基于超星學習通的課程教學數據分析挖掘研究

成 超

（廣東輕工職業技術學院 廣東·廣州 510300）

0 引言

大數據時代的教學逐漸走向數據驅動模式。教學數據是教學過程中及其重要的素材，是觀察教學過程、分析教學成效和研究教學改革的重要依據。傳統的教學方式中，教學數據隨著課堂的結束就分散流逝了，無法搜集、整理、挖掘和分析。而采用“超星學習通”作為課堂教學平臺工具之后，教學活動的全部過程就都能夠被有效采集記錄。將采集到的教學數據進行分析和深入挖掘，就可以發現很多教學過程中隱含的規律，也可以暴露教學活動中存在的問題，為教學調整和教學改革提供及其重要的決策依據。

1 教學數據的采集

教學數據是指教學過程中各項活動的記錄。教學數據及其重要，卻又不易留存。在傳統的課堂教學活動中，教學數據在生成的同時又隨即流逝了，無法有效保存，更無法加工處理。而引入了“超星學習通”作為課程平臺之后，一切教學活動就都變得可以前后追溯、有據可循。

“超星學習通”對教學活動的記錄主要包括：學生管理、任務點統計、測驗統計、課堂討論發言表現、課堂活動與積分、作業評分、考試成績等。如圖1所示。

圖1“超星學習通”數據統計分類

最重要的幾項數據包括：任務點統計、課堂活動與積分、作業統計、章節測驗。

（1）任務點：教學過程中發布的預習任務、課件學習、視頻學習、拓展閱讀等各類任務，統計這些任務的難度、完成情況。

（2）學習訪問量：記錄學生訪問課程頁面的相關記錄，包括章節點擊次數、資料下載次數、課件學習時長、留言交互次數和頻度等。

（3）課堂活動與積分：記錄學生在課堂上發言、分組討論、辯論投票等活動的過程和結果。

（4）學生管理：記錄選課、退課情況，日常考勤等。

（5）作業統計：記錄完成作業的情況，包括完成度和完成質量。

（6）章節測驗：記錄學習階段各章節的測驗題和測驗結果。

“超星學習通”對上述教學數據的采集是自動、實時完成的，教師在后臺隨時可以查看各項分類統計結果。此外也支持將數據導出為電子表格，便于使用其他數據分析工具對數據作進一步深入的分析研究。

2 教學數據的分析挖掘

教學數據的分析包括簡單分析和深入挖掘兩個層面。簡單分析是指對數據進行簡單加工，利用平均值、方差、概率統計分布等數學工具對數據進行觀察分析，從而發現教學活動中的各項規律。而數據的深入挖掘則是指綜合考慮課程的內部、外部各種變量，對各項分類數據進行交叉分析、綜合研究，從而挖掘出潛在的知識和規律，獲得更為深刻的結論。

2.1 數據的簡單分析

對于常規的教學數據，如出勤率、課堂活動表現、作業統計、測驗成績等，一般進行簡單觀察（分析）后就可以得到很多有用的信息。例如對考勤數據的觀察（遲到率、曠課率、簽到的意愿和完成速度）就可以大致了解一個班級在某個階段的學習風氣，從而及時進行干預和調整。又例如對于作業完成情況的統計，則可以及時把握學習的成效。若某個時段作業完成質量明顯下降，則考慮是否應該放慢教學速度，以便于學生能跟上課程進度。

要注意的是，對教學數據簡單分析得出的結論在有些情況下是表像的，無法直達本質，甚至在個別情況下會產生嚴重誤導。例如，某個班級學生對于發布的預習任務完成的情況非常好（每次課前一天發布的預習視頻資料，全班的播放完成度很高），但是經過一段時間后發現，該班的學生真實的預習程度卻差強人意。后來經過深入了解后才發現，原來很多同學是投機取巧，通過直接拖動視頻進度條來達成任務的。由此可見，數據的簡單分析存在很大的不足，需要配合數據的深入挖掘策略，才能真正對教學活動進行指導。

2.2 數據的深入挖掘

數據的深入挖掘一般采用異常檢測、關聯分析、聚類、匯總、回歸等方式對數據進行研究，從而發現隱藏的知識和規律，用以指導教學。

由于教學活動是一種高復雜度、高綜合度的體力、智力、心理協同的活動。所以教學過程中的絕大部分數據都不能簡單、孤立的加以對待。很多情況下，某項數據的波動變化是很多內在、外在變量協同影響的結果。在一些特定場景中，某些外在因素或許非常隱蔽，若不能深入分析研究發現這些變量的話，往往會得出錯誤的結論，進而形成錯誤的決策。例如，學生的課堂表現沉悶不一定是因為學生對課程不感興趣或者班級學風不振，也許是因為天氣炎熱，而學生又剛剛上完體育課，經過劇烈運動，從而導致精神不振、昏昏欲睡。又例如，學生的學習表現超乎尋常不一定意味著課堂教學非常成功，也許僅僅是因為這一屆學生平均素質高于往屆學生。在這種情況下，及時加快進度和適當提高難度才是正確的策略。在上述兩個實例中，課程數據本身均不能真實反映內在本質，必須要導入外在變量協同分析才能得到正確的結果。

數據的深入挖掘除了上述所說需要關聯考慮外部變量之外，更重要的是要進行數據的聚類、匯總和關聯分析。例如將同一門課程多年積累下來的數據統計分析，則可以去除生源質量波動的影響。又例如將不同課程的數據進行關聯分析，則可以去除掉個人偏好問題。再如，將不同課程的數據進行回歸分析，則可以更精準的得出課程之間的依賴關系，從而為調整優化教學計劃提供依據。

2.3 形成決策

經過對“超星學習通”采集的教學數據進行上述觀察、分析和研究，可以在教學活動的實施過程中和教學改革中形成下列決策：發現學風問題和學習方法問題，及時采取有效手段進行干預調整。根據教學實情，動態調整進度和難度，以適應當前學生，達到因材施教的目的。根據分析挖掘得出的知識，修訂課程標準，調整教學計劃，優化人才培養方案。了解學生在心智上的時代差異，有針對性的改革教學方法和教學手段。預知未來的發展趨勢，把握學生學習心態、學習習慣等特征的演變趨勢，讓教育改革能先行一步，變被動改革為主動改革。

3 結論和展望

教學過程中形成的各類教學數據是寶貴的資源。利用“超星學習通”對教學數據進行采集，而后對數據進行觀察、分析和研究，可以對教學活動作出客觀正確的評估，發現規律、定位問題，進而為教學活動的調整和教學改革提供重要的決策支持。

目前，“超星學習通”中的課程彼此是獨立的，將來若能夠將平臺中的全部課程開放化、云化，打通不同學校、不同專業、不同課程之間的數據接口，那么對于教學數據的采集、分析、挖掘將會更加精確、深刻。