Moodle平臺(tái)師生訪問(wèn)行為日志統(tǒng)計(jì)與挖掘研究_計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展

1、Moodle平臺(tái)師生訪問(wèn)行為日志統(tǒng)計(jì)與挖掘研究*郭涵陽(yáng)高曼如沈良忠（溫州大學(xué)城市學(xué)院，浙江溫州325000）摘要：Moodle系統(tǒng)日志表中存儲(chǔ)了大量的師生訪問(wèn)行為數(shù)據(jù)，有效的日志統(tǒng)計(jì)挖掘有助于發(fā)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)背后潛在的訪問(wèn)規(guī)律。文章通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)日志數(shù)據(jù)的深入研究，并針對(duì)分析結(jié)果提出了Moodle課程使用中存在的問(wèn)題及相應(yīng)的改進(jìn)意見(jiàn)，不僅有助于理解師生的訪問(wèn)規(guī)律，而且能為Moodle課程的教學(xué)評(píng)價(jià)提供有價(jià)值的建議。關(guān)鍵詞：Moodle；統(tǒng)計(jì)分析；數(shù)據(jù)挖掘；【中圖分類號(hào)】TP311【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】Researchofstatisticsandminingonthel

2、ogdataaboutvisitingbehaviorofbothteachersandstudentsfromMoodleGuoHanyang,GaoManru,ShenLiangzhong(CityCollegeofWenzhouUniversity,ZhejiangWenzhou,325000,Chin)aAbstract:TheMoodlesystemhasaccumulatedalotofvisitingbehaviorsofbothteachersandstudents.Aneffectiveanalysisonthelogdatawouldsurelyhelpdiscoverth

3、eunderlyingpattern.Thispapermakesadeepresearchtowardstheselogdatathroughouttechnologiesofstatisticalanalysisanddatamining.Basedontheresult,theexistingproblemsandcorrespondingimprovingsuggestionsarepresentedwhichnotonlyhelpunderstandthevisitingbehaviorofbothteachersandstudents,butprovidevaluablesugge

4、stionsfortheMoodlecoursesteachingevaluation.Keywords:Moodle;Statisticalanalysis;Datamining0引言隨著教育信息化理念的深入人心，教育技術(shù)與課堂教學(xué)的結(jié)合日益緊密，越來(lái)越多的高校在積極構(gòu)建基于網(wǎng)絡(luò)的課程教學(xué)平臺(tái)?；谏鐣?huì)建構(gòu)主義教學(xué)理念而開發(fā)的Moodle（Modularobject-orientedDynamiclearningEnvironment，模塊化面向?qū)ο蟮膭?dòng)態(tài)學(xué)習(xí)環(huán)境）就是其中之一，并且在國(guó)外被廣泛使用1。Moodle是一個(gè)在GNU公共許可協(xié)議下的開源課程管理系統(tǒng),作為一個(gè)學(xué)習(xí)平臺(tái)，它為教師和學(xué)

5、生提供了一個(gè)安全、易用、可靠的學(xué)習(xí)環(huán)境。Moodle課程開發(fā)與設(shè)計(jì)的最大特點(diǎn)就是模塊化，教師可以根據(jù)課程的需要自行設(shè)定包括以下十多種教學(xué)活動(dòng)模塊，如作業(yè)、測(cè)驗(yàn)、討論區(qū)、博客、聊天室、程序教學(xué)、在線調(diào)查等，從而實(shí)現(xiàn)教師個(gè)性化的教與學(xué)生個(gè)性化的學(xué)2。我院自2011以年，完成建設(shè)Moodle課程總計(jì)90多門，每學(xué)期使用近40門，平均涉及學(xué)生數(shù)4000人左右。Moodle平臺(tái)累計(jì)了幾百萬(wàn)的師生訪問(wèn)日志記錄，有效利用統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)實(shí)現(xiàn)日志分析，不僅能發(fā)現(xiàn)師生的訪問(wèn)規(guī)律，同時(shí)能為Moodle課程評(píng)價(jià)等提供有價(jià)值的建議。國(guó)外，Romero。等在2007年采用數(shù)據(jù)挖掘的方法對(duì)Moodle平臺(tái)的各種數(shù)

6、據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析和挖掘等研究；國(guó)內(nèi)，魏順平4在2011年僅以一門培訓(xùn)課程為例，做了相關(guān)的數(shù)據(jù)分析。本文通過(guò)對(duì)學(xué)院2013年、2014年Moodle平臺(tái)使用課程運(yùn)行日志數(shù)據(jù)的比較分析，發(fā)現(xiàn)了隱藏在數(shù)據(jù)背后的師生訪問(wèn)規(guī)律及課程建設(shè)問(wèn)題，幫助教學(xué)管理部門加深對(duì)Moodle課程使用情況的宏觀認(rèn)識(shí)，并提出了教師改進(jìn)課程建設(shè)的若干意見(jiàn)，更為Moodle課程教學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的制定提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐。1Moodle日志統(tǒng)計(jì)分析1.1日志表預(yù)處理Moodle日志記錄了教師、學(xué)生與Moodle課程各教學(xué)模塊之間交互的所有數(shù)據(jù)，甚至包括師生的每次登錄，顯然系統(tǒng)日志所積累的大量數(shù)據(jù)對(duì)于師生訪問(wèn)偏好、課程建設(shè)問(wèn)題、課程

7、教學(xué)評(píng)價(jià)等方面都提供了非常有價(jià)值的信息oMoodle平臺(tái)的數(shù)據(jù)和日志主要存儲(chǔ)于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中，它支持MySQL、Postgres、MSSQL等多種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)。我院采用了MySQL作為Moodle的數(shù)據(jù)庫(kù)支持。憑借功能強(qiáng)大的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)和靈活的結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言，Moodle平臺(tái)日志統(tǒng)計(jì)分析的數(shù)據(jù)獲取和數(shù)據(jù)清理工作較為簡(jiǎn)單。Moodle平臺(tái)的整體運(yùn)行需要上百個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)表，但并非所有數(shù)據(jù)表都與Moodle日志有關(guān)，綜合考慮本次研究的目的，選取了mdl_log、mdl_user、mdl_course和mdl_forum四張數(shù)據(jù)表格。其中，mdl_log用于存儲(chǔ)每位用戶每次在Moodle平臺(tái)上的操作日志，

8、包括登錄、發(fā)帖、做作業(yè)等；mdl_user用于存儲(chǔ)Moodle平臺(tái)上的所有用戶信息，包括管理員、教師以及學(xué)生等；mdl_course用于存儲(chǔ)Moodle平臺(tái)上所有建設(shè)的課程;mdl_forum用于存儲(chǔ)每門課程所設(shè)置的討論區(qū)中的跟帖和回帖的相關(guān)信息。本次研究的日志數(shù)據(jù)主要選取2013.02至2013.06以及2014.02至2014.06這兩個(gè)時(shí)間段作為研究對(duì)象,其中2013.02至2013.06日志記錄共84萬(wàn)；2014.02至2014.06日志記錄共88萬(wàn)。為了正確識(shí)別mdl_log中每條日志記錄中每個(gè)操作的主體問(wèn)題，需要通過(guò)mdl_log表中的Userid字段經(jīng)參照完整性向mdl_user

9、表獲取用戶的類別，增加字段Isteacher，即判斷用戶是學(xué)生還是教師，亦或是管理員；同理為了實(shí)現(xiàn)對(duì)日志數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間的統(tǒng)計(jì)分析，將mdlog中的logtime經(jīng)時(shí)間函數(shù)處理，分別得到logyear、logmonth、logday和loghour。因此，預(yù)處理之后的日志表如表1所示：表1日志匯總表字段說(shuō)明字段名稱說(shuō)明字段名稱說(shuō)明Id日志流水號(hào)Module訪問(wèn)模塊Userid用戶編號(hào)Action訪問(wèn)行為Ip訪問(wèn)地址Url訪問(wèn)鏈接Course課程編號(hào)Isteacher用戶類型logyear記錄年份Logmonth記錄月份Logday記錄天數(shù)Loghour記錄的時(shí)1.2模塊訪問(wèn)統(tǒng)計(jì)基于Moodle平臺(tái)

10、的課程建設(shè)以及使用成效到底應(yīng)該從哪幾個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，就必須要充分的了解教師、學(xué)生主要利用Moodle平臺(tái)的哪些教學(xué)模塊開展線上教學(xué)活動(dòng)。在此基礎(chǔ)之上，再進(jìn)行每個(gè)教學(xué)模塊活動(dòng)的詳細(xì)研究。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，2013、2014年Moodle課程各教學(xué)模塊的使用情況如圖1所示：圖1Moodle課程各教學(xué)模塊統(tǒng)計(jì)從圖1可知，測(cè)驗(yàn)、課程、討論區(qū)、資源、作業(yè)等模塊是師生最經(jīng)常訪問(wèn)模塊，未來(lái)將被作為Moodle課程評(píng)價(jià)建設(shè)及使用成效的主要觀察點(diǎn)；而其他模塊如用戶、上傳、博客、投票、wiki等使用較少。比較發(fā)現(xiàn)，對(duì)Moodle平臺(tái)的訪問(wèn)以測(cè)驗(yàn)和課程的訪問(wèn)為主，從側(cè)面反應(yīng)出大部分訪問(wèn)是學(xué)習(xí)或教學(xué)任務(wù)所驅(qū)動(dòng)的；討論

11、區(qū)的訪問(wèn)量較高，表明師生能積極利用該模塊進(jìn)行互動(dòng)交流或者知識(shí)庫(kù)建立；資源模塊的訪問(wèn)量基本與討論區(qū)持平，但是資源模塊的性質(zhì)暗示了課程在教學(xué)材料建設(shè)不高，這與教師的教學(xué)策略與學(xué)生的學(xué)習(xí)策略息息相關(guān)，例如教師提供的教學(xué)資源較為貧乏或?qū)W生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性較低，因此需要更好完善以便更多地吸引學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。測(cè)驗(yàn)和作業(yè)兩大模塊需要循序漸進(jìn)的加以完善。測(cè)驗(yàn)更多的是以客觀題的方式出現(xiàn)，系統(tǒng)可以自動(dòng)判分；而作業(yè)更多的是以文檔提交的方式上傳，作業(yè)相對(duì)較低的訪問(wèn)量及上傳量說(shuō)明課程作業(yè)少、上交率低的情況在課程中普遍存在，其原因可能是教師布置的課程作業(yè)量較少，或者是教師對(duì)作業(yè)模塊的批改和反饋不夠及時(shí)。3行為訪問(wèn)統(tǒng)計(jì)模塊統(tǒng)

12、計(jì)分析結(jié)果表明測(cè)驗(yàn)、課程、討論區(qū)、資源、作業(yè)等模塊最為常用，通過(guò)對(duì)各個(gè)教學(xué)模塊不同操作行為的統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)對(duì)于課程、資源模塊，98%以上的操作行為是View或ViewAll。在作業(yè)模塊中，View占比80%左右，Upload占比13%左右，UpdateGrades占比僅為3%左右，說(shuō)明教師在作業(yè)的批改部分確實(shí)存在較大問(wèn)題。在測(cè)驗(yàn)?zāi)K中，行為ContinueAttempt平均占比達(dá)到30%左右，說(shuō)明大部分課程都開放了“多次測(cè)驗(yàn)，最高取分”的策略，學(xué)生也是積極參與到測(cè)驗(yàn)?zāi)K進(jìn)行自我學(xué)習(xí)成效的評(píng)價(jià)。與其他教學(xué)模塊不同的是，討論區(qū)教師隸屬的特有行為占比比其他教學(xué)模塊都高，例如新帖”行為占比大約10%左右，

13、充分說(shuō)明大部分教師都有在討論區(qū)積極的組織主題討論活動(dòng)。2Moodle課程時(shí)間訪問(wèn)課程的學(xué)習(xí)具有一個(gè)時(shí)間連續(xù)性,Moodle課程的學(xué)習(xí)亦是如此。為了深入理解師生訪問(wèn)行為在時(shí)間上的特點(diǎn)，分別對(duì)日志數(shù)據(jù)按每月、每星期以及每小時(shí)進(jìn)行了訪問(wèn)情況統(tǒng)計(jì)。2.1按月訪問(wèn)統(tǒng)計(jì)通常，每年2月份為高校第二學(xué)期的開始,Moodle平臺(tái)數(shù)據(jù)訪問(wèn)量較低，隨著授課進(jìn)度的前移訪問(wèn)數(shù)據(jù)量顯著上升。隨后的兩個(gè)月，訪問(wèn)數(shù)據(jù)可能增加或降低，取決于該學(xué)期使用Moodle課程的學(xué)生人數(shù)、課表安排等其他因素。另外，在臨近考試的月份,Moodle訪問(wèn)數(shù)據(jù)又會(huì)存在明顯上升，因?yàn)榻處熗ǔ?huì)在Moodle平臺(tái)上放置不同學(xué)習(xí)階段的課程資源和期末考試

14、的復(fù)習(xí)資料，此外使用Moodle課程輔助教學(xué)的教師通常將Moodle課程學(xué)習(xí)作為一項(xiàng)成績(jī)記錄到期末總分中去，這些因素使較大部分學(xué)生會(huì)在考前做一些突擊性工作。2按星期訪問(wèn)統(tǒng)計(jì)同一門課程，每學(xué)期的授課時(shí)間安排可能不同，例如A課程2013年安排在周二，2014年可能安排在周三。相應(yīng)的Moodle平臺(tái)該課程的訪問(wèn)時(shí)間也肯定存在差異。經(jīng)過(guò)研究，發(fā)現(xiàn)每周可能存在的課程訪問(wèn)量統(tǒng)計(jì)通常呈現(xiàn)“M”型，即兩頭訪問(wèn)量較低，中間又存在兩個(gè)峰值和一個(gè)峰谷。兩頭的訪問(wèn)量低的情況可能是由于周末的原因，師生使用Moodle平臺(tái)的積極性不高；通常普通高校周三下午不上課，而這部分時(shí)間很多同學(xué)都安排參與了一些社團(tuán)類的活動(dòng)，教師參與

15、教研室的一些教學(xué)活動(dòng)或者一些會(huì)議，兩者與每周的其他時(shí)間相比,使用量會(huì)相對(duì)較低也是可以理解,不過(guò)這也說(shuō)明對(duì)于Moodle平臺(tái)的使用，如何有效提高師生的積極性、主動(dòng)性是一個(gè)值得繼續(xù)研究的問(wèn)題。3按小時(shí)訪問(wèn)統(tǒng)計(jì)為了更好的掌握教師、學(xué)生每天的Moodle課程訪問(wèn)規(guī)律，2013和2014年每天每小時(shí)的訪問(wèn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖2所示。2Dl：2J0US“時(shí)倉(cāng)勻亙裝亠豈氏LOSE圖2按小時(shí)訪問(wèn)統(tǒng)計(jì)由圖可知，每天的訪問(wèn)峰值基本出現(xiàn)在以下三個(gè)時(shí)間點(diǎn)。第一是早上10-11點(diǎn)，有些學(xué)生剛上完上午2節(jié)課，需要完成Moodle平臺(tái)的相關(guān)作業(yè)等；第二是下午4點(diǎn)左右，大部分學(xué)生剛上完下午2節(jié)課；第三是晚上的9點(diǎn)左右。通常，學(xué)生主要

16、選擇下午和晚上進(jìn)行Moodle課程學(xué)習(xí)；另外也有小部分比例數(shù)據(jù)表明即使在凌晨也有用戶在使用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，但是由于在校學(xué)生使用網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間通常在晚上十一點(diǎn)之前，這說(shuō)明相當(dāng)一部分教師深夜依然利用Moodle平臺(tái)進(jìn)行資料上傳、作業(yè)批改、測(cè)驗(yàn)查看等課程準(zhǔn)備類工作；當(dāng)然也不排除有小部分同學(xué)在校外利用Moodle平臺(tái)進(jìn)行學(xué)習(xí)的可能。3Moodle日志挖掘研究3.1師生討論區(qū)回歸分析Moodle平臺(tái)基于社會(huì)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理念而開發(fā)的，社會(huì)建構(gòu)主義認(rèn)為教師、學(xué)生應(yīng)該是平等的主體,在教學(xué)活動(dòng)中他們相互協(xié)作，相互交流，并逐步根據(jù)自己已有的經(jīng)驗(yàn)共同建構(gòu)知識(shí)5。因此Moodle設(shè)計(jì)目標(biāo)不僅僅停留在教學(xué)內(nèi)容的管理與呈現(xiàn)，而是更

17、加關(guān)注對(duì)教學(xué)過(guò)程中各種“活動(dòng)”的支持。Moodle對(duì)教師角色的定位不是知識(shí)的提供者，而是一個(gè)學(xué)習(xí)社團(tuán)中有影響力的榜樣，是各種學(xué)習(xí)活動(dòng)的引導(dǎo)者，是與學(xué)生平等對(duì)話，共同實(shí)現(xiàn)預(yù)定學(xué)習(xí)目標(biāo)的組織者?；诖?，通過(guò)對(duì)Moodle課程各教學(xué)模塊的線性回歸分析，發(fā)現(xiàn)與其他模塊相比，討論區(qū)的建設(shè)最能凸顯教師作為組織者（引導(dǎo)者）與學(xué)生之間的關(guān)系，教師與學(xué)生生在討論區(qū)操作帖子數(shù)量之間的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.84，屬于咼度相關(guān)，如圖3所示。圖3討論區(qū)師生操作線性關(guān)系圖3充分表明，教師對(duì)于討論區(qū)某個(gè)討論主題的有效組織可以有效提高學(xué)生參與該課程教學(xué)教學(xué)討論的積極性。特別是對(duì)于例如大學(xué)語(yǔ)文、企業(yè)管理文化等偏文類的課程，這一現(xiàn)象表

18、現(xiàn)的尤其明顯。通過(guò)向?qū)W生的調(diào)研了解到，如果能夠推出移動(dòng)端Moodle平臺(tái)，將能更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生參與到教學(xué)的互動(dòng)討論之中去，很多學(xué)生認(rèn)為移動(dòng)端的應(yīng)用比PC端來(lái)的要更為方便，由此可見(jiàn)Moodle平臺(tái)移動(dòng)端App的應(yīng)用有其重要性和必要性。2學(xué)生聚類分析根據(jù)模塊訪問(wèn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，測(cè)驗(yàn)、課程、討論區(qū)、作業(yè)、資源在模塊訪問(wèn)上排名前五。因此，通過(guò)學(xué)生在以上五個(gè)模塊的訪問(wèn)數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)生進(jìn)行聚類，發(fā)現(xiàn)相似學(xué)生的訪問(wèn)共性。此處，選取1518名在各個(gè)模塊上均有操作的記錄，使用SPSS的K-Means進(jìn)行聚類，聚類結(jié)果和案例分布如表2所示：表2K-Means聚類結(jié)果聚類案例數(shù)討論區(qū)資源測(cè)驗(yàn)作業(yè)課程111336159205371

19、51234470203042355310616321682744為了更好的表明聚類結(jié)果之間的差異，依據(jù)聚類結(jié)果繪制的雷達(dá)圖如圖4所示。逐漸降低，并主要表現(xiàn)在討論區(qū)、測(cè)驗(yàn)兩個(gè)模塊。從第1類到第3類，作業(yè)、資源、課程模塊的訪問(wèn)量都很低，這值得引起教師進(jìn)行反思。課程、資源的較低訪問(wèn)量充分說(shuō)明課程教學(xué)材料以及其他相關(guān)的自主學(xué)習(xí)材料存在數(shù)量較少，類型單一，不能夠足夠吸引學(xué)生的注意或者學(xué)生認(rèn)為從中難以獲得自己所需的內(nèi)容的問(wèn)題。作業(yè)資源的低訪問(wèn)量表現(xiàn)在兩種情況下，第一種情況是有幾門課程本身作業(yè)量較少則其相應(yīng)的作業(yè)模塊的訪問(wèn)量自然就少。第二種情況則是作業(yè)量適度，但是學(xué)生訪問(wèn)量卻依然很少，則表明學(xué)生在作業(yè)提交的

20、環(huán)節(jié)缺乏監(jiān)管，教師沒(méi)有及時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)作業(yè)進(jìn)行批閱，對(duì)于學(xué)生作業(yè)交或不交的態(tài)度是模糊的，這種態(tài)度直接影響了學(xué)生再次遞交作業(yè)的積極性。教管部門、教師應(yīng)該及時(shí)針對(duì)這些表現(xiàn)不活躍的學(xué)生，開展針對(duì)性教學(xué)干預(yù)。4總結(jié)Moodle平臺(tái)存儲(chǔ)了大量的日志數(shù)據(jù)，對(duì)以上日志數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析和挖掘研究是理解Moodle平臺(tái)運(yùn)行狀況和檢驗(yàn)Moodle課程教學(xué)建設(shè)成效的有效途徑。本文通過(guò)對(duì)2013和2014年兩個(gè)學(xué)期Moodle課程日志數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析和挖掘研究，掌握Moodle平臺(tái)的總體訪問(wèn)情況以及數(shù)據(jù)背后隱藏的師生訪問(wèn)偏好，并依據(jù)學(xué)生平臺(tái)訪問(wèn)數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)生進(jìn)行聚類分析，有助于改進(jìn)課程教學(xué)和學(xué)生干預(yù)工作，統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果能給教管部門、一線教師以啟迪和深思。例如，每個(gè)模塊的訪問(wèn)量預(yù)示著要將哪些方面納入作為Moodle課程的教學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)；課程、資源的較低訪問(wèn)量預(yù)示著課程負(fù)責(zé)教師必須在Moodle課程的教學(xué)材料等方面進(jìn)一步完善；討論區(qū)師生操作的高度相關(guān)性暗示我們有些教學(xué)模塊需要師生共同的經(jīng)營(yíng)等等。課題的下一階段工作就是根據(jù)日志分析的結(jié)果，制定Moodle課程的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)課程評(píng)價(jià)結(jié)果的自動(dòng)生成，最終實(shí)現(xiàn)師生成長(zhǎng)檔案袋的設(shè)計(jì)與開發(fā)工作。熊小