大數(shù)據(jù)思維下教學(xué)過程數(shù)據(jù)分析及應(yīng)用研究

楊藝

【摘 要】 在高等教育領(lǐng)域已經(jīng)儲(chǔ)備有海量教學(xué)過程數(shù)據(jù)的背景下，強(qiáng)調(diào)了教學(xué)過程數(shù)據(jù)的價(jià)值，提出了大數(shù)據(jù)思維下基于教學(xué)活動(dòng)流的分析模式，從數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理到數(shù)據(jù)分析，最后進(jìn)行預(yù)測(cè)建議。本文給出了具體的應(yīng)用案例，借助真實(shí)的一線教學(xué)數(shù)據(jù)，并利用學(xué)習(xí)分析技術(shù)研究學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的實(shí)際參與表現(xiàn)和進(jìn)展情況，分析相關(guān)性行為指標(biāo)得出其間的相互關(guān)系，得到學(xué)生的學(xué)習(xí)行為規(guī)律，并根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行指導(dǎo)和建議。分析結(jié)果可以優(yōu)化學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，為學(xué)生提供更有針對(duì)性的教學(xué)干預(yù)，推薦適宜的學(xué)習(xí)軌跡和學(xué)習(xí)方法；可以為教師改進(jìn)課程設(shè)計(jì)、優(yōu)化教學(xué)方法和改善現(xiàn)有的考核方式提供數(shù)據(jù)依據(jù)；可以為管理人員更好地實(shí)施教學(xué)管理提供決策支持。其目的就是讓大數(shù)據(jù)開口說話，全面提升高等教育教學(xué)的質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】 大數(shù)據(jù)思維；教學(xué)過程；學(xué)習(xí)分析；數(shù)據(jù)處理；學(xué)習(xí)行為

【中圖分類號(hào)】 G434 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A 【文章編號(hào)】 1009—458x（2016）11—0022—06

一、引 言

隨著全國各大高校教育信息化建設(shè)工作的推進(jìn)，一些具體的教育數(shù)據(jù)在學(xué)校經(jīng)年累月的信息化運(yùn)行過程中不知不覺積累成為“大數(shù)據(jù)”。在這樣的教育大數(shù)據(jù)背景下，高等教育各項(xiàng)工作要前進(jìn)、要?jiǎng)?chuàng)新，必須借助數(shù)據(jù)這個(gè)財(cái)富順勢(shì)而為。這里提到的“大數(shù)據(jù)”并不僅僅指海量數(shù)據(jù)，更多的是一種“數(shù)據(jù)為大”的思維方式和問題解決方法（陳池，等，2014）。也就是說，注重對(duì)多元化數(shù)據(jù)進(jìn)行全方位、全程化的收集，重視對(duì)盡可能全面的數(shù)據(jù)的深度挖掘和分析，從而發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)背后的價(jià)值，以此來指導(dǎo)決策和提升洞察，減少傳統(tǒng)慣性教育思維和個(gè)人偏好等因素的干擾。教學(xué)工作一直是整個(gè)教育工作的重中之重，因此，面向教學(xué)過程中的大數(shù)據(jù)研究及應(yīng)用就顯得尤為重要。

本研究的目的在于利用教學(xué)過程中的數(shù)據(jù)來輔助和指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)、教師的教授和管理者的決策。利用這些大數(shù)據(jù)可以：① 跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)行為。通過實(shí)時(shí)記錄學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況及其花費(fèi)的時(shí)間和精力，可以更加真實(shí)地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，進(jìn)行個(gè)性化輔導(dǎo)。② 輔助教師改進(jìn)教學(xué)過程。通過調(diào)整教學(xué)目標(biāo)和要求，改進(jìn)教程設(shè)計(jì)，制定更加合理的教學(xué)大綱和授課計(jì)劃，以及實(shí)施教學(xué)干預(yù)管理和開展課后補(bǔ)救等措施，改善學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。③ 優(yōu)化學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)機(jī)制。通過數(shù)據(jù)分析對(duì)原有課程評(píng)價(jià)和考核機(jī)制進(jìn)行糾偏，設(shè)計(jì)出有針對(duì)性的個(gè)性化評(píng)價(jià)考核機(jī)制，保證課程評(píng)價(jià)的客觀性和科學(xué)性。

二、教學(xué)過程數(shù)據(jù)

教學(xué)過程是指教學(xué)活動(dòng)的展開過程，是教師根據(jù)一定的社會(huì)要求和學(xué)生身心發(fā)展的特點(diǎn)，借助一定的教學(xué)媒介，指導(dǎo)學(xué)生與培養(yǎng)方案、課程計(jì)劃或其他教學(xué)參與者所進(jìn)行的交互活動(dòng)的過程。它可以在傳統(tǒng)的教學(xué)環(huán)境（如學(xué)校、教室、實(shí)驗(yàn)室等）及非傳統(tǒng)的教學(xué)環(huán)境（如校外、室外等）中發(fā)生，也可以在傳統(tǒng)的教學(xué)互動(dòng)情境（如教師和學(xué)生之間的直接教學(xué)活動(dòng)）或非傳統(tǒng)的教學(xué)互動(dòng)情境（如學(xué)生通過教學(xué)游戲、移動(dòng)端交互APP進(jìn)行學(xué)習(xí)）中（Glossary of Education Reform， 2013）發(fā)生。每一個(gè)教學(xué)過程都包含時(shí)間、地點(diǎn)和行為等因素。

（一）教學(xué)過程數(shù)據(jù)的價(jià)值

教學(xué)是學(xué)生與學(xué)習(xí)內(nèi)容、環(huán)境、伙伴和教師之間復(fù)雜的交互過程，而這個(gè)過程中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)就是教學(xué)過程數(shù)據(jù)，既包括學(xué)生和教師個(gè)人情況、學(xué)習(xí)內(nèi)容、環(huán)境等靜態(tài)數(shù)據(jù)，也包括學(xué)生對(duì)各種教學(xué)資源的操作等動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，以及這些因素之間的關(guān)系數(shù)據(jù)，這些經(jīng)過多年累積下來的教學(xué)過程數(shù)據(jù)蘊(yùn)含了巨大的分析價(jià)值（Bienkowski， Feng， & Means， 2012）。為此，可以建立稱為教學(xué)過程記錄倉庫的系統(tǒng)來存儲(chǔ)教學(xué)過程數(shù)據(jù)，例如學(xué)生在學(xué)習(xí)上投入的時(shí)間、對(duì)學(xué)習(xí)資源的利用行為、課堂中回答問題的表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)過程中的動(dòng)手程度等，這些教學(xué)過程都值得記錄。形成的大數(shù)據(jù)既可以幫助學(xué)生分析和優(yōu)化學(xué)習(xí)過程，還可以幫助教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)行為特征，如學(xué)習(xí)參與度、理解能力以及與學(xué)習(xí)伙伴的互動(dòng)協(xié)作等，從而可以對(duì)其學(xué)習(xí)過程和結(jié)果進(jìn)行更全面、更客觀、更科學(xué)的評(píng)估（Duhon， 2014）。

（二）教學(xué)過程數(shù)據(jù)的獲取

可以從三種途徑獲取教學(xué)過程數(shù)據(jù)。對(duì)于作業(yè)、測(cè)試、問題評(píng)論以及教師的評(píng)分等靜態(tài)數(shù)據(jù)，可以通過傳統(tǒng)手工采集，或通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中課程管理系統(tǒng)自動(dòng)采集；對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的行為數(shù)據(jù)，如瀏覽學(xué)習(xí)內(nèi)容次數(shù)、練習(xí)時(shí)間、下載資料文件次數(shù)等數(shù)據(jù)，可以借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中課程管理系統(tǒng)生成的日志數(shù)據(jù)；對(duì)于學(xué)生上課出勤率、回答問題表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的投入程度等需要現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)采集的數(shù)據(jù)，可以采用傳統(tǒng)手工方式，也可以采用移動(dòng)終端APP進(jìn)行采集和記錄，這部分?jǐn)?shù)據(jù)采集的關(guān)鍵是及時(shí)性。

（三）數(shù)據(jù)的互操作問題

雖然目前大多數(shù)教育領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了信息化，但是其所部署的信息系統(tǒng)一般都采用封閉的系統(tǒng)架構(gòu)，各系統(tǒng)之間彼此獨(dú)立，因而造成數(shù)據(jù)孤島，不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)缺乏互操作性，即各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)不能整合、共享，以便用于數(shù)據(jù)分析（Bienkowski et al.， 2012）。比如教務(wù)信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理系統(tǒng)、平時(shí)教師考勤系統(tǒng)以及評(píng)價(jià)系統(tǒng)等的數(shù)據(jù)就不可互用。因此，在數(shù)據(jù)采集完成后，還要考慮統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式問題，除了要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行名、型、值的統(tǒng)一，還要找出數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。因此，還需要將采集的數(shù)據(jù)映射到數(shù)據(jù)分析所需的教學(xué)過程記錄倉庫中進(jìn)行預(yù)處理，以便能讓原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可供分析之用的“數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)”（Global Pulse， 2012）。

三、學(xué)習(xí)分析技術(shù)與教學(xué)活動(dòng)流

（一）學(xué)習(xí)分析技術(shù)

學(xué)習(xí)分析是近年來大數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域較為典型的應(yīng)用，其實(shí)質(zhì)就是通過不同的數(shù)據(jù)模型和分析方法對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并用分析結(jié)果探究學(xué)習(xí)過程，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)規(guī)律，闡釋學(xué)習(xí)表現(xiàn)，從而促進(jìn)更有效的學(xué)習(xí)（顧小清，等，2012）。另外，隨著網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)及相關(guān)學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)的不斷普及，數(shù)據(jù)分析挖掘方法在學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)中得到應(yīng)用，相關(guān)的研究和實(shí)踐也表明，學(xué)習(xí)分析技術(shù)對(duì)于學(xué)生、教師、管理人員等都具有重要價(jià)值：可以分析學(xué)生的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)來優(yōu)化學(xué)習(xí)過程；可以分析教學(xué)數(shù)據(jù)來改進(jìn)教學(xué)過程和進(jìn)行針對(duì)性的教學(xué)干預(yù)（Chen， Heritage， & Lee， 2005）。另外，學(xué)習(xí)分析技術(shù)的開展有賴于系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的海量數(shù)據(jù)，而高等教育在十年前就開始全面推行采用網(wǎng)絡(luò)課程系統(tǒng)和教育管理信息系統(tǒng)，已經(jīng)積累了大量系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，這也為學(xué)習(xí)分析奠定了不可或缺的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

（二）教學(xué)活動(dòng)流分析模式構(gòu)建

1. 定義教學(xué)活動(dòng)流

學(xué)生的學(xué)習(xí)是教學(xué)分析的主要對(duì)象，除此之外，還有教師的教授和引導(dǎo)，以及管理人員采取的管理措施和標(biāo)準(zhǔn)。通過對(duì)教學(xué)過程數(shù)據(jù)的分析，可以進(jìn)一步細(xì)化教學(xué)分析的各種對(duì)象，從而界定出各種教學(xué)情境，并構(gòu)建特定的分析模式。這里定義一種教學(xué)活動(dòng)流來對(duì)教、學(xué)、管交互行為進(jìn)行建模，這種流最終會(huì)以具有語義結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)形式存在，主要包含以下幾種元素：人員實(shí)體、動(dòng)作、時(shí)間、地點(diǎn)、工具、對(duì)象和結(jié)論，這種教學(xué)活動(dòng)流數(shù)據(jù)保持了教學(xué)情境的意義（Duhon， 2014）。其中，人員實(shí)體是對(duì)象的操作者，如學(xué)生、教師、管理人員等；動(dòng)作代表教、學(xué)、管過程的行為，如教授、聽課、閱讀、批評(píng)等；時(shí)間是動(dòng)作發(fā)生的時(shí)間；地點(diǎn)是動(dòng)作發(fā)生的地點(diǎn)；工具是用于教學(xué)的器具或手段，如電腦、手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等；對(duì)象是人員實(shí)體實(shí)施動(dòng)作的客體，如一種教學(xué)活動(dòng)或一種學(xué)習(xí)對(duì)象，與動(dòng)作相組合具有實(shí)質(zhì)的意義；結(jié)論一般指關(guān)于動(dòng)作經(jīng)測(cè)量得到的輸出結(jié)果的信息，如考試成績、教學(xué)效果、學(xué)習(xí)反饋等。舉例來說，這七種元素可組合為一組簡潔的教學(xué)活動(dòng)流格式：<人員實(shí)體，動(dòng)作，時(shí)間，地點(diǎn)，工具，對(duì)象，結(jié)論>。利用這種格式的教學(xué)活動(dòng)流對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)過程行為描述為：“某教師（人員實(shí)體）某年某月某日某時(shí)（時(shí)間）在某教室（地點(diǎn)）上（動(dòng)作）了某課程（對(duì)象）”；而在非正式教學(xué)情景中描述教學(xué)過程行為可以是：“某學(xué)生（人員實(shí)體）某年某月某日某時(shí)（時(shí)間）在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)（地點(diǎn)）在線觀看了（動(dòng)作）某個(gè)知識(shí)點(diǎn)的程序演示（對(duì)象）”。

2. 利用教學(xué)活動(dòng)流記錄教學(xué)過程數(shù)據(jù)

教學(xué)過程數(shù)據(jù)可以來自多種教學(xué)環(huán)境或平臺(tái)，包括正式課堂、基于網(wǎng)絡(luò)的非正式學(xué)習(xí)和手機(jī)APP等。其記錄的數(shù)據(jù)不僅包括諸如成績、作業(yè)完成情況等傳統(tǒng)教學(xué)過程數(shù)據(jù)，也包括教師和學(xué)生的行為日志記錄，如“批改了一次作業(yè)”“使用APP進(jìn)行了一次在線答疑”或“看了一篇文獻(xiàn)”等。教學(xué)活動(dòng)流是來自目前教學(xué)過程的映射，利用教學(xué)活動(dòng)流可以記錄教學(xué)過程數(shù)據(jù)。簡言之，教學(xué)過程可以被分解為若干活動(dòng)場(chǎng)景，人員實(shí)體在這些場(chǎng)景中進(jìn)行一系列動(dòng)作，動(dòng)作過程中會(huì)用到一些工具作用到對(duì)象上，還會(huì)與其他一些人員實(shí)體發(fā)生交互，然后通過各種考核方式得到效果反饋，最后可根據(jù)反饋對(duì)教學(xué)目標(biāo)及要求進(jìn)行調(diào)整（顧小清，等，2014）。這樣，可以歸納出一個(gè)簡單的教學(xué)過程模型（如圖1所示）。在這一模型的基礎(chǔ)上，教學(xué)活動(dòng)分析就是通過對(duì)觀察到的“人員實(shí)體—?jiǎng)幼鳌獣r(shí)間—地點(diǎn)—工具—對(duì)象—結(jié)論”行為數(shù)據(jù)進(jìn)行理解和分析，然后回溯挖掘隱藏的過程信息，為教學(xué)目標(biāo)及要求的調(diào)整以及對(duì)教學(xué)過程及其活動(dòng)場(chǎng)景的組織和優(yōu)化提供依據(jù)（郁曉華，等，2013）。

3. 教學(xué)活動(dòng)流的分析架構(gòu)

基于上述定義的教學(xué)活動(dòng)流，可以進(jìn)行以下一系列分析：①用于回答“誰在學(xué)（教、管）”的人員實(shí)體特征分析；②用于回答“學(xué)（教、管）什么、如何學(xué)（教、管）”的教學(xué)過程分析；③用于回答“學(xué)（教、管）的結(jié)果如何”的教學(xué)結(jié)果分析（魏順平，2013）。教學(xué)過程分析因應(yīng)用目標(biāo)和服務(wù)對(duì)象的不同而有著不同的內(nèi)容取向和技術(shù)方法，本文對(duì)于教學(xué)活動(dòng)流的學(xué)習(xí)分析研究，聚焦于發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)行為背后所隱藏的內(nèi)容與需求的關(guān)聯(lián)，進(jìn)一步從掌握的數(shù)據(jù)中揭露學(xué)生的需求與問題和教與學(xué)之間的偏差，從而為教學(xué)方法的改進(jìn)、教學(xué)資源的提升、教學(xué)過程的優(yōu)化和評(píng)價(jià)方式的修正等提供保證。

教學(xué)活動(dòng)流的分析過程包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)建議四個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，整個(gè)功能架構(gòu)如圖2所示。采集模塊將教學(xué)主體在各教學(xué)環(huán)境中的活動(dòng)數(shù)據(jù)聚合到一起，對(duì)這些異源數(shù)據(jù)進(jìn)行格式等的預(yù)處理后導(dǎo)入教學(xué)活動(dòng)流庫中，聯(lián)合用戶模型和工具與算法模型對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和關(guān)聯(lián)挖掘，根據(jù)分析結(jié)果洞察學(xué)生的學(xué)習(xí)意圖或面臨的教學(xué)問題，再反饋到教學(xué)目標(biāo)和要求，對(duì)教學(xué)活動(dòng)和評(píng)價(jià)方式進(jìn)行調(diào)整和修正。

四、教學(xué)活動(dòng)流的分析應(yīng)用

根據(jù)前文提出的教學(xué)活動(dòng)流分析模式，其分析應(yīng)用過程就是在各種教學(xué)環(huán)境下對(duì)教師教授和學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的知識(shí)發(fā)現(xiàn)和信息提取的過程。這些處理后的信息就是經(jīng)過加工的教學(xué)過程數(shù)據(jù)，對(duì)教師和學(xué)生的決策或行為有現(xiàn)實(shí)的或潛在的價(jià)值。這里以同一門課程前后幾屆學(xué)生的累積數(shù)據(jù)作為樣本進(jìn)行分析，由于是同一任課教師教授的同一門課程，幾乎可以不考慮課程內(nèi)容、教授方式等人為因素帶來的數(shù)據(jù)誤差。

（一）數(shù)據(jù)采集

隨著信息技術(shù)向教育領(lǐng)域滲透，傳統(tǒng)課堂正在向傳統(tǒng)課堂+數(shù)字課堂，甚至純數(shù)字課堂演變，這里的基礎(chǔ)教學(xué)過程數(shù)據(jù)主要來源于三個(gè)方面：傳統(tǒng)課堂，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)和教務(wù)管理系統(tǒng)，以及移動(dòng)端APP。

傳統(tǒng)課堂的數(shù)據(jù)采集主要靠手工記錄，記錄的內(nèi)容主要是師生實(shí)時(shí)教學(xué)過程中產(chǎn)生的行為記錄，比如考勤、提問、發(fā)言等；網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)和教務(wù)管理系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)采集可以通過日志數(shù)據(jù)或系統(tǒng)功能自動(dòng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，比如登錄次數(shù)、在線時(shí)長、瀏覽或下載資源次數(shù)、提交作業(yè)次數(shù)、課程成績等；移動(dòng)端APP采用的是金蝶公司的云之家移動(dòng)辦公平臺(tái)，按照某個(gè)班級(jí)的不同課程，或某門課程的不同班級(jí)生成圈子，在圈子中進(jìn)行課后師生互動(dòng)，比如知識(shí)討論、訊息通知、問題解答等，使用方便靈活，更重要的是可以部署為私有云，便于各種數(shù)據(jù)的采集。

（二）數(shù)據(jù)預(yù)處理

方海光等（2014）認(rèn)為：數(shù)據(jù)預(yù)處理就是對(duì)第一步采集到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、集成、篩選和轉(zhuǎn)換，使之符合前述定義的教學(xué)活動(dòng)流結(jié)構(gòu)。這一階段的工作，一部分需要手工處理，一部分可以通過工具或編碼實(shí)現(xiàn)?；A(chǔ)數(shù)據(jù)預(yù)處理后的結(jié)果如表1所示。

（三）數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析就是通過分析學(xué)生在各種學(xué)習(xí)環(huán)境中的學(xué)習(xí)時(shí)間投入、課程完成情況、資源利用情況、考試成績等數(shù)據(jù)，得出學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)效果之間的關(guān)系，應(yīng)用分析結(jié)論來指導(dǎo)教學(xué)過程的參與者對(duì)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行必要的干預(yù)，同時(shí)為課程設(shè)計(jì)者提供實(shí)時(shí)改進(jìn)教學(xué)設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)考核的依據(jù)，以提升教學(xué)效果，本文使用的學(xué)習(xí)分析技術(shù)主要是相關(guān)性統(tǒng)計(jì)分析。

1. 分析模型中指標(biāo)變量的選擇

學(xué)習(xí)分析設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是選定用哪些數(shù)據(jù)作為指標(biāo)進(jìn)行分析（王亮，2015）。這里主要考慮行為表現(xiàn)指標(biāo)變量，即在教學(xué)過程中學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和階段性表現(xiàn)。因?yàn)檫@類變量幾乎都可以量化，易于從紙質(zhì)記錄或網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中獲取。在對(duì)教學(xué)活動(dòng)流庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步考察后，確定作為分析指標(biāo)的數(shù)據(jù)為以下三類：第一，衡量學(xué)生成績表現(xiàn)的指標(biāo)變量，該變量關(guān)注的是學(xué)生的實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)成果，如平時(shí)作業(yè)成績、各類測(cè)試成績、隨堂提問成績等；第二，衡量學(xué)生學(xué)習(xí)主觀努力程度的指標(biāo)，如網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)的登錄次數(shù)和頻率、在學(xué)習(xí)資源上花費(fèi)的時(shí)間、參與客戶端APP知識(shí)討論次數(shù)等；第三，這個(gè)指標(biāo)是很有意思的一類指標(biāo)，并不是從學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、主動(dòng)性方面來考慮，而是從學(xué)生的人格品質(zhì)上來考慮，就是誠信指標(biāo)變量，即學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中有沒有弄虛作假的行為，如抄襲作業(yè)、由別人代替登錄上網(wǎng)等。

2. 任課教師視角的教學(xué)活動(dòng)流分析應(yīng)用

對(duì)任課教師來說，可以以所負(fù)責(zé)的某門課程開展教學(xué)分析。本文以作者所教同一門課程七屆學(xué)生數(shù)據(jù)集作為研究對(duì)象，以學(xué)生學(xué)號(hào)作為數(shù)據(jù)集唯一區(qū)分標(biāo)識(shí)。表2所示的是其中一個(gè)班級(jí)該門課程的五個(gè)教學(xué)過程行為指標(biāo)變量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表（部分?jǐn)?shù)據(jù)）。

采用相關(guān)系數(shù)來測(cè)試五個(gè)行為指標(biāo)變量與期末總評(píng)成績之間的相關(guān)程度。利用公式（1）根據(jù)表2的數(shù)據(jù)計(jì)算相關(guān)系數(shù)，得到表3。

式中r描述的是兩個(gè)變量之間線性相關(guān)的強(qiáng)弱程度。r的取值在-1與+1之間，若r>0，表明兩個(gè)變量是正相關(guān)的；若r<0，表明兩個(gè)變量是負(fù)相關(guān)的，r的絕對(duì)值越大表明相關(guān)性越強(qiáng)。描述表2中“平時(shí)作業(yè)總評(píng)”“網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)登錄次數(shù)”“下載資源次數(shù)”“上課考勤次數(shù)”“抄襲作業(yè)次數(shù)”五個(gè)指標(biāo)中每個(gè)學(xué)號(hào)對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)，為其平均值；描述表2中“期末總評(píng)成績”指標(biāo)中每個(gè)學(xué)號(hào)對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)，為其平均值。

從表3可以看出，前三項(xiàng)行為指標(biāo)變量與期末總評(píng)成績的相關(guān)程度大于50%，其中網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)登錄次數(shù)和下載資源次數(shù)的相關(guān)程度均超過65%，后兩項(xiàng)的相關(guān)程度低些，且抄襲作業(yè)次數(shù)是負(fù)相關(guān)的。同樣，對(duì)這七屆學(xué)生其他班級(jí)也進(jìn)行同樣分析，也呈現(xiàn)一致的規(guī)律。說明平時(shí)教學(xué)過程對(duì)最終教學(xué)效果的影響是不容忽視的，應(yīng)該予以重視。

（四）預(yù)測(cè)建議

通過上述數(shù)據(jù)分析可以預(yù)測(cè)，學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中的主觀努力程度是決定學(xué)生課程成敗與否的重要因素。通過改進(jìn)課程設(shè)計(jì)、教學(xué)評(píng)價(jià)和對(duì)學(xué)生進(jìn)行人工干預(yù)可以改善學(xué)生的主觀努力程度。據(jù)此，任課教師從以下幾方面進(jìn)行了改革：第一，準(zhǔn)備了更加充足的教學(xué)輔助資源上傳到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生必須利用課后時(shí)間瀏覽下載資源輔助學(xué)習(xí)；第二，在課程考核方面增加了平時(shí)成績比重，比如從原來平時(shí)占20%，增加為30%—40%，甚至到50%；第三，加強(qiáng)教師對(duì)輔助教學(xué)平臺(tái)數(shù)據(jù)的監(jiān)控，縮短平臺(tái)日志的瀏覽時(shí)間，一旦發(fā)現(xiàn)有異常的學(xué)生，及時(shí)給予提醒；第四，針對(duì)作業(yè)抄襲這一問題，通過一些技術(shù)手段來制約，比如要求學(xué)生在完成相同作業(yè)任務(wù)后，必須寫一段針對(duì)該部分作業(yè)的感受體會(huì)，作業(yè)評(píng)分會(huì)向這部分描述傾斜；第五，了解班上的后進(jìn)生，為他們安排一對(duì)一幫扶，加大其考勤和課堂提問頻率，加強(qiáng)平時(shí)學(xué)習(xí)過程的監(jiān)控。

通過這樣的改革后，相同的課程，在第七屆學(xué)生的教學(xué)過程中，各項(xiàng)行為指標(biāo)變量和最后的期末過關(guān)率都有了一定的好轉(zhuǎn)和提高。最值得欣慰的是：第一，班上一名瀕臨拿不到學(xué)位的學(xué)生，通過該門課程的學(xué)習(xí)，不僅增強(qiáng)了學(xué)習(xí)主動(dòng)性，而且期末也順利通過考試；第二，班上抄襲作業(yè)的風(fēng)氣得到遏制，幾乎杜絕了這一現(xiàn)象。

五、教學(xué)活動(dòng)流分析的實(shí)際應(yīng)用意義

隨著師生教學(xué)過程的推進(jìn)，包括作業(yè)成績、網(wǎng)絡(luò)資源使用情況、討論參與度等主觀行為數(shù)據(jù)也在不斷增加。因此，教學(xué)活動(dòng)流的分析結(jié)果也會(huì)更加準(zhǔn)確和動(dòng)態(tài)變化，分析結(jié)果可以應(yīng)用于管理者、教師以及學(xué)生等多種用戶，讓其了解當(dāng)前現(xiàn)狀及其影響因素，以優(yōu)化教學(xué)過程。

（一）應(yīng)用于管理者

作為教學(xué)管理者，可以根據(jù)分析結(jié)果了解某個(gè)辦學(xué)機(jī)構(gòu)的整體教學(xué)情況，如師生的各類教學(xué)活動(dòng)總量及平均情況，各類教學(xué)資源的利用情況，當(dāng)前教學(xué)計(jì)劃的進(jìn)展情況，以及是否出現(xiàn)偏離“軌道”的意外狀況等，以便從宏觀上對(duì)整體教學(xué)秩序和教學(xué)模式進(jìn)行掌控和調(diào)整。

（二）應(yīng)用于教師

對(duì)于教師而言，可以從自己承擔(dān)的教學(xué)任務(wù)開展教學(xué)分析，分析內(nèi)容包括學(xué)生學(xué)習(xí)行為統(tǒng)計(jì)描述、師生交互行為分析、影響學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)的各種因素分析等。通過分析可以了解學(xué)生學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀，從而有助于掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，及時(shí)調(diào)整課程設(shè)計(jì)和教學(xué)方案。另外，還可向高風(fēng)險(xiǎn)學(xué)生發(fā)出預(yù)警信號(hào)，與他們進(jìn)行及時(shí)溝通交流，并提供必要的方法引導(dǎo)和思想疏導(dǎo)，避免教學(xué)失敗，將教學(xué)質(zhì)量落到實(shí)處。

（三）應(yīng)用于學(xué)生

對(duì)于學(xué)生而言，目前的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)都具備完善的日志功能，記錄了對(duì)每個(gè)模塊的訪問及行為方式，它的“統(tǒng)計(jì)報(bào)表”模塊可讓學(xué)生了解自己一段時(shí)間的學(xué)習(xí)行為。教學(xué)活動(dòng)流庫中的數(shù)據(jù)分析也可以讓學(xué)生了解自己的學(xué)習(xí)行為表現(xiàn)，以及和其他同學(xué)的差距，通過對(duì)比起到后進(jìn)趕先進(jìn)的促進(jìn)作用。

六、結(jié)論和展望

隨著數(shù)字化校園建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)工具等信息化工程在教育領(lǐng)域的大力推進(jìn)，積累了海量的教學(xué)過程數(shù)據(jù)，如何采集、處理、分析和利用這些數(shù)據(jù)，讓這些數(shù)據(jù)“活”起來，“開口”說話，為教學(xué)決策、過程優(yōu)化、效果提升提供重要數(shù)據(jù)依據(jù)已成為教育工作者和廣大學(xué)生關(guān)注的內(nèi)容。本文提出的教學(xué)活動(dòng)流分析應(yīng)用起到了拋磚引玉的作用。在后續(xù)的研究中，還可從以下兩個(gè)方面進(jìn)一步深入：①多樣化分析內(nèi)容。除了本文分析的教學(xué)過程行為指標(biāo)之外，還有很多內(nèi)容也可以分析，如曠課學(xué)生統(tǒng)計(jì)、期末成績分布、教學(xué)工具使用偏好統(tǒng)計(jì)、考試作弊行為統(tǒng)計(jì)、上網(wǎng)時(shí)間分布、師生交互情況分析等，可以根據(jù)教學(xué)規(guī)律歸納出若干有針對(duì)性的分析任務(wù)，為各個(gè)教學(xué)部門提供建議和決策支持。②采用多種分析方法和工具。除了采用相關(guān)性分析之外，還可以選擇聚類、關(guān)聯(lián)規(guī)則及可視化等分析方法和工具，并研究其適用的領(lǐng)域。

[參考文獻(xiàn)]

陳池，王宇鵬，李超，張勇，邢春曉. 2014. 面向在線教育領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)研究及應(yīng)用[J]. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展（51）：67-71.

方海光，侯偉鋒，王曉春，楚云海. 2014. 基于PADClass 模型的數(shù)字化課堂學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)挖掘與分析研究[J]. 電化教育研究（18）：110-113.

顧小清，張進(jìn)良，蔡慧英. 2012. 學(xué)習(xí)分析：正在浮現(xiàn)中的數(shù)據(jù)技 術(shù)[J]. 遠(yuǎn)程教育雜志（1）：18-25.

顧小清，鄭隆威，簡菁. 2014. 獲取教育大數(shù)據(jù)：基于xAPI規(guī)范對(duì)學(xué)習(xí)經(jīng)歷數(shù)據(jù)的獲取與共享[J]. 現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究（5）：13-23.

王亮. 2015. 學(xué)習(xí)分析技術(shù)建立學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)模型[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索（1）：215-218.

魏順平. 2013. 學(xué)習(xí)分析技術(shù)：挖掘大數(shù)據(jù)時(shí)代下教育數(shù)據(jù)的價(jià)值[J]. 現(xiàn)代教育技術(shù)（2）：5-11.

郁曉華，顧小清. 2013. 學(xué)習(xí)活動(dòng)流：一個(gè)學(xué)習(xí)分析的行為模型[J]. 遠(yuǎn)程教育雜志（4）：20-28.

Bienkowski，M.， Feng，M. & Means，B. 2012. Enhancing Teaching and Learning Through Educational Data Mining and Learning Analytics： An Issue Brief. Retrieved May 13， 2016， from http：//www.doc88.com/p-6611144862305.html Chen， E.， Heritage， M.， & Lee， J. 2005. Identifying and Monitoring StudentsLearning Needs With Technology[J]. Journal of Education for Students Placed at Risk， 10（3），309-332.

Duhon， R. 2014. Mapping Learning into the Experience API. Retrieved May 13， 2016， from https：//www.td.org/Publications/Magazines/TD/TD-Archive/2014/01/Mapping-Learning-Into-the-Xapi

Global Pulse. 2012. Big Data for Development： Challenges & Opportunities. Retrieved May 13， 2016， from http：//www.chinacloud.cn/upload/2012-07/12071822344575.pdf

Glossary of Education Reform. 2013. Learning Experience. Retrieved May 13， 2016， from http：//edglossary.org/learning-experience/

責(zé)任編輯 韓世梅