楊 幸，王林春，李 健

（湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙，410208）

一、引言

伴隨著云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、移動(dòng)互聯(lián)等現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，國(guó)家對(duì)教育信息化提出了明確的要求，要求在教育領(lǐng)域中應(yīng)充分運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)，以保證擴(kuò)大教育規(guī)模，為教育終身化、個(gè)性化和國(guó)際化提供保障[1]。近年來(lái)，國(guó)家層面通過(guò)精品課程[2]、精品資源共享課[3]、專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)[4]以及精品在線開(kāi)放課程等建設(shè)項(xiàng)目不斷引導(dǎo)、支持與推動(dòng)信息化教育教學(xué)的發(fā)展，其中最重要的一種形式就是在線學(xué)習(xí)平臺(tái)[5]（即E-Learning Platform）。這種新型的教育教學(xué)方式已經(jīng)成為高等教育的新手段，并逐步與傳統(tǒng)的線下教學(xué)方式進(jìn)行融合，共同推動(dòng)高等教育的信息化發(fā)展。

在線學(xué)習(xí)不但具備開(kāi)放的在線交流環(huán)境，而且其交流資源種類繁多，包括文檔、圖片、音頻和視頻等類型，這些資源組成了一個(gè)信息完備的學(xué)習(xí)資源網(wǎng)絡(luò)。學(xué)習(xí)者可以突破時(shí)空的限制，以更加靈活和開(kāi)放的形式來(lái)開(kāi)展學(xué)習(xí)活動(dòng)；學(xué)習(xí)者也可以實(shí)時(shí)分享自己的學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)成果和學(xué)習(xí)心得等，還可以與其他在線學(xué)習(xí)者組隊(duì)組團(tuán)來(lái)展開(kāi)在線小組協(xié)同學(xué)習(xí)[6]。

二、線上學(xué)習(xí)行為的特點(diǎn)

在線學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)線下學(xué)習(xí)相比具有如下特點(diǎn)：

（一）開(kāi)放性?；谠诰€學(xué)習(xí)平臺(tái)的線上學(xué)習(xí)環(huán)境是一個(gè)開(kāi)放的環(huán)境，它的用戶群是開(kāi)放的，只要有相關(guān)需求都可以注冊(cè)，使用該平臺(tái)來(lái)進(jìn)行在線學(xué)習(xí)[7]。

（二）靈活性。在線學(xué)習(xí)平臺(tái)有著傳統(tǒng)線下學(xué)習(xí)模式無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，它不僅支持用戶24 小時(shí)隨時(shí)隨地使用，而且支持的方式還靈活多樣，用戶不但可以通過(guò)PC 端進(jìn)行訪問(wèn)，還可以通過(guò)手機(jī)、PAD 等移動(dòng)端進(jìn)行訪問(wèn)。

（三）交互性。在線學(xué)習(xí)平臺(tái)為教師和學(xué)習(xí)者之間，學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)者之間提供了有效溝通的手段和工具。

（四）共享性。在線學(xué)習(xí)平臺(tái)的一大顯著特征就是它的共享性，用戶可以隨時(shí)獲取想要的學(xué)習(xí)資料，也可將自己的資源進(jìn)行分享，具有共建共享特征。

（五）協(xié)同性。協(xié)同學(xué)習(xí)是在線學(xué)習(xí)模式的一大亮點(diǎn)，在線學(xué)習(xí)平臺(tái)支持用戶對(duì)共同關(guān)注的問(wèn)題或主題進(jìn)行探討和交流，更加有利于培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和能力。

（六）主動(dòng)性。在線學(xué)習(xí)環(huán)境具有開(kāi)放性的特點(diǎn)，最初面向的對(duì)象是具有主動(dòng)學(xué)習(xí)能力的學(xué)習(xí)者，故在線學(xué)習(xí)平臺(tái)一方面要求用戶要具有主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力，另一方面也通過(guò)更加便捷、有趣的功能來(lái)鼓勵(lì)用戶主動(dòng)學(xué)習(xí)[8]。

三、線上學(xué)習(xí)行為的管理困境

線上學(xué)習(xí)的載體是線上課程，而線上課程的資源主要以10 分鐘左右的短視頻為主，具有重點(diǎn)、難點(diǎn)突出，內(nèi)容直觀、生動(dòng)，可反復(fù)觀看學(xué)習(xí)，不受時(shí)空限制等特點(diǎn)，能有效提高課程教與學(xué)的效果。對(duì)在線學(xué)習(xí)過(guò)程的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，課前預(yù)習(xí)率較高、視頻反芻比基本正常，但學(xué)生在翻轉(zhuǎn)課堂上體現(xiàn)出來(lái)對(duì)知識(shí)、技能掌握情況并不理想的問(wèn)題。究其原因，主要是線上學(xué)習(xí)方式更強(qiáng)調(diào)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和自覺(jué)性，如果學(xué)生的主動(dòng)性和自覺(jué)性不高，沒(méi)有認(rèn)真的按要求預(yù)習(xí)，而是通過(guò)一些偽技術(shù)手段騙過(guò)了在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)的監(jiān)管和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，那么在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)獲得的相關(guān)結(jié)果指標(biāo)將失真[9-10]。

以視頻為主的線上教學(xué)，與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)最大的區(qū)別之一是學(xué)習(xí)過(guò)程中教師很難參與督促和管理。教師很難真正掌握學(xué)生是否在認(rèn)真觀看視頻，對(duì)不理解的知識(shí)點(diǎn)是否真的在反復(fù)觀看等情況，MOOC 等線上學(xué)習(xí)的高輟學(xué)率和低完成率也有這方面的原因[11]。針對(duì)在線學(xué)習(xí)方式中學(xué)習(xí)行為管理難的問(wèn)題，許多在線學(xué)習(xí)平臺(tái)通過(guò)一定的技術(shù)手段來(lái)進(jìn)行有效監(jiān)管和督促，比如哈佛大學(xué)的edX 在線學(xué)習(xí)平臺(tái)，要求學(xué)生必須完整觀看某一視頻后，方能繼續(xù)觀看后續(xù)視頻；增加了視頻觀看過(guò)程中的交互環(huán)節(jié)，學(xué)生必須在觀看過(guò)程中有拖動(dòng)進(jìn)度條或者點(diǎn)擊相關(guān)按鈕等行為，方能確定正在觀看視頻；觀看完某一視頻后，必須完成對(duì)應(yīng)的測(cè)試且成績(jī)合格，方能學(xué)習(xí)后續(xù)內(nèi)容；國(guó)內(nèi)的中國(guó)大學(xué)MOOC（慕課）、智慧職教、超星爾雅等在線課程平臺(tái)，新增了一系列措施對(duì)學(xué)生的線上學(xué)習(xí)行為進(jìn)行管理，如允許教師在學(xué)生所觀看視頻的任意位置插入練習(xí)題，學(xué)生必須正確完成練習(xí)題方能繼續(xù)觀看視頻；若檢測(cè)視頻播放頁(yè)面為非活動(dòng)狀態(tài)，則停止播放視頻，待頁(yè)面為活動(dòng)狀態(tài)后，通過(guò)點(diǎn)擊播放按鈕才能繼續(xù)播放視頻等。這些新增的措施雖然有效避免了學(xué)生在一臺(tái)終端上同時(shí)開(kāi)啟多個(gè)程序，一心兩用的問(wèn)題，也有助于管理學(xué)生的線上學(xué)習(xí)行為。但是，這些措施仍然停留在管理學(xué)生學(xué)習(xí)操作行為上，而不能在視頻中插入過(guò)多的練習(xí)題來(lái)影響內(nèi)容學(xué)習(xí)的連續(xù)性，因此，這種情況下學(xué)生仍然可以通過(guò)在電腦上播放視頻或在手機(jī)上玩游戲的方式來(lái)避開(kāi)管理，效果并不理想。

四、線上學(xué)習(xí)行為管理的突破

針對(duì)目前在線學(xué)習(xí)平臺(tái)線上學(xué)習(xí)行為管理方面的不足，提出了一種以智能分析技術(shù)為核心學(xué)習(xí)行為管理系統(tǒng)，實(shí)時(shí)地了解學(xué)生學(xué)習(xí)行為和狀態(tài)，進(jìn)行更加有效的學(xué)習(xí)行為管理。

（一）管理系統(tǒng)的原理

當(dāng)學(xué)生進(jìn)行線上學(xué)習(xí)時(shí)，通過(guò)終端設(shè)備自帶的高清攝像頭實(shí)時(shí)采集學(xué)生頭部運(yùn)動(dòng)軌跡、面部特征、眼球運(yùn)動(dòng)軌跡、眼睛聚焦點(diǎn)等行為數(shù)據(jù)[12]，匹配預(yù)設(shè)定的行為標(biāo)準(zhǔn)，智能識(shí)別監(jiān)控區(qū)域內(nèi)學(xué)生的異常行為并給出提示，為線上學(xué)習(xí)平臺(tái)管理學(xué)生當(dāng)前學(xué)習(xí)行為提供支撐數(shù)據(jù)。

（二）軟件框架

該管理系統(tǒng)的智能分析軟件框架如圖1 所示。

圖1 智能視頻分析軟件框架

智能視頻分析軟件通過(guò)近距離、高清攝像頭采集學(xué)生在線上學(xué)習(xí)時(shí)的頭部運(yùn)動(dòng)軌跡、面部動(dòng)作、眼球運(yùn)動(dòng)軌跡以及眼睛的聚焦點(diǎn)等相關(guān)信息，并進(jìn)行智能分析，將分析后的結(jié)果與預(yù)定義的規(guī)則進(jìn)行匹配，根據(jù)匹配結(jié)果，判斷其學(xué)習(xí)行為的有效性。

（三）軟件系統(tǒng)模塊描述

視頻分析模塊：該模塊對(duì)實(shí)時(shí)采集的視頻進(jìn)行快速分析，獲得監(jiān)控目標(biāo)頭部運(yùn)動(dòng)、面部特征、眼球運(yùn)動(dòng)、眼睛聚焦點(diǎn)等數(shù)據(jù)的靜態(tài)圖片集，以供后續(xù)匹配分析。

匹配模塊：該模塊依據(jù)“視頻分析模塊”中獲得的靜態(tài)圖片集上的特征點(diǎn)，與預(yù)定義行為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行匹配，并即時(shí)得出結(jié)果。

預(yù)設(shè)行為標(biāo)準(zhǔn)管理模塊：采集大量較為完備的正常學(xué)習(xí)行為特征并定義相關(guān)特征點(diǎn)，為“匹配模塊”提供參考依據(jù)，以提高匹配的準(zhǔn)確率。

五、結(jié)語(yǔ)

自由、開(kāi)放的在線學(xué)習(xí)平臺(tái)為學(xué)生的在線學(xué)習(xí)提供了良好的自由發(fā)揮空間和成長(zhǎng)的環(huán)境，但也面臨因?qū)W生在線學(xué)習(xí)行為的失控而降低了學(xué)習(xí)的效率的問(wèn)題。本文對(duì)線上學(xué)習(xí)行為特點(diǎn)進(jìn)行了分析，剖析了線上學(xué)習(xí)行為的管理困境，最后提出了一種通過(guò)智能分析技術(shù)為核心的線上學(xué)習(xí)行為管理系統(tǒng)。