劉占波 王曉麗 石 莉 劉 暢 閆 實(shí) 楊樹(shù)奎

（牡丹江醫(yī)學(xué)院，黑龍江牡丹江 157011）

大數(shù)據(jù)環(huán)境下醫(yī)學(xué)院校研究生教學(xué)管理網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)研究

劉占波 王曉麗 石 莉 劉 暢 閆 實(shí) 楊樹(shù)奎

（牡丹江醫(yī)學(xué)院，黑龍江牡丹江 157011）

本文簡(jiǎn)要分析了目前醫(yī)學(xué)院校研究生教學(xué)管理現(xiàn)狀;介紹了大數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù);給出了大數(shù)據(jù)環(huán)境下醫(yī)學(xué)院校研究生教學(xué)管理網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的設(shè)計(jì)方案;實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的基本功能。

研究生教學(xué)管理;大數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)挖掘

近年，隨著高等學(xué)校研究生招生人數(shù)逐漸增加、數(shù)據(jù)量與日俱增，教學(xué)與管理工作日益繁雜，單純手工管理模式不僅效率低下、差錯(cuò)率高，甚至無(wú)法完成正常教學(xué)管理任務(wù)。而醫(yī)學(xué)院校研究生教學(xué)與管理又有其特殊性、教學(xué)環(huán)節(jié)靈活多變，不同于普通教學(xué)管理。所以，自主開(kāi)發(fā)能夠提高醫(yī)學(xué)院校研究生教學(xué)與管理工作效率、適應(yīng)大數(shù)據(jù)環(huán)境下教學(xué)與管理工作需求的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)是必需的[1]。

1 研究生教學(xué)管理現(xiàn)狀

通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，關(guān)于研究生教學(xué)與管理數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的理論研究相對(duì)較多，而實(shí)際網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)研發(fā)與應(yīng)用方面研究較少，多數(shù)醫(yī)學(xué)院校研究生教學(xué)管理仍然處于文件管理階段。學(xué)籍管理、課程設(shè)置、學(xué)生選課、教學(xué)任務(wù)下發(fā)、學(xué)分管理等教學(xué)過(guò)程仍然依賴于教學(xué)管理人員的手工管理，任務(wù)繁重，浪費(fèi)大量的人力物力等資源。由于醫(yī)學(xué)專業(yè)研究生教學(xué)過(guò)程復(fù)雜，教學(xué)環(huán)節(jié)眾多等特殊性，通用的教學(xué)管理平臺(tái)已經(jīng)無(wú)法滿足實(shí)際教學(xué)管理需求，并且多數(shù)免費(fèi)軟件存在一定的安全隱患，軟件質(zhì)量無(wú)法得到有效保證。

隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)的飛速發(fā)展與日益成熟，研究生教學(xué)與管理平臺(tái)將向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)眾多教學(xué)環(huán)節(jié)及教學(xué)資源的統(tǒng)一管理與有效利用，進(jìn)而形成一種現(xiàn)代新興技術(shù)與傳統(tǒng)管理手段相結(jié)合的全新教學(xué)與管理模式[2]。

2 大數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)挖掘

大數(shù)據(jù)就是用現(xiàn)有的技術(shù)難以管理的海量數(shù)據(jù)的集合，主要特征通常體現(xiàn)在Volume（容量）、Variety（多樣性）、Velocity（速度）與Value（價(jià)值）等方面。海量數(shù)據(jù)可能蘊(yùn)含著未被發(fā)現(xiàn)的有價(jià)值的信息。所以，如何高效提取這些有價(jià)值的信息是關(guān)鍵。數(shù)據(jù)挖掘是從大數(shù)據(jù)中提取隱含的、未知的和潛在的有用知識(shí)的過(guò)程。隨著研究生教學(xué)與管理數(shù)據(jù)容量增加，將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用于海量的教學(xué)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，會(huì)挖掘出有用的知識(shí)與模式，從而進(jìn)一步指導(dǎo)教學(xué)工作，為教學(xué)管理人員提供決策支持[3]。

3 管理平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 平臺(tái)主要功能模塊

根據(jù)醫(yī)學(xué)院校研究生教學(xué)管理的實(shí)際需求，確定平臺(tái)功能模塊劃分如下：①系統(tǒng)設(shè)置模塊：主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的設(shè)置、權(quán)限設(shè)置、用戶角色設(shè)置等功能及系統(tǒng)基本信息、系統(tǒng)日志及數(shù)據(jù)庫(kù)的管理與維護(hù)功能。②基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)模塊：主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的管理，包括院系管理、科室管理、教師與學(xué)生管理、學(xué)科、專業(yè)、年級(jí)、班級(jí)、學(xué)年、學(xué)期和課程類型等數(shù)據(jù)的管理與維護(hù)。③教學(xué)運(yùn)行管理模塊：主要實(shí)現(xiàn)課程管理、培養(yǎng)方案制定、教學(xué)任務(wù)下發(fā)、學(xué)生選課管理、學(xué)生成績(jī)與學(xué)分管理、綜合信息查詢等功能。④學(xué)生端：主要實(shí)現(xiàn)學(xué)生網(wǎng)絡(luò)選課、在線學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)、個(gè)人信息（課程、課表、成績(jī)）查詢等功能。⑤教師端：主要實(shí)現(xiàn)任課教師網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、在線答疑、網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)、成績(jī)錄入、信息查詢等功能。⑥數(shù)據(jù)挖掘模塊：提供基于不同數(shù)據(jù)模型的、不同維度的數(shù)據(jù)分析報(bào)告，有助于對(duì)后續(xù)教學(xué)工作做出相應(yīng)的調(diào)整與改進(jìn)，為教學(xué)與管理決策提供數(shù)據(jù)支持。

3.2 軟件關(guān)鍵技術(shù)

①系統(tǒng)主要技術(shù)采用先進(jìn)的“云技術(shù)”進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，通過(guò)“大數(shù)據(jù)”分析手段對(duì)教學(xué)與管理信息進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)與數(shù)據(jù)挖掘，提供教學(xué)決策支持。②系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基于瀏覽器的B/S（Browser/Server）結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，具有配置簡(jiǎn)單，硬件要求低等特點(diǎn)。采用目前主流的開(kāi)發(fā)平臺(tái)Microsoft Visual Studio 2010 進(jìn)行前臺(tái)程序開(kāi)發(fā)，采用Microsoft SQL Server 2008 進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。③本系統(tǒng)除實(shí)現(xiàn)貫穿研究生教學(xué)與管理各個(gè)環(huán)節(jié)的主要功能外，重點(diǎn)是對(duì)研究生教學(xué)過(guò)程中各環(huán)節(jié)的教學(xué)信息進(jìn)行收集、整理、存儲(chǔ)，并通過(guò)相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型對(duì)大量的教學(xué)信息進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)與挖掘，最終得到分析報(bào)告，對(duì)研究生教學(xué)提供相關(guān)的數(shù)據(jù)支持與決策支持。

3.3 數(shù)據(jù)挖掘算法

系統(tǒng)擬采用的數(shù)據(jù)挖掘算法包括：①Apriori算法，是一種最有影響的挖掘布爾關(guān)聯(lián)規(guī)則的算法。該關(guān)聯(lián)規(guī)則在分類上屬于單維、單層、布爾關(guān)聯(lián)規(guī)則。②C4.5算法，是機(jī)器學(xué)習(xí)算法中的一種分類決策樹(shù)算法，機(jī)器學(xué)習(xí)中，決策樹(shù)是一個(gè)預(yù)測(cè)模型；它代表的是對(duì)象屬性與對(duì)象值之間的一種映射關(guān)系。③貝葉斯分類的基礎(chǔ)是概率推理，即在各種條件的存在不確定，僅知其出現(xiàn)概率的情況下，如何完成推理和決策任務(wù)。通過(guò)上述數(shù)據(jù)挖掘算法實(shí)現(xiàn)對(duì)科研數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性的分析及數(shù)據(jù)的深度挖掘，并對(duì)高?？蒲泄芾砉ぷ魈峁Q策支持。

3.4 系統(tǒng)技術(shù)方案

通過(guò)上述分析與設(shè)計(jì)，本系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)采用B/S模式的三層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)系統(tǒng)的功能模塊劃分，結(jié)合B/S模式的WEB數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)的整體技術(shù)方案設(shè)計(jì)如圖1所示。由圖可知，系統(tǒng)包括用戶接口層、系統(tǒng)功能層與系統(tǒng)平臺(tái)層。用戶接口層提供系統(tǒng)各類用戶的訪問(wèn)接口，即用戶界面；系統(tǒng)功能層與用戶接口層相對(duì)接，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各模塊的所有功能；系統(tǒng)平臺(tái)層是系統(tǒng)三層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，為各功能模塊提供數(shù)據(jù)訪問(wèn)的接口，提供系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境及數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)。

圖1 整體技術(shù)方案

3.5 實(shí)現(xiàn)代碼節(jié)選

本網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)的后臺(tái)程序采用C#語(yǔ)言進(jìn)行編寫(xiě)。C#以其強(qiáng)大的操作能力、創(chuàng)新的語(yǔ)言特性和便捷的面向組件編程的支持成為.NET開(kāi)發(fā)的首選語(yǔ)言。后臺(tái)將不同功能模塊的實(shí)現(xiàn)程序封裝在不同的C#類文件中，主要的類文件有：Common.cs、DataAccess.cs、SystemSet.cs、DataManage.cs、Teaching.cs、Teachers.cs、Students.cs 和Datamining.cs等，分別封裝了系統(tǒng)的基本信息、數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)、系統(tǒng)設(shè)置、教學(xué)運(yùn)行、教師端、學(xué)生端和數(shù)據(jù)挖掘等功能模塊的實(shí)現(xiàn)程序[4，5]。

如下程序?qū)崿F(xiàn)了根據(jù)給定的查詢條件，將查詢結(jié)果按照指定的數(shù)據(jù)表字段綁定到下拉列表框控件的功能。

public static void InitDL（DropDownList DL，string sql，string DTField，String DVField）

{

DataTable MyTable=new DataTable（）；

MyTable=DataAccess.GetDataTable（sql）；

for（int i=0；i ＜ MyTable.Rows.Count；i++）

{

ListItem New_ListItem=new ListItem（）；

New_ListItem.Value=MyTable.Rows[i][DVField].ToString（）；

New_ListItem.Text=MyTable.Rows[i][DTField].ToString（）；

DL.Items.Add（New_ListItem）；

}

}

4 結(jié)束語(yǔ)

目前，本管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了醫(yī)學(xué)院校教學(xué)管理各環(huán)節(jié)的基本功能，滿足目前醫(yī)學(xué)院校研究生教學(xué)與管理的各方面需求。專業(yè)性針對(duì)性較強(qiáng)，功能完備。同時(shí)，從不同角度對(duì)研究生教學(xué)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性等方面的進(jìn)行研究，使用相關(guān)數(shù)據(jù)挖掘算法對(duì)研究生教學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與數(shù)據(jù)挖掘，為高校的研究生教學(xué)與管理提供決策支持，解決信息孤島問(wèn)題。所以，醫(yī)學(xué)院校研究生教學(xué)與管理數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)與利用是有意義的。

[1] 張輝.研究生教育管理信息化建設(shè)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)_以北京大學(xué)為例[J].學(xué)位與研究生教育，2013，5：36-40.

[2] 懷麗.構(gòu)建數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)創(chuàng)新研究生教學(xué)模式[J].學(xué)位與研究生教育，2012，5：63-66.

[3] 錢(qián)增瑾，孫東平.數(shù)據(jù)挖掘在研究生教育管理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 學(xué)位與研究生教育，2013，5：46-49.

[4] 高宗升，孫善利，趙迪，等.研究生數(shù)學(xué)公共課教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)與實(shí)踐[J].北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版）.2009（S1）.

[5] 孫晶.深化研究生課程與教學(xué)改革的幾點(diǎn)思考[J].淮北師范大學(xué)學(xué)報(bào)（哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版）. 2013（5）.

Study of Medical College Postgraduate Teaching Management System Under Big Data Environment

Liu Zhanbo Wang Xiaoli Shi Li Liu Chang Yan Shi Yang Shukui
(Mudanjiang Medical University,Mudanjiang,Heilongjiang 157011,China)

This paper briefly analyzes the current situation of medical college postgraduate teaching management;introduces big data and data mining technology. The design of network teaching management platform for large data environment are given and the basic functions of the network platform are realized.

postgraduate teaching management;big data;data mining

黑龍江省學(xué)位與研究生教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目(JGXM_HLJ_2015136);黑龍江省教育廳基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)項(xiàng)目(2016-KYYWF-0663);牡丹江醫(yī)學(xué)院科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目(ZS201503)。

劉占波,研究生,副教授,研究方向:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全與軟件開(kāi)發(fā)。