在全球学习教室EDX平台的第一个MOOC研究外文翻译资料

在全球学习教室EDX平台的第一个MOOC研究

摘 要

从2012年3月开始上线的“电路与电子”（6.002x）的课程是由麻省理工学院和哈佛大学领导的联盟edX开发的第一个MOOC课程。超过155,000名学生最初注册6.002x，由视频讲座，互动问题，在线实验室和讨论论坛组成的MOOC课程。随着课程于2012年6月结束，研究人员开始分析其产生的丰富数据来源。本文描述了这项研究的第一阶段，该研究通过花费在每一部分上的时间来检查学生对资源的使用，第二阶段描述了6.002x学生是谁，他们自己的背景和 与他们的成就和坚持相关的能力，以及他们与6.002x的课程和教学组成部分的互动如何促成他们在课程中取得的成功。

自从麻省理工学院与哈佛大学合作创建和传播大规模在线开放课程（MOOCs）之后，两个机构的领导者都强调，学习研究将成为该倡议的核心任务之一.正如学术界和大众媒体中的众多文章所指出的那样,MOOCs产生大量数据的能力为教育研究开辟了大量机会。 edX和Coursera共同声称有近450万名参与者，他们开发了一些平台，可以跟踪学生的每次点击，因为他们使用教学资源，完成评估并参与社交互动.这些数据有可能帮助研究人员以比以往更精细的方式识别出有助于学生学习的因素以及阻碍他们成功的因素。

研究和评估社区面临的挑战是确定应该询问哪些问题以及优先考虑哪些问题。 我们如何才能将自己置于一条能够产生有用短期结果同时建立基础的道路上?什么是经济上可行的?什么是政治上可能的?如何研究MOOC有助于理解校园学习? 一般来说，利益相关者-教师，开发者，政府机构，基金会，以及最重要的学生需要什么才能实现数字学习的潜力，以及特别是大规模的开放式在线课程？

本文描述了由麻省理工学院和哈佛大学的多学科研究人员组成的麻省理工学院第一部MOOC课程“电路与电子学”（6.002x）所产生的数据的初步研究。这些数据包括所有注册学生的IP地址; 点击流数据记录了学生与平台的2.3亿次互动（Seaton，Bergner，Chuang，Mitros，＆Pritchard，2013）;家庭作业，实验室和考试成绩;学生和教职员工在论坛上发帖; 以及在课程结束时向6.002x学生发送的调查结果。 我们试图了解在6.002x中的学生是什么样的，他们如何利用课程资源，是什么促成了他们的坚持，以及是什么成就或阻碍了他们。 换句话说，我们正试图在回答Davidson（2012）提出的问题方面取得进展，这个问题对于在线学习至关重要：“什么样的学习模式在什么情况下以及适合谁？”

我们的第一个挑战是选择或在某些情况下适应可用于分析数据的方法。 如果研究传统实体教室的教育研究人员努力实现消耗和成就等变量，那么对于MOOC来说，这是非常困难的。 参与和表现没有遵循传统大学上组织教学的规则：MOOC允许免费和简单的注册，不需要正式提款，并且包括大量对完成任务和评估没有兴趣的学生。我们正在尝试研究MOOCs教育经验的新方法，因为传统方法很可能导致无用的结果，最坏的情况是导致无意义的结果。

在撰写本文时，我们的分析已经更清楚地了解了我们正在探索的前两个问题-学生的特征及其对课程资源的使用-我们将在下面报告这些发现。然而，我们仍在开发预测模型，这将有助于我们了解学生背景和与课程组成部分的互动如何影响或妨碍学生坚持课程的能力，以及某些人获得证书的能力。 因此，这些分析不包括在本文中。

对于不熟悉MOOC的读者，一般而言，以及MITx课程，具体来说，我们首先简要介绍6.002x。然后，我们描述了2012年秋季开始的第一项研究，以及目前正在进行的第二阶段研究。最后，我们考虑了我们的研究结果的一些含义，并对我们的研究提出了进一步的指导，以及MOOCs的其他研究可能会采取。

“电路与电子”（6.002x）

“电路与电子学”（6.002）是电气工程与计算机科学系专业必修的本科课程。edX版本6.002的第一次迭代于2012年3月开始，并在6月初运行了14周。它于2012年秋季和2013年春季再次上线。6.002x的首席讲师是麻省理工学院的一名教师，多年来一直教授该课程的校内版本。他和其他三位教师，两位麻省理工学院教授和edX首席科学家一起，负责创建家庭作业，实验室和辅导，以及五位助教和三位实验室助理。

每周都会发布一组名为讲座序列的视频。 这些视频由首席讲师讲述，平均不到10分钟，由平板电脑上绘制的插图，文字和方程组成（即“可汗学院”风格）。在视频中穿插的是在线练习，让学生有机会将视频中涵盖的概念付诸实践。该课程还包括类似于麻省理工学院讲座课程的小组复习课程; 以电子方式获取的教科书;一个讨论论坛，学生可以在其中回答其他学生或完成助教的任务; 以及发布其他资源的Wiki。

图1.“Circuits and Electronics”（6.002x）的屏幕截图，左侧是导航栏。

根据6.002x课程大纲的规定，成绩基于12个家庭作业（15％），12个实验室作业（15％），期中考试（30％）和期末考试（40％）。两个家庭作业和两个实验室可以放弃而不会受到惩罚。学生需要累积60分才能获得结业证书。如果获得87分或更高分，他们获得“A”，86分至70分获得“B”，69至60分获得“C”。据广泛报道，已有近155,000人参加了6.002x，刚刚超过7,100人通过了该课程并获得了证书（Hardesty，2012）。

在很短的时间内，麻省理工学院开始了与6.002x相关的研究。2012年春季，麻省理工学院有效学习，评估和辅导研究（RELATE）小组的研究人员开始从课程中挖掘数据，以确定各种资源使用的趋势。2012年6月，麻省理工学院收到国家科学基金会的提议，继续研究6.002x数据集。麻省理工学院教学实验室和哈佛大学教育研究生院的研究人员提交了一份联合提案关于6.002x学生的学生人口统计，在线社区，成就和坚持。如上所述，本文报道了迄今为止的研究。

第一项研究探索资源使用情况

对6.002x数据集的第一次分析检查了证书收入者如何在各种课程组成部分中分配他们对课程的时间和注意力。这项研究还探讨了在解决家庭作业与考试问题时，证书收入者的行为如何不同。每个主题都通过下面图2中的图表来解决。

图A突出显示每周周期; 周末的高峰可能反映了业余时间和家庭作业提交截止日期。 在图表B和C中，活动以每个用户每天的点击次数显示。三个教学资源-教科书，视频讲座和讲座问题-显示小周末达到顶峰，而信用评估（家庭作业和实验室）显示出明显的高峰，表明这些活动是在截止日期之前完成的。讨论论坛显示了类似的周期性，因为在执行作业问题时可以访问它（有关使用讨论论坛的更多信息，请参见下文）。第一次考试后电子文本活动的减少是教科书使用的典型情况，这种教科书课程是在教科书作为补充资源的混合校园课程中观察到的（也就是说，不是界面向学生提供的活动顺序的一部分）。

时间代表学生的主要成本函数，因此研究学生如何在整个课程中分配时间非常重要。 显然，花在讲座视频上的时间最多（参见图3）。 但是，分配的工作（即家庭作业和实验室）需要花费更多时间。 考虑到在论坛上发布既不是信用证也不是规定活动的主要“课程序列”的一部分，讨论论坛的使用非常受欢迎。 应该强调的是，讨论论坛上超过90％的活动是由于学生只是简单地查看了预先存在的讨论主题，而不是发布问题，答案或评论。

讨论是最常用的资源，而家庭作业问题和讲座视频消耗的时间最多。在考试期间，通常会提到旧的家庭作业问题，并且大部分时间花在了书上，否则这本书在很大程度上被忽视了。这无疑反映了旧作业与考试的相关性，以及参考书籍寻找特殊帮助的便利性。

这些数据揭示的另一个有趣特征是学生解决问题的策略。根据策略，我们的意思是学生在做问题时最常咨询哪些资源，哪些资源被观看时间最长？在解决作业问题与解决考试问题时，学生策略的差异非常明显。注意：考试是“开放式课程”，所以学生在参加考试时都可以获得所有资源。）这一发现如图5所示。

研究的第二阶段检查人口统计学，成就和持久性

在上述工作的基础上，第二阶段的研究于2012年秋季开始。本研究试图回答一个广泛的问题，“参加6.002x的学生是谁，以及他们在课程中取得成功的因素是什么？“这项研究通过尝试使用多个抽样框架构建6.002x学生的详细图片来补充资源使用分析：所有注册人，所有点击课程网站的学生，表现出不同级别参与课程的学生，和证书获得者。接下来，我们希望能够确定学生自身的特征和能力与他们的成功之间的关系。最后，我们想要了解6.002x的课程和教学内容如何有助于学生掌握材料的能力。

位置和人口统计学的多样性

我们通过调查学生访问6.002x网站的位置开始了这项研究，因为每次他或她与网站互动时都会记录学生的IP地址。我们使用地理定位数据库来识别登录位置。对于我们可以识别的几乎所有IP地址，我们可以确定学生登录的国家，对于许多地址,我们可以识别该城市,学生来自194个国家，几乎全世界。排名前五的国家是美国（26,333），印度（13,044），英国（8,430），哥伦比亚（5,900）和西班牙（3,684）。虽然有人猜测很多中国学生会报名参加，但实际上我们只计算了622名中国注册人。 有趣的是，我们还看到了从同一个国家/地区的多个国家/地区或多个城市登录的学生人数较少但数量显着。 图6显示了全世界6.002x学生的广泛分布。

我们也知道，从课程开始时发布的开放式简介edX，67％的注册人讲英语，16％的第二大组，讲西班牙语。非母语为英语的学生组成了Facebook小组，互相帮助完成课程，我们在讨论论坛上用英语以外的其他语言发现了少量帖子。

开展了一项课程结束调查以收集有关学生及其背景的更多数据。因为edX想测试学生回答调查问题的意愿，发送给学生的问题数量以及他们被问到的具体问题是通过学生个人资料页面上的链接随机分发的。在完成调查的7,161名学生中，迄今为止最大的一组，6,381名受访者是证书获得者。然而，超过800名受访者没有获得证书，因此我们假设有些学生继续学习该课程，即使他们没有完成作业或参加考试。调查问题以国际教育大规模研究为基础，不仅包括年龄和性别等人口统计学，而且还向学生询问他们的家庭环境以及他们的教育和专业背景。这与教育研究（Coleman等，1966; Gamoran＆Long，2008）一致，表明后面这些变量可作为预测教育结果的重要控制因素。

一些调查结果并不特别令人惊讶。例如，在1100多名被问及他们收到的特定调查年龄的学生中，大多数人报告他们的年龄在20和30岁左右，尽管回答这个问题的6.002x学生的总人口从青少年到七十多岁了。图7显示了6.002x学生的年龄分布。

正如可能预测的那样，报告性别的人中有88％是男性。 在回答有关获得最高学位的问题的调查回复者中，37％拥有学士学位，28％拥有硕士或专业学位，27％是高中毕业生。 大约有四分之三的人回答了关于他们数学背景的问题，他们报告说他们研究了矢量微积分或微分方程。 实际上，6.002x的教学大纲建议学生该课程需要一些微分方程的知识，以及电学和磁学的背景（在大学先修课程的水平）和基本的微积分和线性代数。

鉴于电路和电子产品的主题具有专业应用，我们并不惊讶地发现超过一半的受访者表示他们参加6.002x的主要原因是他们将获得的知识和技能。虽然有趣的是，只有8.8％的人表示他们为“就业或职业发展机会”注册了课程。超过四分之一的学生参加了“个人挑战”课程。我们看到后一种动机反映在讨论论坛上，从高中生到退休的电气工程师，整个范围内的参与者都在解释他们正在服用6.002x，因为他们想看看他们是否可以通过MIT课程“成功”。图8详细说明了在调查中回答此问题的学生注册的主要原因。入学动机与课程成功之间没有相关性。无论学生是以6.002x来提升自己的知识还是因为他们想要挑战（当然，我们意识到这两者可能是相互关联的），它似乎并没有影响他们在课堂上的表现。我们很想知道6.002x课程的入学动机与后来开发的人文学科MOOC相比如何。

什么促成了学生的“成功”？预测建模作为分析的下一步

我们收集了6.002x学生的信息，可以深入了解他们来自何处以及他们所讲的语言，以及他们的教育背景，他们参加课程的原因等等。我们的下一步是携带进行更复杂的预测分析，首先检查学生个体的哪些因素可能与他们的成功相关，然后分析学生使用课程组成部分之间的关系（例如，花在做作业，阅读课本或观看讲座视频的时间））和成功。这项工作的第一阶段是更准确地定义MOOC中“成功”的含义。

图8.在课程结束时调查中报告的注册6.002x的原因图

成功作为成就

在许多方面，6.002x反映了它在校园内的对应物：它是通过讲座构建的，虽然比传统的大学课程更短，但讲座之间嵌入了问题，因此学生可以使用视频中解释的概念。6.002x还包括教程和实验室。同样，edX学生的评估方式与他们在校的同学一样-通过他们在家庭作业，实验室，期中考试和期末考试中获得的分数。因此，我们认为，6.002x中的“成功”可以定义为传统大学课堂中的“成功”，即学生所获得的成绩。我们已经将这种成功标准称为“成就”，并且在我们的模型的一些（但不是全部 - 请参见下文）中，“成就”被定义为“课程中的总分，加权个人评估（即作业， 最初在课程提纲中列出的实验作业，期中考试和期末考试。”

使用这个定义，我们发现年龄和成就之间或性别和成就之间没有关系，我们发现只有最高学位和成就之间存在边际关系。学生之前的数学课程经验和成绩之间存在相关性，但同样，学生在课程开始时被告知他们需要了解基本的微积分和线性代数，并且对微分

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