基于數據挖掘與知識發現的MOOC學習效果研究

［摘 要］隨著信息技術的發展，大規模開放在線課程（Massive Open Online Courses，MOOC）已成為全球教育領域的一種新型教學模式。文章通過數據挖掘與知識發現的方法，對MOOC進行深入分析，旨在探討影響MOOC學習效果的關鍵因素，并提出提升學習效果的策略。通過大數據視角的分析，文章為MOOC教學提供實證研究支持，并對未來MOOC教育的優化和發展提出建議。

［關鍵詞］數據挖掘；知識發現；MOOC學習效果

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2024.16.073

［中圖分類號］G434 ［文獻標識碼］A ［文章編號］1673-0194（2024）16-0-03

0 " " 引 言

在當前信息化社會，教育公平和教育質量的提高已成為國家發展的重要議題。MOOC作為一種新型教學方式，以其開放性強、覆蓋面廣等特點，在全球教育中占據了重要的地位［1］。MOOC的崛起，不僅僅是技術革新的產物，更是教育理念與教學方法的一次深刻轉變。它打破了傳統教學時間和空間的限制，使得學習者可以根據自己的節奏和興趣自主選擇學習內容，讓更多的人有機會接受高等教育，這無疑為推動全球教育公平作出了重要貢獻。隨著計算機技術的不斷發展，MOOC的教學環境和質量也在不斷提高。交互式的學習工具、虛擬現實技術的應用以及通過大數據分析個性化教學等技術創新正在不斷豐富MOOC的教育形態，提高學習的效率和參與度。這些技術有助于更好地跟蹤和評估學習成果，為學習者提供實時反饋，從而促進其持續進步。

MOOC具有諸多優勢，但也面臨一些挑戰。比如，如何在缺乏面對面交流的情況下保證學習的深度和效果，如何確保學習者的自律性和完成率，如何確保學生在這樣的學習模式下取得良好的學習效果……這些都將成為教育研究者和課程設計者共同面臨的挑戰。本研究主要利用數據挖掘和知識發現深入分析學習者在MOOC上的學習行為和成效，希望通過這項研究發現一些提高MOOC學習效果和學習者滿意度的有效方法，從而進一步推動MOOC教學的發展和進步。

1 " " 相關概念

1.1 " MOOC教學

MOOC以其獨特的教學方式在高等教育中產生了深遠影響。MOOC以網絡為基礎，打破地域和時間的限制，使全球各地的學習者都能接觸到優質的教育資源。這種教育形態的主要特點包括開放性、大規模性和互動性，讓學習者可以自由安排學習時間和地點，同時通過討論區等方式與教師和其他學習者進行交流［2］。

1.2 " 數據挖掘與知識發現

數據挖掘，即從龐大且復雜的數據集中，利用精確的分析技術和算法，提取出那些隱藏的、有潛在價值的情報和信息［3］。這一過程需要對數據有著較強的洞察力和熟練的技術操作能力。知識發現則是建立在數據挖掘之上的一個更為高級的過程。它不是滿足于識別和提取信息，而是要求對這些信息進行更深層次的分析和理解。通過深入探索，可以將這些零散的信息點連接起來，形成有意義的知識體系，并最終轉化為可以指導實踐的智慧。

1.3 " MOOC學習效果的衡量指標

傳統的課堂教學評價通常依賴考試成績和教師觀察，但這些方法在MOOC教學中并不完全適用。由于MOOC學習者的多樣性，課程參與度差異顯著，單一的考核方式難以全面反映學習者的真實水平和能力提升程度。MOOC學習過程中存在幾個關鍵要素：互動性、參與度、反饋機制以及最終學習成績［4］。這些要素不僅反映了學習者的積極性，還是衡量其學習效果的重要指標。

2 " " MOOC學習過程的數據挖掘與知識發現

隨著人工智能和數據挖掘技術的引入，人們有了更多的手段來追蹤學習者的行為數據，如觀看視頻的進度、在線學習時長等，這些都為評價學習者的活躍度提供了依據。當然，僅僅依靠行為數據是不夠的，還需要關注學習者的認知發展和技能提升。因此，結合在線測評工具和自評問卷，可以更深入地了解學習者在學習過程中的變化。

2.1 " MOOC平臺的數據挖掘與知識發現

本文以北京科技大學2023學年秋季開設的135門MOOC為研究對象，利用大數據挖掘技術進行相應的描述性統計分析。該學期共有4 184名學生報名參與135門MOOC學習。其中，選課人數最多的課程是“物理化學實驗B”（689人），其次是“大學生創業基礎”（300人）。該學期開設的135門MOOC涉及選課學院14個。數據顯示，MOOC課程完成情況整體較好。其中，高等工程師學院的學生MOOC完成率最高（100%），學習持續性最強。各學院學生MOOC課程完成情況如圖1所示。

該學期MOOC學習成績數據顯示，學生的平均考核成績為80.72分。從學生各門MOOC課程的平均成績分布數據來看，學生所選的MOOC課程的考核平均成績主要集中在90～100分和80～90分的分數段，整體學習效果較好。

2.2 " MOOC學習調研問卷的數據挖掘與知識發現

在課程結束后，筆者從課程目標、課程內容及教學設計等方面進行全方位調研。將調查問卷發放給該校所有選修學生，一共發放2 802份，截至2024年3月7日，共收回1 816份，回收率64.8%。對回收的有效問卷進行數據清洗及預處理，得出學生的各項認同率均在95%以上（見表1）。

表1中，認同率是指“非常同意”與“同意”兩項的合計比率。這些數據反映了學生對MOOC課程不同方面的感受和滿意度。

3 " " 大數據視角下影響MOOC學習效果的因素

在對MOOC進行深度剖析后，可以發現其學習效果受到眾多因素的影響。其中，課程設計、學習者特征、教師呈現方式、參與互動、評估和反饋、個人因素、技術支持等都起著關鍵作用。

課程設計是影響MOOC學習效果的核心要素。良好的課程設計應包括明確的目標設定、合理的內容結構、豐富的教學資源和有效的教學活動等。優質的學習材料，包括視頻、閱讀資料、習題和論壇，是提升學習效果的關鍵。

學習者特征是決定MOOC學習效果的重要因素，包括學習者的初始知識水平、學習動機、自我效能感、時間管理能力等。內在動機如求知欲和好奇心，外在動機如獲得證書和提高就業競爭力，都能激發學習者投入更多的時間和精力去完成MOOC［5］。同時，學習者的相關背景知識和技能也會影響他們的學習進度和理解深度。有效的時間管理能使學習者在繁忙的生活中為學習騰出時間，保證學習的持續性。具有較強自我效能感的學習者更容易堅持完成課程，而具有較強時間管理能力的學習者則能更高效地學習。

教師的呈現方式尤為關鍵。教師的個人魅力、語言表達能力以及對在線教學環境的適應能力都決定了其能否有效傳遞知識，激發學生的好奇心和求知欲。

教學互動性是提升MOOC學習效果的關鍵因素。通過社區討論、同伴互評等方式，學習者可以分享觀點，交流經驗，互相激勵，從而增強學習動力，提高學習效果。采用互動性和參與性較強的教學方式的課程，如實時問答和小組討論，往往能夠顯著提高學生的學習興趣與課程完成率［6］。一個規模大、活躍度高、凝聚力強的學習社區，不僅能提供豐富的學習資源，還能給予學習者情感上的支持和鼓勵。

評估和反饋是提升MOOC學習效果的有效手段。定期的測驗、作業和考試可以幫助學習者了解自己的學習進度和知識掌握情況，從而調整學習策略和方法，進而提高學習效果。通過與同伴的討論、合作，學習者可以開闊視野，深化理解，加強記憶。教師在討論區的活躍參與和及時反饋，可以激發學習者的積極性和主動性。及時的反饋能讓學習者明確自己的優點和不足，激發他們改進的動力。而獲得的證書或其他形式的認可，則是對他們努力的肯定和獎勵。

技術支持對于提升MOOC學習效果也至關重要。先進的技術支持能夠保證課程內容的順暢呈現，幫助學習者更好地獲取和處理信息。平臺的穩定性、易用性和無障礙訪問功能，可以確保學習者的在線學習不受技術問題的影響。互動工具如實時聊天和反饋機制，可以提高學習者的參與度和滿意度。另外，高質量的多媒體支持，如清晰的視頻和音頻以及配套的字幕和翻譯，也能幫助學習者更好地理解和掌握知識。此外，高效的搜索引擎、易用的交互界面、穩定流暢的播放系統等，都是提升學習體驗的重要因素。

為了提高MOOC學習效果，需要綜合考慮這些因素，并采取相應的策略和措施，如注重課程設計的科學性并優化課程設計、提供穩定的技術支持、促進有效的社交互動并鼓勵參與互動、建立有效的評估和反饋機制等。同時，學習者也應該加強自我管理，積極參與課程活動。只有這樣，才能充分發揮MOOC的優勢，提高其學習效果，為更多學習者提供優質的學習資源和服務。

4 " " 結束語

數據挖掘和知識發現這兩個強大的工具與現代教育的一種創新形式——MOOC教學相結合時，能夠給教育者和學習者帶來革命性的變化。在這種結合中，數據挖掘可以幫助教育者從海量的學習數據中發現模式和趨勢，從而更好地了解學習者的需求和偏好。同時，知識發現可以幫助教育研究者將這些數據轉化為有價值的內容，進而設計和實施更有效的教學策略和方法。這不僅是對教育技術的一種革新，而且是對教育理念和方法的一次深刻變革。

主要參考文獻

［1］徐佩瑤.基于眼動追蹤技術的教師呈現形式對MOOC視頻教學效果影響的研究［D］.北京：中央民族大學，2019.

［2］于娜麗，趙映川.大學生慕課感知質量對學習滿意度的影響：學習動機的中介作用［J］.中國人民大學教育學刊，2018（1）：113-124.

［3］李婷，傅鋼善.國內外教育數據挖掘研究現狀及趨勢分析［J］.現代教育技術，2010（10）：21-25.

［4］皮忠玲.視頻播客呈現方式對學習效果的影響及其機制的眼動研究［D］.武漢：華中師范大學，2014.

［5］WANG F，CHEN X.Data-Driven analysis of MOOC learner engagement and performance［J］.Journal of educational technology amp; society，2022（1）：123-135.

［6］SCHNEIDER S，BEEGE M，NEBEL S，et al.A meta-analysis of how signaling affects learning with media［J］.Educational research review，2018（23）：1-24.