wù)工作，幫助他們制定學(xué)習(xí)計劃，教會他們利用網(wǎng)絡(luò)獲取高質(zhì)量的教學(xué)資源，關(guān)注學(xué)習(xí)動態(tài)，做好跟蹤回訪工作，減少學(xué)習(xí)者的認(rèn)知壓力，打消他們的疑慮和擔(dān)憂。

（3）教育從業(yè)者的意識轉(zhuǎn)變。開放教育的本質(zhì)是為學(xué)習(xí)者提供教育服務(wù)產(chǎn)品，教師和輔導(dǎo)員、管理人員都應(yīng)對此有充分的認(rèn)識，增加對學(xué)習(xí)者的情感關(guān)懷，為他們提供一個良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。

2.學(xué)習(xí)者應(yīng)對策略

（1）提高認(rèn)識，端正態(tài)度。開放教育學(xué)習(xí)者應(yīng)充分認(rèn)識到當(dāng)前學(xué)習(xí)對自我完善、實現(xiàn)自我價值的重要性，在學(xué)習(xí)過程中端正學(xué)習(xí)態(tài)度，清楚地意識到學(xué)習(xí)對自身素質(zhì)提高的意義，而非僅僅為了應(yīng)對考試或獲取文憑。

（2）方法得當(dāng)，目標(biāo)明確。學(xué)習(xí)者要有一個明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)和計劃安排，運(yùn)用現(xiàn)有的條件，選擇恰當(dāng)?shù)姆椒?，統(tǒng)籌安排，通過個人努力不斷向目標(biāo)邁進(jìn)，提高個人的學(xué)習(xí)認(rèn)知。

（3）激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)，正確歸因。學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中會面臨諸多困難，這都是正?，F(xiàn)象，需要他們正視問題的根源，找出解決辦法，從成功中提高自我效能感，激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)，高效完成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

3.學(xué)校應(yīng)對策略

（1）完善制度體系。開放教育學(xué)習(xí)者由于工作、家庭、學(xué)習(xí)困難等因素，學(xué)校有必要建立有效合理的“復(fù)學(xué)機(jī)制”；在課程體系設(shè)置中，推行“免修”課程，與某些權(quán)威證書進(jìn)行學(xué)分置換；成立專門的學(xué)習(xí)支持服務(wù)部門，利用畫像實時監(jiān)控有潛在流失傾向的學(xué)習(xí)者，利用多種方式對之進(jìn)行干預(yù)，解決他們在學(xué)習(xí)過程中遇到的困難。

（2）建立彈性教學(xué)模式。開放教育學(xué)習(xí)者身心相對成熟，學(xué)習(xí)基礎(chǔ)既成定勢，因就業(yè)和生活的雙重壓力，整段的學(xué)習(xí)時間難以保證，但有一定的碎片時間。若學(xué)校能安排可選的上課時間段，若教師能利用好學(xué)習(xí)者的碎片時間（路途時間、工間時間、休息時間等），通過一定手段實施分時教學(xué)，則更符合開放教育教學(xué)的實際狀況。

三、干預(yù)策略實施結(jié)果分析

（一）研究對象與樣本選取

以太原開放大學(xué)計算機(jī)專業(yè)的學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)為研究對象，該專業(yè)編程類課程難度較大，往往會出現(xiàn)學(xué)習(xí)效果不佳的情況。基于此，通過學(xué)習(xí)分析技術(shù)針對性地開展學(xué)習(xí)過程診斷分析，并及時進(jìn)行教學(xué)干預(yù)。

為確保研究的可靠性和準(zhǔn)確性，特別注意樣本的選取問題。首先采用隨機(jī)抽樣法，從2021 屆計算機(jī)專業(yè)學(xué)習(xí)者中隨機(jī)抽取1 000 多名學(xué)習(xí)者，其中40%為?？茖W(xué)生，60%為本科生；其次確定干預(yù)范圍，對1 000 多名學(xué)習(xí)者進(jìn)行分析，包括外顯行為模式（如是否按時完成章節(jié)測試、參與互動、提交作業(yè)等行為）、內(nèi)隱的認(rèn)知水平（依據(jù)《在線學(xué)習(xí)行為與認(rèn)知水平間的關(guān)聯(lián)分析》［15］研究成果，評價學(xué)習(xí)者的認(rèn)知水平）、知識建構(gòu)水平、學(xué)習(xí)行為序列，篩選出學(xué)習(xí)效果不佳的300 多名學(xué)習(xí)者；最后依據(jù)抽樣結(jié)果，設(shè)置了實驗組和對比組，對實驗小組的150多名學(xué)習(xí)者實施干預(yù)，教師、輔導(dǎo)員選用多種方法（如資源推薦、發(fā)送消息、單獨聯(lián)系、上門走訪等方式），與學(xué)習(xí)者溝通交流，了解產(chǎn)生學(xué)習(xí)困難的原因，并給予多方面的幫助，提升其學(xué)習(xí)質(zhì)量，助力他們順利完成學(xué)業(yè)。

樣本選取過程中還特別注重倫理問題，強(qiáng)調(diào)保護(hù)學(xué)習(xí)者的隱私，保證研究的合法合規(guī)性。同時，為了避免實驗組學(xué)習(xí)者受到過多打擾，還特別制定了一系列研究標(biāo)準(zhǔn)和流程，以確保實驗順利進(jìn)行。

（二）干預(yù)前后結(jié)果分析

從Moodle平臺中直接對比兩個小組外顯行為的部分?jǐn)?shù)據(jù)，可初步判斷干預(yù)方案的實施對學(xué)習(xí)者產(chǎn)生的影響。（見表1）

表1 開課中期學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)對比統(tǒng)計情況

所采用的干預(yù)方法主要有平臺提醒、同伴互助、發(fā)送信息、個別溝通等。由表1 可看出，干預(yù)后實驗組的整體外顯學(xué)習(xí)行為都高于對比組，如發(fā)布帖子和回復(fù)同伴帖子行為增幅較大，表明通過實施干預(yù)有效地促進(jìn)了學(xué)習(xí)者的主動學(xué)習(xí)行為，促進(jìn)學(xué)習(xí)者間的交流與互動。

本研究還考查了學(xué)習(xí)者內(nèi)隱的認(rèn)知水平和知識建構(gòu)層級。依據(jù)教育目標(biāo)認(rèn)知分類學(xué)中的知道、理解、應(yīng)用、分析、評價及創(chuàng)新六個層級，對兩組學(xué)習(xí)者的認(rèn)知水平進(jìn)行分析比較。（見圖2）

圖2 認(rèn)知水平對比效果圖

由圖2 可看出，實驗組的學(xué)習(xí)者認(rèn)知水平較高，如在應(yīng)用層級比對比組高16.7%，分析層級高2%，而對比組的認(rèn)知水平較低，沒有出現(xiàn)高層級的認(rèn)知，大部分學(xué)習(xí)者集中在知道、理解和應(yīng)用層級。實驗結(jié)果表明干預(yù)后學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)質(zhì)量得以提升。

依據(jù)Gunawardena 的建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的線索解析模型，將知識建構(gòu)層級劃分成理解主題信息P1、提出質(zhì)疑P2、形成個人觀點P3、構(gòu)建新觀點P4、運(yùn)用新知識P5 和無關(guān)內(nèi)容P6 共六個階段，在GSEG 環(huán)境下生成殘差表，并繪制出兩個小組學(xué)習(xí)者的行為轉(zhuǎn)換圖。（見圖3）

圖3 認(rèn)知建構(gòu)層級演變實驗對比圖

由圖3 可知，對比組中44.3%的學(xué)習(xí)者在P1“理解主題信息”階段，23.3%的學(xué)習(xí)者在P2“提出質(zhì)疑”階段；雖然學(xué)習(xí)者間有交互，但大部分交互是無關(guān)話題的討論，缺乏有深度的探討，因此該組知識建構(gòu)水平較低。隨著干預(yù)的實施，實驗組的學(xué)習(xí)者在交流討論時會對某些觀點提出質(zhì)疑，并進(jìn)行深入探討（P2→P3），對原有觀點更自信（P3→P3），部分學(xué)習(xí)者會融入自身的觀點，最終重構(gòu)自身知識體系（P3→P4），極少部分學(xué)習(xí)者向深層階段建構(gòu)（P4→P5），整體上看實驗組中的學(xué)習(xí)水平進(jìn)入較高階段。

通過發(fā)放調(diào)查問卷，本研究還考察了學(xué)習(xí)者的自我效能感和對干預(yù)方案的接受程度，共發(fā)放問卷150份，回收145份，有效回收率為96.7%。（見表2）

由表2可看出，實驗組的學(xué)習(xí)者認(rèn)為及時地干預(yù)能幫助他們更好地掌握知識內(nèi)容，提升學(xué)習(xí)的積極主動性，從而不斷提高學(xué)習(xí)效率和成績，進(jìn)而提升自身的獲得感。

綜上所述，借助學(xué)習(xí)分析技術(shù)開展學(xué)習(xí)干預(yù)，可以及時解決學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的問題，提升教學(xué)質(zhì)量。各項實驗結(jié)果也表明干預(yù)策略的實施可督促學(xué)習(xí)者更好地完成學(xué)習(xí)任務(wù)，尤其是在外顯行為的表現(xiàn)上更積極主動，為順利達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)起到重要的保障作用；同時與學(xué)習(xí)者交流互動，也是學(xué)習(xí)支持服務(wù)的一種體現(xiàn)，可引導(dǎo)他們產(chǎn)生正向的學(xué)業(yè)情緒和積極的學(xué)習(xí)動機(jī)，激勵學(xué)習(xí)者高質(zhì)量地完成學(xué)業(yè)。

四、結(jié)論與啟示

基于學(xué)習(xí)分析技術(shù)對開放教育學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行干預(yù)，采用問卷調(diào)查和實驗研究相結(jié)合的方法，對干預(yù)的效果進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明，在使用干預(yù)方案后，學(xué)習(xí)者能夠更加清晰地認(rèn)識到自己的學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)狀態(tài)，培養(yǎng)起更加有針對性和有效的學(xué)習(xí)策略，同時也提高了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)成績和學(xué)習(xí)滿意度。研究結(jié)果對提高開放教育的質(zhì)量和效果具有重要的意義。

表2 調(diào)查問卷統(tǒng)計表

此外，還可以在干預(yù)結(jié)果的基礎(chǔ)上，進(jìn)行教學(xué)策略的優(yōu)化，如針對學(xué)習(xí)者的不同學(xué)習(xí)風(fēng)格和能力，制定出差異化的教學(xué)計劃和教學(xué)策略，為學(xué)習(xí)者推薦個性化的學(xué)習(xí)資源等。雖然本次研究在一定程度上驗證了學(xué)習(xí)干預(yù)的有效性，但由于學(xué)習(xí)活動過程的復(fù)雜性、課程的差異性、開放教育學(xué)習(xí)者的多樣性等客觀因素的存在，在未來的研究中仍需修改與完善，有待在更多的課程中進(jìn)一步驗證。