于方軍 翟俊明

摘要：未來(lái)世界是信息處理的世界，如何更好地分析數(shù)據(jù)并與別人分享數(shù)據(jù)，也將是未來(lái)教育發(fā)展的一個(gè)方向。師生們?cè)趯?duì)Moodle網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)的長(zhǎng)時(shí)間研究應(yīng)用過(guò)程中積累了大量的數(shù)據(jù)，如何深入應(yīng)用這些數(shù)據(jù)，并通過(guò)分析這些數(shù)據(jù)對(duì)教育教學(xué)產(chǎn)生有意義的影響？本文通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)分析了所積累的數(shù)據(jù)，進(jìn)一步擴(kuò)展Moodle的功能，以期更好地為教育事業(yè)服務(wù)。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)挖掘；Moodle

Moodle網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，是基于社會(huì)建構(gòu)主義教育理論而開(kāi)發(fā)的課程管理系統(tǒng)（CMS）。我校自2006年開(kāi)始學(xué)習(xí)和使用Moodle平臺(tái)來(lái)支持教學(xué)，積累了大量的復(fù)雜數(shù)據(jù)，如何充分有效地使用這些數(shù)據(jù)成為了一個(gè)新課題。在讀了涂子沛老師的《大數(shù)據(jù)》后發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘是一種有效利用這些數(shù)據(jù)的方法。目前，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)已經(jīng)在商業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛使用，如銀行、股市、保險(xiǎn)、醫(yī)藥、零售等。將其應(yīng)用于教育領(lǐng)域，勢(shì)必成為教育信息化發(fā)展的一種重要趨勢(shì)。

本研究選取本校利用Moodle搭建的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，以2007～2012年學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)作為研究對(duì)象，平臺(tái)（網(wǎng)址：http：//www.stjyzx.net/moodle）開(kāi)設(shè)了初中階段的全部課程，特別是信息技術(shù)課全程在平臺(tái)上開(kāi)展教學(xué)，學(xué)生通過(guò)Moodle平臺(tái)開(kāi)展學(xué)習(xí)，并通過(guò)平臺(tái)提交自己的學(xué)習(xí)成果，利用平臺(tái)進(jìn)行學(xué)習(xí)效果檢測(cè)。選取2008級(jí)學(xué)生（2011年畢業(yè)）作全程跟蹤研究樣本。選取2007級(jí)～2010級(jí)學(xué)生作對(duì)比研究樣本。

本研究立足于基礎(chǔ)教育，以期在普通中學(xué)從事教學(xué)工作的教師都能從本研究中獲益，所以只采用Moodle平臺(tái)本身提供一些表格，利用Excel對(duì)研究樣本開(kāi)展Moodle平臺(tái)日志挖掘、測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)挖掘和互動(dòng)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)挖掘研究，以期探索網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)活動(dòng)分布特點(diǎn)，師生交互、生生交互的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，為網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)上輔助教學(xué)的開(kāi)展情況及教師利用網(wǎng)絡(luò)開(kāi)展教學(xué)支持服務(wù)提供參考。

● 訪問(wèn)日志的數(shù)據(jù)挖掘

網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)都提供了訪問(wèn)日志的功能，記錄用戶(hù)對(duì)平臺(tái)的訪問(wèn)情況。通過(guò)分析這些數(shù)據(jù)，能了解學(xué)生的學(xué)習(xí)偏好、上網(wǎng)時(shí)間、感興趣學(xué)科、影響網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的因素等。Moodle平臺(tái)對(duì)訪問(wèn)情況的記錄包括日志、活動(dòng)報(bào)表、參與報(bào)表三部分（Moodle2.3變?yōu)椤叭罩尽薄ⅰ皶r(shí)時(shí)日志”、“課程活動(dòng)”、“課程成員”又添加一個(gè)“時(shí)時(shí)日志”，其他三項(xiàng)為翻譯不同）?！叭罩尽庇涗浟巳w用戶(hù)所訪問(wèn)的平臺(tái)模塊、各種操作以及發(fā)生的時(shí)間；“活動(dòng)報(bào)表”利用日志數(shù)據(jù)表，對(duì)該門(mén)課程中訪問(wèn)平臺(tái)各個(gè)模塊的具體情況進(jìn)行分類(lèi)匯總；“參與報(bào)表”可以得到具體學(xué)生和教師的訪問(wèn)平臺(tái)模塊和各類(lèi)操作行為情況、學(xué)生的訪問(wèn)平臺(tái)時(shí)間特點(diǎn)等，并對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，將分析結(jié)果進(jìn)行可視化表示。

1.對(duì)平臺(tái)模塊總體訪問(wèn)情況──日志

下頁(yè)表1是同一門(mén)課程學(xué)習(xí)過(guò)程中，2007～2010級(jí)5個(gè)人數(shù)相等或相近班級(jí)，師生訪問(wèn)平臺(tái)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，師生最初對(duì)平臺(tái)的應(yīng)用不是很熟練，局限于資源瀏覽、作業(yè)提交等操作；2009級(jí)9班和10班由不同教師分別設(shè)計(jì)上課，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)差距說(shuō)明課堂參與程度與教師對(duì)課程的設(shè)計(jì)是有關(guān)聯(lián)的；2010級(jí)的兩個(gè)班也是不同老師授課，但課程設(shè)計(jì)是在往年集體設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上的不斷完善和改進(jìn)。由此可見(jiàn)這種基于Moodle平臺(tái)的集體備課更容易實(shí)現(xiàn)資源共享和流程化的管理，可以更有效地通過(guò)技術(shù)來(lái)彌補(bǔ)教師人格魅力的不足，這樣就可將教師的差異性對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果影響降至最低。

2.對(duì)活動(dòng)的參與情況──活動(dòng)報(bào)表

下面以2009級(jí)和2010級(jí)學(xué)生為統(tǒng)計(jì)對(duì)象，對(duì)同一學(xué)習(xí)主題的學(xué)生在各個(gè)活動(dòng)模塊中的參與情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表2所示，表中主要統(tǒng)計(jì)了五次“互動(dòng)評(píng)價(jià)”活動(dòng)和一次“測(cè)驗(yàn)”活動(dòng)的參與次數(shù)。從表2可以看出，2010級(jí)學(xué)生的參與率遠(yuǎn)高于2009級(jí)，主要原因是因?yàn)榻處熢?010級(jí)設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)，實(shí)行了“代幣制”獎(jiǎng)勵(lì)（獎(jiǎng)勵(lì)可以為一段有趣動(dòng)畫(huà)、一個(gè)能撥號(hào)上網(wǎng)的賬號(hào)或一個(gè)QQ號(hào)等），學(xué)生如果在“互動(dòng)評(píng)價(jià)”和“測(cè)驗(yàn)”中達(dá)到某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就能獲得一個(gè)獎(jiǎng)勵(lì)，而前幾級(jí)都是采用教師檢查督促的方法。通過(guò)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，實(shí)行“代幣制”獎(jiǎng)勵(lì)后，學(xué)生參與活動(dòng)的次數(shù)達(dá)到之前的2～4倍。說(shuō)明對(duì)于初中階段的學(xué)生這種“代幣制”獎(jiǎng)勵(lì)依然有效，且由于Moodle平臺(tái)統(tǒng)計(jì)是即時(shí)性質(zhì)的，學(xué)生只要達(dá)到要求，Moodle平臺(tái)將自動(dòng)出現(xiàn)獎(jiǎng)勵(lì)，所以在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上使用效果會(huì)更加及時(shí)有效。這一點(diǎn)可以通過(guò)完成此活動(dòng)時(shí)間跨度的數(shù)據(jù)挖掘得以驗(yàn)證。

3.對(duì)具體模塊的參與情況──參與報(bào)表

這一報(bào)表可以對(duì)具體學(xué)生，對(duì)具體模塊的參與情況做出更加細(xì)致的統(tǒng)計(jì)，通過(guò)這些數(shù)據(jù)挖掘可以發(fā)現(xiàn)某個(gè)學(xué)生，對(duì)哪個(gè)模塊感興趣以及對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的效果。本研究選取了五名偏科生進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)和學(xué)科模塊的參與情況統(tǒng)計(jì)是正相關(guān)的，教師可以參照參與活動(dòng)不活躍的學(xué)生，開(kāi)展有針對(duì)的教學(xué)干預(yù)。如何利用Moodle平臺(tái)對(duì)其加以糾正，又將是進(jìn)一步研究的一個(gè)方向。

從上述分析可知，通過(guò)挖掘Moodle平臺(tái)日志，我們可以了解 Moodle平臺(tái)各模塊的訪問(wèn)頻率、了解學(xué)生在平臺(tái)中所開(kāi)展的各種活動(dòng)的狀況、發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)偏好，并依據(jù)學(xué)生的平臺(tái)訪問(wèn)行為對(duì)學(xué)生進(jìn)行歸類(lèi)，這些挖掘得到的信息將有助于教師改進(jìn)教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)和對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的把握。

● 測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)的挖掘

在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師一般通過(guò)考試分?jǐn)?shù)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，而對(duì)于試題分析、試卷分析、學(xué)生題目完成情況分析卻由于傳統(tǒng)紙質(zhì)試卷統(tǒng)計(jì)上的費(fèi)時(shí)費(fèi)力，變得很難完成，從而使教學(xué)評(píng)價(jià)的作用不能有效發(fā)揮，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)在這些方面是有優(yōu)勢(shì)的。Moodle平臺(tái)的測(cè)驗(yàn)?zāi)K有很好的統(tǒng)計(jì)分析功能，既有全體學(xué)生整體完成情況統(tǒng)計(jì)，又有具體到每一位學(xué)生每一個(gè)問(wèn)題的單項(xiàng)分析（如下頁(yè)表3所示）。目前，采取數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)學(xué)生進(jìn)行成績(jī)分析，可以從以下幾個(gè)方面入手：

1.試題分析

在測(cè)驗(yàn)結(jié)構(gòu)分析中，對(duì)那些存在異常情況的試題（如30題平臺(tái)會(huì)以紅色顯示）進(jìn)行標(biāo)記，并利用平臺(tái)記錄的數(shù)據(jù)對(duì)試題進(jìn)行校正。每個(gè)試題的采用容易度指數(shù)在50%～70%之間均勻分布為最好。這一界限的設(shè)定將直接反應(yīng)題目的鑒別能力。通過(guò)對(duì)題目進(jìn)行難易程度的劃分，可以對(duì)試題進(jìn)行一個(gè)良性的評(píng)價(jià)，同時(shí)有利于對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的科學(xué)評(píng)價(jià)，還有利于教師有針對(duì)性地對(duì)題目進(jìn)行講解。

2.試卷分析

如下頁(yè)表3前兩行所示，對(duì)本次考試總體成績(jī)及試卷進(jìn)行了分析，在數(shù)據(jù)挖掘中，對(duì)試題的難度使用首次答題平均分和成績(jī)中值表示，這個(gè)數(shù)據(jù)將可以為試卷的組成提供選題的根據(jù)，從而對(duì)考試分?jǐn)?shù)的分布偏度和分布形態(tài)產(chǎn)生直接的影響。理想情況下，整個(gè)試卷的分?jǐn)?shù)分布偏度為0，本次測(cè)驗(yàn)為負(fù)偏度說(shuō)明題目較容易。

3.學(xué)生分析

Moodle平臺(tái)的測(cè)驗(yàn)?zāi)Ｊ接卸喾N，本測(cè)驗(yàn)設(shè)置了多次試答取最高分顯示模式，以便學(xué)生在考試或者測(cè)試后立即獲得成績(jī)和排名，通過(guò)“回顧”找到自己學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)和不足，及時(shí)調(diào)整下一步的努力方向。因此可以通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)學(xué)生的多次試答成績(jī)進(jìn)行分析，從而分析學(xué)生的進(jìn)步情況、學(xué)習(xí)障礙、知識(shí)點(diǎn)和知識(shí)單元的掌握情況等，還可以利用一些更復(fù)雜的分析工具對(duì)其進(jìn)行各科目測(cè)試成績(jī)的橫向比較。

總之，利用這些信息，教師可以持續(xù)地對(duì)測(cè)驗(yàn)進(jìn)行維護(hù)。例如，教師可以刪除不規(guī)范的題目，修改太難或太簡(jiǎn)單的問(wèn)題。這些分析結(jié)果可為學(xué)生了解自己的學(xué)習(xí)狀況、教師監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況提供參考，并為教師做出教學(xué)決策提供依據(jù)。

目前應(yīng)用存在的主要問(wèn)題有：①某些學(xué)科試題編輯的難度大，如數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等學(xué)科涉及一些特殊符號(hào)，在試題編輯時(shí)一些填空、證明、計(jì)算題設(shè)計(jì)有一定難度。令人欣慰的是Moodle平臺(tái)是個(gè)開(kāi)放性平臺(tái)，全世界對(duì)它感興趣的人都在不斷完善它，如WIRIS就是一個(gè)專(zhuān)門(mén)為數(shù)學(xué)開(kāi)發(fā)的插件，利用它可以完成大部分?jǐn)?shù)學(xué)試題編輯。②有些題目還無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)判分，不能及時(shí)反饋，如語(yǔ)文、英語(yǔ)學(xué)科的作文就只能輔助以人工判分。

● Moodle平臺(tái)的互動(dòng)評(píng)價(jià)（Workshop）的數(shù)據(jù)挖掘

“互動(dòng)評(píng)價(jià)”是其他網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)所不具備的，Moodle平臺(tái)的互動(dòng)評(píng)價(jià)是為教學(xué)“量身定制”的，評(píng)價(jià)可以具體到學(xué)生作品的某個(gè)具體的點(diǎn)，并且能用具體的分?jǐn)?shù)和等級(jí)體現(xiàn)?；?dòng)評(píng)價(jià)是同學(xué)間的評(píng)價(jià)。即由同班級(jí)學(xué)生，針對(duì)某個(gè)作品進(jìn)行學(xué)習(xí)成果互評(píng)。在此過(guò)程中，學(xué)生的角色不再只是被評(píng)價(jià)者，不只是完成自己的作業(yè)，還要對(duì)別人的作品進(jìn)行評(píng)價(jià)，因此要仔細(xì)欣賞別人的作品，表達(dá)自己的觀點(diǎn)、提出批判及建議的同時(shí)也要學(xué)習(xí)別人的優(yōu)點(diǎn)。而就被評(píng)者的角色而言，學(xué)生在接受別人的建議后，進(jìn)一步修改作品。通過(guò)反復(fù)的評(píng)價(jià)及修改，在互動(dòng)評(píng)價(jià)過(guò)程中，學(xué)生們可以借此不斷地累積學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。所以互動(dòng)評(píng)價(jià)不只是評(píng)價(jià)，其過(guò)程更是一個(gè)學(xué)習(xí)的過(guò)程。而“學(xué)生自評(píng)”顧名思義就是學(xué)生根據(jù)教師給出的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和自己的完成過(guò)程及滿意程度給自己的作品做出評(píng)價(jià)，是學(xué)生提高自我認(rèn)識(shí)、促進(jìn)自我反省的過(guò)程。對(duì)互動(dòng)評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)挖掘主要從以下三方面進(jìn)行。

1.教師參與情況統(tǒng)計(jì)分析

Moodle2.0后的版本對(duì)互動(dòng)評(píng)價(jià)進(jìn)行了改寫(xiě)，將教師和學(xué)生置于同等位置，減小了教師對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)干預(yù)。通過(guò)兩種評(píng)價(jià)比較分析發(fā)現(xiàn)，如果評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)合理，不僅能正確評(píng)價(jià)學(xué)生，并且更有利于培養(yǎng)學(xué)生公正評(píng)價(jià)自己和他人的態(tài)度。

2.學(xué)生評(píng)價(jià)對(duì)象分配統(tǒng)計(jì)分析

Moodle2.0后的版本中學(xué)生的評(píng)價(jià)對(duì)象既可以隨機(jī)分配也可以手動(dòng)分配。為促使小組成員公正互評(píng)，防止惡評(píng)，可以進(jìn)行分組用組成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)學(xué)生，分配時(shí)“啟用防止同組學(xué)生互評(píng)”選項(xiàng)，每一個(gè)作品評(píng)價(jià)人數(shù)和每一個(gè)成員評(píng)價(jià)作品數(shù)都控制在5人以上，這樣每一學(xué)生對(duì)同一作品評(píng)價(jià)行為都受到其他人制約。通過(guò)對(duì)不同版本評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，在學(xué)生的時(shí)間允許情況下，參與評(píng)價(jià)的人數(shù)越多評(píng)價(jià)結(jié)果越趨于合理。

3.學(xué)生評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析

最初使用互動(dòng)評(píng)價(jià)時(shí)，采用了讓學(xué)生對(duì)評(píng)價(jià)作品打分方法評(píng)價(jià)作品。弊端是學(xué)生評(píng)價(jià)作品標(biāo)準(zhǔn)不同，而且學(xué)生很難區(qū)分分?jǐn)?shù)細(xì)微差別。隨著應(yīng)用深入，在評(píng)價(jià)表中設(shè)計(jì)了“是/否”、“好/中/差”（3級(jí)）、“很好/好/中/差/很差”（5級(jí)）等評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合打分方法，使得學(xué)生對(duì)作品既有定量評(píng)價(jià)，又有定性評(píng)價(jià)。通過(guò)對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)評(píng)價(jià)結(jié)果更加趨于合理。

總之，通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)課程的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，可為教師提供如學(xué)生在線參與學(xué)習(xí)活動(dòng)情況、學(xué)生的學(xué)習(xí)偏好、學(xué)習(xí)效果等信息，通過(guò)這些信息教師可以進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)策略，以提高教學(xué)效果和質(zhì)量。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)教師在課程中的主導(dǎo)作用在逐漸淡化，成為了課程設(shè)計(jì)的“幕后導(dǎo)演”，雖然沒(méi)有了“主演”的風(fēng)光，卻從更深層次決定了課程的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]涂子沛.大數(shù)據(jù)[M].桂林：廣西師范大學(xué)出版社，2012.

[2]黎加厚.信息化課程設(shè)計(jì)——Moodle信息化學(xué)習(xí)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2007.

[3]魏順平.Moodle平臺(tái)數(shù)據(jù)挖掘研究[J].中國(guó)遠(yuǎn)程教育，2011（01）.

[4]王全旺，趙兵川.數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在Moodle課程管理系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].電化教育研究，2011（11）.

[5]李釗，熊威，李琪.數(shù)據(jù)挖掘在Moodle平臺(tái)中的應(yīng)用淺析[J].計(jì)算機(jī)光盤(pán)軟件與應(yīng)用，2011（12）.

[6]姜躍.數(shù)據(jù)挖掘在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中的應(yīng)用[J].軟件導(dǎo)刊，2011（10）.

[7]劉宇.基于Moodle平臺(tái)的遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)監(jiān)控與動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)[J].南京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2011（6）.