基于数据挖掘的网络学习行为应用系统实现*

李兴笃，马生骏

（1.兰州工业学院 软件工程系，甘肃 兰州 730050；2.甘肃省电化教育馆，甘肃 兰州 730070）

网络学习已经成为一种不可或缺的学习方式，对于网络学习行为的研究，有助于教学服务人员和学习者更加深入地了解网络学习规律，评价和修正各自的教学目标、学习方式和考核指标等。因此，基于数据挖掘的网络学习行为应用系统，能够针对不同的学习者身份进行学习行为数据采集，并将所得的行为数据存储到相应的数据库中，提供了学习进度管理、学习目标评价、学习结果反馈和学习策略跟进等诸多功能，大大降低了学习管理和学习支出的费用，提高了学习效率，降低了办学成本。

一、系统模块设计

此系统主要用户是学习者和教学服务人员。当学习者利用系统提供的学习资源开展学习任务时，系统自动进行学习行为的跟踪记录，并将所得的行为数据存储到相应的数据库中，利用数据挖掘技术进行分析、过滤、降噪、统计和评价，一方面作为学习者学习结果的综合评价数据，另一方面也是教学服务人员管理、指导的依据，系统模块设计见图1。

图1 系统模型图

二、网络学习行为属性表示及量化

在对网络学习行为进行量化过程中，需要定义两种元数据:学习者元数据和学习对象元数据。学习者元数据用来规范所要收集的学习者特征，学习对象元数据用来描述学习材料的属性。为了实现信息的通用性和共享性，将来网络学习行为的量化、编码和采集需进行元数据规范，[1]并要依据教育部教育信息化技术标准委员会(CELTSC)制定的学习者模型规范(CELTS-11)和学习对象规范(CELTS-3)。

常见的网络学习行为及其属性有：[2][3]

浏览网页：网址、标题、主题字、时间（进入页面、离开页面）；

浏览教学资源：教学资源的主题、时间、教学资源的状态、资源的呈现方式；

信息检索：关键词、搜索结果、搜索引擎；

下载保存：来源、关键词、说明、形式；

学习记录：学习时间长度、学习任务完成情况、评语、成绩、排名；

留言板讨论：主题、发帖频率、时间、精华帖数、回帖次数；

协作交流：工具标记、交流时间、交流主题、内容；

收发邮件：发件人、收件人、邮件地址、邮件主题；

提交作业：时间（作业布置、完成的时间）、标题、内容、评语；

作品发布:名称、发布时间、媒体类型、发布数量。

例如，学习者浏览教学资源时，其行为属性表示方式见表1。

表1 浏览教学资源行为属性量化表示方式

三、系统架构

系统开发操作系统为Windows 2003 Server，Web服务器为Tomcat，平台数据库为SQL Server 2000，语言工具为JSP，各模块系统采用B/S三层体系结构实现，其中视频学习资源采用WMV格式的流媒体技术 （见图2）。当登录用户通过浏览器向服务器发出请求时，服务器对请求进行处理并把结果返回到浏览器。

图2 系统B/S三层体系结构

四、数据库的连接

对数据库的连接，这里采用JavaBean构造的非可视化组件——数据库连接工具类，并封装到系统虚拟目录WEB-INF/classes/下，在JSP页面引入即可以实现。由于整个系统需要多个数据库存储多种行为信息，对数据库的连接有相同的方法，因此设计一个JavaBean对连接操作进行统一调度，大大减少重复操作，实现代码“瘦身”，并便于程序调试和批量修改，其关键代码如下：

本文所构造的基于数据挖掘的网络学习行为应用系统模型、总结的行为属性特征和设计的系统构架，有助于进一步增加网络环境学习研究的深度和广度，使教与学双方及时了解自身和彼此的状况，同时也为网络教学管理提供更多的借鉴。

[1]学习者模型规范(CETLS-11)和学习对象规范(ECTLS-3)[EB/OL].http://celtsc.edu.cn.

[2]靳丽.网络学习中学习者学习行为记录模块的设计开发及相关数据分析研究[D].呼和浩特：内蒙古师范大学，2008.

[3]黄克斌.网络学习行为及其分析系统研究[D].武汉：华中师范大学，2006.