SPOC學(xué)習(xí)支持服務(wù)的學(xué)習(xí)分析技術(shù)框架研究

習(xí)海旭 陳國(guó)鎮(zhèn) 張 穎 黃純國(guó)

(1.江蘇理工學(xué)院 計(jì)算機(jī)工程學(xué)院，江蘇 常州 213001；2.三盟科技股份有限公司，廣東 廣州 510006；3.江蘇理工學(xué)院 外國(guó)語(yǔ)學(xué)院，江蘇 常州 213001)

MOOC教學(xué)模式存在高輟學(xué)率、低完成率，能教不能育，教學(xué)模式較單一和無(wú)法進(jìn)行分層教學(xué)[1]等問(wèn)題，SPOC混合式教學(xué)逐漸成為深受高校師生喜愛的主流在線教學(xué)模式。SPOC混合式教學(xué)模式，不僅具備線上教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，更注重課堂教學(xué)，能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性及教學(xué)資源的使用效率，進(jìn)而顯著提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量[2-3]。一方面，在SPOC中，學(xué)習(xí)支持服務(wù)得到了極大改善，其對(duì)在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)的重要價(jià)值得到了進(jìn)一步體現(xiàn)[4]。另一方面，隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，學(xué)習(xí)分析技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)效果評(píng)估中，他可以對(duì)收集到的學(xué)習(xí)過(guò)程信息進(jìn)行學(xué)習(xí)狀態(tài)分析，為教師教學(xué)策略調(diào)整提供有利的參考，干預(yù)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)而提高學(xué)習(xí)效果。課題組從學(xué)習(xí)支持服務(wù)的學(xué)習(xí)分析角度對(duì)SPOC混合式教學(xué)進(jìn)行研究和實(shí)踐，其目的是科學(xué)地對(duì)學(xué)習(xí)支持服務(wù)進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化，進(jìn)而促進(jìn)SPOC混合式教學(xué)的發(fā)展。

1 學(xué)習(xí)支持服務(wù)的分析和評(píng)價(jià)

混合式教學(xué)中的學(xué)習(xí)支持服務(wù)作為遠(yuǎn)程教育中學(xué)習(xí)支持服務(wù)研究的一個(gè)新領(lǐng)域，一方面要解決教與學(xué)分離帶來(lái)的人機(jī)交流困難和教學(xué)質(zhì)量低下等問(wèn)題，另一方面也要支持混合式教學(xué)的有效開展。國(guó)內(nèi)外學(xué)者從學(xué)習(xí)理論的角度提出了相關(guān)的結(jié)構(gòu)模型并進(jìn)行了行動(dòng)實(shí)證研究，例如巴德爾.H.可汗 (Badrul H.Khan)的混合式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)指南。也有學(xué)者進(jìn)一步構(gòu)建了某個(gè)具體的混合式教學(xué)模式下的學(xué)習(xí)支持服務(wù)模型，例如張成龍?zhí)岢隽嘶贛OOC混合式教學(xué)的學(xué)習(xí)支持服務(wù)體系[5]。目前，還沒(méi)有學(xué)者從數(shù)據(jù)分析的角度對(duì)學(xué)習(xí)支持服務(wù)的評(píng)價(jià)和優(yōu)化提出系統(tǒng)的模型框架。

1.1 學(xué)習(xí)分析技術(shù)

學(xué)習(xí)分析技術(shù)是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的分析評(píng)價(jià)，將搜集和整合學(xué)習(xí)平臺(tái)中學(xué)習(xí)者零碎、隨機(jī)的數(shù)據(jù)用于評(píng)估及預(yù)測(cè)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況及學(xué)習(xí)效果，讓學(xué)習(xí)者、教育者及教育管理者三方能夠根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化資源、教學(xué)過(guò)程以及教學(xué)環(huán)境的實(shí)踐分析技術(shù)[6]。

目前的學(xué)習(xí)分析技術(shù)包括傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析法和新技術(shù)支持下的數(shù)據(jù)分析法。傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分析法是利用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法對(duì)收集到的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，研究數(shù)據(jù)變化的規(guī)律、原因及關(guān)聯(lián)，適合簡(jiǎn)單的成績(jī)分析，難以進(jìn)行多因素的綜合分析[7]。新技術(shù)支持下的數(shù)據(jù)分析方法主要包括社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析法、話語(yǔ)分析法和內(nèi)容分析法[8]。社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析法基于社會(huì)學(xué)研究，利用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系結(jié)構(gòu)及其屬性進(jìn)行用戶學(xué)習(xí)行為及內(nèi)容分析[9]。例如，判斷尋求學(xué)習(xí)幫助的個(gè)體經(jīng)常在線上與哪些用戶進(jìn)行學(xué)習(xí)交流，經(jīng)常瀏覽哪些網(wǎng)頁(yè)，查詢哪方面的學(xué)習(xí)資料，什么情景因素對(duì)個(gè)體學(xué)習(xí)過(guò)程造成了影響等。

社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析法主要通過(guò)關(guān)注個(gè)體在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生的信息及其分布來(lái)掌握個(gè)體學(xué)習(xí)的進(jìn)展，該方法需要大量的在線學(xué)習(xí)活動(dòng)數(shù)據(jù)，因此適合在線學(xué)習(xí)模式。

話語(yǔ)分析法基于語(yǔ)言學(xué)研究，借助大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)課堂上的對(duì)話或在線學(xué)習(xí)平臺(tái)中的文本、音頻等交流內(nèi)容進(jìn)行口語(yǔ)分析，構(gòu)建其表達(dá)的含義，清晰認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)者對(duì)知識(shí)建構(gòu)的學(xué)習(xí)發(fā)生過(guò)程。比較適合一對(duì)一或一對(duì)多的在線網(wǎng)絡(luò)視頻教學(xué)和傳統(tǒng)課堂教學(xué)，但不適用于慕課及微課等新型教學(xué)課堂[10]。

內(nèi)容分析法是對(duì)傳播內(nèi)容的客觀、系統(tǒng)及定量的描述，是層層推理的過(guò)程。內(nèi)容分析法通過(guò)對(duì)傳播內(nèi)容的信息量及變化進(jìn)行分析，從表征意義詞句逐步推斷出準(zhǔn)確意義。運(yùn)用內(nèi)容分析法，可以對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行定量分析(社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析法及話語(yǔ)分析法無(wú)法做到)，還可以對(duì)學(xué)習(xí)者的行為模式進(jìn)行定性分析，以預(yù)測(cè)學(xué)習(xí)者的行為，從而為學(xué)習(xí)者提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)資源服務(wù)[11]。

1.2 學(xué)習(xí)支持服務(wù)中的學(xué)習(xí)分析

SPOC混合式教學(xué)中學(xué)習(xí)支持服務(wù)的學(xué)習(xí)分析需要從線上教學(xué)與課堂教學(xué)兩方面入手，對(duì)各個(gè)要素進(jìn)行綜合性分析，建立起科學(xué)、完善的分析系統(tǒng)。表1列出了不同的學(xué)習(xí)支持服務(wù)類型所需要分析的數(shù)據(jù)指標(biāo)及內(nèi)容，并推薦了所需采用的學(xué)習(xí)分析方法。

表1 學(xué)習(xí)支持服務(wù)中的學(xué)習(xí)分析

表1中列出了SPOC混合式教學(xué)中四種主要的學(xué)習(xí)支持服務(wù)類型[12]。其中資源支持是為學(xué)習(xí)者提供理論和實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)所需的多媒體資源；交互活動(dòng)支持是學(xué)生和教師、學(xué)生和學(xué)生、學(xué)生和平臺(tái)之間的相互交流和作用，包括線上的課程指南、發(fā)布通知、布置任務(wù)、教師評(píng)分、同伴互評(píng)、在線討論等和線下的面授答疑、個(gè)人輔導(dǎo)等；環(huán)境支持是混合式教學(xué)過(guò)程中所涉及的線上系統(tǒng)環(huán)境和線下教室環(huán)境；管理支持則是教學(xué)過(guò)程中對(duì)學(xué)生、課程、資源和活動(dòng)的管理。學(xué)習(xí)分析的內(nèi)容包括學(xué)習(xí)成績(jī)(知識(shí)、技能)的提高，學(xué)習(xí)態(tài)度情感的影響、學(xué)習(xí)困難和路徑的預(yù)測(cè)、學(xué)習(xí)者分類和聚類以及學(xué)習(xí)社交網(wǎng)絡(luò)的可視化。學(xué)習(xí)分析的結(jié)果可用于學(xué)習(xí)支持服務(wù)的優(yōu)化和調(diào)整，也可用于檢驗(yàn)學(xué)習(xí)支持服務(wù)對(duì)學(xué)習(xí)的促進(jìn)效果。

2 學(xué)習(xí)支持服務(wù)效果的學(xué)習(xí)分析框架

學(xué)習(xí)分析的目的是提高學(xué)習(xí)支持服務(wù)的效果，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展。因此學(xué)習(xí)分析框架需要從SPOC混合式學(xué)習(xí)的系統(tǒng)視角進(jìn)行構(gòu)建。學(xué)習(xí)分析框架主要包括三大部分，如圖1所示，第一部分是參與者，可以是學(xué)生、教師、學(xué)校和政府等。數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)主體和數(shù)據(jù)客戶端兩部分，數(shù)據(jù)客戶端是受益者也就是圖中的受眾，數(shù)據(jù)主體則是數(shù)據(jù)的產(chǎn)生者，他們的各項(xiàng)教學(xué)行為產(chǎn)生數(shù)據(jù)信息，成為學(xué)習(xí)分析過(guò)程的分析依據(jù)。學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)、移動(dòng)學(xué)習(xí)終端或社會(huì)性軟件中產(chǎn)生的諸如論文提交情況、日常作業(yè)完成情況等數(shù)據(jù)匯聚在數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的分析和處理后轉(zhuǎn)化成任務(wù)數(shù)據(jù)，作為分析結(jié)果提供給受眾。教師利用學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行教學(xué)策略調(diào)整，學(xué)校通過(guò)數(shù)據(jù)進(jìn)行教學(xué)計(jì)劃制定，管理者利用數(shù)據(jù)進(jìn)行教育管理活動(dòng)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行干預(yù)以提高其學(xué)習(xí)效果。

圖1 SPOC學(xué)習(xí)支持服務(wù)效果的學(xué)習(xí)分析框架

第二部分是工具包，他由數(shù)據(jù)收集工具，數(shù)據(jù)處理工具以及數(shù)據(jù)分析工具組成。學(xué)習(xí)分析工具包括：

(1) 語(yǔ)言分析工具。該工具針對(duì)對(duì)話及交流過(guò)程進(jìn)行分析。例如話語(yǔ)及文本分析工具 the Digital Research Tools Wiki、可視化分析工具Word Leand Tag Crowd、定性研究工具NVivo以及定量分析工具WMatrix。

(2) 社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析工具。包括開放工具、專家工具和大眾工具。

(3) 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工具?；诮虒W(xué)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)理論，使用統(tǒng)計(jì)工具對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類匯總和分析統(tǒng)計(jì)。例如Excel和SPSS等。

第三部分是學(xué)習(xí)干預(yù)，他主要是從教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)活動(dòng)和教學(xué)管理三個(gè)方面入手，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行干預(yù)，引導(dǎo)其向預(yù)定方面發(fā)展，從而達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。

整個(gè)學(xué)習(xí)分析框架是一個(gè)整體循環(huán)過(guò)程，干預(yù)也是一個(gè)循環(huán)往復(fù)的過(guò)程。在干預(yù)過(guò)程中要注意三點(diǎn)：

(1) 干預(yù)的目的。干預(yù)者要知道學(xué)習(xí)干預(yù)是要引導(dǎo)學(xué)生高效學(xué)習(xí)，通過(guò)分析結(jié)果進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的調(diào)整，對(duì)學(xué)生的能力培養(yǎng)進(jìn)行提升，廣泛地拓展干預(yù)手段也是極為有效的。

(2) 干預(yù)要從學(xué)習(xí)面臨的問(wèn)題及難點(diǎn)入手進(jìn)行有針對(duì)性的指導(dǎo)?；趯?duì)學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)的充分了解，要從多方面進(jìn)行，數(shù)據(jù)分析只是一方面，還有日常行為及課堂學(xué)習(xí)表現(xiàn)，通過(guò)建立雙向評(píng)價(jià)體系及師生互動(dòng)平臺(tái)，及時(shí)解決學(xué)生的問(wèn)題。

(3) 要從激勵(lì)與鞭策兩個(gè)方面進(jìn)行干預(yù)。激勵(lì)是正向干預(yù)，一方面可以利用在線學(xué)習(xí)平臺(tái)上的星級(jí)評(píng)定和學(xué)分積攢等功能，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，另一方面通過(guò)對(duì)不良行為及扣分制度的公布，建立學(xué)生學(xué)習(xí)的鞭策機(jī)制，從而形成完善的干預(yù)評(píng)價(jià)機(jī)制。

3 SPOC學(xué)習(xí)支持服務(wù)的學(xué)習(xí)分析實(shí)施

研究以江蘇理工學(xué)院數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)2016級(jí)學(xué)生的“虛擬現(xiàn)實(shí)與交互設(shè)計(jì)”課程教學(xué)為例，對(duì)該課程進(jìn)行精心的教學(xué)設(shè)計(jì)，開發(fā)課程的在線學(xué)習(xí)微課視頻、PPT、案例和習(xí)題等教學(xué)資源，發(fā)布在某在線課堂平臺(tái)上，利用該平臺(tái)提供的資源管理、發(fā)布測(cè)試、作業(yè)布置批改等優(yōu)勢(shì)，在平臺(tái)的討論區(qū)進(jìn)行師生交流互動(dòng)，對(duì)學(xué)生優(yōu)秀作品進(jìn)行展示，通過(guò)教學(xué)團(tuán)隊(duì)錄制的碎片化教學(xué)視頻進(jìn)行任務(wù)點(diǎn)設(shè)置，根據(jù)評(píng)價(jià)系統(tǒng)進(jìn)行分值設(shè)置以實(shí)現(xiàn)綜合成績(jī)的評(píng)定。課題組研究的對(duì)象是數(shù)字媒體專業(yè)學(xué)生，一共有兩組人員，分組前對(duì)其進(jìn)行摸底測(cè)試以確保兩組學(xué)生水平相當(dāng)，實(shí)驗(yàn)組甲組40人，對(duì)照組乙組40人，還有專業(yè)教師和在線輔導(dǎo)教師。為了檢驗(yàn)混合式教學(xué)模式的有效性，利用正常教學(xué)與SPOC混合式教學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的教學(xué)，四位教師輪流進(jìn)行試卷批改以及成績(jī)統(tǒng)計(jì)，采用軟件進(jìn)行測(cè)試數(shù)據(jù)分析，制定了學(xué)習(xí)效果調(diào)研表，使用訪談法了解學(xué)生對(duì)混合式學(xué)習(xí)模式的看法。研究時(shí)間為一學(xué)期16周，兩個(gè)小組學(xué)生的教學(xué)內(nèi)容一致。實(shí)驗(yàn)組采用SPOC混合式教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)，課前和課后采用線上的課程學(xué)習(xí)平臺(tái)，在教室里進(jìn)行學(xué)習(xí)指導(dǎo)和討論；對(duì)照組則采用常規(guī)教學(xué)。

從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，分組前的兩組學(xué)生水平基本一致，學(xué)生對(duì)“虛擬現(xiàn)實(shí)與交互設(shè)計(jì)”的了解都是處于基礎(chǔ)階段。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行后，通過(guò)對(duì)學(xué)生進(jìn)行兩次測(cè)試發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組的學(xué)生成績(jī)明顯高于對(duì)照組，中途抽查時(shí)實(shí)驗(yàn)組學(xué)生平均成績(jī)高出對(duì)照組10分，而期末測(cè)試成績(jī)則高出對(duì)照組13分，而且實(shí)驗(yàn)組學(xué)生的成績(jī)標(biāo)準(zhǔn)差明顯小于對(duì)照組，這意味著實(shí)驗(yàn)組學(xué)生成績(jī)更加集中，相對(duì)而言，對(duì)照組學(xué)生成績(jī)出現(xiàn)了較大的偏差。學(xué)生對(duì)“虛擬現(xiàn)實(shí)與交互設(shè)計(jì)”各章教學(xué)資源的評(píng)價(jià)中，優(yōu)秀的最高94%，最低74%，平均為83%，對(duì)于可見目標(biāo)以及文本風(fēng)格的評(píng)價(jià)優(yōu)秀分別為78%和84%，差評(píng)率都是7%。由此可以看出，相較于課程資源的形式，學(xué)生更關(guān)注課程資源內(nèi)容，在視頻教學(xué)中學(xué)生希望教師的教學(xué)風(fēng)格能夠保持一致，這樣更便于學(xué)習(xí)。聲音和視頻的流暢率差評(píng)在1.3%，所以在SPOC混合式教學(xué)資源的制作過(guò)程中，需要保持高標(biāo)準(zhǔn)，才能維持學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，從而有利于教學(xué)資源的傳播。

4 結(jié)語(yǔ)

在SPOC混合式教學(xué)中學(xué)習(xí)支持服務(wù)的學(xué)習(xí)分析研究中，教師不僅要注重學(xué)習(xí)分析數(shù)據(jù)結(jié)果，還需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行學(xué)習(xí)分析框架構(gòu)建，注重參與者的階層、方法的選用、對(duì)數(shù)據(jù)收集分析的正規(guī)性和學(xué)習(xí)行為的解釋等。通過(guò)本研究得出結(jié)論：SPOC混合式學(xué)習(xí)相比于常規(guī)教學(xué)，能夠顯著提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及學(xué)習(xí)成績(jī)。