鄧國(guó)民 徐新斐 朱永海
[摘? ?要] 混合學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)線下課堂教學(xué)和線上自主學(xué)習(xí)的混合以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),其中學(xué)習(xí)者的在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)能力顯得異常重要。文章旨在揭示學(xué)習(xí)者的在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)能力存在哪些潛在類別,不同類別學(xué)習(xí)者是否具有不同的在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)行為過(guò)程模型,以及這對(duì)于在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)有何啟示。研究首先對(duì)239名學(xué)習(xí)者的在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)能力進(jìn)行測(cè)評(píng),然后使用潛在剖面分析方法對(duì)測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)樣本學(xué)習(xí)者可以分為高、中、低三種不同水平的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)剖面類別。然后分別對(duì)三種類別學(xué)習(xí)者的在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)程挖掘,研究發(fā)現(xiàn):(1)學(xué)習(xí)者的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)能力更多體現(xiàn)在執(zhí)行階段的行為上;(2)中高水平自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)者的在線學(xué)習(xí)行為表現(xiàn)出更強(qiáng)的認(rèn)知和元認(rèn)知策略;(3)高水平自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)者體現(xiàn)出更有效的時(shí)間管理策略與更強(qiáng)的整體規(guī)劃能力。因此,在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)環(huán)境需要引入自適應(yīng)支持機(jī)制,為學(xué)習(xí)者提供適應(yīng)性的過(guò)程和策略支持。
[關(guān)鍵詞] 混合學(xué)習(xí); 自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí); 在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)環(huán)境; 潛在剖面分析; 過(guò)程挖掘; 自適應(yīng)學(xué)習(xí)
[中圖分類號(hào)] G434? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A
[作者簡(jiǎn)介] 鄧國(guó)民(1981—),男,湖南醴陵人。教授,博士,主要從事信息化環(huán)境下的教師專業(yè)發(fā)展和教育大數(shù)據(jù)研究。E-mail:dam1981@163.com。
一、引? ?言
過(guò)程挖掘最先應(yīng)用于企業(yè)事務(wù)的流程管理中,使用基于模型和面向數(shù)據(jù)的分析技術(shù),從信息系統(tǒng)的事件日志中挖掘事務(wù)流程模型,發(fā)現(xiàn)、監(jiān)測(cè)和改進(jìn)業(yè)務(wù)流程[1]。教育過(guò)程挖掘(Educational Process Mining,EPM)是過(guò)程挖掘技術(shù)與方法在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用,一般使用在線學(xué)習(xí)環(huán)境記錄的學(xué)習(xí)行為日志數(shù)據(jù),或利用出聲思維、觀察等方法記錄學(xué)習(xí)者的行為數(shù)據(jù),以發(fā)現(xiàn)、分析和直觀表示完整的教育過(guò)程,為改進(jìn)教育過(guò)程提供依據(jù)[2]。在線學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)習(xí)者的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)能力提出了更高的要求,國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者在自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)理論框架的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)和構(gòu)建了在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)環(huán)境,為學(xué)習(xí)者的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)提供過(guò)程支架,并將他們的在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)行為細(xì)粒度數(shù)據(jù)記錄下來(lái)[3]。本研究重點(diǎn)探討如何在這些學(xué)習(xí)行為日志數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行過(guò)程挖掘,檢驗(yàn)學(xué)習(xí)者在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)行為的事件性和過(guò)程性,分析和比較不同自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)能力水平學(xué)習(xí)者的在線學(xué)習(xí)行為過(guò)程模型,并在此基礎(chǔ)上為教師和學(xué)生提供策略建議,為在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)環(huán)境的發(fā)展與完善提供依據(jù)。
二、研究現(xiàn)狀
大量研究證據(jù)表明,學(xué)習(xí)者的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)水平和學(xué)業(yè)成績(jī)之間是正相關(guān)的。Zimmerman和Bandura的研究發(fā)現(xiàn),自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)策略的應(yīng)用可以預(yù)測(cè)學(xué)生的學(xué)業(yè)成績(jī)[4];Puzziferro的研究發(fā)現(xiàn),在線學(xué)習(xí)環(huán)境下,學(xué)習(xí)者自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)的時(shí)間、環(huán)境和努力調(diào)節(jié)與其學(xué)業(yè)成績(jī)顯著相關(guān)[5];Lim和Jalil使用結(jié)構(gòu)方程模型分析方法確定了在混合學(xué)習(xí)環(huán)境下,學(xué)習(xí)者的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)策略對(duì)其學(xué)習(xí)成績(jī)的影響[6]。
這些研究主要使用主觀報(bào)告的方法測(cè)量學(xué)習(xí)者使用自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)策略的情況,主要測(cè)量?jī)?nèi)容包括認(rèn)知、元認(rèn)知和資源管理策略與調(diào)節(jié)[7]。他們雖然證明了自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)策略和學(xué)業(yè)成績(jī)之間的關(guān)系,但主要側(cè)重于探討學(xué)習(xí)者內(nèi)在的心理特征和能力屬性與其最終學(xué)業(yè)成績(jī)之間的關(guān)系,而無(wú)法說(shuō)明這些策略是如何外化為自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)行為以及如何發(fā)揮作用的。
近年來(lái),一些研究檢測(cè)了基于學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)行為日志數(shù)據(jù)的過(guò)程挖掘方法能否用于測(cè)量在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)和預(yù)測(cè)學(xué)習(xí)效果。Cho等人發(fā)現(xiàn),對(duì)學(xué)習(xí)者的在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)行為日志數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘,要比對(duì)自我報(bào)告的調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析具有更好的預(yù)測(cè)能力[8];Bannert等使用過(guò)程挖掘方法,識(shí)別和挖掘通過(guò)口語(yǔ)報(bào)告的方式捕獲的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)事件中的過(guò)程模型,發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)者的成功與否與其學(xué)習(xí)調(diào)節(jié)事件的多少和時(shí)間序列模式有關(guān)[9];Rodríguez等將學(xué)習(xí)者觀看視頻講座的行為事件記錄下來(lái),然后使用過(guò)程挖掘技術(shù)分別對(duì)最成功和最不成功的學(xué)習(xí)者群組進(jìn)行自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)過(guò)程挖掘與比較,以揭示不同學(xué)習(xí)者群組在自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)行為與元認(rèn)知活動(dòng)方面存在的差異[10]。
過(guò)程挖掘技術(shù)為自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)理論模型的檢驗(yàn)提供了一種新的客觀主義和微觀主義的視角。但仍存在一定的局限性:(1)數(shù)據(jù)的跟蹤記錄方案并沒(méi)有依據(jù)自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)理論進(jìn)行,而是事后根據(jù)理論主觀對(duì)在線學(xué)習(xí)行為進(jìn)行二次編碼,帶有明顯的主觀性;(2)大多集中在頻率的分析上,而學(xué)習(xí)者自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)活動(dòng)的動(dòng)態(tài)發(fā)展過(guò)程尚不明確。
因此,我們需要在自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)理論模型的基礎(chǔ)上,構(gòu)建學(xué)習(xí)者在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)的跟蹤記錄方案,再利用過(guò)程挖掘方法對(duì)他們的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)行為序列模式進(jìn)行挖掘,才能夠真正揭示出自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)策略是如何外化為在線學(xué)習(xí)行為模式并提高學(xué)習(xí)效果的。
三、研究方法
(一)研究對(duì)象與研究問(wèn)題
本研究的研究對(duì)象為一門(mén)混合課程的選課學(xué)生,該門(mén)課程采用“線上+線下”的混合教學(xué)模式。其中,“信息時(shí)代教師專業(yè)能力發(fā)展”主題的學(xué)習(xí)讓學(xué)習(xí)者使用“基于開(kāi)放教育資源的在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)環(huán)境”進(jìn)行自主學(xué)習(xí),共245名學(xué)習(xí)者參與,其中男生29名,女生216名,他們來(lái)自現(xiàn)代教育技術(shù)、學(xué)科教學(xué)、小學(xué)教育、音樂(lè)教育和體育教育等20個(gè)學(xué)科專業(yè)。系統(tǒng)全程記錄他們的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù),然后使用剖面分析和過(guò)程挖掘方法回答以下研究問(wèn)題:
(1)學(xué)習(xí)者在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)策略及技能水平的潛在剖面有哪些類別?
(2)不同剖面學(xué)習(xí)者的在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)行為模式之間有何差異?
(3)不同剖面學(xué)習(xí)者的在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)行為時(shí)間序列模式之間有何差異?
(4)不同剖面學(xué)習(xí)者的在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)行為模式及其時(shí)間序列模式之間的差異,對(duì)于在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)有何啟示?
(二)潛在剖面分析
本研究使用在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)問(wèn)卷(Online Self-Regulated Learning Questionnaire,OSLQ)調(diào)查學(xué)習(xí)者的在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)能力。OSLQ包含24個(gè)項(xiàng)目,采用李克特量表形式,從目標(biāo)設(shè)置、環(huán)境組織、時(shí)間管理、尋求幫助、任務(wù)策略和自我評(píng)價(jià)等六個(gè)維度測(cè)量在線學(xué)習(xí)者的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)能力及策略,在過(guò)去的在線學(xué)習(xí)和混合學(xué)習(xí)環(huán)境下的學(xué)習(xí)者樣本身上顯示出令人滿意的心理測(cè)量特性[11]。測(cè)量之后,使用Mplus軟件對(duì)獲取的學(xué)習(xí)者在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)策略水平各指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行潛在剖面分析,以確定他們?cè)谧晕艺{(diào)節(jié)學(xué)習(xí)策略水平方面可以劃分為哪幾種類別。
(三)教育過(guò)程挖掘
本研究使用ProM 6.9軟件對(duì)學(xué)習(xí)者的在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)程挖掘,比較和揭示不同剖面類別學(xué)習(xí)者的在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)過(guò)程模型。ProM是由埃因霍溫大學(xué)的Van Der Aalst W研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的一個(gè)基于Java的免費(fèi)開(kāi)源軟件,能夠處理大規(guī)模的包含噪聲的數(shù)據(jù)日志文件,返回較高質(zhì)量、適配性較好的過(guò)程模型,并支持規(guī)則挖掘和跟蹤聚類[12]。使用ProM軟件進(jìn)行過(guò)程挖掘,一般包括計(jì)劃、提取、數(shù)據(jù)處理、挖掘與分析、評(píng)估和過(guò)程提升與支持等六個(gè)階段[13]。
四、在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)能力潛在剖面分析
OSLQ問(wèn)卷在線發(fā)放給245名選課學(xué)生,共回收有效答卷239份。本研究針對(duì)參與者在各子量表上所得分?jǐn)?shù)進(jìn)行潛在剖面分析(Latent Profile Analysis, LPA),估計(jì)他們未被觀察到的異質(zhì)性并對(duì)其進(jìn)行分類,確定學(xué)習(xí)者可能屬于何種自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)特征類別。潛在剖面分析的模型擬合度統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1,其中,三種剖面類別的解決方案模型擬合優(yōu)度較佳:從LMR值(<0.05)來(lái)看,支持保留2種、3種或5種類別;從Entropy值來(lái)看,保留3種類別的情況下Entropy值最高,表明將自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)者劃分為3種剖面類別最為精確;AIC值和BIC值隨類別數(shù)遞減,未見(jiàn)最低值,但保留3種類別以后,遞減速度降低,表明在此處存在拐點(diǎn)。綜合來(lái)看,保留3種在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)剖面類別是相對(duì)比較合適的。
潛在剖面分析輸出的條件均值分布情況如圖1所示,可以看出,根據(jù)學(xué)習(xí)者樣本的在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)能力,可以將其劃分為三種主要的剖面類別:(1)高水平自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)者(50.1%),各項(xiàng)指標(biāo)均值大概在6.0左右浮動(dòng);(2)中等水平自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)者(46.7%),各項(xiàng)指標(biāo)均值大概在5.0左右浮動(dòng);(3)低水平自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)者(3.3%),各項(xiàng)指標(biāo)均值大概在3.0左右浮動(dòng)。
五、不同剖面學(xué)習(xí)者的在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)行為過(guò)程挖掘
(一)計(jì)劃階段
計(jì)劃階段旨在建立研究項(xiàng)目并確定研究問(wèn)題,其中輸入是組織的業(yè)務(wù)流程,輸出是與目標(biāo)相關(guān)的研究問(wèn)題和一組要分析的業(yè)務(wù)流程執(zhí)行的信息系統(tǒng)[13]。本研究選擇“基于開(kāi)放教育資源的在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)環(huán)境”作為過(guò)程挖掘的信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)充分利用清華教育在線(THEOL)資源中心多年積累的各類開(kāi)放教育資源,從系統(tǒng)功能層面引入自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)支持,讓學(xué)習(xí)者能夠自定學(xué)習(xí)目標(biāo),制定個(gè)人學(xué)習(xí)計(jì)劃,進(jìn)行自我監(jiān)測(cè)和自我調(diào)節(jié),以及自我評(píng)價(jià)和反思,并將他們的在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)的三個(gè)階段:事先計(jì)劃階段(目標(biāo)設(shè)置和學(xué)習(xí)計(jì)劃)、執(zhí)行階段(自我監(jiān)測(cè)和自我調(diào)節(jié))以及自我反思階段(自我判斷和自我反應(yīng))的細(xì)粒度行為事件數(shù)據(jù)記錄下來(lái),作為過(guò)程挖掘與分析的數(shù)據(jù)來(lái)源[3]。因此,本研究使用的在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)環(huán)境及其數(shù)據(jù)跟蹤記錄方案是嚴(yán)格建立在自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上的,記錄下來(lái)的行為事件日志能夠如實(shí)反映學(xué)習(xí)者在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)的完整發(fā)生過(guò)程,有效彌補(bǔ)目前自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)過(guò)程挖掘研究使用事后主觀編碼數(shù)據(jù)可能帶來(lái)的偏差。
(二)提取階段
提取階段包括三個(gè)活動(dòng),分別為確定范圍、提取事件數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)換過(guò)程知識(shí)[13]。首先,學(xué)習(xí)者所有的在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)行為事件按三個(gè)階段分別記錄為相應(yīng)的事件類,提取的屬性包括案例(用戶)、自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)行為事件和時(shí)間等。其次,根據(jù)提取范圍,從在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)環(huán)境中收集相關(guān)的數(shù)據(jù)集。最后,利用自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)過(guò)程理論解釋和表述業(yè)務(wù)流程和事件屬性相關(guān)的隱性知識(shí)。
(三)數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)處理階段的主要目標(biāo)是將事件日志創(chuàng)建為事件數(shù)據(jù)的不同視圖,并處理事件日志,使其能夠更加適合于數(shù)據(jù)挖掘與分析。本階段的輸入主要有事件數(shù)據(jù)以及過(guò)濾事件數(shù)據(jù)的過(guò)程模型,輸出是在挖掘和分析階段使用的事件日志。該階段包括四種類型的活動(dòng),分別為創(chuàng)建視圖、聚合事件、豐富日志和過(guò)濾日志[13]。本研究將自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)環(huán)境記錄下來(lái)的行為日志數(shù)據(jù)提取出來(lái),并處理為ProM軟件能夠處理的數(shù)據(jù)格式,見(jiàn)表2。表2為一個(gè)學(xué)習(xí)者案例(case:466776)事先計(jì)劃階段的部分?jǐn)?shù)據(jù),包括目標(biāo)設(shè)置和學(xué)習(xí)計(jì)劃兩類事件。
(四)挖掘與分析
挖掘與分析階段,使用過(guò)程挖掘技術(shù)對(duì)事件日志進(jìn)行挖掘與分析,回答研究問(wèn)題,并深入了解過(guò)程績(jī)效及合適度。此階段的輸入是事件日志,輸出是回答與績(jī)效和目標(biāo)相關(guān)的研究問(wèn)題的結(jié)果[13]。本研究主要使用模糊挖掘方法,對(duì)三種不同類別學(xué)習(xí)者的在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)過(guò)程模型進(jìn)行挖掘。模糊挖掘算法用于過(guò)程分析,能夠生成一個(gè)和Zimmerman自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)過(guò)程模型相當(dāng)?shù)倪^(guò)渡圖,有助于我們清晰地理解和比較不同類別學(xué)習(xí)者的過(guò)程模型。
模糊挖掘(Fuzzy Miner)是一種在非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)中找到基礎(chǔ)過(guò)程的方法,可以將隱含在日志數(shù)據(jù)中的行為過(guò)程揭示出來(lái),通過(guò)考慮所有事件的相對(duì)重要性和時(shí)間順序,將其轉(zhuǎn)換為由結(jié)點(diǎn)(事件)和邊(兩個(gè)事件類之間的關(guān)系)組成的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)細(xì)節(jié)過(guò)程模型,從而可以區(qū)分事件序列中重要的和相對(duì)次要的細(xì)節(jié)。模糊模型支持小樣本數(shù)據(jù)的挖掘,使用顯著性和相關(guān)性兩個(gè)指標(biāo),計(jì)算給定數(shù)據(jù)集中的過(guò)程模型。顯著性主要衡量事件類別的發(fā)生和事件之間關(guān)系的相對(duì)重要性,比如事件發(fā)生的頻次往往被視為衡量其重要性的指標(biāo),包括一元顯著性(節(jié)點(diǎn)/事件類)和二元顯著性(兩個(gè)事件類的邊緣/關(guān)系);相關(guān)性主要針對(duì)邊進(jìn)行計(jì)算,表示彼此跟隨的兩個(gè)事件之間密切相關(guān)的程度,屬于二元相關(guān)性(邊緣)[9,14]。
最終挖掘結(jié)果如圖2所示。其中,低水平自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)者的平均事件數(shù)為24.375次(195/8),中等水平自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)者的平均事件數(shù)為21.8次(2616/120),而高水平自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)者的平均事件數(shù)為57.234次(6353/111)。圖中圓角矩形結(jié)點(diǎn)表示自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)行為事件類,結(jié)點(diǎn)中包括事件名稱及其一元顯著性指標(biāo)(根據(jù)事件發(fā)生頻率,用0至1之間的數(shù)值表示)。結(jié)點(diǎn)之間的箭頭表示其首尾相連的是兩個(gè)連續(xù)事件,包括二元顯著性指標(biāo)(上面數(shù)值,值越高表示兩個(gè)事件順序發(fā)生的頻次越高)和二元相關(guān)性指標(biāo)(下面數(shù)值,值越高表示兩個(gè)事件發(fā)起的時(shí)間比較相關(guān))。
左側(cè)為低水平自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)者模型,中間為中等水平自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)者模型,右側(cè)為高水平自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)者模型。根據(jù)Zimmerman的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)過(guò)程模型,三種類別學(xué)習(xí)者的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)過(guò)程均包括前期準(zhǔn)備、目標(biāo)設(shè)置、學(xué)習(xí)計(jì)劃、自我監(jiān)測(cè)、自我調(diào)節(jié)、自我判斷和自我反應(yīng)等學(xué)習(xí)行為事件,但他們?cè)谑录突〉娘@著性與相關(guān)性指標(biāo)方面存在較大的差異。
一元顯著性方面,低水平自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)者事先計(jì)劃階段的行為事件,包括目標(biāo)設(shè)置和學(xué)習(xí)計(jì)劃等行為發(fā)生的顯著性最高,中等水平學(xué)習(xí)者次之,高水平學(xué)習(xí)者最低。執(zhí)行階段的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)行為,包括自我監(jiān)測(cè)和自我調(diào)節(jié),高水平學(xué)習(xí)者的顯著性水平最高,中等水平學(xué)習(xí)者次之,而低水平學(xué)習(xí)者最低。自我反思階段的行為事件,包括自我判斷和自我反應(yīng),低水平學(xué)習(xí)者行為事件的顯著性最高,高水平學(xué)習(xí)者次之,而中等水平學(xué)習(xí)者最低。因此,學(xué)習(xí)者的在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)能力對(duì)其執(zhí)行階段的學(xué)習(xí)行為具有比較好的預(yù)見(jiàn)性,而無(wú)法預(yù)見(jiàn)事先計(jì)劃階段和自我反思階段的行為。
二元顯著性方面,所有學(xué)習(xí)者在事先計(jì)劃階段和執(zhí)行階段的行為事件類之間均存在循環(huán),但低水平學(xué)習(xí)者在事后反思階段的行為事件類之間不存在循環(huán)。這說(shuō)明在自我反思階段,低水平學(xué)習(xí)者在提交作業(yè)并經(jīng)過(guò)自我評(píng)價(jià)和判斷后,較少繼續(xù)修改和完善,而中、高水平學(xué)習(xí)者更傾向于對(duì)自己的作業(yè)和作品進(jìn)行反復(fù)修改、完善和再次提交,而呈現(xiàn)出自我判斷和自我反應(yīng)的循環(huán)過(guò)程,高水平學(xué)習(xí)者的這種循環(huán)往復(fù)要更加顯著。雖然在前面兩個(gè)階段內(nèi)均存在行為事件循環(huán),但在顯著性方面仍然存在一定的差異。首先,在事先計(jì)劃階段,?。繕?biāo)設(shè)置→學(xué)習(xí)計(jì)劃)的顯著性水平隨自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)水平的提升而提升,而?。▽W(xué)習(xí)計(jì)劃→目標(biāo)設(shè)置)的顯著性水平則相反,表明自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)策略水平越高的學(xué)習(xí)者,越傾向于按照Z(yǔ)immerman的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)理論模型進(jìn)行學(xué)習(xí),即先在個(gè)人認(rèn)知結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上仔細(xì)設(shè)置學(xué)習(xí)目標(biāo),再基于學(xué)習(xí)目標(biāo)精心制定個(gè)人學(xué)習(xí)計(jì)劃,而不是較為隨意地設(shè)置學(xué)習(xí)目標(biāo),然后在制定學(xué)習(xí)計(jì)劃的過(guò)程中再盲目地修改。其次,在執(zhí)行階段,?。ㄗ晕冶O(jiān)測(cè)→自我調(diào)節(jié))和?。ㄗ晕艺{(diào)節(jié)→自我監(jiān)測(cè))的顯著性水平,高水平學(xué)習(xí)者要高于中、低水平學(xué)習(xí)者。最后,在自我反思階段,?。ㄗ晕遗袛唷晕曳磻?yīng))和弧(自我反應(yīng)→自我判斷)的顯著性水平,高水平學(xué)習(xí)者要高于中等水平學(xué)習(xí)者??傊?,從二元顯著性指標(biāo)來(lái)看,高水平學(xué)習(xí)者在自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)過(guò)程中更多使用了認(rèn)知和元認(rèn)知策略,對(duì)學(xué)習(xí)計(jì)劃、目標(biāo)結(jié)構(gòu)及學(xué)習(xí)成果均更傾向于進(jìn)行反復(fù)的監(jiān)測(cè)與調(diào)整。
二元相關(guān)性方面,自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)三個(gè)階段的所有弧,包括(目標(biāo)設(shè)置→學(xué)習(xí)計(jì)劃)、(學(xué)習(xí)計(jì)劃→目標(biāo)設(shè)置)、(自我監(jiān)測(cè)→自我調(diào)節(jié))、(自我調(diào)節(jié)→自我監(jiān)測(cè))、(自我判斷→自我反應(yīng))和(自我反應(yīng)→自我判斷)的相關(guān)性,除低水平學(xué)習(xí)者缺失?。ㄗ晕遗袛唷晕曳磻?yīng))以外,高水平學(xué)習(xí)者的取值均在0.9以上,要遠(yuǎn)高于其他學(xué)習(xí)者。因此,高水平學(xué)習(xí)者在不同階段內(nèi)的學(xué)習(xí)行為,均表現(xiàn)出更密切的順序關(guān)系、情境相似性和時(shí)間延續(xù)性,表明他們?cè)诟麟A段的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)行為過(guò)程中能夠更好地進(jìn)行時(shí)間管理和及時(shí)做出調(diào)整與反應(yīng)。從潛在剖面分析結(jié)果也可以看出,高水平學(xué)習(xí)者具有最高的環(huán)境組織、任務(wù)管理和時(shí)間管理能力,而這些能力也會(huì)在實(shí)際的學(xué)習(xí)過(guò)程中影響到他們的在線學(xué)習(xí)行為。
因此,從不同類別學(xué)習(xí)者的在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)過(guò)程模型來(lái)看,中、高水平學(xué)習(xí)者的在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)表現(xiàn)出更多的學(xué)習(xí)行為事件及不同事件之間的循環(huán)往復(fù),表明他們?cè)谠诰€學(xué)習(xí)過(guò)程中有更多的行為投入、更強(qiáng)的認(rèn)知和元認(rèn)知策略。高水平學(xué)習(xí)者更是對(duì)其在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)過(guò)程表現(xiàn)出更強(qiáng)的整體規(guī)劃能力、及時(shí)調(diào)整和反應(yīng)能力以及更有效的時(shí)間管理能力。
(五)評(píng)估
ProM軟件支持時(shí)間邏輯檢測(cè)語(yǔ)言(Language for Temporal Logic Checker,LTL Checker),能夠用于檢測(cè)和評(píng)估學(xué)習(xí)者日志行為匹配自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)部分過(guò)程的情況,比如通過(guò)制定邏輯公式,檢測(cè)學(xué)習(xí)者是否按照自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)過(guò)程模型中的某些行為序列進(jìn)行學(xué)習(xí)。三種剖面類別學(xué)習(xí)者的LTL檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。可見(jiàn),低水平學(xué)習(xí)者的行為主要集中于事先計(jì)劃和執(zhí)行階段,而中、高水平學(xué)習(xí)者行為的覆蓋面要更加全面,尤其是高水平學(xué)習(xí)者,在不同階段的學(xué)習(xí)行為分布比較均勻,各階段行為之間的銜接比較連貫,基本貫穿了整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程。
六、結(jié)? ?語(yǔ)
本研究揭示出學(xué)習(xí)者的在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)能力水平存在高、中、低三種潛在剖面類別,然后分別挖掘出三種不同類別學(xué)習(xí)者的在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)行為過(guò)程模式及時(shí)間序列模式,這進(jìn)一步驗(yàn)證了自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)過(guò)程的事件性和過(guò)程性,同時(shí)也在過(guò)程挖掘的基礎(chǔ)上揭示出自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)過(guò)程的復(fù)雜性、靈活性和時(shí)序性。很多時(shí)候,學(xué)習(xí)者的在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)行為過(guò)程并不是直線式的,而是存在大量循環(huán)反復(fù)的迭代過(guò)程,這也反映了學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)其認(rèn)知及元認(rèn)知策略的不斷調(diào)節(jié)。過(guò)去的研究往往聚焦于各階段行為事件發(fā)生的頻率與學(xué)習(xí)成績(jī)的關(guān)系,而很少關(guān)注各階段行為事件的時(shí)間序列模式也可能對(duì)學(xué)習(xí)成績(jī)產(chǎn)生重要的影響。因此,本研究的主要貢獻(xiàn)在于:(1)揭示出自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)不是由一系列簡(jiǎn)單的行為事件所組成的,而是一個(gè)具有很強(qiáng)的時(shí)序性、關(guān)聯(lián)性、延續(xù)性和循環(huán)迭代的復(fù)雜過(guò)程,背后涉及大量的認(rèn)知、元認(rèn)知和情感等方面的參與;(2)清晰地呈現(xiàn)出不同自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)能力水平學(xué)習(xí)者的在線學(xué)習(xí)行為模式及其時(shí)間序列模式的詳細(xì)過(guò)程及細(xì)微差異,為形成自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)策略是如何影響學(xué)生的學(xué)習(xí)行為,進(jìn)而影響學(xué)習(xí)成績(jī)的完整證據(jù)鏈補(bǔ)充上缺失的一環(huán)。
學(xué)習(xí)者具有不同的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)能力水平,即使給他們提供在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)環(huán)境支持,也并不代表所有學(xué)習(xí)者都能夠有效利用。因此,在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)環(huán)境需要引入自適應(yīng)支持機(jī)制, 使其能夠自動(dòng)分析和診斷學(xué)習(xí)者的在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)能力、過(guò)程和狀態(tài),為其提供適應(yīng)性的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)過(guò)程支持,彌補(bǔ)他們?cè)诰€自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)行為的時(shí)間序列模式、循環(huán)迭代和延續(xù)性等方面的短板,幫助他們獲得高水平學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),達(dá)到提高學(xué)習(xí)效果的目的。研究結(jié)論對(duì)在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)的具體啟示意義包括:(1)構(gòu)建在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)跟蹤記錄的大數(shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu);(2)對(duì)自適應(yīng)學(xué)習(xí)者模型進(jìn)行拓展,引入自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)屬性,構(gòu)建在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)者模型;(3)設(shè)計(jì)基于規(guī)則的在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)過(guò)程和時(shí)間序列模式的分析與診斷方案;(4)構(gòu)建符合不同學(xué)習(xí)者能力的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)策略庫(kù),并通過(guò)與其他系統(tǒng)組件的互操作為學(xué)習(xí)者的在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)提供自適應(yīng)過(guò)程支架。
通過(guò)使用過(guò)程挖掘方法,我們可以更細(xì)致入微地理解和認(rèn)識(shí)在線自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)的行為過(guò)程模式及其時(shí)間序列模式,這是傳統(tǒng)自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)研究方法無(wú)法勝任的。但是,過(guò)程挖掘方法也不可避免地存在一定的局限性:(1)過(guò)程挖掘方法采用純粹的基于歸納的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法,目前只能挖掘行為事件層面的數(shù)據(jù),而對(duì)于自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)涉及的認(rèn)知、動(dòng)機(jī)和情緒等方面的數(shù)據(jù)無(wú)能為力,因而導(dǎo)致挖掘結(jié)果不可避免地帶有一定的片面性和理論價(jià)值的局限性[9]。 (2)過(guò)程挖掘模型實(shí)際上是一種描述性模型,它最初的目的在于優(yōu)化業(yè)務(wù)流程,而不是測(cè)試?yán)碚?。因此,如果要確定自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)過(guò)程模型的理論性,還需要借助統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)不同學(xué)習(xí)者群體之間的差異性進(jìn)行顯著性統(tǒng)計(jì)分析。
[參考文獻(xiàn)]
[1] GHAZAL M A, IBRAHIM O, SALAMA M A. Educational process mining: a systematic literature review[C]//2017 European Conference on Electrical Engineering and Computer Science (EECS). Bern: IEEE, 2017: 198-203.
[2] BOGARN A, CEREZO R, ROMERO C. A survey on educational process mining[J]. WIREs data mining and knowledge discovery, 2018, 8(1): 1230.
[3] 鄧國(guó)民,韓錫斌,楊娟.基于OERs的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)行為對(duì)學(xué)習(xí)成效的影響[J].電化教育研究,2016,37(3): 42-49,58.
[4] ZIMMERMAN B J, BANDURA A. Impact of self-regulatory influences on writing course attainment[J]. American educational research journal, 1994, 31(4):845-862.
[5] PUZZIFERRO M. Online technologies self-efficacy and self-regulated learning as predictors of final grade and satisfaction in college-level online courses[J]. American journal of distance education, 2008, 22(2): 72-89.
[6] LIM C L, JALIL H A, MAROF A M, et al. Peer learning, self-regulated learning and academic achievement in blended learning courses: a structural equation modeling approach[J]. International journal of emerging technologies in learning, 2020, 15(3): 110-125.
[7] BROADBENT J. Comparing online and blended learner's self-regulated learning strategies and academic performance[J]. The internet and higher education, 2017, 33 (1): 24-32.
[8] CHO M H, YOO J S. Exploring online students' self-regulated learning with self-reported surveys and log files: a data mining approach[J]. Interactive learning environments, 2017, 25(8): 970-982.
[9] BANNERT M, REIMANN P, SONNENBERG C. Process mining techniques for analysing patterns and strategies in students' self-regulated learning[J]. Metacognition and learning, 2014, 9(2): 161-185.
[10] RODRGUEZ M C, NISTAL M L, FONTE F A M, et al. Exploring the application of process mining to support self-regulated learning: an initial analysis with video lectures[C]//2018 IEEE Global Engineering Education Conference (EDUCON). Canary Islands: IEEE, 2018: 1766-1774.
[11] BARNARD-BRAK L, LAN W Y, PATON V O. Profiles in self-regulated learning in the online learning environment[J]. International review of research in open & distance learning, 2010, 11(1):61-79.
[12] VAN DER AALST W. Process mining software[M]//VAN DER AALST W. Process mining. Heidelberg: Springer, 2016: 325-352.
[13] VAN ECK M L, LU X, LEEMANS S J J, et al. PM2: a process mining project methodology[C]//International Conference on Advanced Information Systems Engineering. Cham: Springer, 2015: 297-313.
[14] GNTHER C W, VAN DER AALST W M P. Fuzzy mining–adaptive process simplification based on multi-perspective metrics[C]//International Conference on Business Process Management. Heidelberg: Springer, 2007: 328-343.