朱　倩

[摘要]高等學(xué)校多年來(lái)在教學(xué)管理工作中積累大量的數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘，發(fā)現(xiàn)對(duì)教學(xué)管理有用的信息，這些信息不但可以輔助管理者決策，同時(shí)也利于學(xué)校合理設(shè)置課程、優(yōu)化教學(xué)資源，從而推動(dòng)學(xué)校的全面發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]數(shù)據(jù)挖掘 學(xué)生成績(jī) 教務(wù)管理 教學(xué)評(píng)估

中圖分類(lèi)號(hào)：TP3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671－7597（2009）0220059－01

一、引言

隨著信息技術(shù)在高校管理中的普及，在教學(xué)管理系統(tǒng)中積累了海量的數(shù)據(jù)。這些有關(guān)教學(xué)的數(shù)據(jù)已經(jīng)形成一個(gè)教學(xué)信息數(shù)據(jù)庫(kù)。在教育信息化條件下，應(yīng)對(duì)這些高校長(zhǎng)期積累的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘，以期發(fā)現(xiàn)對(duì)學(xué)校教學(xué)管理、學(xué)生管理有指導(dǎo)作用的信息，這些知識(shí)可以輔助學(xué)校管理者決策，提高學(xué)校的綜合實(shí)力，同時(shí)也可以為學(xué)校提高教學(xué)質(zhì)量、優(yōu)化教學(xué)資源提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。

二、數(shù)據(jù)挖掘及方法

數(shù)據(jù)挖掘（Data Mining，簡(jiǎn)稱DM）就是從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機(jī)的數(shù)據(jù)中，提取隱含在其中的、人們事先不知道的、但又有潛在的有用信息和知識(shí)的過(guò)程[1]。簡(jiǎn)單地說(shuō)，數(shù)據(jù)挖掘是從大量數(shù)據(jù)中提取或“挖掘”知識(shí)。目前，常用的數(shù)據(jù)挖掘分析方法有：關(guān)聯(lián)規(guī)則分析、聚類(lèi)分析、分類(lèi)分析、特征、變化和偏差分析、Web頁(yè)挖掘等幾種。

三、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在高校教學(xué)中的應(yīng)用意義

我國(guó)高校的信息化發(fā)展迅速，截止目前，全國(guó)96％以上的高校已經(jīng)建立起校園網(wǎng)。如何利用信息技術(shù)更有效地為校園管理服務(wù)，提高校園信息化程度已經(jīng)成為衡量教學(xué)管理質(zhì)量的重要標(biāo)志之一。因此筆者認(rèn)為利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)將教務(wù)管理系統(tǒng)中的學(xué)生成績(jī)信息、授課教師信息、學(xué)生信息結(jié)合起來(lái)分析，充分利用這些數(shù)據(jù)為教學(xué)管理服務(wù)，是非常有必要的。

四、數(shù)據(jù)挖掘在高校教學(xué)管理中的應(yīng)用

（一）數(shù)據(jù)挖掘在學(xué)生成績(jī)分析中的應(yīng)用。在高校中的教務(wù)管理系統(tǒng)中存在著大量教學(xué)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)都具有實(shí)時(shí)性和歷史性。這些數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量非常大，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)所有學(xué)生的成績(jī)進(jìn)行分析，對(duì)學(xué)校專業(yè)、學(xué)年學(xué)期、課程、教師等多方面進(jìn)行分析獲得有價(jià)值的數(shù)據(jù)。

在高校中，學(xué)生的課程安排是循序漸進(jìn)的，許多課程之間有一定的相互關(guān)聯(lián)關(guān)系。學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)，也必須按照一定的前后順序。在學(xué)習(xí)某門(mén)專業(yè)課之前，要先學(xué)習(xí)某些專業(yè)基礎(chǔ)課。而且如果先開(kāi)設(shè)的課程沒(méi)有學(xué)好，就會(huì)影響后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。另外，同一專業(yè)學(xué)習(xí)同一課程的不同班級(jí)，由于授課教師、班級(jí)文化的不同，班級(jí)學(xué)生的總體成績(jī)相差有時(shí)會(huì)很大，隨著教學(xué)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，教務(wù)管理人員及任課教師很難再像從前那樣直接根據(jù)學(xué)生的成績(jī)數(shù)據(jù)分布找出諸如前期課程與后繼課程的關(guān)系。并據(jù)此進(jìn)行教學(xué)進(jìn)程的決策在這種情況下，我們可以利用數(shù)據(jù)挖掘中的關(guān)聯(lián)規(guī)則對(duì)課程數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中隱藏的課程相關(guān)規(guī)律或模式，為決策提供必要和準(zhǔn)確的理論支持。

關(guān)聯(lián)規(guī)則，側(cè)重于確定數(shù)據(jù)中不同領(lǐng)域之間的聯(lián)系，找出滿足給定支持度和可信度閾值的多個(gè)域之間的依賴關(guān)系 關(guān)聯(lián)規(guī)則是指在數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中挖出具有這種形式的規(guī)則：由于某些事件的發(fā)生而引起另外一些事件的發(fā)生。例如，在學(xué)生成績(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)中，我們可以發(fā)現(xiàn)“《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》成績(jī)80分以上的學(xué)生，《局域網(wǎng)組網(wǎng)》成績(jī)也是80分以上的可能性是66％”。這就是一條關(guān)聯(lián)規(guī)則。這樣，我們可以加強(qiáng)《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》的教學(xué)，以此來(lái)提《局域網(wǎng)組網(wǎng)》的教學(xué)效果。在大型數(shù)據(jù)庫(kù)中，這樣的關(guān)聯(lián)規(guī)則可以產(chǎn)生很多，這就需要進(jìn)行篩選用“支持度”和“可信度”兩個(gè)閾值來(lái)淘汰那些無(wú)用的關(guān)聯(lián)規(guī)則。

將關(guān)聯(lián)規(guī)則應(yīng)用到成績(jī)分析系統(tǒng)中，分析學(xué)生成績(jī)和課程安排以及課堂效果和教師整體素質(zhì)之間的關(guān)系，合理設(shè)置教學(xué)課程和教學(xué)計(jì)劃，掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，從而為教學(xué)部門(mén)提供決策支持。

（二）數(shù)據(jù)挖掘在教務(wù)管理中的應(yīng)用。在教務(wù)管理中運(yùn)用不同的數(shù)據(jù)挖掘方法可以挖掘出相關(guān)的有價(jià)值的信息知識(shí)，分類(lèi)法即通過(guò)找出數(shù)據(jù)庫(kù)中一組數(shù)據(jù)對(duì)象的共同特點(diǎn)并按照分類(lèi)模式將其劃分為不同的類(lèi)，將數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)項(xiàng)映射到某個(gè)給定的類(lèi)別。這項(xiàng)技術(shù)在高校教務(wù)管理中有著廣泛的應(yīng)用范圍。

現(xiàn)代教育要求對(duì)不同的培養(yǎng)對(duì)象采取不同的培養(yǎng)方式。體現(xiàn)其個(gè)性化特征，人才培養(yǎng)方案的制定必須有一定的信息積累和數(shù)據(jù)要求，通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查或者從教務(wù)管理系統(tǒng)中直接提取如學(xué)生的個(gè)性特征、學(xué)習(xí)情況以及學(xué)校的教學(xué)資源配置、教學(xué)計(jì)劃和課程設(shè)置等信息。利用分類(lèi)法對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)項(xiàng)分析挖掘，找出它們的共同點(diǎn)，對(duì)它們進(jìn)行分類(lèi)，制定科學(xué)合理的培養(yǎng)方案。

利用學(xué)生的家庭情況、特長(zhǎng)、學(xué)習(xí)和獲獎(jiǎng)情況等數(shù)據(jù)信息對(duì)學(xué)生進(jìn)行分類(lèi)。然后根據(jù)分類(lèi)結(jié)果尋找其中的內(nèi)在聯(lián)系。例如存在A+B→C的規(guī)則，那么根據(jù)學(xué)生的A行為和B行為就可以推出可能要發(fā)生的C行為，及時(shí)制定策略去鼓勵(lì)或遏制C行為的產(chǎn)生。也可以根據(jù)A學(xué)生和B學(xué)生在一起的行為，推導(dǎo)出A和B在一起是起著積極作用還是負(fù)面的影響。進(jìn)而可以選定學(xué)生之間的關(guān)聯(lián)，促進(jìn)學(xué)生之間的互助行為。利用分類(lèi)規(guī)則對(duì)于不同的學(xué)生采用不同的教學(xué)方法和教學(xué)課程，可以進(jìn)一步實(shí)施分層次教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量。

另外，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，挖掘教務(wù)管理系統(tǒng)中積累的有用信息?？梢允箤W(xué)校的相關(guān)院系調(diào)節(jié)相關(guān)課程設(shè)置，調(diào)整熱門(mén)課程和冷門(mén)課程的人數(shù)，通過(guò)選課率及相關(guān)信息鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生選擇互補(bǔ)的課程，這有利于學(xué)生整體素質(zhì)的提高，也有利于教學(xué)資源的合理分配。

（三）數(shù)據(jù)挖掘在教學(xué)評(píng)估中的應(yīng)用。教學(xué)質(zhì)量評(píng)估具有很強(qiáng)的導(dǎo)向性，對(duì)高校教學(xué)工作都具有一定的指導(dǎo)意義。學(xué)校每學(xué)期都要搞教學(xué)質(zhì)量評(píng)估，積累了大量的數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)中的相關(guān)規(guī)則對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，發(fā)現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量的好壞與教師的年齡、職稱和學(xué)歷之間的關(guān)系。合理配置班級(jí)上課教師，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度，從而更好地開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)。在授課過(guò)程中，教師會(huì)運(yùn)用多種教學(xué)方法，利用聚類(lèi)和關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘方法獲取具有不同成績(jī)特征的學(xué)生群體和分析出影響學(xué)生成績(jī)的主要因素。選擇合適的教學(xué)方法，使學(xué)生更好地吸收所學(xué)知識(shí)。

五、結(jié)語(yǔ)

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)從大量數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)有用的知識(shí)，這些知識(shí)可以為高校日常教學(xué)管理的提供決策支持。把數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)引入到教育領(lǐng)域中，不僅提高了教學(xué)管理的科學(xué)性，而且增強(qiáng)了數(shù)字化教育的實(shí)效性。

參考文獻(xiàn)：

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[2]David Hand，Heikki Mannila,PadhraicSmy th，張銀奎、廖麗、宋俊等譯，數(shù)據(jù)挖掘原理[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

[3]劉紅巖、陳劍、陳國(guó)青著，數(shù)據(jù)挖掘中的數(shù)據(jù)分類(lèi)算法綜述，清華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2002，42.

[4]賈璐潔，張靖，數(shù)據(jù)挖掘在高校教務(wù)管理中的應(yīng)用，中國(guó)科技信息，2007.12.

作者簡(jiǎn)介：

朱倩，女，湖北武漢人，漢族，武漢大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院碩士研究生在讀，武漢科技大學(xué)城市學(xué)院計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教研室。