任鎖平

(陜西職業(yè)技術(shù)學(xué)院 教務(wù)處,陜西 西安710100)

WEB挖掘在課程開發(fā)與教學(xué)資源管理平臺中的應(yīng)用研究

任鎖平

(陜西職業(yè)技術(shù)學(xué)院 教務(wù)處,陜西 西安710100)

隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步,數(shù)據(jù)挖掘在各行業(yè)得到了大力的應(yīng)用?；谡n程開發(fā)與教學(xué)資源管理平臺在后期的數(shù)據(jù)處理方面存在的不足,將WEB挖掘技術(shù)應(yīng)用于課程開發(fā)與教學(xué)資源管理平臺,提出了系統(tǒng)設(shè)計的需求及WEB使用挖掘在平臺中的應(yīng)用,通過案例分析,提高了平臺的使用效率。

WEB挖掘；課程開發(fā)與教學(xué)資源管理平臺；設(shè)計；WEB使用挖掘

隨著互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)迅猛發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)深入到我們的學(xué)習(xí)生活中,并產(chǎn)生了深刻影響。據(jù)中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心發(fā)布的第35次《中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展統(tǒng)計報告（2015年1月）》顯示截至 2014年 12月,中國網(wǎng)民規(guī)模達(dá)6.49億,互聯(lián)網(wǎng)普及率為 47.9﹪［1］。由此可見互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展規(guī)模之大。而作為高等職業(yè)院校,課程開發(fā)與教學(xué)資源管理平臺的建設(shè)成為互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展時代學(xué)校資源共享與交流的知識共享系統(tǒng),不僅僅是資源的共享,同時也是網(wǎng)絡(luò)時代生成性知識產(chǎn)生的重要平臺,有利于改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式,提高教育教學(xué)質(zhì)量。

1 WEB挖掘

1.1 WEB挖掘概述

Web挖掘是在數(shù)據(jù)挖掘的概念上產(chǎn)生的,是數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在Web上的應(yīng)用,利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)從與WWW相關(guān)的資源和行為中抽取感興趣的、有用的模式和隱含的、有潛在應(yīng)用價值的信息,涉及Web技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘、計算機(jī)語言學(xué)、人工智能、統(tǒng)計學(xué)、信息學(xué)等多個領(lǐng)域,是一項綜合技術(shù)［2］。WEB挖掘技術(shù)通?？梢詣澐譃榻⒃诮y(tǒng)計模型基礎(chǔ)上,主要包括有決策樹、分類、聚類、關(guān)聯(lián)規(guī)則等；另外一種則是人工智能模型,主要包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、自然法則計算方法等。

1.2 WEB挖掘的分類

一般情況下,WEB挖掘技術(shù)可分為3類,即WEB內(nèi)容挖掘、WEB結(jié)構(gòu)挖掘、WEB使用挖掘3類［3］。其中內(nèi)容挖掘又可分為文本和多媒體挖掘兩類,前者可以對文檔的內(nèi)容、關(guān)聯(lián)性、趨勢進(jìn)行挖掘分析,后者是指對圖形圖像音視頻等文件進(jìn)行挖掘提取；結(jié)構(gòu)包括有網(wǎng)站目錄結(jié)構(gòu)、超鏈接等結(jié)構(gòu)類型,可以使用HITS算法、PageRank算法進(jìn)行WEB結(jié)構(gòu)挖掘；使用挖掘主要是通過WEB日志記錄進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘分析,主要挖掘瀏覽者在訪問站點的過程或行為中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。具體如圖1所示。

圖1 WEB挖掘的分類Fig.1 The classification of WEB mining

2 課程開發(fā)與教學(xué)資源管理平臺架構(gòu)設(shè)計

2.1 總體設(shè)計

在教育信息化發(fā)展的引領(lǐng)下,計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)資源已經(jīng)成為教育教學(xué)過程中必不可少的學(xué)習(xí)資源,整合優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)資源顯得尤為重要。該平臺能夠滿足教師教學(xué)需求,為高職教育提供優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源與服務(wù),集資源設(shè)計、建設(shè)、開發(fā)、共享等功能為一體的,能夠為教師提供各種教學(xué)資源來促進(jìn)教學(xué)手段和方法的改革,提升教學(xué)質(zhì)量；為學(xué)習(xí)者提供豐富的學(xué)習(xí)資源,提高學(xué)習(xí)效率。

該平臺功能設(shè)計由3部分構(gòu)成,分別為精品課程模塊、網(wǎng)絡(luò)課程模塊、資源平臺模塊等,每一部分均有自己獨立的功能,同時三部分之間也相互聯(lián)系,網(wǎng)絡(luò)課程和精品課程中的資源均可以共享在資源平臺中。平臺有門戶頁面、教師登錄頁面、管理員頁面,每個頁面之間相互獨立,所有的課程及資源均可在門戶頁面登錄學(xué)習(xí)和使用。教師登錄頁面具備了整個平臺的功能操作,可進(jìn)行課程和資源的更新制作,進(jìn)行課程和資源的設(shè)計與維護(hù)。管理員通過管理頁面可以對系統(tǒng)進(jìn)行整體的維護(hù)和設(shè)置。

2.2 平臺開發(fā)模式

平臺采用分布式架構(gòu)設(shè)計,采用B/S（瀏覽器/服務(wù)器模式）架構(gòu),基于Web技術(shù)開發(fā),管理員和用戶不必另外安裝客戶端軟件,僅使用瀏覽器就可以進(jìn)行使用和管理平臺相關(guān)操作。平臺可分布式部署:將服務(wù)器進(jìn)行分離部署,將Web Server和Database Server分布部署；同時平臺可根據(jù)用戶量的增大而擴(kuò)充服務(wù)器數(shù)量,具有出色的系統(tǒng)穩(wěn)定性的可擴(kuò)展性,支持服務(wù)器集群。

平臺采用Windows Server2008系統(tǒng),Sql Server 2008 R2數(shù)據(jù)庫,使用Java進(jìn)行開發(fā)。基于安全策略的用戶組和權(quán)限管理確保了平臺與服務(wù)器的安全,采用模塊化設(shè)計,并采用基于Load_balance的Web計算。

2.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

課程開發(fā)與教學(xué)資源管理平臺設(shè)計中,系統(tǒng)的主要對象是教師、學(xué)生、課程和資源等。分別對應(yīng)著不同的屬性,例如教師的屬性包括有姓名、性別、職稱、所屬院系等。學(xué)生的屬性包括有姓名、學(xué)號、年級、班級、專業(yè)等。課程的屬性包括課程編號、所屬專業(yè)、授課教師等,在設(shè)計中應(yīng)根據(jù)具體的對應(yīng)關(guān)系確定合理的數(shù)據(jù)庫表,應(yīng)將所有的屬性設(shè)計在數(shù)據(jù)庫表中。下面以教師表和課程表的設(shè)計來描述數(shù)據(jù)庫的具體實現(xiàn)。

表1 教師表Tab.1 Teacher table

2.4 數(shù)據(jù)倉庫設(shè)計

采用SQL Server2008建立數(shù)據(jù)倉庫,根據(jù)決策分析的需求與預(yù)測目標(biāo),探尋資源和課程實際需求,為學(xué)習(xí)者提供更多的感興趣的學(xué)習(xí)資源和課程,為教育管理者和決策者提供決策依據(jù)。根據(jù)平臺使用情況整理數(shù)據(jù)信息,經(jīng)過數(shù)據(jù)清洗和整理后,本次數(shù)據(jù)倉庫設(shè)計主要是分析統(tǒng)計數(shù)據(jù)倉庫,建立以資源、課程和學(xué)習(xí)者等3個主題。其中資源主題主要描述資源的類型、大小、學(xué)科類型等信息,課程主題主要描述課程類型、課程所屬學(xué)科、課程點擊量等信息,學(xué)習(xí)者主題主要描述不同學(xué)習(xí)者的基本信息、學(xué)習(xí)時長、學(xué)習(xí)時段、使用資源類型等基本信息。3個主題含有共同的字段作為主碼的一部分,方便將各個主題之間進(jìn)行聯(lián)系。隨著信息量的逐步增多,相應(yīng)主題下的表及其關(guān)聯(lián)性也不斷擴(kuò)充,數(shù)據(jù)倉庫中信息也隨之越來越豐富,最終涉及整個平臺［4］。

表2 課程表Tab.2 The curriculum

3 實際應(yīng)用

3.1 課程與資源開發(fā)

本系統(tǒng)實現(xiàn)了教師一站式開發(fā)和發(fā)布課程開發(fā)模式,教師只需通過登錄后臺,即可建立精品課程或網(wǎng)絡(luò)課程,同時上傳學(xué)習(xí)資源。教師根據(jù)各個專業(yè)或各個課程分類的不同特點,選擇具有特定屬性的課程模板,也可自定義課程模板中的屬性實現(xiàn)制作定制的課程；同時實現(xiàn)課程和資源標(biāo)簽屬性設(shè)置,便于平臺內(nèi)部進(jìn)行搜索和歸類。課程生成符合SCORM標(biāo)準(zhǔn),同時支持將課程導(dǎo)出。資源提供多種格式進(jìn)行上傳,學(xué)習(xí)者進(jìn)行資源下載同時也可進(jìn)行資源評價,為其他學(xué)習(xí)者提供參考。課程開發(fā)與教學(xué)資源管理平臺中課程與資源發(fā)布界面如圖2所示。

3.2 WEB使用記錄挖掘

WEB挖掘一般而言需要對數(shù)據(jù)源的規(guī)范和要求進(jìn)行一定的預(yù)處理,達(dá)到能夠挖掘分析的目的,高質(zhì)量的數(shù)據(jù)預(yù)處理保證了數(shù)據(jù)挖掘的效果［5］。 WEB日志是客戶端使用瀏覽器訪問服務(wù)器時留下來的記錄信息和痕跡,它提供了WEB挖掘的重要數(shù)據(jù)源,日志挖掘的主要數(shù)據(jù)對象就是WEB日志數(shù)據(jù)記錄。

學(xué)習(xí)者或教師登陸平臺進(jìn)行訪問時,平臺自動記錄了訪問者的點擊行為,并按每日記錄保存在WEB日志文件中,由于該平臺采用Windows Server服務(wù)器,因此其使用IIS進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建, 其日志保存目錄為﹪SystemDrive﹪inetpublogsLogFiles,可自由設(shè)置,通過IIS進(jìn)行網(wǎng)站日志文件保存選項進(jìn)行保存目錄及保存時將和方式等進(jìn)行設(shè)置,該平臺采用按日記錄,方便后期進(jìn)行WEB挖掘分析。

圖2 課程與資源發(fā)布界面Fig.2 The curriculum and resources released interface

3.2.1 課程開發(fā)與教學(xué)資源管理平臺日志文件挖掘

WEB日志是以txt格式保存的,WEB挖掘的方法有很多,主要使用挖掘工具進(jìn)行挖掘分析,常用的工具主要有AWStats、Webalizer、Analog、web log explorer、web log expert等。

文章使用Web Log Explorer進(jìn)行分析,Web Log Explorer具有的功能［6］包括有:1）能夠統(tǒng)計從FTP下載到本地的日志文件,支持多種格式；2）文件類型組別的統(tǒng)計及分類；3）允許用戶自定義分類,如:CSS、JS、images、pages、downloads等；4）常規(guī)的日志屬性統(tǒng)計；5）能夠統(tǒng)計路徑分類,文件夾分類,所有文件類型,所有錯誤響應(yīng)碼；6）訪問者報告:能夠統(tǒng)計出主機(jī)分類、訪問分類和國家分類等；7）引用報告:能夠統(tǒng)計出來路分類、關(guān)鍵詞分類、搜索引擎分類等；8）用戶代理報告:能統(tǒng)計所有類型,包括蜘蛛分類,瀏覽器分類,操作系統(tǒng)分類等,并且有很多查看方式,如日期,頁面等；9）日期屬性:適合查看網(wǎng)站總體的一個情況,也可以按年、月、日、星期、小時查看。

3.2.2 結(jié)果分析

文章采用Web Log Explorer分析了平臺WEB日志中的2015年2月22日——2015年2月28日期間的日志記錄進(jìn)行了簡單分析。主要分析了網(wǎng)頁的點擊量,結(jié)果如圖3所示。

圖3 平臺點擊量分析Fig.3 Platform for traffic analysis

通過上圖可以看出在2015年2月22日——2015年2月28日期間平臺的點擊量差異比較大,每種顏色代表一天,從左至右代表22日—28日,其中27日點擊量約為920次,為此時段內(nèi)最多點擊量,23日、24日、25日點擊量較低。

4 結(jié)束語

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展,結(jié)合WEB挖掘?qū)φn程開發(fā)與教學(xué)資源管理平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘分析,不僅可以幫助教師對課程和資源的使用情況掌握和了解,同時也有利于在后期對資源進(jìn)行更新和設(shè)計時作出更加符合學(xué)習(xí)者要求的資源和課程設(shè)計,促進(jìn)學(xué)習(xí)效果的提升,提升教育教學(xué)質(zhì)量。

［1］中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心.中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展統(tǒng)計報告［EB/OL］.［2015-02-23］http://www.cnnic.net.cn/hlwfzyj/hlwxzbg/201502/P020150203551802054676.pdf.

［2］WEB挖掘.百度百科［EB/OL］.［2015-02-26］http://baike.baidu.com/view/1133748.htm.

［3］胡秀.基于WEB的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)研究［J］.軟件導(dǎo)刊，2015（1）: 149-150.HU Xiu.data mining techniques based on WEB［J］.Software Guide，2015（1）:149-150.

［4］張青.教學(xué)管理數(shù)據(jù)倉庫的設(shè)計與應(yīng)用［J］.數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2012（1）:111-112.ZHANG Qing.Design and Application of Teaching Management Data Warehouse［J］.Digital Technology and Application，2012（1）:111-112.

［5］盧明泰.WEB挖掘及其在社交網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用研究［D］.西安:電子科技大學(xué)，2012.

［6］EL-數(shù)字化教育.Web Log Explorer3.85.056中文版［EB/OL］.［2015-02-29］http://blog.sina.com.cn/s/blog_706ef0120102vpwd.html.

Research-based teaching resources in a shared platform WEB mining

REN Suo-ping
（Office of Academic Affairs,Shaanxi Vocational and Technical College,Xi’an 710100，China）

With the continuous development of computer network technology and progress，data mining has been greatly used in various fields.Based on the curriculum development and teaching resource management platform in the aspect of data processing in the late of WEB mining technology was applied to curriculum development and teaching resources management platform，puts forward the demand of the system design and WEB usage mining on the platform，the application of through case analysis，improve the efficiency of the use of the platform.

WEB mining；Curriculum development and teaching resource management platform；design；WEB use mining

TN99

：A

：1674-6236（2015）18-0056-03

2014-02-18稿件編號：201402080

任鎖平（1986—）,男,陜西商洛人,碩士,助教。研究方向:教育信息技術(shù)、教育信息化。