基于xAPI的在線學習行為跟蹤研究

陳曦 林龍成

摘 ?要：在互聯(lián)網(wǎng)時代，在線學習成為教育領域的一個重要話題。為了更好地了解和分析學習者的學習情況，跟蹤學習者的學習行為是重要基礎。文章分析了學習行為規(guī)范xAPI及其活動流語句（Statement）的相關屬性，設計了基于xAPI標準的“動作（Verb）”規(guī)范和“對象（Object）”規(guī)范，最后以Moodle平臺為例，將xAPI應用于LMS的在線學習行為跟蹤。

關鍵詞：學習行為追蹤;xAPI標準;在線學習

中圖分類號：G434 ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）23-0181-04

Research on Online Learning Behavior Tracking Based on xAPI

CHEN Xi，LIN Longcheng

（Nantong Health College of Jiangsu Province，Nantong ?226010，China）

Abstract：In the internet era，online learning has become an important topic in the field of education. In order to better understand and analyze learnerslearning situation，tracking learnerslearning behavior is an important foundation. The article analyzes the relevant attributes of the learning behavior specification xAPI and its activity flow statement（Statement），and designs the “verb（Verb）” specification and “object（Object）” specification based on the xAPI standard. Finally，taking Moodle platform as an example，xAPI is applied to online learning behavior tracking of LMS.

Keywords：learning behavior tracking;xAPI standard;online learning

0 ?引 ?言

在線學習已經(jīng)成為當前非常重要的學習方式，在線學習的資源也豐富多樣。但是我們在教學過程中發(fā)現(xiàn)，很多學生會因為學習資源太多而無法快速找到需要的資源，教師也無法像傳統(tǒng)課堂那樣了解學生的學習情況。如何推進教育與技術的深度融合，提高教學的精確性，為學習者提供個性化的教學支持，已經(jīng)成為教育研究者關注的話題。卜昭鋒等[1]對SCORM和xAPI的跟蹤原理進行了對比分析，提出同步跟蹤和異步跟蹤兩種跟蹤策略;肖君等[2]引入學習者畫像這一概念，探究了基于xAPI的在線學習者畫像的設計過程和教學應用;邢曉蕭等[3]提出采用xAPI這一學習技術規(guī)范，運用xAPI記錄系統(tǒng)從多個維度有效記錄學習者的學習行為，通過學習行為模型，分析影響學習效果的行為。

結合我校在線教學的實際情況，我們希望以個性化學習理念為基礎，以學習者為中心研究學習者畫像，并根據(jù)學習者畫像精準推送個性化學習資源，實現(xiàn)學習者學習內(nèi)容的個性化定制，真正滿足學習者的學習需求，幫助學習者調(diào)整自己的學習內(nèi)容和學習方式，最大限度地激發(fā)學習者的學習潛能。作者以學習者為中心，對基于xAPI的在線學習行為進行模型設計和跟蹤研究，設計基于xAPI標準的“動作（Verb）”屬性規(guī)范集和基于xAPI標準的“對象（Object）”屬性規(guī)范集，二次開發(fā)Moodle平臺，擴展插件，對學習者的學習經(jīng)歷進行記錄和量化分析，為后續(xù)建立學習者畫像，推薦個性化學習資源奠定基礎。

1 ?學習行為描述規(guī)范xAPI

xAPI（experience API）是一種用來儲存和訪問學習經(jīng)歷的技術規(guī)范，旨在促進學習經(jīng)歷的記錄和交流。它指定了一種描述學習經(jīng)歷的結構，并定義了以何種方式交換這些描述。xAPI是高級分布式學習（ADL）計劃的成果。ADL成立于1997年，旨在規(guī)范和現(xiàn)代化美國的培訓，教育管理和教學。簡而言之，xAPI是一種標準，允許跨平臺跟蹤、存儲和共享用戶的學習經(jīng)歷。

在xAPI中，使用活動流語句（Statement）記錄用戶的學習活動或操作行為，活動流語句（Statement）采用JSON數(shù)據(jù)格式，這樣可以很方便的描述學習行為。表1詳細列出了活動流語句（Statement）的相關屬性。

在屬性列表中，參與者（Actor）、動作（Verb）和對象（Object）三個屬性是一條活動流語句（Statement）必須要包含的屬性。因此一條最簡單的活動流語句（Statement）可以表示為<參與者（Actor）+動作（Verb）+對象（Object）>，其中參與者（Actor）是主體，相當于活動流語句（Statement）的主語，通常是指參與學習活動的學生或者教師;動作（Verb）是參與者的交互行為，相當于活動流語句（Statement）的謂語，比如瀏覽、完成、觀看等行為;對象（Object）是活動的交互對象，相當于活動流語句（Statement）的賓語，通常是指課件、測驗等。

2 ?基于xAPI標準的在線學習行為跟蹤設計

本研究通過對xAPI標準進行分析，設計了如圖1所示的在線學習行為活動流跟蹤模型，將一系列操作行為轉化為符合xAPI規(guī)范的活動流語句（Statement）。

根據(jù)xAPI標準，活動流語句（Statement）必須具有“參與者（Actor）”屬性、“動作（Verb）”屬性和“對象（Object）”屬性，但是沒有限制各屬性的值。xAPI提供了“動作（Verb）”屬性的參考列表[4]，結合在線學習行為活動流設計的需要，選擇如表2所示的行為動詞表作為“動作（Verb）”規(guī)范。

“對象（Object）”是在學習過程“參與者（Actor）”需要訪問或交互的對象，可以是圖片、視頻、試題等學習資源，也可以是電子勛章等功能。根據(jù)xAPI提供的“對象（Object）”屬性的參考列表，結合在線學習的實際情況，我們選擇如表3所示的規(guī)范作為學習行為跟蹤對象。

根據(jù)表2、表3所示的規(guī)范設計，學生在學習平臺參加一個學習活動之后，就可以依據(jù)xAPI標準形成一條學習行為活動流活動流語句（Statement）。比如“張三觀看了一個教學視頻”，“參與者（Actor）”就是“張三”，“動作（Verb）”就是“Watched（觀看）”，“對象（Object）”就是“Video（視頻）”，得到JSON格式的活動流語句（Statement）為：

{

"actor" ： {

"objectType"： "Agent"，

"name" ： "張三"，

}，

"verb"： {

"id"： "http：//id.tincanapi.com/verb/ watched "，

"display"： {

"zh-cn"： " watched "

}

}，

"object"： {

"id"： "http：//172.20.8.56/moodle /view.php？id=78"，

"name"： {

"zh-cn"： " 函數(shù)教學視頻"

}，

"objectType"： " video "

}

}

3 ?在線學習行為跟蹤的實現(xiàn)

本研究選擇Moodle平臺作為學習管理系統(tǒng)（LMS），SCORM Cloud作為學習記錄存儲（LRS），實現(xiàn)基于xAPI標準的在線學習行為跟蹤，如圖2所示。包括以下幾個部分：

（1）參與者在Moodle平臺進行操作;

（2）將Moodle數(shù)據(jù)庫logstore_standard_log表中的數(shù)據(jù)傳到Expander模塊;

（3）Expander模塊從Moodle數(shù)據(jù)庫中擴展數(shù)據(jù);

（4）將擴展后的數(shù)據(jù)按照本文設計的xAPI活動流規(guī)范轉換為活動流語句（Statement）;

（5）將活動流語句（Statement）發(fā)送到指定LRS。

學生登入Moodle平臺，參加課程學習，平臺就可以按照前文設計的活動流規(guī)范，將活動流語句（Statement）發(fā)送到LRS。在LRS中，我們可以看到學生的所有學習行為活動流記錄，點擊其中一條活動流，就可以看到JSON格式的活動流語句（Statement），如圖3所示。

4 ?結 ?論

與傳統(tǒng)教學相比，信息技術支撐下的在線教學模式很難直觀的了解每個學生的學習情況。xAPI作為一種新的電子學習技術規(guī)范，允許人們以一致的格式跟蹤捕獲學生的學習行為數(shù)據(jù)，借助這些數(shù)據(jù)，我們就可以應用大數(shù)據(jù)、人工智能等相關技術，為學生提供個性化的學習支持。

參考文獻：

[1] 卜昭鋒，杜曉明，朱寧，等.基于xAPI的數(shù)字化學習過程數(shù)據(jù)跟蹤 [J].現(xiàn)代教育技術，2019，29（1）：86-92.

[2] 肖君，喬惠，李雪嬌.基于xAPI的在線學習者畫像的構建與實證研究 [J].中國電化教育，2019（1）：123-129.

[3] 邢曉蕭，師海寧.xAPI記錄系統(tǒng)在分析網(wǎng)絡學習行為中的應用 [J].計算機教育，2017（5）：133-135.

[4] Registry.verbs [EB/OL].[2020-11-04].https：//registry.tincanapi.com/#home/verbs.

[5] Registry.activity Types [EB/OL].[2020-11-04].https：//registry.tincanapi.com/#home/activityTypes.

作者簡介：陳曦（1982—），男，漢族，江蘇南通人，講師，碩士，研究方向：信息化教學;林龍成（1989—），男，漢族，江蘇響水人，講師，碩士研究生，研究方向：信息化教學。