基于网络学习平台的学习行为监控研究

基于网络学习平台的学习行为监控研究

1引言

随着网络的普及和终身学习的学习型社会的到来，E-Learning将成为一种主要的学习方式。网络学习依靠网络强大的共享性、交互性、时效性和开放性等特点，使其具有自己特有的优势。但是E-Learning也不可避免地带来了教师角色淡化、课程教学缺乏针对性、学生和教师缺乏交流等问题。我国网络教学在实施上往往把注意力集中在知识内容组织、网络课程设计、学习资源提供等方面，而忽视了对注册学生的学习监控，这是造成网络学习质量不够高的一个重要原因。

1999年我国开展现代远程教育试点以来，多年的办学实践也已证明，无约束的网上教学资源的提供和传递、对学生缺乏监控机制的网上学习，其教学资源使用情况和学习效果令人堪忧！中央广播电视大学和全国不少网络教育学院的网上教学检查表明，网上教学活动情况很不如人意，化了很大人力物力建设的网上教学资源利用率很低、学生参与网上学习的热情不高，不少学校投入很大资金建设的数字图书馆，其使用率也很不理想。

由此可见，网络学习中的监控机制对于促进网络学习这种新型的学习方式的普及和发展、提高网络学习质量具有重要意义。

2网络学习行为信息的自动采集

网络学习行为是指学习者在由现代信息技术所创设的、具有全新沟通机制与丰富资源的学习环境中，开展的远程自主学习行为[1]。要实现网络学习行为的实时监控，一个基本前提是能采取有效措施来采集学习者网上学习过程中的各种信息，以供行为分析系统实时处理。如何精确、高效、实时地采集网络学习行为信息？首先就是要准确定义网络学习行为信息模型。本研究依据行为理论和行为科学(Behavioral Science)的基本原理[2]，对学生网络学习行为的本质属性进行深入分析，将网络学习行为信息模型简单地表述为：Who Do What。

Who(行为主体)即用户的标识，是由字符串或数字组成的学生的网络学习平台账号，具有唯一性。

Do(行为活动)则是由学生访问网络学习平台所做的操作和操作的时间构成，就Web服务器日志而言，操作主要有GET，POST等。作为网络学习行为，其操作也可以根据需要进行定义，一般情况下其语义应代表某种有意义的操作。

What(行为客体)也就是学生学习行为发生时所操作的对象，学习行为采集系统应该可以完整记录该操作对象，包括对象类型、对象名称或对象标识等。

其次，在网络学习平台设计时必须全面考虑需要采集的各种行为信息，为网

络学习平台各功能模块设计相应的行为信息记录接口，定义各类行为的标识代码(编码)，编码时应考虑网络学习平台功能的扩展。

网络学习行为监控系统结构如图1所示。网络学习平台包括用户管理、班级管理、权限管理、资源管理、互动天地、网上答疑、学习支持和评价系统等功能模块。在监控系统设计时对需要记录的行为进行了统计和分析，对每种学习行为进行细化，尽可能做到精确。学生的网络学习行为信息通过学习行为采集模块统一处理；存储系统将学习行为以数据库记录的方式记录到数据库管理系统中，以便统计分析。除了记录学生在网上学习时浏览的各类教学资源、与教师互动的情况，系统还记录了学生登陆、注销每门课程学习的时间。统计监控模块根据学生形成性考核的需要，对采集的学习行为进行统计，形成数据报表，为教师改进教学、学校教学管理部门决策提供数据支持。

网络学习行为数据库表的设计无需严格遵从数据库设计范式，应适当冗余。网络学习平台每日生成的学习行为数据量非常大；过多使用数据表进行联合查询，可能导致查询效率低下。适当的数据冗余可在一定程度上减少联合查询，提高实时查询速度。

学习行为数据库表由时间记录表和操作行为表构成。时间记录表记录了学习者进入课程以及离开该课程的时间，主要用于记录学生每次进入课程学习的时间长度；操作行为表记录了学生每一次与网络学习平台有意义的交互操作。时间记录表的字段主要有：用户账号、课程代码、进入课程时间戳、离开课程时间戳、时间长度(以分钟为单位)。操作行为表主要由用户账号、用户类型(代表用户身份的字段，如学生、教师或管理员等，属于冗余信息)、班级代码、课程代码、操作对象分类、对象名称、对象媒体类型、操作类型(行为识别代码)和操作发生的时间等字段构成。操作代码根据网上教学实际需要定义了20多种，包括浏览、发布、发帖、跟帖、组织讨论等；操作对象分类被分为课程说明、教师介绍、教学大纲、教学实施方案、教学媒体、作业、教学辅导、期末复习、IP课件、参考资料、虚拟实验、在线自测、学生学习笔记、学生学习计划、意见反馈、试卷管理、BBS讨论、答疑室等。

3网络学习行为实时监控的应用实践

对学生网络学习行为的实时监控，在内容上具有多个层次。首先，是计算机网络环境的监控，通过分析网络信息系统的运行状况，加强基础网络平台的建设，提高学习者远程访问教学资源的效率和速度。其次，需要掌握网上学习的总体情况、发展趋势、网络资源建设情况等，便于学校教学管理人员和领导做出相应的决策，对教学的各个方面做出调整[3]。再次，通过对学习者个体学习行为的监控，便于教师了解学习者个体的学习情况，从而及时调整教学计划、教学进度和教学策略，提供个性化的学习支持服务，实施个别化教育。

3.1基础信息网络运行状况的实时监控

计算机信息网络的正常、稳定运行是网络教育的基本保障，但网络运行的环境非常复杂，黑客攻击、计算机病毒、设备故障和软件设计缺陷等都有可能造成网络异常，甚至出现网络通信中断；而网络教育不仅要求网络稳定运行，并且要求网络能够支持多媒体数据的可靠传输。因此，网络教育必须加强对基础信息网络运行状况的实时监控，时刻关注网络运行状况，以保证网络教学活动正常开展。在计算机网络核心和网络出口安装网络协议分析设备，全面监控网络的运行状况，包括网络应用运行情况、网络的实时流量。

3.2学习者群体网络学习行为的实时监控

网络学习行为是学习者个体网上学习情况的记录，要了解网络学习平台上学生群体网上学习的基本特征，则必须对所有学习者的学习行为进行统计分析，为学校领导以及教学管理人员提供决策性依据[4]。学习者群体网络学习行为统计的内容主要有以下几个方面：

3.2.1来访客户端信息统计

网络学习平台不同于普通网站，在设计和开发时需要考虑网站的教育性、交互性，尽量做到画面布局合理、简洁，并且能够突出教学的重点，方便学生在线学习。然而，不同的客户端(浏览器目前较为主流的有Internet Explorer、Firefox等)在显示同一内容时会有不同的表现效果，同一浏览器的不同版本也会造成显示上的差异。因此，了解学生客户端的使用情况，是设计、开发、改进网络学习平台的依据，也是网络教学资源制作的依据。

3.2.2不同地域学习者在线分布情况

网络教育教学点地域分布广，了解和监控不同地域学习者对网络学习平台的访问情况，可以更有针对性地改善网络学习平台服务器的处理性能，从而加快学习者访问网络学习平台的速度和数据处理速度，为各地学习者提供更快捷的网上学习支持服务。另外，从不同地域的到访人数比例也可以看出不同地域学习者对网络学习平台的关注度(图2)。

为培养学生网上学习的习惯，不少学校规定学生在线学习时间应该达到一定的要求。以浙江广播电视大学校本部学生为例，学生每学期在线学习时间主要集中在20小时至80小时之间，个别学生甚至达到800多小时(图3)。这与学生学习习惯相关，有的学生在线操作主要是为了下载教学资源，以离线学习为主；有的学生则较为关注学习平台教学资源，时常登录学习平台，并积极参与教学论坛和教师的交互活动。

3.2.3学习者在线人数的实时统计

通过对网络学习平台同时在线人数的实时监控，可为网络学习平台教师和技术管理人员提供积极意义的参考。教师根据在线人数的变化，可以分析学习者每天在线学习的主要时间段，并可在该时间段参与学生之间的互动，掌握发布教学资源、回答学生提问的时间点。

图4是网络学习平台同时在线学习者人数的实时统计图。学习者登录学习平台后，学习平台自动记录该学生的登录信息，并每隔10分钟对人数进行一次采样，由计算机自动绘制同时在线人数统计图。学校领导、教师、教学管理人员和技术人员能实时浏览该图。

3.3学习者个体网络学习行为的实时监控

通过收集学习者网上学习行为而实时生成的统计报表，以课程为单位，记录了学习者网上学习的行为数据统计以及所有的操作日志，反映了学习者网上学习的情况。该报表有利于教师实时查看学习者网上学习情况，一方面可根据学习者学习行为的统计信息，获取学习者网上学习的行为、资源以及课程等方面的偏好，以便及时调整教学内容、教学方法；另一方面，也可以监控学生的网上学习，督促学习者更好地参与网上教学活动。同时也便于学习者掌握自己的学习进度。

图5为学习者个体网络学习行为的实时统计情况，其内容分为三个部分：①学习者个人简要信息，②学习者学习行为统计，③学习者操作日志。学习行为统计：以课程为单位，记录该学习者课程的学习时间、各种媒体的学习次数、与教师或学习者之间的沟通交流以及自检自测等情况。学习者操作日志：记录学习者每天在网络学习平台上的详细操作，便于教师掌握学生个人的学习偏好和关注重点。

4结论

我国网络教育的发展尚处于初级阶段，网络环境下的在线学习者目前尚缺乏自主学习所需的独立性、自主性和自我控制的学习能力，引入和强化监控机制相当必要。我们通过加强对学习者的学习监控，协同学习者加强自我控制，同时在网络学习的过程中给予学习者及时的学习反馈，配合一定的激励机制以激发、保持学习者的学习动机，从而更好地保证网络教育教学的有效性。

Abstract: In this paper, we proposed the real-time monitoring and control methods and practice to the group and individual learners’ learning behaviors on the network based on the collection and analysis of the network learning information, with a view to providing the necessary basis to the network education.

Key words: network learning; learning behavior, monitoring and control, network learning platform

参考文献

[1] 王巧玲. 基于Web服务的网络学习行为采集与集成初步设计与实现[D].

华中师范大学,2007.

[2] 杨开城,李文光等. 现代教学设计的理伦体系初探[J]. 中国电化教育,2002,(2).

[3] 陈云虹,谢百治,傅纲善. 网络教学中有关监控体系的基本构想[J]. 中国电化教育,2003,(8).

[4] 熊邦忠. 面向学习成长的行为监控体系的构建与实施[J]. 中国远程教育,2007,(2).