基于MOOC平台数据的学习行为统计及分析——以“航海气象观测与分析”课程为例

王艳玲，刘晓峰

(江苏海事职业技术学院，南京 211170)

一、引言

进入21世纪，随着互联网技术的迅猛发展，各种网络学习平台不断涌现，无时无刻不在推动着学习者思维和学习习惯的改变，学习已经不再是必须在学校和教室完成，学习者在各种随机的碎片化的时间里，都可以找到最好的老师，获取最宝贵的资源。MOOC以其大规模、免费、开放的特点自2012年起风靡全球。据教育部数据显示，我国高校MOOC总量、开课学校数量、学习人数均居世界领先地位，无疑我国已经成为世界MOOC大国。

在MOOC经过了高速发展的建设期与应用期后，很多教育研究者将目光聚焦在了庞大学习者在MOOC平台所产生的痕迹数据，这些学习者的所有学习行为均被以丰富多样的数据形式记录下来，对这些数据的统计和分析，不仅可以帮助教师了解整个课程的学习情况，而且可以进一步探究学生的认知过程和学习过程。MOOC情境下的学习行为和学习效果研究正逐渐受到重视。陈兰岚等[1]基于Canvas Network提供的MOOC开放数据，对学习者的类型与行为进行统计分析，并探究了学习行为与学习成效之间的相关性；翟宇卉等[2]基于“文献管理与信息分析”MOOC在中国大学 MOOC 平台的学习者数据收集，分析了学习者的在线学习规律，了解学习者的在线学习行为；邓天平等[3]通过对 MOOC 平台上的后台数据，分析了学生的学习目的与动机，得到了学生的学习效果；蒋卓轩等[4]利用北京大学在Coursera上开设的6门MOOC，分析挖掘相关学习行为数据，将学习者进行分类，更加深入地考察学习行为与学习效果之间的关系。可以看出，许多研究均详细统计和分析了不同类型MOOC中学习者学习行为的相关数据，但基于统计数据进行的深入分析和思考并不多。本文力求以MOOC学习数据挖掘为基础，进一步剖析MOOC完成率低下的原因，并给出MOOC情境下学习行为分析的思考与建议，以期透过表象数据，更深刻地认识MOOC，辩证地看待MOOC。

近年来，航海类专业MOOC为解决船员培训学习困难的现状，改变传统的船员培训方式提供了新的途径和有益的帮助，突破了培训地区、培训水平、培训教材及教师水平的差异与限制，提高了培训效率[5]。为深入探究航海类MOOC学习者在线学习的偏好及学习习惯，为航海技术专业课程的建设与应用提供借鉴和参考，本文以中国大学MOOC“航海气象观测与分析”课程为例，分析和研究 MOOC 学习的实际状况，总结 MOOC 课程的学习现状和特点，提出对航海类MOOC进行持续建设和改进的意见，为后续教学设计者提供参考。

二、“航海气象观测与分析”MOOC概况

“航海气象观测与分析”课程自2017年9月在中国大学MOOC平台上线，针对所有高校和社会学习者，采用共享开放的教学。航海专业有其自身的特殊性，远洋船舶上的船员远离陆地，接受在校培训有一定的局限性，MOOC的出现为社会上需要参加航海职业资格考试而不便参加面授的学员提供了方便，可以帮助社会船员在不脱离工作岗位的情况下自主学习，为船员参加适任证书考试提供学习支持。截至2020年1月，“航海气象观测与分析”课程已在中国大学MOOC平台开设5期，课程内容紧密贴合《海船船员培训大纲(2016版)》，内容框架如图1所示。在学习者具备了扎实的气象学和海洋学知识的基础上，进行海洋气象内容的深化，并最终达到综合运用基础知识和深化内容来进行准确的海上天气分析和预测，为远洋船舶航行提供安全保障。

本研究主要选取结课最近的第四期与第五期数据进行分析，主要原因有两个：一是由于早期开课选课人数均少于以上两期；二是前三期成绩考核设置未甄别优秀。因此，鉴于分析的样本量和成绩设置的区分度，选取了以上两期的后台数据。

本门课程选课人数比较固定，通常为1000～1500人，主要源于课程隶属航海类专业课程，有别于计算机、英语等普适性强的课程。四、五两期开课时间、结课时间、选课人数、课程通过人数等信息见表1。

三、课程学习情况数据挖掘与分析

1．课程考核数据统计分析

MOOC是一种开放式教育资源，加入MOOC没有个人资质的限制，课程的学习和考核也没有强制性的约束，因此，大多数MOOC选课人数与参与考核人数差距较大，这几乎是所有MOOC的共有现象。由图2可以看出：“航海气象观测与分析”第四期课程参与考核的总人数为441人，成绩优秀(80≤成绩≤100)52 人，成绩合格(60≤成绩<80)104人，成绩不合格(0≤成绩<60)285 人；第五期课程参与考核总人数为322人，成绩优秀(80≤成绩≤100)61 人，成绩合格(60≤成绩<80)90人，成绩不合格(0≤成绩<60)171 人。第四期成绩不及格人数占总人数的65%，第五期成绩不及格人数占总人数的53%。

图2 “航海气象观测与分析”MOOC第四期、第五期课程通过情况

通过对两期学习人数及参与过程的学习者终期成绩统计可以看出，大多数选修课程的学习者并不在意或追求课程最终的考核通过。MOOC的学习者大多是在校大学生，但也有中学生、已工作的成人等，学员层次参差不齐，学习动机不一，学习习惯、学习风格差别很大，除了一部分固定学习者是为了获得证书和学分之外，更多的是带有较强的个人意愿，希望通过课程学习得到自己想要的东西，而不一定都会按照老师的统一安排去操作。从很多调查也可以看出，有些学生本身就不在意课程学习是否完成，作业对于他们可有可无，他们寻求的是课程中对自己有用的信息或拓展相关专业知识，他们不以考核通过和获取证书为目的，但照样是有收获的，这符合开放性MOOC大多数学习者的学习心态和学习行为。

图3是课程第四期和第五期学习者的成绩分段分布情况，研究以 10 分为一个划分区间。由图3可知，人数较多在[0,10)区间，最少的是[90,100]区间，同样在一定程度上说明了MOOC随机学习者众多，由于MOOC几乎没有学习监督的功能，完全靠学习者自律，是学习者自主的学习行为，因此，在毫无约束的条件下自觉学习并能够坚持学完获取高分的人并不多。

图3 “航海气象观测与分析”MOOC第四期、第五期学习者成绩分布

2．MOOC完成率低下原因分析

MOOC完成率普遍采用的计算方法是获得课程证书或达到合格要求的学习者人数所占课程的总注册人数的百分比，这与传统教学中计算及格率的方法相类似。一直以来，高辍学率、低完成率是MOOC受到质疑的原因。Jordan[6]在2014年的一项研究中对39门MOOC完成率进行了统计，发现这39门MOOC的完成率从0.9%～36.1%不等，其中大多数MOOC的完成率在5%左右；而Perna等[7]对宾夕法尼亚大学的16门MOOC进行统计后，也发现课程的完成率仅为3%～4%。但仅仅通过完成率来评价或否定MOOC存在的价值和意义，显然有失偏颇。

应该意识到MOOC并非“必修课”，它完全是学习者自觉自愿的选择，是学习者自主的学习行为，在学习的动机、目的和意图等方面，不同的学习者之间千差万别，很难逐一去判断学习者参与课程学习的状态、内生推动、人生观和外部环境刺激以及证书对其激励的程度，而这些都会反映在学习行为的差异上。有的学习者会把MOOC当作传统课程认真参与学习过程；有的学习者只是把MOOC当作在线的参考或者工具，其动因并不是获得证书，而只是获得一部分信息；还有些学习者只是把MOOC当作检验其对相关知识的掌握程度的工具。因此可以看出，MOOC环境中学习者的动机和知识背景是多样的，学习者利用平台的方式也各不相同，交互特点呈现不同步性和选择性，因而对MOOC的评判不能过于将注意力集中在完成率上，而是要结合学生的选课初衷。王宇[8]深入分析了MOOC低完成率的四种学习者类型(见表2)，并提出解决对策，对于更好地开展MOOC具有重要的意义。

表2 造成MOOC低完成率的四种典型学习者类型

此外，有些MOOC，省级课程管理中心并未开放证书功能，也导致学习者对终期考核通过与否并不在意。一些国家级的精品MOOC也普遍存在上述问题。MOOC课程通过率低下的原因，还有可能与课程特点有关。对于专业性强的课程，社会学员往往注重的是知识和技能的获得，或某一部分内容的自我提升，根据学员自身情况和需求的不同，他们接受的课程内容是碎片化的，MOOC中选择性学习对于社会学员更具有一定的意义，因此他们的学习并不是以拿到证书或者取得合格成绩为目的。北京大学李晓明教授[9]认为，用户完成率低是MOOC天然的结果，因为大规模、因为开放，其分母天然地就高很多。能够参与MOOC学习且通过的都具有较高的学习积极性和自觉性，能够获得证书的学习者通常具有较强的自主学习能力和清晰的学习目标。当然获得低分不一定就说明学习者不努力，其中部分学习者是认真地并且用很长时间观看了视频，只是没有提交作业和参与考试。因此通常称这两类学习者为“坚定完成者”和“只为学习者”。

无论是MOOC还是大学都在高速发展演变之中，教育教学改革势在必行，对于学习者和研究者而言，我们能做的也应该做的就是树立终身学习的理念，不断地学习以提升自身的修养和竞争力。传统时代的学习部分动机是要通过考试来获取学分，而MOOC时代使得终身学习变为可能，只要有兴趣，学习会融入我们的生活，学习选择的自由性意味着一个人更能方便地找到自己的兴趣所在，并能够在不同领域扩展视野。

四、课程学习资源偏好数据统计与分析

1.总体学习资源分布

为满足不同层次学习者的多样化需求，课程团队针对课程特点制作了丰富灵活的学习资源(如图4)，有微课视频、教学课件、文档资料、课外学习视频及动画等，同时设置测验、作业、讨论等进行自主学习效果检测，根据国家在线开放课程建设标准和课程教学实际情况，遵循线上教学内容“精、短、细”的原则，为避免教学周数过长，线上课程内容分解为两部分，分两学期进行教学，两期视频累计分布60→51个，文档资料39→38个，富文本42→38个，随堂测验39→36个，讨论主题12→34个，客观题单元测验和主观题单元作业均为9→10个，终期考试均为1次，内容和数量均基本符合成人学习强度，其中视频资源的数量占有较大比例。

图4 “航海气象观测与分析”MOOC第四期、第五期学习资源类型统计

2．学习者对学习资源的偏好分析

表3为两期学习者参与不同类资源学习的有效人数统计。从表3可见，在各类学习资源中，视频资源平均学习人数最多，相对于文本资源，视频资源更受欢迎，同时说明学习者更愿意从简单的学习行为开始，在一定程度上可以看出学习者对学习资源的偏好，文档和富文本基本相差不大。在学习检测资源中，学习者更注重终期考试，而从主观题的单元作业和客观题的单元测验比较来看，学习者更乐于接受客观试题，这和多数课程的客观题更易入手、是基本水平测试有关，而主观题需要学习者更多的发散思维，呈现学习之后的深层次认知和理解。在MOOC众多类型的学习行为中，“看视频”和“期末考试”是两个最广泛也最基本的学习行为，参与人数也最多。“看视频”代表了学习者的学习动机和主动性；而“期末考试”则代表学习者学习程度和效果的检验，这个行为也是学习者最后能否通过考核及获得证书的必要条件。

表3 第四、第五期课程不同类资源平均参与有效人数统计

传统教学由于受到时间和空间的限制，教师是除了课本外的唯一信息来源，发展到现代教学，信息化的飞速发展，与当今教育教学的深度融合，视频以它特有的魅力吸引和调动学生的多重感官，将枯燥的教学过程通过各种多变的色彩和动画等形式呈现，从多视角、多形式、多方位表达传统教学不可比拟的相同的知识信息，优秀的视频资源是全体教师智慧与教学经验的结晶，蕴涵了丰富的教育教学价值，可以使教学内容更加规范有序。

图5分别给出了第四期和第五期不同视频观看人数的分布情况。其中第四期视频总个数为60，平均观看人数235人，第五期视频总个数为51，平均观看人数201人，从图5可见，选课初期参与观看人数较多，尤其首视频，两期均为最大值，但随着课程的深入，观看视频人数有下降趋势，随着课程周数的递增，坚持学习的人数也逐渐趋于平稳，基本在课程中期后人数相对比较固定，有增有减，但总体变化不大。可以看出，初期选课学习者很多抱着试选试看的心理参与课程，但随着课程内容的深入，尤其对于专业课是否适合自己已经有了清晰的认知，因此出现中后期的固定学习人群，这体现了学习者从初期不了解到中期了解后稳定的心态，也符合MOOC自由选课退课的开放特点。

图5 “航海气象观测与分析”MOOC第四期、第五期视频观看人数分布

五、MOOC情境下学习行为分析的思考与建议

第一，MOOC的完成率和考核成绩并非学习者的关注重点，不宜以此来衡量MOOC质量或作为评价MOOC的唯一指标。MOOC不同于学校的学分课程，对学习者的约束力比传统课堂弱很多，这是它诞生之初就具有的无法改变的本体特征，但并不影响MOOC的发展与普及，对于MOOC我们需要全新的认识和评价，用传统课堂的形成性评估方式来衡量和评价MOOC，其结果必然是令人失望的。

尽管MOOC选课和退课人数波动巨大，但进入课程中期之后，其波动幅度明显收窄，学习者在经历一段时间的课程学习后，基本可以确定是否坚持学习到最后或深入整个课程学习，学习者的关注重点是内容及技能的获得，并不是MOOC证书或课程成绩。学习者对于网络学习有着自己的定义和评价标准，套用传统的评价形式或许只会阻碍它的发展，而非助力其腾飞。

第二，MOOC课程中教学视频是其构成的核心要素，视频资源质量的优劣在一定程度上决定着课程受学习者喜爱的广度和持久度，因此教学视频资源的开发是MOOC课程建设中非常重要的一个环节。

MOOC的视频要选择经验丰富的师资团队和技术团队合力开发制作。教师团队要展现良好的教学能力和风采；技术团队则要保障专业化的视频录制和制作，强调内容精简，画面精美，能够吸引学生的注意力。教学内容尽量围绕一个个相对独立的知识点或技能点开展，可采用讲解、演示、访谈等多种授课展现形式，时长要利于保持学生自主观看的兴趣，尽量以10分钟以内微视频为主。为测试观看效果，视频中还可镶嵌回顾性测试，回答后方可观看后续内容。

第三，交互是在线学习最重要、最典型的一个特征，良好的交互环境不仅在传统课堂，在网络教学环境中也同样重要。在线学习中，交互质量已经成为影响教学效果的关键要素，有效的交互能够营造一种良好的在线学习氛围，同时也能够帮助学生加深对知识的理解，学员之间能够更好地互助互学，增添学习乐趣。

MOOC平台中的交互主要体现在讨论区，但这种异步交互存在交互环境脱离课程环境、交互周期冗长、交互活动松散等问题。这种资源“大规模”状态下潜在的知识点“隐蔽性”问题，不利于信息流的个性化生成，不利于学习者自身内部新旧知识的建构，因此，平台方后续应进行有效交互功能的开发，应用信息技术来设计支持交互的在线视频资源或其他教学互动形式，互动环境能调动学生参与的热情，促使学习效果最大化。

此外，不断优化课程结构，充实和丰富课程资源，保证教师及时在线答疑和互动交流，维护良好的网络学习环境，提高MOOC课程证书的认可度等，均是促进和提高学习者课程学习实际参与度的有效途径和方法。

六、结语

在教育和大数据结合的时代背景下，对学习者的学习行为和学习效果的研究将会越来越广泛，对课程数据的深入挖掘将有助于分析学习者的学习过程，了解学习者的学习规律，对MOOC课程的创新发展起到一定的推动作用。本文基于中国大学MOOC平台，对“航海气象观测与分析”MOOC学习者的学习行为及学习资源进行了统计分析，并对普遍存在的MOOC完成率低下和学习者资源偏好进行了深入探究，可以看出，在一定程度上，在线学习模式更加依赖于学习者的自主学习能力及学习行为，只有合理安排学习时间，充分利用网络资源，养成良好的学习行为，才能达到优质的学习效果。

互联网的飞速发展为教学模式的改革和创新提供了广阔的空间和平台，尽管MOOC在发展过程中面临诸多挑战和质疑，但不可否认的是，它仍然以其丰富的资源、开放的学习以及便捷的使用得到了普遍认可和逐步推进，受到了众多学习者的推崇。航海类专业MOOC的开放和普及在一定程度上可以缓解和改善航海专业教学条件不足的问题，提高航海教育教学质量，推动航海类专业课程的创新发展，也能更好地传播航海文化，进一步提高航海和航运业的社会认知度[10]。随着MOOC产业链的逐渐成熟，毫无疑问，未来MOOC的影响力将会越来越大，也必将给传统高等教育带来更大的冲击。