基于學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)的在線學(xué)習(xí)時(shí)間規(guī)律探析

和珍珍

摘 要 為提高信息化教學(xué)效率，基于在線學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)發(fā)掘?qū)W生的在線學(xué)習(xí)規(guī)律，得出假期是在線學(xué)習(xí)活躍期，且每天10點(diǎn)鐘和17點(diǎn)鐘左右的參與度最高，學(xué)生單次學(xué)習(xí)持續(xù)時(shí)間以5分鐘以內(nèi)的碎片化學(xué)習(xí)和接近40分鐘的課堂化學(xué)習(xí)為主。以此為教師和學(xué)生提供在線輔導(dǎo)、教學(xué)視頻設(shè)計(jì)和學(xué)習(xí)的時(shí)間參考，并提出將學(xué)習(xí)行為檢測整合到數(shù)字化校園建設(shè)中。

關(guān)鍵詞 在線學(xué)習(xí)；時(shí)間規(guī)律；學(xué)習(xí)行為；學(xué)習(xí)體驗(yàn)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號：1671-489X（2016）20-0001-05

Abstract To improve informational teaching effectiveness and effi-ciency， this study explored students online learning law. The statis-tics of students online learning behaviorshowed that students mainlyparticipate in study on holiday and the largest number of students participate in study at ten oclock and seventeen oclock everyday. Besides， continuous learning often for five minutes or almost forty minutes at one time. Teachers and students can arrange teaching time and teaching design according to their own learning raw.

Key words e-learning； law of time； learning behavior； learning ex-perience

1 引言

“互聯(lián)網(wǎng)+教育”用現(xiàn)代信息技術(shù)改變傳統(tǒng)教育模式，以教育信息化促進(jìn)教育現(xiàn)代化。在線教育促進(jìn)了教育管理、教育教學(xué)和教育科研等教育領(lǐng)域各方面的改革與發(fā)展。在線學(xué)習(xí)者也得到極大的學(xué)習(xí)自由，他們不僅可以自主地選修課程，還可以隨時(shí)隨地參與到學(xué)習(xí)中，充分利用自己的業(yè)余時(shí)間。然而，也正是因?yàn)樵诰€教育師生背景的多樣化和參與時(shí)間的高度自由化，導(dǎo)致師生之間的實(shí)時(shí)交互機(jī)會(huì)很少，師生在線時(shí)間不同步，大量學(xué)生得不到教師的及時(shí)引導(dǎo)和幫助。學(xué)生與學(xué)生之間也因?yàn)檫@種差異而不能暢快地與同輩交流學(xué)習(xí)心得、探討學(xué)習(xí)問題，課程論壇儼然成了“留言板”。這些不及時(shí)的反饋不僅降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)參與感，造成學(xué)習(xí)過程中的情境性體驗(yàn)差，還增加了學(xué)習(xí)用時(shí)，與學(xué)生有限的學(xué)習(xí)時(shí)間相矛盾，使學(xué)習(xí)者逐漸喪失繼續(xù)學(xué)習(xí)的動(dòng)力，進(jìn)而中途棄課[1-3]。

因此，如何依托網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)，安排線上線下的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)活動(dòng)，提高在線教育師生之間的交互實(shí)時(shí)性，改善網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)體驗(yàn)，進(jìn)而提高學(xué)習(xí)效率和效果，成為一項(xiàng)重要的教育課題。

2 相關(guān)工作

互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)時(shí)代，反映學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)和學(xué)習(xí)過程的海量學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)[4]被記錄在各類在線教育平臺(tái)、教育信息系統(tǒng)和移動(dòng)APP教育軟件中。大量的可利用數(shù)據(jù)催生了學(xué)習(xí)分析技術(shù)[5]，人們不再止步于理論討論，開始將各類數(shù)據(jù)集廣泛應(yīng)用到學(xué)習(xí)分析[6]中，從日趨多樣化的角度探究網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)過程，回答了“誰在學(xué)”“學(xué)什么”“怎樣學(xué)”“學(xué)的結(jié)果如何”等問題[7]。

為了增強(qiáng)在線教育的教學(xué)效果，既有研究從學(xué)習(xí)者背景[8]、作業(yè)完成情況[9]、論壇參與度[10]等單維度進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，提出慕課教學(xué)改進(jìn)方法，也有研究從群體差異角度出發(fā)，分別從學(xué)習(xí)總時(shí)長、學(xué)習(xí)筆記、學(xué)習(xí)次數(shù)和討論交流次數(shù)等多維度，探討各網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為特征與學(xué)習(xí)效果的關(guān)系[11]。還有一些研究基于統(tǒng)計(jì)學(xué)方法和數(shù)據(jù)挖掘方法，基于學(xué)習(xí)行為與學(xué)習(xí)效果的關(guān)聯(lián)構(gòu)建學(xué)生模型，以此預(yù)測學(xué)生的成績和輟學(xué)情況[12]。

以上研究從不同角度和方法探究了學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為，不僅豐富了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)設(shè)計(jì)的理論和現(xiàn)實(shí)依據(jù)，還給學(xué)生提供了許多學(xué)習(xí)建議，幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)成績。這些建議強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者應(yīng)該多多參與論壇交流等多項(xiàng)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)學(xué)習(xí)投入，還建議學(xué)習(xí)系統(tǒng)要增加學(xué)習(xí)預(yù)警功能，向即將輟課的學(xué)生發(fā)送通知和預(yù)警，讓這些學(xué)生及時(shí)回歸到課程學(xué)習(xí)中。然而，這些研究在向?qū)W生提出種種建議和要求的時(shí)候，卻忽視了學(xué)生“可投入的學(xué)習(xí)時(shí)間是有限的”，學(xué)生沒有足夠的時(shí)間完成更多的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)活動(dòng)。

要解決學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)時(shí)間之間的矛盾，還需要聯(lián)系師生的線上線下活動(dòng)，從網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的主體內(nèi)部揭露和認(rèn)識(shí)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)時(shí)間規(guī)律，遵循規(guī)律安排教學(xué)，提高教學(xué)效率。本研究基于目前的數(shù)據(jù)分析條件，以網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)為依托，發(fā)掘?qū)W生的學(xué)習(xí)時(shí)間規(guī)律，為安排線上線下的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)活動(dòng)提供參考，以期達(dá)到適才適所，提高在線教育交互反饋的及時(shí)性，改善網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的參與式體驗(yàn)，進(jìn)而達(dá)到提高學(xué)習(xí)效率、增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果的目標(biāo)。

3 研究設(shè)計(jì)

研究框架 本研究中所采用的學(xué)習(xí)行為特征指網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中記錄的學(xué)生學(xué)習(xí)行為。本研究基于學(xué)習(xí)發(fā)生的時(shí)間維度，從4個(gè)方面對學(xué)生學(xué)習(xí)行為特征進(jìn)行探討：1）網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為總體分布情況；2）不同月份、不同學(xué)習(xí)活動(dòng)、不同成績等級的學(xué)習(xí)行為分布，以及節(jié)假日對學(xué)習(xí)行為的影響；3）學(xué)生單次學(xué)習(xí)持續(xù)時(shí)間長度分布；

4）特異學(xué)習(xí)行為分析。

研究對象 本研究的研究對象是我國西南部某市的高中生，學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)來源于該市的普通高中選修課網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)，該系統(tǒng)是為適應(yīng)高中新課程改革對選修課學(xué)習(xí)的要求，通過選修課程視頻學(xué)習(xí)、交流討論、輔助資源下載、在線考試等功能，進(jìn)行線上自主學(xué)習(xí)和線上集中學(xué)習(xí)相結(jié)合、過程性評價(jià)和總結(jié)性評價(jià)相結(jié)合的選修課教學(xué)。系統(tǒng)自2010年投入使用，目前注冊用戶數(shù)已達(dá)到8萬余人，本研究選取了2014—2015年的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)。

研究方法和工具 本研究的研究數(shù)據(jù)源自普通高中選修課網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)量大，主要利用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析與處理軟件SPSS（Statistical Product and ServiceSolutions，統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品與服務(wù)解決方案軟件）、WEKA（Waikato Environment for Knowledge Analysis，懷卡托智能分析環(huán)境）進(jìn)行數(shù)據(jù)的預(yù)處理。經(jīng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、無關(guān)數(shù)據(jù)剔除等處理后，使用SPSS、Excel和Word做數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及結(jié)果的圖表化展示工作。

4 學(xué)習(xí)規(guī)律挖掘結(jié)果

總體分布情況 通過對學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，本研究發(fā)現(xiàn)學(xué)生在暑假（6、7、8月）的學(xué)習(xí)參與度遠(yuǎn)超在校期間的學(xué)習(xí)次數(shù)，寒假期間（2、3月）的學(xué)習(xí)參與度也要高于在校期間；但相較于暑假，寒假的參與度則有所不及。這也反證了可以投入的時(shí)間量是影響網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)參與度的重要因素。一年中不同月份學(xué)生網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的參與度如圖1所示。

雖然網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)允許學(xué)習(xí)者在任何時(shí)候參與學(xué)習(xí)，自由度很高，但是通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，一天中不同時(shí)段的學(xué)習(xí)參與度有很大的不同。結(jié)果顯示，在上午10點(diǎn)和下午5點(diǎn)論壇討論參與度顯著高于其他時(shí)段，如圖2所示。

假期學(xué)習(xí)時(shí)段分布情況 在校期間受課堂教學(xué)時(shí)間的約束，學(xué)習(xí)時(shí)間參與度尤其是討論交流次數(shù)會(huì)在放學(xué)時(shí)出現(xiàn)較大的峰值；而在周末、節(jié)假日等短假期，學(xué)生學(xué)習(xí)自由度相對較高，表現(xiàn)出不同的學(xué)習(xí)時(shí)間規(guī)律，在這期間的學(xué)習(xí)時(shí)間分布相對均勻，討論交流次數(shù)會(huì)在10點(diǎn)和17點(diǎn)出現(xiàn)相對峰值，但與其他時(shí)間段差別不大。具體學(xué)習(xí)分布如圖3所示。

考慮到暑假的6、7、8月是學(xué)習(xí)的高峰期，且此段時(shí)間沒有課堂教學(xué)時(shí)間等約束，學(xué)生在自由狀態(tài)下的主動(dòng)學(xué)習(xí)發(fā)生時(shí)間更能體現(xiàn)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。因此，本研究統(tǒng)計(jì)了暑假學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)參與情況，如圖4所示。從圖3和圖4可以看出，假期對學(xué)生在論壇交流方面的時(shí)間分布影響不明顯，都會(huì)在上午10點(diǎn)鐘和下午5點(diǎn)鐘達(dá)到峰值；對學(xué)生在視頻學(xué)習(xí)方面的時(shí)間分布則會(huì)產(chǎn)生較大影響，在校期間會(huì)在上午10點(diǎn)鐘、下午5點(diǎn)鐘和7點(diǎn)鐘出現(xiàn)視頻學(xué)習(xí)高峰，其他時(shí)間的學(xué)習(xí)人數(shù)明顯減少，而假期的分布則相對均勻。此外，在統(tǒng)計(jì)過程中還發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在假期參加討論交流的次數(shù)要遠(yuǎn)高于視頻學(xué)習(xí)，更樂于和人交流，而不是觀看教學(xué)視頻；而在校期間則恰恰相反。

越來越多的研究表明，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為與學(xué)習(xí)效果密切相關(guān)。剖析網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為模式與學(xué)習(xí)效果的關(guān)聯(lián)，不僅有助于課程開發(fā)人員制定有效的學(xué)習(xí)支持服務(wù)策略，更能為網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)者提供可借鑒的高效學(xué)習(xí)方法，從而達(dá)到有效的網(wǎng)絡(luò)教與學(xué)。因此，本研究統(tǒng)計(jì)成績優(yōu)秀學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間分布如圖5所示。與學(xué)生群體的總體學(xué)習(xí)分布類似，成績優(yōu)秀學(xué)生的學(xué)習(xí)參與熱度也會(huì)在上午10點(diǎn)鐘、下午5點(diǎn)鐘出現(xiàn)峰值。與總體情況相反的是，這部分學(xué)生在晚上8點(diǎn)鐘之后的論壇參與度會(huì)有所增強(qiáng)，視頻學(xué)習(xí)量明顯下降。

學(xué)習(xí)持續(xù)時(shí)間分布情況 “教學(xué)視頻碎片化”學(xué)習(xí)一度被人們奉為網(wǎng)絡(luò)視頻時(shí)長設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，不僅方便了學(xué)習(xí)者利用工作、活動(dòng)間隙時(shí)間學(xué)習(xí)，間接增加了可以投入的學(xué)習(xí)時(shí)間，而且短時(shí)間的教學(xué)能保證學(xué)生的注意力始終處于高度集中狀態(tài)[13]。但是對“碎片化”的詬病也逐漸浮現(xiàn)，認(rèn)為將知識(shí)點(diǎn)拆分成一個(gè)個(gè)小塊使知識(shí)系統(tǒng)渙散，大量碎片式的學(xué)習(xí)方式也不利于學(xué)生對知識(shí)的系統(tǒng)梳理，知識(shí)的深度降低[14]。

無獨(dú)有偶，人們對傳統(tǒng)的45分鐘課堂制同樣褒貶不一。

有趣的是，通過對學(xué)生單次學(xué)習(xí)持續(xù)時(shí)間的統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣恰如這兩者的結(jié)合。如圖6所示，以5分鐘為時(shí)間區(qū)段劃分粒度，可以看出，持續(xù)時(shí)間在1～5分鐘和持續(xù)時(shí)間在40分鐘左右的人數(shù)最多，且明顯多于其他類型人數(shù)。

5 基于學(xué)習(xí)規(guī)律的教學(xué)設(shè)計(jì)建議

通過對學(xué)生網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)規(guī)律的發(fā)掘，可以得出學(xué)生參與學(xué)習(xí)的時(shí)間主要分布在假期，且在每天的上午10點(diǎn)和下午5點(diǎn)參與網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的人數(shù)最多，學(xué)生單次學(xué)習(xí)持續(xù)時(shí)間以5分鐘以內(nèi)的碎片化學(xué)習(xí)和接近40分鐘的課堂化學(xué)習(xí)為主?；诖?，本研究從教師、學(xué)生、教學(xué)平臺(tái)、教學(xué)資源設(shè)計(jì)等不同的角度提出教學(xué)設(shè)計(jì)建議。

1）師生在線時(shí)間不同步會(huì)削弱師生交互效果。教師若將在線輔導(dǎo)時(shí)間、在線師生交流時(shí)間安排在這兩個(gè)學(xué)習(xí)高峰時(shí)間段，則可以比其他時(shí)間段幫助到更多的學(xué)生，提高在線輔導(dǎo)效率，同時(shí)可以讓學(xué)生的困惑得到及時(shí)的引導(dǎo)和解答，增強(qiáng)在線師生交互的效果。教師在設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容、選擇教學(xué)視頻錄制背景等方面，也可以考慮學(xué)生在這兩個(gè)時(shí)間段的心理、生理特點(diǎn)，讓教學(xué)更情境化、人性化。基于只有少部分學(xué)生能連續(xù)學(xué)習(xí)50分鐘以上（如圖6所示），本研究認(rèn)為線上和線下教學(xué)時(shí)間安排應(yīng)該盡量控制在50分鐘以內(nèi)，以保證教學(xué)效率。

2）喜好交流的學(xué)生可以在這個(gè)時(shí)間段參與討論，將自己的困惑訴諸論壇，得到更及時(shí)的回復(fù)，提高問題解決效率，為自己營造實(shí)時(shí)參與感。對于另一部分學(xué)生來說，又可以選擇避開這段學(xué)習(xí)高峰期，避免網(wǎng)絡(luò)帶寬限制、服務(wù)器負(fù)載量過大等導(dǎo)致的內(nèi)容加載緩慢等問題，減少不必要的網(wǎng)頁加載等待時(shí)間，改善自己網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

3）個(gè)性化教學(xué)成為在線學(xué)習(xí)平臺(tái)的發(fā)展方向，個(gè)性化要求按照學(xué)習(xí)者的要求和特點(diǎn)，提供針對個(gè)體并適宜于該個(gè)體的學(xué)習(xí)內(nèi)容，即學(xué)習(xí)資源的彈性化和定制式[15]。但就視頻時(shí)長來講，很難做到完全適應(yīng)學(xué)生的各種學(xué)習(xí)習(xí)慣。因?yàn)橹谱鞫喾N教學(xué)視頻，必然導(dǎo)致制作成本的提高；同時(shí)，知識(shí)點(diǎn)本身的講解難度有要求，時(shí)間太短會(huì)造成講解不透徹，時(shí)間太長又會(huì)顯得煩瑣。因此，建議根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)持續(xù)時(shí)間以5分鐘以內(nèi)的碎片化學(xué)習(xí)和接近40分鐘的課堂化學(xué)習(xí)為主的事實(shí)，制作這樣兩類時(shí)長的教學(xué)視頻，既滿足學(xué)生利用碎片時(shí)間學(xué)習(xí)的需求，又可以減少另一部分持久性學(xué)習(xí)的學(xué)生的操作次數(shù)，讓學(xué)習(xí)更連貫，學(xué)習(xí)體驗(yàn)更順暢。

此外，教學(xué)平臺(tái)可以將消息推送、公告發(fā)布時(shí)間設(shè)置在此段時(shí)間內(nèi)，方便更多的學(xué)習(xí)者及時(shí)接收消息。教學(xué)平臺(tái)管理人員應(yīng)在這段學(xué)習(xí)高峰期加強(qiáng)系統(tǒng)維護(hù)，防止出現(xiàn)服務(wù)器因訪問并發(fā)數(shù)太多、負(fù)載量太大而引發(fā)的一系列訪問受限問題。

4）如果說大部分學(xué)習(xí)者體現(xiàn)出的學(xué)習(xí)規(guī)律可以幫助師生安排教學(xué)活動(dòng)，那么有著異常學(xué)習(xí)行為的學(xué)生則更需要被關(guān)注。在本研究的學(xué)習(xí)行為規(guī)律統(tǒng)計(jì)過程中，發(fā)現(xiàn)有少數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間與他人差異大，且在學(xué)習(xí)活動(dòng)參與頻度方面也很特殊。例如：有部分學(xué)習(xí)者經(jīng)常在深夜學(xué)習(xí)；有的學(xué)習(xí)者很積極地看教學(xué)視頻，但不參與論壇討論；有的則恰好相反，甚至有學(xué)生連續(xù)回復(fù)了121條帖子，數(shù)量之多可謂一騎絕塵，且內(nèi)容多是發(fā)泄情緒的詞語，表達(dá)對自己和他人的厭惡，消極情緒傾向明顯。

教育的本質(zhì)是全面育人，追求認(rèn)知發(fā)展與情感培養(yǎng)的統(tǒng)一、聰明才智與良好品德的統(tǒng)一，對個(gè)體的培養(yǎng)切不可顧此失彼[16]。但在網(wǎng)絡(luò)教育環(huán)境下，教師無法對學(xué)習(xí)過程“察言觀色”，加之網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)者人數(shù)眾多，一個(gè)教師往往對應(yīng)著成百上千的學(xué)生，即使有心發(fā)現(xiàn)有特殊情況的學(xué)生，也往往是心有余而力不足。因此，本研究認(rèn)為可以在教學(xué)平臺(tái)中加入異常行為檢測功能，利用聚類等技術(shù)發(fā)現(xiàn)表現(xiàn)異常的學(xué)生，既可以幫助教師快速發(fā)現(xiàn)特殊的學(xué)生，提高教師的輔導(dǎo)效率，又可以讓這部分學(xué)生被教師發(fā)現(xiàn)，讓教師了解到他們的情況，進(jìn)而因材施教，完善學(xué)生的全面發(fā)展。

6 小結(jié)

在網(wǎng)絡(luò)教育發(fā)展勢頭銳不可當(dāng)?shù)拇蟓h(huán)境下，本文秉承“教育為體，網(wǎng)絡(luò)為用”的思想，提出利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，分析網(wǎng)絡(luò)學(xué)生群體的普遍學(xué)習(xí)規(guī)律。結(jié)果顯示，學(xué)生參與學(xué)習(xí)的時(shí)間主要分布在假期，且在每天的上午10點(diǎn)和下午5點(diǎn)參與網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的人數(shù)最多；而就學(xué)生單次學(xué)習(xí)持續(xù)時(shí)間而言，以5分鐘以內(nèi)的碎片化學(xué)習(xí)和接近40分鐘的課堂化學(xué)習(xí)為主。進(jìn)而，本研究針對學(xué)生網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的普遍規(guī)律，從多角度提出教與學(xué)的建議，并建議教育要關(guān)注學(xué)生的特異表現(xiàn)，既追求科學(xué)文化知識(shí)傳授的效率和效果，又注重學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)感和思想發(fā)展，以人為本，全面育人。

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