大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在遠(yuǎn)程教育中的應(yīng)用

胡 燕

(羅定開(kāi)放大學(xué) 繼續(xù)教育部,廣東 羅定 527200)

0 引言

黨的十九大報(bào)告提出實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略,并在《國(guó)家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃(2018—2022 年)》中提出要加快推進(jìn)農(nóng)村現(xiàn)代化,讓農(nóng)民成為有吸引力的職業(yè),讓農(nóng)村成為有奔頭的產(chǎn)業(yè),要實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略可持續(xù)發(fā)展,必須加大鄉(xiāng)村振興人才培養(yǎng)力度,提高農(nóng)民的綜合素質(zhì)。 遠(yuǎn)程教育作為傳統(tǒng)學(xué)歷教育的一個(gè)有益補(bǔ)充,已成為我國(guó)實(shí)現(xiàn)高等教育大眾化和構(gòu)建終身教育體系、學(xué)習(xí)型社會(huì)的重要途徑,特別在教學(xué)信息化和新冠疫情防控背景下,基于“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的遠(yuǎn)程教育模式已深入人心。 目前,傳統(tǒng)遠(yuǎn)程教育并沒(méi)有完全實(shí)現(xiàn)學(xué)生的個(gè)性化教育,主要原因在于:在線教育學(xué)生數(shù)據(jù)量龐大,存儲(chǔ)能力有限,缺乏有效的分析工具,不能對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)與反饋;大部分教學(xué)平臺(tái)在跟蹤學(xué)生學(xué)習(xí)行為的過(guò)程中,缺乏全方位記錄學(xué)生學(xué)習(xí)行為的功能,只能根據(jù)某些特定的動(dòng)作數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄分析,并且沒(méi)有將這些數(shù)據(jù)很好地應(yīng)用在學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)中。本文在對(duì)中國(guó)鄉(xiāng)村現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育機(jī)制構(gòu)建、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)調(diào)研、分析的基礎(chǔ)上,聚焦云浮市委戰(zhàn)略部署和市政府中心工作,探索鄉(xiāng)村振興視野下大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)行為分析技術(shù)在遠(yuǎn)程教育中的應(yīng)用,為持續(xù)聚力打造“兩新一前列”,促進(jìn)實(shí)現(xiàn)“美麗云浮、共同締造”,實(shí)現(xiàn)云浮鄉(xiāng)村振興走在全省前列目標(biāo)做出新貢獻(xiàn)。

1 研究現(xiàn)狀

1.1 農(nóng)村遠(yuǎn)程教育現(xiàn)狀

在“鄉(xiāng)村振興” “智慧農(nóng)村”等旗幟的引領(lǐng)下,探索富含鄉(xiāng)土氣息的教學(xué)模式和教學(xué)資源,將農(nóng)民培養(yǎng)成為踐行鄉(xiāng)村振興、努力致富的高素質(zhì)人才,離不開(kāi)教育信息化建設(shè)。 農(nóng)村遠(yuǎn)程教育支撐了我國(guó)農(nóng)村教育的現(xiàn)代化發(fā)展,是發(fā)展農(nóng)村教育、提高農(nóng)民素質(zhì)的生力軍之一,為農(nóng)村人才的培養(yǎng)做出了重要貢獻(xiàn),非常適宜農(nóng)村人才的教育培訓(xùn),它具有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)。 遠(yuǎn)程教育最大的優(yōu)勢(shì)是共享開(kāi)放,它可以為廣大村民提供最優(yōu)質(zhì)多樣化的資源,節(jié)省了建設(shè)教學(xué)資源的成本;遠(yuǎn)程教育突破培訓(xùn)時(shí)間、地點(diǎn)、人員的束縛,將課堂遷移到了網(wǎng)絡(luò)上,村民可隨時(shí)隨地地進(jìn)行自由學(xué)習(xí),培養(yǎng)受益廣。在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用過(guò)程中,遠(yuǎn)程教育也存在一些缺陷,尤其在廣大農(nóng)村,這些缺陷表現(xiàn)得更加明顯,比如學(xué)員獨(dú)自學(xué)習(xí)的專(zhuān)注率難以監(jiān)控、掌握程度難以評(píng)估、及時(shí)交流互動(dòng)缺乏、無(wú)同學(xué)的個(gè)體存在強(qiáng)烈孤獨(dú)感等諸多問(wèn)題,這些都需要在實(shí)踐中不斷揚(yáng)長(zhǎng)避短、揚(yáng)優(yōu)成勢(shì)。

1.2 大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析技術(shù)調(diào)研

基于大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)分析涉及教育學(xué)、社會(huì)學(xué)、心理學(xué)、語(yǔ)言學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域,是當(dāng)前學(xué)界關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題,它的應(yīng)用價(jià)值日益引發(fā)教育專(zhuān)家的廣泛關(guān)注與重視[1]。 大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析包括數(shù)據(jù)收集、分析、預(yù)測(cè)、個(gè)性化調(diào)整4 個(gè)階段,即通過(guò)對(duì)所采集的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析,了解學(xué)員學(xué)習(xí)過(guò)程中的學(xué)習(xí)狀態(tài),根據(jù)分析結(jié)果預(yù)測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為,以適應(yīng)學(xué)員個(gè)性化的學(xué)習(xí)需要,為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)評(píng)價(jià)與精準(zhǔn)指導(dǎo)提供了可能[2]。 目前,基于大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)分析也面臨著一些困境,一是學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)采集方式以填報(bào)式為主,而非實(shí)際學(xué)習(xí)過(guò)程數(shù)據(jù),這難以反映學(xué)員真實(shí)的學(xué)習(xí)狀態(tài);二是學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)建模分析主要集中在理論模型,而缺乏對(duì)學(xué)員學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)建立數(shù)學(xué)模型,并進(jìn)行挖掘分析;三是對(duì)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的價(jià)值挖掘大多偏重于數(shù)據(jù)自身的分析,缺乏對(duì)教育價(jià)值的分析[3]。 基于大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)行為分析技術(shù)能系統(tǒng)、全面地記錄、跟蹤和掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)行為特征,能很好地解決以上困境,為教師有針對(duì)性地實(shí)施教學(xué)干預(yù),促進(jìn)教與學(xué)提供依據(jù)[4]。 常采用的學(xué)習(xí)行為分析方法有分類(lèi)分析、聚類(lèi)分析、關(guān)聯(lián)分析,分析算法有決策樹(shù)算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、支持向量機(jī)算法、KMeans 聚類(lèi)算法[5]。

2 基于大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)行為分析模型構(gòu)建

基于大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)行為分析模型,就是將現(xiàn)實(shí)的學(xué)習(xí)行為構(gòu)建成虛擬的分析模型,使得學(xué)習(xí)行為在信息框架的作用下更好地挖掘用戶(hù)的使用習(xí)慣和路徑,為下一階段的用戶(hù)分析提供必要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。 本文以行為科學(xué)、系統(tǒng)論及學(xué)習(xí)分析理論作為理論基礎(chǔ),立足于現(xiàn)實(shí)的教學(xué)課堂,以信息化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)為技術(shù)保障,對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行相關(guān)分析,搭建起科學(xué)合理的學(xué)習(xí)行為分析模型,如圖1 所示,模型由3 個(gè)環(huán)節(jié)組成,即數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)應(yīng)用。

圖1 基于大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)行為分析模型

2.1 數(shù)據(jù)采集

通過(guò)在線學(xué)習(xí)服務(wù)端、平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)、在線學(xué)習(xí)客戶(hù)端,對(duì)學(xué)員登錄次數(shù)、在線學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)、下載資源次數(shù)、在線作業(yè)、參與線上討論等動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,并對(duì)學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)行為進(jìn)行統(tǒng)一記錄,跟蹤學(xué)生的正式與非正式學(xué)習(xí)行為,有效地將這些行為數(shù)據(jù)進(jìn)行融合,實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)獲取與共享,以便完成對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的實(shí)時(shí)跟蹤。

2.2 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析就是將采集到的學(xué)員學(xué)習(xí)行為動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù),通過(guò)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行處理,總結(jié)出學(xué)員的學(xué)習(xí)過(guò)程和規(guī)律。 結(jié)合學(xué)習(xí)行為分析模型以及在線學(xué)習(xí)過(guò)程,數(shù)據(jù)分析包括橫向分析、縱向分析兩個(gè)環(huán)節(jié)。 橫向分析包括3 個(gè)部分,即聚類(lèi)分析、推薦分析和關(guān)聯(lián)分析。 首先,采取聚類(lèi)分析方法對(duì)收集的行為數(shù)據(jù)分類(lèi),利用聚類(lèi)模型對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,找出不同學(xué)員的學(xué)習(xí)行為特征;其次,按照不同學(xué)員的行為特征有針對(duì)性地進(jìn)行推薦分析,為其提供一對(duì)一的課程學(xué)習(xí)資源推薦;最后,關(guān)聯(lián)規(guī)則分析,對(duì)隱藏在大數(shù)據(jù)中的關(guān)聯(lián)項(xiàng)進(jìn)行分析,并合理評(píng)估學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果。 縱向分析包括3 個(gè)部分,即數(shù)據(jù)處理、方法選擇及分析過(guò)程和結(jié)果輸出,依據(jù)學(xué)員問(wèn)題解決的流程,首先,選取行為分析數(shù)據(jù),并對(duì)數(shù)據(jù)初步處理;其次,根據(jù)不同橫向分析項(xiàng),選擇正確的行為分析方法;最后,對(duì)相應(yīng)行為項(xiàng)進(jìn)行大數(shù)據(jù)挖掘分析。

2.3 數(shù)據(jù)應(yīng)用

通過(guò)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)行為的各項(xiàng)數(shù)據(jù)分析,反映學(xué)生對(duì)知識(shí)的發(fā)現(xiàn)、獲取、轉(zhuǎn)化、創(chuàng)造等情況,并對(duì)行為分析結(jié)果進(jìn)行可視化呈現(xiàn)。平臺(tái)管理員接收到預(yù)測(cè)結(jié)果后,可對(duì)平臺(tái)進(jìn)行優(yōu)化和完善;教師接收到預(yù)測(cè)結(jié)果后根據(jù)學(xué)員遇到的具體問(wèn)題,對(duì)學(xué)員進(jìn)行個(gè)性化的指導(dǎo),從而督促、引導(dǎo)學(xué)員掌握知識(shí),提升教育教學(xué)質(zhì)量;學(xué)員接收到預(yù)測(cè)結(jié)果后可以了解自己的學(xué)習(xí)情況,更新學(xué)習(xí)方式,從而激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)效率。

3 基于大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)行為分析模型應(yīng)用

為了方便取樣,以羅定開(kāi)放大學(xué)2020級(jí)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)1,2 班為研究對(duì)象,形成對(duì)照組A,B 班,對(duì)遠(yuǎn)程教育平臺(tái)開(kāi)設(shè)“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)”課程學(xué)習(xí)過(guò)程中的學(xué)習(xí)行為特征(包括瀏覽課程資源次數(shù)、視頻觀看時(shí)長(zhǎng)、作業(yè)成績(jī)、參與頭腦風(fēng)暴次數(shù)、參與答疑/討論次數(shù)、測(cè)試成績(jī))進(jìn)行實(shí)證研究。 首先對(duì)A,B 班學(xué)員前4周的在線學(xué)習(xí)行為進(jìn)行分析,并呈現(xiàn)預(yù)測(cè)結(jié)果,然后將預(yù)測(cè)結(jié)果告知A 班師生,并在第4—8 周對(duì)A 班的教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行干預(yù),教師可根據(jù)學(xué)員出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行個(gè)性化的指導(dǎo),從而督促、引導(dǎo)學(xué)員完成學(xué)習(xí)任務(wù),而對(duì)B 班學(xué)習(xí)情況只進(jìn)行預(yù)測(cè),對(duì)照組A,B 班干預(yù)前后的預(yù)測(cè)結(jié)果如圖2—3 所示。

圖2 干預(yù)前的預(yù)測(cè)結(jié)果

圖3 干預(yù)后的預(yù)測(cè)結(jié)果

實(shí)踐證明,基于大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)行為分析模型應(yīng)用,能實(shí)時(shí)跟蹤記錄學(xué)員的學(xué)習(xí)行為,并對(duì)學(xué)習(xí)行為進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析,將學(xué)員的學(xué)習(xí)偏好、學(xué)習(xí)態(tài)度、預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行可視化呈現(xiàn)。 教師依據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果,開(kāi)展有針對(duì)性的教學(xué)活動(dòng),能夠激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)習(xí)毅力,提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。 從整體上看,基于學(xué)習(xí)行為分析的預(yù)測(cè)與干預(yù)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為有一定的影響。

4 結(jié)語(yǔ)

在鄉(xiāng)村振興的建設(shè)背景下,作為傳統(tǒng)學(xué)歷教育重要補(bǔ)充的現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育,借助網(wǎng)絡(luò)信息化手段,突破了時(shí)空限制,有效保障師生教學(xué)與生生互動(dòng)學(xué)習(xí)的實(shí)效性,在智慧農(nóng)村建設(shè)人才的培養(yǎng)方面做出了重要貢獻(xiàn)。 基于大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)行為分析模型的實(shí)踐應(yīng)用,通過(guò)班級(jí)間對(duì)比、生生間對(duì)比和學(xué)生自身學(xué)習(xí)過(guò)程的對(duì)比,分析學(xué)習(xí)行為對(duì)學(xué)習(xí)效果產(chǎn)生的影響,為評(píng)教和導(dǎo)學(xué)提供依據(jù),它將為智慧農(nóng)村建設(shè)提供了人才支撐,對(duì)實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 但本研究在樣本的選取、學(xué)習(xí)行為的選取方面存在局限性,在今后的研究中,筆者將進(jìn)一步擴(kuò)大研究的樣本,增加對(duì)學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)的綜合研究,從而推動(dòng)“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代網(wǎng)絡(luò)教育的變革與發(fā)展。