葛琦??

摘要：隨著現(xiàn)代高等教育的不斷改革，教育越來(lái)越重視對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)，得益于當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的個(gè)性化課程推薦系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中越來(lái)越受到重視，據(jù)此，針對(duì)學(xué)生的個(gè)性化選課推薦系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)介紹，旨在為現(xiàn)代教育的發(fā)展和進(jìn)步做出一定的探索。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)挖掘；高等教育；個(gè)性化選課；推薦系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：G4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.32.086

1前言

隨著我國(guó)教育制度改革的深化推進(jìn)，越來(lái)越多的新制度逐步應(yīng)用在高等教育中，例如選課制度已經(jīng)成為了現(xiàn)代高等院校的必備教育教學(xué)制度。選課制度可以從某種程度上開(kāi)放學(xué)生的知識(shí)接受范圍，也能提升現(xiàn)代化高質(zhì)量人才的培養(yǎng)質(zhì)量。在保證學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)、行業(yè)知識(shí)的教學(xué)基礎(chǔ)上，利用常規(guī)基礎(chǔ)課、專業(yè)課的教學(xué)間隙安排相應(yīng)的拓展性課程能夠讓學(xué)生積累豐富的知識(shí)，在選課學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上逐步提升自己的知識(shí)水平和文化素養(yǎng)，進(jìn)而將學(xué)生培養(yǎng)為“一專多能”型人才。另外，選課制度也是學(xué)分制度的一部分，打破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，讓現(xiàn)代教育有了發(fā)展和進(jìn)步的空間。但是目前我國(guó)的選課制度還存在著一些問(wèn)題，學(xué)生在選課時(shí)往往與學(xué)科、興趣等的結(jié)合并不緊密，對(duì)學(xué)生培養(yǎng)不宜。故此，筆者利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)構(gòu)建了一個(gè)選課系統(tǒng)，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)、興趣愛(ài)好、學(xué)習(xí)需求、專業(yè)區(qū)分等信息進(jìn)行選課推薦，有效的實(shí)現(xiàn)了學(xué)生選課的“盲目”向“有據(jù)可依”方向轉(zhuǎn)變。

2高等教育選課制度現(xiàn)狀分析

選課制度是當(dāng)前高等教育的重要制度，但是在選課制度推廣和普及的過(guò)程中恰逢互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的蓬勃發(fā)展年代，所以選課制度與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合也逐步緊密，目前我國(guó)絕大多數(shù)的高等院校都采用了網(wǎng)絡(luò)教務(wù)的教學(xué)平臺(tái)，所以選課制度的執(zhí)行手段往往也是利用網(wǎng)絡(luò)教務(wù)系統(tǒng)。受限于傳統(tǒng)教育觀念和學(xué)年制度等問(wèn)題的影響，目前的高等教育選課制度還存在一些問(wèn)題。

首先，現(xiàn)行的選課制度對(duì)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展不利。隨著社會(huì)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)人才的要求也逐步增加，傳統(tǒng)的“一?！毙腿瞬乓呀?jīng)不能夠適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的需求，現(xiàn)代社會(huì)更需要的是“一專多能”型人才。但是現(xiàn)行的選課制度往往僅是根據(jù)教師情況進(jìn)行開(kāi)設(shè)，與社會(huì)需求、學(xué)生個(gè)性、專業(yè)等結(jié)合的不緊密，很多學(xué)生在選擇課程時(shí)往往只能夠隨意選擇，甚至是根據(jù)考試難度進(jìn)行選擇。

其次，選課制度流于表面。選課制度真正的意義是實(shí)現(xiàn)利用現(xiàn)有的教學(xué)資源對(duì)學(xué)生實(shí)現(xiàn)不同學(xué)科、不同領(lǐng)域的知識(shí)教學(xué)，但是現(xiàn)行的選課制度與正常教學(xué)甚至?xí)胁糠纸虒W(xué)時(shí)間或者教學(xué)場(chǎng)地的沖突，導(dǎo)致學(xué)生在選課過(guò)程中受到限制。

再次，選課內(nèi)容難以甄別。目前很多高校的選修課往往是利用學(xué)校現(xiàn)有的教師資源進(jìn)行開(kāi)設(shè)，選修課科目在教務(wù)系統(tǒng)中也是以整體數(shù)據(jù)的形式進(jìn)行呈現(xiàn)，學(xué)生只能看到選修課的名稱和任課教師，對(duì)選修課的簡(jiǎn)介、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)安排等都不甚了然。所以學(xué)生選課也僅僅是隨機(jī)選擇，甚至是選課之后去上課的時(shí)候全當(dāng)是上自習(xí)。

最后，選課規(guī)律缺乏總結(jié)。很多高等院校對(duì)選課情況往往只統(tǒng)計(jì)選課人數(shù)和結(jié)業(yè)成績(jī)，利用結(jié)業(yè)成績(jī)作為教學(xué)質(zhì)量的評(píng)估，這就造成學(xué)校對(duì)學(xué)生選課情況難以進(jìn)行準(zhǔn)確的把握，對(duì)后續(xù)的一些選修課開(kāi)放存在著一定的問(wèn)題。

3數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與個(gè)性化推薦系統(tǒng)介紹

數(shù)據(jù)挖掘是指在大量的、不完全的信息和數(shù)據(jù)中進(jìn)行篩選，提取有價(jià)值的規(guī)律的一種過(guò)程。數(shù)據(jù)挖掘涉及的學(xué)科較為廣泛，但是在很多社會(huì)行業(yè)中應(yīng)用較多，尤其是在近年來(lái)的教育行業(yè)中，使用更加廣泛。個(gè)性化推薦系統(tǒng)是數(shù)據(jù)挖掘的直觀使用表現(xiàn)，上世紀(jì)90年代個(gè)性化推薦作為一種獨(dú)立的技術(shù)被分離出來(lái)，并且迅速的發(fā)展，得益于當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)教務(wù)系統(tǒng)的發(fā)展，用戶的信息更加容易獲取。目前個(gè)性化推薦中最常用的算法就是協(xié)同過(guò)濾算法，目前常用的協(xié)同過(guò)濾算法分為基于項(xiàng)目的協(xié)同過(guò)濾推薦算法和基于用戶的協(xié)同過(guò)濾推薦算法。

4基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的個(gè)性化選課推薦系統(tǒng)的構(gòu)建

本次研究選擇一種基于用戶的協(xié)同過(guò)濾算法進(jìn)行設(shè)計(jì)，利用該算法與高校的網(wǎng)絡(luò)教務(wù)系統(tǒng)結(jié)合，可以提取學(xué)生的相關(guān)數(shù)據(jù)并且進(jìn)行分析，進(jìn)而對(duì)學(xué)生推薦與學(xué)生發(fā)展最為貼切的課程，有效的完善高校個(gè)性化選課系統(tǒng)。個(gè)性化選課推薦系統(tǒng)基本包括三個(gè)部分，第一個(gè)部分是評(píng)價(jià)矩陣，評(píng)價(jià)矩陣能夠?qū)W(xué)生的相關(guān)信息進(jìn)行分析，包括學(xué)生的專業(yè)、學(xué)習(xí)程度、興趣愛(ài)好、選課記錄及教師評(píng)價(jià)等信息，通過(guò)算法計(jì)算后獲得相應(yīng)的學(xué)生項(xiàng)。第二部分是搜索最近鄰居部分，利用相應(yīng)學(xué)生項(xiàng)在評(píng)價(jià)矩陣中的對(duì)比情況進(jìn)行分析，找出相似度最高的兩個(gè)項(xiàng)。第三部分是推薦部分，找到相似度最高的兩個(gè)項(xiàng)之后即可根據(jù)相似項(xiàng)進(jìn)行課程推薦。

4.1評(píng)價(jià)矩陣的建立

評(píng)價(jià)矩陣的數(shù)據(jù)來(lái)源為高校網(wǎng)絡(luò)教務(wù)系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，包括學(xué)生的姓名、性別、年齡、專業(yè)、愛(ài)好、選課記錄、學(xué)習(xí)程度、教師評(píng)價(jià)、考試成績(jī)等等信息，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化和篩選，出去無(wú)用信息后形成協(xié)同過(guò)濾算法需要的學(xué)生選課評(píng)價(jià)矩陣。

協(xié)同過(guò)濾算法矩陣如表1所示，表中常用Rij的i代表第i個(gè)學(xué)生，j則代表該學(xué)生的第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，R則代表評(píng)價(jià)數(shù)值。R的取值范圍為[0，5]中的整數(shù)，數(shù)值大小與評(píng)價(jià)程度的高低成正比。

4.2搜索最近相似項(xiàng)

建立評(píng)價(jià)矩陣后即可對(duì)學(xué)生的相關(guān)信息與評(píng)價(jià)舉證中的所有學(xué)生進(jìn)行相似度分析，通過(guò)相似度的判斷可以確定兩個(gè)相似性最高的學(xué)生，進(jìn)而形成相似項(xiàng)鄰居，具體的相似度算法如下公式所示：

sim（Ua，Ui）=∑y∈Ra∩Ry（Ri，y-Ri）（Ra，y-Ra）∑y∈Ra∩Ry（Ra，y-Ra）2∑y∈Ra∩Ry（Ri，y-Ri）2，

其中sim（Ua，Ui）為待評(píng)價(jià)學(xué)生與矩陣中學(xué)生的相似度；y為待評(píng)價(jià)學(xué)生與矩陣中學(xué)生的共同評(píng)價(jià)項(xiàng)目；Ra，y與Ri，y為a學(xué)生和i學(xué)生對(duì)相同項(xiàng)目y的評(píng)價(jià)值；Ra和Ri為a學(xué)生和i學(xué)生在該項(xiàng)目的評(píng)價(jià)平均值。

4.3個(gè)性化推薦

相似項(xiàng)確定后即可利用評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行推薦，推薦算法如下公式所示：

Pa，j=Ra+∑sim（a，n）×（Rn，j-Rn）∑sim（u，n）

其中Pa，j為推薦算法計(jì)算所得的推薦值；Rn，j為Rn和Ra項(xiàng)目評(píng)分的平均值。該推薦算法對(duì)評(píng)價(jià)集中學(xué)生數(shù)量較多的系統(tǒng)較為適合，鑒于絕大多數(shù)高等院校的網(wǎng)絡(luò)教務(wù)系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)已經(jīng)收集了很多年，數(shù)據(jù)庫(kù)容量較大，所以個(gè)性化推薦結(jié)果相對(duì)較為準(zhǔn)確。

5結(jié)語(yǔ)

本次研究選擇的參照的相關(guān)數(shù)據(jù)較為豐富，通過(guò)多個(gè)項(xiàng)目的評(píng)價(jià)可以有效的提升待評(píng)價(jià)學(xué)生與評(píng)價(jià)集學(xué)生的相似性準(zhǔn)確度。但是在評(píng)價(jià)集中的學(xué)生應(yīng)當(dāng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮Y選，提出一部分選修課學(xué)習(xí)較為敷衍、成績(jī)較差的學(xué)生，進(jìn)而有效的避免推薦系統(tǒng)的“失誤”。高等院校的個(gè)性化選課推薦系統(tǒng)使用能夠幫助學(xué)生推薦適合自己的相關(guān)課程，為學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展提供有效的學(xué)習(xí)方式。

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