【摘 要】 在有些人的头脑中存在着这样一个误区：以“需求调查”决定发展策略。而现代企业理念已经证明“需求调查”带来的不一定是发展，在某种情况下会引导企业步入死亡的歧途。只有建立在科学基础上的需求调查和需求分析，及由此产生的科学决策才能促进发展。远程教育更是如此：需要科学理论指导下的需求调查和数据分析，通过反馈改善远程教学支持服务的质量。本文介绍了基于数据发掘技术理论基础的数据采集与数据分析方法，并将其结
论应用于学习支持过程的操作环境。
【关键词】 远程学习；需求调查；学习支持服务
一、数据挖掘技术在远程教育中的作用
数据挖掘技术指出，面对快速增长的数据收集而没有强有力的工具，数据库中的数据就会形成数据坟墓。数据挖掘技术通过对数据的清理和集成、选择和变换、建立知识库和模式评估等过程将“数据坟墓”转变为金子。有一种说法：所谓数据挖掘实际上是从“数据库中挖掘知识”，是挖掘已有数据的描述性作用和对发展的预测性作用。
人们都承认教学反馈信息对教学的重要作用。作为一个教学网站，对教学反馈信息在随时地采集、积累，对数据的分析将描述现有的数据能够说明什么，将会发生什么及改进的策略。这就是远程教育环境下反馈信息统计对教学过程的描述和预测作用。
例如中央电大目前可供技术分析的数据包括点击率、ＢＢＳ（讨论帖子）、Ｅ－ｍａｉｌ 等，而且数据在不断地增长、丰富，这里以人们普遍认为最难以说明需求问题的点击率数据分析为例说明数据挖掘将产生的作用：
数据库的原始数据存放在ｅｘｃｅｌ中，包括分专业数据汇总的３２个工作表，其中最大的课程基本信息表为１４项×５２１个记录。我们点击率分析的原始数据为１６ｋｂ（约４００个记录），对满足前提条件的研究对象的点击数进行统计后可以发现，当点击数高于９０００以后，部分媒体资源会出现相似的趋势曲线，当点击率达到１００００以上时，某些媒体资源趋势线呈现曲线族（等距现）的特征。对其中的一次点击率统计结果如图一所示：
由此可以得到这样的建议：１、当点击数达到９０００次时，学习者对不同类型的学习资源的关注（兴趣）呈现相关。２、我们需要通过适当的方式刺激学习者对相关网络资源的关注（如在页面设计时将相关性强的资源安排得集中一些，以改善学习者关注心理）。
图一所示对某一次点击率统计的结果（通常在教学过程中需要进行定期的统计）。将多次统计结果排列起来就能够形成某类资源的用户点击率——时间特征曲线（ＣＲ－Ｔ）。对于相同类型的资源应当有相似ＣＲ－Ｔ特征曲线，经过统计（取６σ的包络线）得到其正常值范围如图二，在对相关性资源统计基础上建立的反映学习资源共性的ＣＲ－Ｔ特征曲线组成远程教育环境下监测学习过程的ｎ维参照系（详见《案例分析》部分）。利用点击率数据为监测信息，成为点击率监测预警方式的，类似的还有Ｅ－ｍａｉｌ监测方式、网上讨论监测方式等。
利用点击率监测预警方式实现学习过程的监测就是观察某种资源在某个时间的点击数或某时间间隔内的点击率，当其点击数显著偏离正常值范围时说明可能存在某种问题，如某个时间数值过低，可能是网络环境故障或者学生对课程的教学过程了解不到位，这些是随机因素影响的可能性较大。如果时间间隔内的数据走向一致但时间滞后，则说明系统内存在教学滞后问题（开课不及时），系统误差的存在将影响后续教学内容和考试的质量。重要的是预警系统发现问题是及时的，而不是学期教学检查中回忆的。
类似的系统误差可以表现为衰减过缓、异常增加等，作为系统都要有相应的补偿措施。
二、反馈信息与以活动为中心的远程教学
目前西方流行的过程教学或活动教学正在我国基础教育中传播，对于开放教育它也是一种有效的学习形式。其核心是有明确目标地组织教学活动。我们观察了一个中学活动教学的过程：解释中国丝绸之路的历史问题（初中一年级的历史课教学内容），教师将教学活动命题为“中国的丝绸之路与历史文化”。活动从教师诱导性地介绍其历史背景材料开始，提供若干供参考的研究题目，如古丝绸之路的地理、历史环境；中国古代文明与今天中西方文化，……，还可以规定论文或报告的基本格式、演讲的时间、网页或展板的格式要求。学生们发挥各自的主观能动性，通过读书、上网收集素材，准备ＰＰＴ文件，最后组织演讲会。教师可以在演讲会上起引导作用，例如在“古丝绸之路与东西方文化”的研讨会上，老师有一个主题发言，通过讨论让学生了解丝绸之路作为历史事件对当时和现在东西方文化交流的促进意义。教师演讲的目的一般是深化教学知识点。无论是写作还是创意、技术制作，学生们的大量作品已经表现出相当的进步。据评估，它比传统的讲授收效更好。当然，这只是在具备条件的中学适用的一种教学方法。
对于远程教学，这种方法更有意义。我们的教学是大规模的、远程模式，面授教学在基层教学班普遍采用，有报告表明：学习者的学习小组发挥了重要的作用。利用现有的教学模式，结合对全国各地教学班的总体协调，交流教学的经验，过程教学或活动教学可能是一种更适于发挥远程个性化教学的组织方式。例如：我们现在是直播课堂节目，可以针对学习者存在的共性问题准备课前的引导，经过学习者的讨论，在直播课堂上进行引导式的教学，我们将可以得到更丰富的反馈信息，改进教学过程，提高教学效果。
以活动为中心的远程教学的难点在于教师对教学过程的驾驭和组织。
首先是学习者方面的因素：学习者是广域分布的。目前我国的远程教育网络学院有６７所，分布在不同的地区，且多数是跨省、跨地区的，中央电大开展的开放教育分布更广，包括了西藏在内的全国各地。各地的经济、文化、历史和高等教育水平的差异无不影响到学习者的学习习惯及对学习内容的不同需求，包括对不同学习方式的适应程度和对教师的依赖程度，最明显的是基于网络环境下的远程教育突出显现的数字鸿沟对学习效果的影响。
其次是地区差异造成教学组织和教学方式的多样性。有数据证明，学习者的需求差异是明显的：在经济、技术发达地区的学习者具备较好的网络学习环境，能够较好地利用网络化的学习资源；而经济较落后地区的学习者缺少相应的硬件环境，因此也缺少互联网操作的基本训练，传统教育模式（面授课）是他们唯一适应的学习方式。必须注意的是，这些经济、技术欠发达地区的高等教育更是相对落后，有些地区几乎没有高等院校，能够担当教学任务的师资力量几乎是空缺状态。然而教师在远程教育中是不可或缺的。因此，远程教育迫切需要一批具有专业学术水平并能够运用现代技术的教师。
要保证覆盖全国各地的教学体系具有趋于一致的教学效果，还需要有一个教学组织者的协调。目前负责协调各地教学的教学研究组织（学术团队），如大教研室已经个别的存在。形成团队协作的基础是必须有良好的运行机制和学术水平，有一批有足够远程教育技术知识和优秀协调能力的统领者。他们要经常性地观察教学过程，预测教学发展，制订活动以补偿正常教学产生的偏差，消除隐患，增加学习者的信心，减少辍学的发生。
常规教学中的调节是教师根据即刻反馈和短周期反馈信息进行的１。远程教育的调节设计依据仍然是反馈信息。
三、远程教育反馈信息流模型的构建
有经验的教师会认同这样一个事实：学生向教师的提问和帮助请求能反映出学生对教学内容的掌握程度，并从此可以察觉到学生在前期课程学习中隐性存在的问题，预测后续知识学习过程中可能出现的障碍，甚至能够估计学生完成学业时的成绩在同批学生中的相对位置。
无论采用哪种教学方式，高质量反馈信息统计结果都能从两个方面促进教学工作：一是提供科学的依据，确定最佳辅助教学手段的内容、方式和时机；二是对学生学习情况进行总体估计，同时确定针对优、中、差学生的个性化学习分类指导策略。
根据反馈信息流的特征，对于远程教学可以描述为一个基本模型（图二）：
根据反馈信息流的过程可以分为三个阶段：数据采集阶段、数据加工阶段和数据辅助教学决策阶段。在三个不同的阶段，不同的基于角色对信息要求或加工的侧重点不同。从整体上说，有些共性的要求是需要明确的。
数据采集阶段：
远程教育的反馈信息源有很多种，可以对其依次定义，例如：信息源１为通过Ｅ－ｍａｉｌ反馈的信息，信息源２为通过ＢＢＳ收集的信息，……，信息源ｎ为通过点击率统计（网络实时监测）获得的信息资源。
出于系统研究的需要，所有信息必须规范化，包括记录可以按时域重现，编码（必要的数字化），评价结果递交到专家组或相关教师时应当是与统计结果相对应的可查询支持资料。
数据加工阶段：
该阶段较多地涉及计算方法。是从综合反馈信息中找到规律，评价教学现状并做出教学改进决策的过程。
综合反馈信息特征：将分类的信息做数量与各类信息相关程度分析，分析的依据是将当前的统计结果和计算机知识库中的常模进行比较。
对于教学进程正常状态，分析得到学生学习情况评价。当大多数学生感到内容浅显时可以适当加快教学进度（像面授教学一样），同时对学习有困难的学生给予个性化指导（通知召开专题讨论会进行网上讨论）。
如果教学出现异常，即：某信息源的某类信息数出现异常，且其它信息源的信息统计分布集中在该类信息，则说明在该信息描述的相关教学过程有问题发生。例如学期开始时学习者访问网站的兴趣点是反映课程基本要求的课程说明、教学大纲和教学实施方案，这种兴趣是随时间衰减的。过去曾经发生局部地区开课滞后的现象，反映在反馈信息统计上是对课程基本要求类的点击数不衰减，从ＢＢＳ和Ｅ－ｍａｉｌ得到的反馈信息也出现相应的集中分布。
由此得到对教学现状的评价：教学进程不平衡，需要进行网上调查找到教学进程滞后的地区。可以在网页上设计一个针对该课程的教学进程调查表，如图三：
并从中得到各地教学进度情况。如果是局部地区教学进度滞后，可以对他们进行补偿教学设计，如果滞后的范围较大则需要调整教学进度和相应的教学内容或考试时间等。
教学决策与实施阶段：
图二中的决策实施阶段是实现反馈信息作用于教学的过程。对于大规模的远程教育来说，不同的是需要进行教学效果的评估。这是需要教学人员和网络人员共同改进的工作，包括反馈信息的数字化和监测系统的知识库改进等。
四、补偿性教学环节对系统的调节
首先也提供一个基本模型框架（图四）：
这是一个具有人工智能功能的模型，包括如下关键环节，他们在理论上的定义和功能是：
系统预警器：一个由信息采集、实时监测、预报报文组成的子系统，可在对采集信息统计后等于或超出常模规定阈值时提供教学异常的警告报文。
综合验证：预警本文的主题和相关信息子集合（各种经过加工的原信息中相关的信息）的相关程度。
经验库：实现人工智能的重要部分，是存放在数据库中的信息、经验和规律。
效果评价：这是一个过程，中间进行实际效果与互动教学设计期望的比较，根据评价指标进行定性和定量的分析评价。从实际挖掘技术角度看，评价并形成其数学表示是实现知识的重要过程。通过评价要实现两个作用，一是形成文字材料供其它同事参考，二是收集批评意见改进教学过程。
图四表示的是一个由教师为主导的工作过程。
在预警发出教学过程出现异常，如对教学辅导的点击数超出正常值时，需要对问题进行验证。教师可同时参考其它反馈信息（Ｅ－ｍａｉｌ、ＢＢＳ、Ｃａｌｌｉｎｇ等信息）的统计结果，如果它们的统计分布也集中在相同的问题上，则说明需要设计相应的互动教学环节进行补偿。
补偿教学设计应根据两方面的建议，一是来自计算机知识库的经验；二是来自专家（包括学科组）的建议，设计出适合不同学生层次的教学方案。例如：对于在较多数量学生中存在的共性问题可以通过网上讨论或直播课堂的方式开展专题教学，对于在少数同学中存在的难点问题可采用个别回复的方式进行指导，或在远程教研组活动中请当地教师通过面授辅导课予以解决。
不同于常规面授教学的是大规模的远程教育必须有教学效果评估过程，并将评估的结果返回到经验库中。这样做的目的有三：一是使教学经验成为教学系统的共享资源２，保证各地教学效果的一致性；二是丰富计算机知识库，提高计算机辅助决策的水平；三是适应远程教育教学内容更新快的要求，提供课程改进的依据。
五、结论
以上基于对中央电大收集的反馈信息的统计分析，探讨了反馈信息对教学过程反作用的模型框架。至此我们可以说：
● 目前的远程教育十分重视信息反馈，重视教学设计。其中一个重要的环节是对反馈信息进行科学加工处理，改善教学过程。
● 建立预警系统、结合教学上的教学补偿措施，实现远程教育实时监测，能够有效提高远程教育系统品质。
● 根据反馈信息确定学生基本需求，其根本任务是改善教学过程，提高教学效果。对于每一位教师来说，建立规范科学的信息体系，提高信息应用与处理能力和水平是当务之急。
● 反馈信息质量的最佳期望包括两个内容：一是提供科学的依据，确定最佳辅助教学手段的内容、方式和时机；二是对学生学习情况进行估计，为优、中、差学生的个性化学习提供指导。
● 实现远程教育反馈信息的智能化需要科学的反馈信息监测系统，并依此发挥开放教育在大众化、大规模教育上的优势，提高对人力资源的贡献率。
[参考文献]
[１]齐宏．远距离教育系统反馈的研究Ｊ． 中国电大教育，１９９１，（１２）
[２]Ｔ．Ｍ．Ｋｏｕｌｏｐｏｕｌｏｓ． 知识管理Ｍ． 上海：上海远东出版社．
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综合研究
