何宏 劉洞波 王寧

摘 要 隨著SPOC課程類型的在線學(xué)習(xí)形式的快速發(fā)展，在線平臺記錄了大量的學(xué)生學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，對在線行為數(shù)據(jù)的研究成為熱門的研究課題。本文通過湖南工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺中的“C語言程序設(shè)計”課程學(xué)生學(xué)習(xí)在線行為數(shù)據(jù)，與學(xué)生課程期末考試成績進行統(tǒng)計與關(guān)聯(lián)分析，挖掘記錄數(shù)據(jù)后面有價值的知識和規(guī)律，并從教師、學(xué)生和系統(tǒng)平臺的角度分析存在的問題，可推進SPOC教學(xué)模式的發(fā)展，促進高校教學(xué)質(zhì)量的提高。

關(guān)鍵詞 SPOC平臺 在線學(xué)習(xí)行為 關(guān)聯(lián)分析

中圖分類號：G642文獻標識碼：A

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等的普及和深入，教育信息化得到進一步發(fā)展，在線學(xué)習(xí)得到快速發(fā)展。2013年，美國哈佛大學(xué)等全球名?？缭組OOC（Massive Open Online Course大規(guī)模在線課程），使用SPOC（Small Private Online Course小規(guī)模限制性在線課程）課程類型。SPOC平臺中記錄了大量的實時、在線數(shù)據(jù)，而如何利用這些大數(shù)據(jù)進行挖掘和分析學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，為教師教學(xué)決策、網(wǎng)絡(luò)課程評估和構(gòu)建學(xué)生學(xué)習(xí)自適應(yīng)和個性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)等方面有重要的研究價值。

本文所研究的基于SPOC平臺的在線學(xué)習(xí)行為關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)源是湖南工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺和計算機程序大賽（ACM）的Onlie Judge系統(tǒng)中的《C語言程序設(shè)計》課程各個學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的真實在線學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)。包括學(xué)生登錄的次數(shù)、登錄的時間段、學(xué)習(xí)各種資源的時間長度、作業(yè)的分數(shù)和章節(jié)測試成績。對真實數(shù)據(jù)作關(guān)聯(lián)分析，可以使教師更好的了解學(xué)生的學(xué)習(xí)行為特征，對學(xué)生在線學(xué)習(xí)和SPOC平臺的網(wǎng)絡(luò)課程全面進行評估，開發(fā)學(xué)生自適應(yīng)和個性化相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)課程，推進信息化教學(xué)的發(fā)展，提高高校教學(xué)質(zhì)量。

1在線學(xué)習(xí)行為分析

在線學(xué)習(xí)行為分析主要基于SPOC平臺對師生學(xué)習(xí)過程的記錄數(shù)據(jù)，針對行為主體（教師、學(xué)生）的行為方式（登錄、瀏覽資源、觀看視頻、發(fā)帖、做練習(xí)、測試）、行為客體（各類資源、網(wǎng)絡(luò)課程模塊）的被使用情況以及行為發(fā)生時間進行統(tǒng)計、可視化和各類挖掘，并結(jié)合師生的人口特征數(shù)據(jù)對影響在線學(xué)習(xí)行為的因素進行挖掘。

從已有的研究來看，不少研究者利用各種數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對在線學(xué)習(xí)行為領(lǐng)域作了各種深入的研究。孫笑微利用利用統(tǒng)計分析方法對在線行為特點及其影響因素作了分析。郭欣悅構(gòu)建MOOC多元化學(xué)習(xí)行為框架，對學(xué)習(xí)行為進行了分析。陳晉音等用數(shù)據(jù)挖掘方法對在線學(xué)習(xí)行為進行了分析，并按行為特征進行了個性化推薦。蔣卓軒等對MOOC記錄數(shù)據(jù)作了分析并對學(xué)習(xí)者成績進行了預(yù)測。

2在線學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析

本文選取湖南工程學(xué)院計算機與通信學(xué)院的專業(yè)必修課“C語言程序設(shè)計”作為研究對象?！癈語言程序設(shè)計”是湖南工程學(xué)院計算機與通信學(xué)院各專業(yè)本科生大一分兩學(xué)期開設(shè)的一門專業(yè)必修課程。該課程是學(xué)校網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)之一，專門開發(fā)課程配套相關(guān)文檔教材和微課視頻等，并且搭建了ACM的OJ平臺輔助學(xué)習(xí)練習(xí)和提升程序設(shè)計能力。以2018至2019秋季為例，開課時間為學(xué)校第6周到第19周（含考試周），實際94天。選取學(xué)院軟件工程專業(yè)18級71名學(xué)生（男生56人，女生15人）為研究樣本，通過收集湖南工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺記錄的這些學(xué)生行為記錄和基本信息來開展在線學(xué)習(xí)行為的關(guān)聯(lián)分析研究。

通過收集網(wǎng)絡(luò)課程平臺記錄的后臺日志數(shù)據(jù)和OJ平臺記錄的4次學(xué)院統(tǒng)一章節(jié)測試數(shù)據(jù)，可得到學(xué)生登錄的基本信息，如表1所示。

下面以平臺記錄的學(xué)生登錄時長、學(xué)生登錄次數(shù)、學(xué)生作業(yè)成績和學(xué)生章節(jié)測試成績與學(xué)生本學(xué)期期末考試成績作關(guān)聯(lián)分析。

2.1學(xué)生登錄時長與期末考試關(guān)聯(lián)分析

以學(xué)生登錄平臺的時長（主要是觀看微視頻時間）和學(xué)生期末考試成績作數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析，得到表2所示的結(jié)果。

從表2可以看出，網(wǎng)絡(luò)課程中微視頻是任務(wù)點，計入學(xué)生平時成績，總時長為419.2分鐘。研究樣本學(xué)生平均觀看時長為197.7分鐘，平均完成47.2%;最長為600.6分鐘，最短時長為8分鐘，有些學(xué)生多次觀看視頻，有些學(xué)生沒有看視頻;男生平均時長為186.1分鐘，男生平均完成44.4%，女生平均時長為241.1分鐘，女生平均完成57.5%;研究樣本中，登錄時長與期末考試成績相關(guān)系數(shù)為0.124，男生登錄時長與期末考試成績相關(guān)系數(shù)為0.12，女生登錄時長與期末考試成績相關(guān)系數(shù)為0.272。

從統(tǒng)計與關(guān)聯(lián)分析數(shù)據(jù)來看，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺中微視頻對輔助教學(xué)有一定的作用，女生通過網(wǎng)絡(luò)課程平臺能更多的自主學(xué)習(xí)。但數(shù)據(jù)顯示關(guān)聯(lián)系數(shù)較小，需開發(fā)更高質(zhì)量滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)和個性化的網(wǎng)絡(luò)課程資源;學(xué)生在課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)的時間嚴重不足，沒有足夠的時間來完成學(xué)習(xí)任務(wù);從平臺記錄的登錄時間來看，許多學(xué)生都是集中在考前觀看，主要是完成任務(wù)，獲取平時成績，不是自主的學(xué)習(xí)，沒有充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)課程中的教學(xué)資源起到輔助教學(xué)的作用。

2.2學(xué)生登錄次數(shù)與期末考試成績關(guān)聯(lián)分析

收集學(xué)生登錄平臺的次數(shù)與學(xué)生期末考試成績作數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析，得到表3和表4所示的結(jié)果。

從表3和表4可以看出，學(xué)生以移動客戶端方式登錄平臺占比大大高于電腦端方式，月份統(tǒng)計最低71.07%，有時高達100%;學(xué)生平均登錄網(wǎng)絡(luò)課程平臺238.4次，71個學(xué)生在94天時間中平均每天登錄2.54次，最多的登錄466次，最少的只有61次;學(xué)生登錄次數(shù)與學(xué)生期末考試成績相關(guān)系數(shù)為0.153。從學(xué)生登錄網(wǎng)絡(luò)的時間來看，每天8：00到20：00時間段登錄的次數(shù)達14074次，比例為83%。

從統(tǒng)計與數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析來看，網(wǎng)絡(luò)課程平臺采用Web2.0技術(shù)，通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，更大的方便學(xué)生使用移動通信工具隨時隨地學(xué)習(xí)，傳統(tǒng)教學(xué)模式可以與SPOC教學(xué)模式相融合，可以促進課程教學(xué)的提高;從學(xué)生登錄的時段也可以看出，大部分學(xué)生有一個規(guī)律的學(xué)習(xí)，已形成一個良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，任課教師也可根據(jù)學(xué)生登錄的時間段合理安排在網(wǎng)上的答疑和交流的時間。登錄次數(shù)低和相關(guān)系數(shù)小，網(wǎng)絡(luò)平臺資源還缺乏吸引力，資源大眾化，無個性化資源，系統(tǒng)也不能實現(xiàn)智能化推薦功能。

2.3學(xué)生作業(yè)成績與學(xué)生期末考試成績關(guān)聯(lián)分析

收集學(xué)生從平臺提交的6次作業(yè)成績與學(xué)生期末考試成績作關(guān)聯(lián)分析，結(jié)果如表5所示。

從表5可以看出，學(xué)生通過平臺完成相應(yīng)的作業(yè)質(zhì)量是比較高的，作業(yè)平均成績達89.3。學(xué)生作業(yè)成績與學(xué)生期末考試成績相關(guān)系數(shù)達0.312。

從表5的統(tǒng)計與關(guān)聯(lián)分析結(jié)果來看，研究對象“C語言程序設(shè)計”課程，通過平臺和移動客戶端能更方便和更好的使學(xué)生完成作業(yè);作業(yè)與成績相關(guān)系數(shù)高，教學(xué)中課程作業(yè)使之成為教學(xué)中重要一環(huán)，學(xué)生缺乏自主學(xué)習(xí)，作業(yè)檢查成為鞏固課程學(xué)習(xí)的重要手段。

2.4學(xué)生章節(jié)測試成績與學(xué)生期末考試成績關(guān)聯(lián)分析

學(xué)院為了使專業(yè)學(xué)生學(xué)好“C語言程序設(shè)計”這門基礎(chǔ)課程，為專業(yè)的其它課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)，該課程進行相應(yīng)的改革，除正常的教學(xué)外，學(xué)院搭建用于計算機程序設(shè)計大賽（ACM）的Onlin Judge（OJ）訓(xùn)練和測試平臺，開發(fā)大型題庫，配備輔導(dǎo)教師，每周兩晚各三小時安排統(tǒng)一機房用于學(xué)院各專業(yè)一年級學(xué)生程序能力提升訓(xùn)練和測試。收集4次章節(jié)測試成績和學(xué)生期末考試成績，作數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析如表6所示。

從表6可以看出，研究對象“C語言程序設(shè)計”課程通過OJ平臺進行大量的編程訓(xùn)練，訓(xùn)練效果好，章節(jié)測試平均成績達到88.7，最高的每次章節(jié)測試成績?yōu)?00;學(xué)生章節(jié)測試成績與學(xué)生期末考試成績相關(guān)系數(shù)為0.198。

從表6統(tǒng)計、分析的結(jié)果與課程改革實踐來看，“C語言程序設(shè)計”課程通過湖南工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺和OJ平臺這兩個平臺的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，達到了課程改革的目的，提高了教學(xué)質(zhì)量。但學(xué)生期末考試平均成績不高，學(xué)生掌握該課程差距較大，基礎(chǔ)不牢。從學(xué)生方面來看，訓(xùn)練和測試，包括作業(yè)，要自覺認真完成，達到各個環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)的效果，真實體現(xiàn)教學(xué)過程中的一些問題，使之及時反饋給教師，及時調(diào)整教學(xué)。從教師來看，教學(xué)中設(shè)置了訓(xùn)練、測試和作業(yè)這些環(huán)節(jié)，要對學(xué)生及時進行督促檢查，及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生在課程教學(xué)中存在的問題，實時調(diào)整，使學(xué)生能解決學(xué)習(xí)中的問題，達到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

3結(jié)論

本文對湖南工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)課程平臺中的課程之一“C語言程序設(shè)計”學(xué)生學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，包括學(xué)生登錄時長、登錄次數(shù)、作業(yè)成績和章節(jié)測試成績與學(xué)生期末考試成績作了統(tǒng)計與關(guān)聯(lián)分析。從分析結(jié)果來看，學(xué)習(xí)行為各種數(shù)據(jù)都與學(xué)生期末考試成績相關(guān)聯(lián)，網(wǎng)絡(luò)課程提供的網(wǎng)絡(luò)資源和各種教學(xué)環(huán)節(jié)會提升學(xué)生課程成績，促進教學(xué)質(zhì)量的提高。但從教師角度出發(fā)，采用SPOC課程類型教學(xué)中，需要教師開發(fā)更高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)資源，特別是短小精悍的微視頻，滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)和個性化學(xué)習(xí)的要求。從學(xué)生角度來看，要改變傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式，要善于利用在線學(xué)習(xí)形式而獲取更多的資源，個性化學(xué)習(xí)與自主學(xué)習(xí)相結(jié)合，有利于學(xué)習(xí)專業(yè)知識。從網(wǎng)絡(luò)平臺來看，在線數(shù)據(jù)不能只提供簡單的記錄或統(tǒng)計服務(wù)，需要提供一個自適應(yīng)的平臺。學(xué)生從平臺獲得個性化服務(wù)，提高學(xué)習(xí)效率;教師從平臺獲得智能化服務(wù)，及時干預(yù)教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量。

利用學(xué)習(xí)行為分析的方法與技術(shù)，可以深入挖掘?qū)W習(xí)者學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)背后隱藏的巨大價值，而在線學(xué)習(xí)行為分析是一門綜合性較強、跨領(lǐng)域較廣的研究。目前這方面雖已經(jīng)取得了一定的成果，但行為記錄的研究只停留在學(xué)習(xí)者外顯行為的研究，缺乏對內(nèi)隱行為的研究;系統(tǒng)平臺提供的個性化和智能化服務(wù)系統(tǒng)還需要進一步改進。這需要更多的研究者在這一領(lǐng)域加大研究力度，推進教育信息化的發(fā)展。

參考文獻

[1] 王祎.在線學(xué)習(xí)行為分析及應(yīng)用研究[D].武漢：華中師范大學(xué)，2018.

[2] 孫笑微.基于SPOC平臺日志數(shù)據(jù)的在線學(xué)習(xí)行為分析及其影響因素研究[J].沈陽師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2017，35（01）.

[3] 郭欣悅.多元分析框架下的MOOC學(xué)習(xí)行為分析[J].開放學(xué)習(xí)研究，2017（04）.

[4] 陳晉音，方航，林翔，鄭海斌，楊東勇，周曉.基于在線學(xué)習(xí)行為分析的個性化學(xué)習(xí)推薦[J].計算機科學(xué)，2018，45（B11）.

[5] 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[J].計算機研究與發(fā)展，2015，52（03）：614-628.