基于數據挖掘的網絡學習行為應用系統實現*

李興篤，馬生駿

（1.蘭州工業學院 軟件工程系，甘肅 蘭州 730050；2.甘肅省電化教育館，甘肅 蘭州 730070）

網絡學習已經成為一種不可或缺的學習方式，對于網絡學習行為的研究，有助于教學服務人員和學習者更加深入地了解網絡學習規律，評價和修正各自的教學目標、學習方式和考核指標等。因此，基于數據挖掘的網絡學習行為應用系統，能夠針對不同的學習者身份進行學習行為數據采集，并將所得的行為數據存儲到相應的數據庫中，提供了學習進度管理、學習目標評價、學習結果反饋和學習策略跟進等諸多功能，大大降低了學習管理和學習支出的費用，提高了學習效率，降低了辦學成本。

一、系統模塊設計

此系統主要用戶是學習者和教學服務人員。當學習者利用系統提供的學習資源開展學習任務時，系統自動進行學習行為的跟蹤記錄，并將所得的行為數據存儲到相應的數據庫中，利用數據挖掘技術進行分析、過濾、降噪、統計和評價，一方面作為學習者學習結果的綜合評價數據，另一方面也是教學服務人員管理、指導的依據，系統模塊設計見圖1。

圖1 系統模型圖

二、網絡學習行為屬性表示及量化

在對網絡學習行為進行量化過程中，需要定義兩種元數據:學習者元數據和學習對象元數據。學習者元數據用來規范所要收集的學習者特征，學習對象元數據用來描述學習材料的屬性。為了實現信息的通用性和共享性，將來網絡學習行為的量化、編碼和采集需進行元數據規范，[1]并要依據教育部教育信息化技術標準委員會(CELTSC)制定的學習者模型規范(CELTS-11)和學習對象規范(CELTS-3)。

常見的網絡學習行為及其屬性有：[2][3]

瀏覽網頁：網址、標題、主題字、時間（進入頁面、離開頁面）；

瀏覽教學資源：教學資源的主題、時間、教學資源的狀態、資源的呈現方式；

信息檢索：關鍵詞、搜索結果、搜索引擎；

下載保存：來源、關鍵詞、說明、形式；

學習記錄：學習時間長度、學習任務完成情況、評語、成績、排名；

留言板討論：主題、發帖頻率、時間、精華帖數、回帖次數；

協作交流：工具標記、交流時間、交流主題、內容；

收發郵件：發件人、收件人、郵件地址、郵件主題；

提交作業：時間（作業布置、完成的時間）、標題、內容、評語；

作品發布:名稱、發布時間、媒體類型、發布數量。

例如，學習者瀏覽教學資源時，其行為屬性表示方式見表1。

表1 瀏覽教學資源行為屬性量化表示方式

三、系統架構

系統開發操作系統為Windows 2003 Server，Web服務器為Tomcat，平臺數據庫為SQL Server 2000，語言工具為JSP，各模塊系統采用B/S三層體系結構實現，其中視頻學習資源采用WMV格式的流媒體技術 （見圖2）。當登錄用戶通過瀏覽器向服務器發出請求時，服務器對請求進行處理并把結果返回到瀏覽器。

圖2 系統B/S三層體系結構

四、數據庫的連接

對數據庫的連接，這里采用JavaBean構造的非可視化組件——數據庫連接工具類，并封裝到系統虛擬目錄WEB-INF/classes/下，在JSP頁面引入即可以實現。由于整個系統需要多個數據庫存儲多種行為信息，對數據庫的連接有相同的方法，因此設計一個JavaBean對連接操作進行統一調度，大大減少重復操作，實現代碼“瘦身”，并便于程序調試和批量修改，其關鍵代碼如下：

本文所構造的基于數據挖掘的網絡學習行為應用系統模型、總結的行為屬性特征和設計的系統構架，有助于進一步增加網絡環境學習研究的深度和廣度，使教與學雙方及時了解自身和彼此的狀況，同時也為網絡教學管理提供更多的借鑒。

[1]學習者模型規范(CETLS-11)和學習對象規范(ECTLS-3)[EB/OL].http://celtsc.edu.cn.

[2]靳麗.網絡學習中學習者學習行為記錄模塊的設計開發及相關數據分析研究[D].呼和浩特：內蒙古師范大學，2008.

[3]黃克斌.網絡學習行為及其分析系統研究[D].武漢：華中師范大學，2006.