摘要：在現(xiàn)代遠程教育中，受教育對象個性特征的差異與傳統(tǒng)遠程教育資源模式的單一性產(chǎn)生巨大矛盾，本文提出了個性化遠程學(xué)習(xí)模型的概念，在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)中引入個性化技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)挖掘；關(guān)聯(lián)規(guī)則；個性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)

中圖分類號：TP311.13 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9599 （2012） 15-0000-02

1 緒論

2010年5月6日，我國國務(wù)院常務(wù)會議審議并通過了《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》（以下簡稱《教育規(guī)劃綱要》），標(biāo)志著中國新的教育改革的開始。

《教育規(guī)劃綱要》提出“大力發(fā)展現(xiàn)代遠程教育，建設(shè)以衛(wèi)星、電視和互聯(lián)網(wǎng)等為載體的遠程開放繼續(xù)教育及公共服務(wù)平臺，為學(xué)習(xí)者提供方便、靈活、個性化的學(xué)習(xí)條件”。

基于這一思想，我們申報了“基于數(shù)據(jù)挖掘的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)決策支持系統(tǒng)研究”項目研究課題，探索并構(gòu)建了基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，并在現(xiàn)代遠程開放教育實踐中進行了應(yīng)用嘗試。

今天，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在國外的大型商業(yè)、金融業(yè)、保險業(yè)、民航等大型企業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，其中，Web挖掘在電子商務(wù)上的應(yīng)用是目前最成功的，我們常常訪問的京東、當(dāng)當(dāng)?shù)却笮蜕虅?wù)網(wǎng)站均能看到數(shù)據(jù)挖掘的影子。Web挖掘為正確的商業(yè)決策提供強有力的支持和可靠的保證，是電子商務(wù)不可缺少的重要工具。

目前國內(nèi)外遠程教學(xué)平臺在利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)分析學(xué)生訪問記錄，優(yōu)化Web站點拓撲結(jié)構(gòu)，從而給學(xué)生提供動態(tài)的個性化的高效率學(xué)習(xí)支持服務(wù)方面做得比較少，大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺只是簡單利用了一些數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能等，對數(shù)據(jù)的分析不夠深入，不能提供完善的個性化支持服務(wù)。這是因為數(shù)據(jù)挖掘作為一個新興領(lǐng)域，在實際應(yīng)用當(dāng)中仍存在許多尚未解決的問題，有很多問題需要深入研究，我國在這一領(lǐng)域已有專家在從事研究工作，但應(yīng)用和產(chǎn)品相對滯后。

2 Web數(shù)據(jù)挖掘

首先看看什么是數(shù)據(jù)挖掘，通俗地說，數(shù)據(jù)挖掘就是從數(shù)據(jù)中發(fā)掘信息或知識，有人稱為知識發(fā)現(xiàn)（KDD），也有人稱為數(shù)據(jù)考古學(xué)、數(shù)據(jù)模式分析或功能相依分析。

數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用于Internet，于是就有了Web數(shù)據(jù)挖掘的產(chǎn)生。Web挖掘是利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)從大量的Web數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)有用模式和信息的過程。

Internet包含了豐富和動態(tài)的鏈接信息，以及Web頁面的訪問和使用信息，為數(shù)據(jù)挖掘提供了豐富的資源，與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)比較，Internet上的數(shù)據(jù)有其獨有的特點。如：Web數(shù)據(jù)龐大、Web頁面復(fù)雜性大、Web信息是動態(tài)的等。

Web數(shù)據(jù)挖掘的技術(shù)主要有頻繁模式挖掘、序列模式挖掘、聚類分析、路徑分析等。

3 需求分析與系統(tǒng)搭建

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)是現(xiàn)代遠程教育的方向，教學(xué)決策支持系統(tǒng)在其中扮演著重要角色。我們的基于數(shù)據(jù)挖掘的網(wǎng)絡(luò)決策支持系統(tǒng)，主要包括以下功能：

3.1 學(xué)生學(xué)習(xí)功能

基于Web的在線學(xué)習(xí)、在線自測、在線作業(yè)等功能。

3.2 課程管理功能

提供給課程教師進行課程管理所需各種功能。如資料管理、作業(yè)布置評改、學(xué)習(xí)評測、學(xué)生評價等。

3.3 統(tǒng)計挖掘功能

統(tǒng)計查詢功能主要對學(xué)生的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計查詢，建立起完整的學(xué)生學(xué)習(xí)個性模型，進行個性化界面定制，可為用戶提供智能化、個性化服務(wù)。

3.4 其他

權(quán)限管理功能、BBS論壇、質(zhì)量評價等。

在我們的平臺設(shè)計中，系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的選擇要求是目前流行的開發(fā)技術(shù)手段同時又要求經(jīng)濟可行。所以免費開源成了我們的首選。我們系統(tǒng)軟件環(huán)境搭建為Apache服務(wù)器+PHP+Winxp+Mysql數(shù)據(jù)庫。

PHP是：Hypertext Preprocessor（超文本預(yù)處理器）的縮寫，它是一種服務(wù)器端的HTML腳本/編程語言，支持幾乎所有流行的數(shù)據(jù)庫以及操作系統(tǒng)。

MySQL是最受歡迎的開源SQL數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。是一個快速、多線程、多用戶的SQL數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，PHP的首選數(shù)據(jù)庫。MySQL可運行在不同的操作系統(tǒng)下。

Apache是世界排名第一的Web服務(wù)器，它為我們的網(wǎng)絡(luò)管理員提供了豐富多彩的功能，如果您在Windows系統(tǒng)上成功安裝配置了Apache之后，您的計算機也將隨著Apache的生效而搖身一變，成為一臺名副其實的Web Server。

4 數(shù)據(jù)挖掘處理模塊的實現(xiàn)

Web挖掘的主要由以下幾個基本步驟完成：數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、模式識別、模式分析。

數(shù)據(jù)的收集是根據(jù)用戶的需要從原始數(shù)據(jù)庫中選取數(shù)據(jù)，Web服務(wù)器的日志文件詳細地記錄了用戶的瀏覽行為。

數(shù)據(jù)的預(yù)處理是保證數(shù)據(jù)挖掘質(zhì)量的關(guān)鍵。首先進行數(shù)據(jù)清理，主要包括進行冗余數(shù)據(jù)的清除，以及對錯誤數(shù)據(jù)和缺失數(shù)據(jù)的修復(fù)，比如去除訪問中的廣告鏈接、圖片鏈接等信息，將其轉(zhuǎn)化成適合模式發(fā)現(xiàn)的、具有良好格式的數(shù)據(jù)抽象；第二步是識別用戶，想要識別出每一個用戶變得很復(fù)雜，一般采用的方法包括Cookie技術(shù)，啟發(fā)式規(guī)則等；第三步是會話識別，會話識別的目的是把屬于同一用戶的同一次訪問請求識別出來；第四步是路徑補充，路徑補充的主要目的就是將漏掉的用戶訪問請求補充到用戶會話中，通常采用站點的拓撲結(jié)構(gòu)結(jié)合引用頁的方法進行路徑補充。

模式識別：是對預(yù)處理后的數(shù)據(jù)用數(shù)據(jù)挖掘算法來分析數(shù)據(jù)。首先確定挖掘的目的是進行分類、聚類、關(guān)聯(lián)規(guī)則發(fā)現(xiàn)等，確定了任務(wù)再決定使用的挖掘算法。

模式分析：解釋并評估結(jié)果，對數(shù)據(jù)挖掘得到的知識結(jié)果進行分析，將經(jīng)過模式分析得到有價值的模式，采用可視化技術(shù)，以圖形界面的方式提供給使用者。

平臺設(shè)計時，我們將平臺分為在線和離線，在線部分向?qū)W生提供訪問頁面，提供服務(wù)，信息處理則為離線，進行后臺數(shù)據(jù)挖掘。如圖1.1所示。

5 數(shù)據(jù)挖掘?qū)ζ脚_決策的支持

數(shù)據(jù)挖掘功能應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的個性化。在學(xué)校，課程的學(xué)習(xí)是循序漸進的，學(xué)習(xí)的課程也有關(guān)聯(lián)。同一年級學(xué)習(xí)的不同班級、同一班級的不同學(xué)生，由于授課方式、學(xué)生基礎(chǔ)的不同，成績結(jié)果相差很大。利用教學(xué)平臺中存放的歷史學(xué)習(xí)記錄和歷史成績，結(jié)合關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘，聚類挖掘等技術(shù)，找到一條最佳學(xué)習(xí)路徑，因材施教，對課程學(xué)習(xí)做出合理安排。

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)平臺的優(yōu)化提供了數(shù)據(jù)支持。利用數(shù)據(jù)挖掘的關(guān)聯(lián)規(guī)則，尋找教學(xué)平臺頁面間的內(nèi)在聯(lián)系?？梢栽趯W(xué)習(xí)者訪問A網(wǎng)頁時，根據(jù)關(guān)聯(lián)規(guī)則結(jié)果，向其推薦頁面C。平臺還可以提前將頁面C下載至用戶緩沖，加快瀏覽速度。

6 總結(jié)與展望

與原來的電大在線比較，網(wǎng)絡(luò)決策支持系統(tǒng)的優(yōu)點主要在于強調(diào)遠程教育的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)過程；強調(diào)教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生或?qū)W生與資源的互動；強調(diào)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的環(huán)境建設(shè)，強調(diào)個性化學(xué)習(xí)支持，強調(diào)網(wǎng)站結(jié)構(gòu)的合理。

WEB日志挖掘的理論研究及實現(xiàn)技術(shù)涉及多方面的理論、方法和技術(shù)，由于本文主要是針對自適應(yīng)站點建構(gòu)的可行性研究，因此對算法的要求主要是算法正確、可行，對于系統(tǒng)的完善、資源的優(yōu)化和服務(wù)器優(yōu)化設(shè)計等在今后需要更深入的研究。

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[基金項目]貴州省教育廳自然科學(xué)研究項目（合同編號：2010060）

[作者簡介]曹智勇（1975-），男，貴州，副教授；陳妤倩（1975-），女，貴州，講師。