基于數(shù)據(jù)挖掘的個(gè)性化遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)的研究

摘 要 本文從目前遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教育存在的問題出發(fā)，通過對學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)產(chǎn)生的各種信息進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，從而構(gòu)建了一個(gè)智能化、個(gè)性化的學(xué)習(xí)系統(tǒng)，對于學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)存在的差異性，給出了一種解決方案。

關(guān)鍵詞 遠(yuǎn)程教育 個(gè)性化 數(shù)據(jù)挖掘 智能系統(tǒng)

中圖分類號：G43文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的現(xiàn)狀

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，遠(yuǎn)程教育已經(jīng)逐步成為諸多高校的一種重要教學(xué)手段，這種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)突破了傳統(tǒng)教學(xué)模式時(shí)間和空間上的限制，具有信息量大、覆蓋面廣、隨意性強(qiáng)等特點(diǎn)，為更多的人提供了接受高等教育的機(jī)會。然而，經(jīng)過對各類遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)的調(diào)查與學(xué)生的信息的反饋，可以發(fā)現(xiàn)不少系統(tǒng)仍存在一定的問題：

（1）動態(tài)交互性差，學(xué)習(xí)模式較為死板與被動?，F(xiàn)有的遠(yuǎn)程教育站點(diǎn)其教學(xué)內(nèi)容在表現(xiàn)形式上基本上都是以靜態(tài)網(wǎng)頁的形式發(fā)布在網(wǎng)站上，一旦放上去后，就很少進(jìn)行更新與修改。同時(shí)，教學(xué)課件的設(shè)計(jì)者并不知道他的教學(xué)內(nèi)容是否合理，是否符合教學(xué)規(guī)律，頁面之間的鏈接是否適應(yīng)學(xué)生的訪問習(xí)慣和學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)度的安排。學(xué)生只能是按靜態(tài)課件所設(shè)計(jì)的順序按部就班的學(xué)習(xí)，對以往學(xué)習(xí)中存有疑問的知識點(diǎn)及可能感興趣的知識無法主動獲取，這極大的限制了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性及積極性，從而不能達(dá)到最佳的教學(xué)效果。

（2）不能根據(jù)學(xué)生本人的情況因材施教，缺乏個(gè)性化教學(xué)。無論哪個(gè)學(xué)生訪問該站點(diǎn)，其教學(xué)策略、教學(xué)內(nèi)容及授課順序都是一樣的，站點(diǎn)不能根據(jù)學(xué)生的自身情況提供適合于他個(gè)人的學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)進(jìn)度的安排，結(jié)果使學(xué)生的個(gè)性無法發(fā)揮。

（3）系統(tǒng)測評功能不強(qiáng)。但是其評價(jià)測試結(jié)果并沒有和學(xué)生下一步學(xué)習(xí)相聯(lián)系，并沒有給出學(xué)生在今后學(xué)習(xí)過程中所要注意的學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)，對學(xué)生個(gè)人的學(xué)習(xí)方式也沒加以糾正和引導(dǎo)，缺乏對學(xué)生學(xué)習(xí)整個(gè)過程的監(jiān)控管理。

這些問題的出現(xiàn)不僅嚴(yán)重地制約了學(xué)生在接受遠(yuǎn)程教育時(shí)的學(xué)習(xí)效果，同時(shí)也成為了遠(yuǎn)程教育這一教學(xué)模式進(jìn)一步完善和發(fā)展的瓶頸。

2 個(gè)性化遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)的構(gòu)想

針對當(dāng)今遠(yuǎn)程教育模式存在的諸多問題，主要是由于學(xué)習(xí)系統(tǒng)忽視了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中存在的差異性，例如每個(gè)人的學(xué)習(xí)目標(biāo)不同、學(xué)習(xí)興趣不同、學(xué)習(xí)能力不同、學(xué)習(xí)方式不同等等。經(jīng)過多年來遠(yuǎn)程教育的不斷摸索與實(shí)踐，各大高校也都積累了一定的網(wǎng)絡(luò)資源，包括各種學(xué)生的注冊信息、登陸信息、瀏覽歷史、作業(yè)信息、測試信息、答疑信息、瀏覽習(xí)慣、等等。如何從這些龐大的數(shù)據(jù)信息中找出學(xué)生學(xué)習(xí)的規(guī)律，并且與教學(xué)資源有效地結(jié)合起來，從而構(gòu)建一個(gè)智能化、個(gè)性化的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)，將成為解決遠(yuǎn)程教育模式缺陷的關(guān)鍵。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，特別是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，人們所積累的數(shù)據(jù)量越來越大，要從如此龐大的數(shù)據(jù)背后找出隱藏的有效信息，數(shù)據(jù)挖掘已經(jīng)成為一種十分有效的手段。在進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘時(shí)，首先要對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行信息的收集，然后經(jīng)過數(shù)據(jù)處理從而構(gòu)建數(shù)據(jù)倉庫，最后進(jìn)行信息分析從而得到有用的知識。

通過數(shù)據(jù)庫及WEB緩存對以往學(xué)生的學(xué)習(xí)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘是我們構(gòu)建個(gè)性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)的第一步，這是一個(gè)十分復(fù)雜并且數(shù)據(jù)分析量很大的過程。在這個(gè)過程中我們的目的是利用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及關(guān)聯(lián)規(guī)則找出學(xué)生學(xué)習(xí)的規(guī)律，構(gòu)建一個(gè)動態(tài)的個(gè)性化學(xué)習(xí)知識庫，這是個(gè)性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)的核心模塊。該模塊的動態(tài)化表現(xiàn)在，最先得到的只是一個(gè)初始模型，在系統(tǒng)的不斷運(yùn)作中通過對學(xué)生學(xué)習(xí)行為信息的采集進(jìn)行知識的及時(shí)更新與歸納，以便對該學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)進(jìn)行準(zhǔn)確的反饋。

在這個(gè)模塊中主要包括三個(gè)智能引擎：學(xué)習(xí)內(nèi)容智能推薦引擎、學(xué)習(xí)難易程度變更引擎、學(xué)習(xí)方式智能推薦引擎。對于學(xué)習(xí)內(nèi)容的推薦，我們可以效仿如今許多購物網(wǎng)站上的推薦模式，例如“購買了該物品的顧客還購買了XXX”，這種提示性的營銷模式會挖掘出顧客潛在的未被認(rèn)識到的需求，同樣我們可以把它應(yīng)用在學(xué)習(xí)內(nèi)容推薦上。經(jīng)過數(shù)據(jù)挖掘，利用關(guān)鍵詞并根據(jù)大量以往學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)的瀏覽記錄，以及課程內(nèi)容之間的關(guān)聯(lián)程度，我們能歸納出一張學(xué)習(xí)內(nèi)容關(guān)聯(lián)表，大到課程小到章節(jié)。例如，學(xué)習(xí)了市場營銷這門課的同學(xué)有80%都學(xué)習(xí)了客戶關(guān)系管理，50%還學(xué)習(xí)了電子商務(wù)；在學(xué)習(xí)C語言這門課中的數(shù)組這一節(jié)時(shí)，系統(tǒng)會提示該節(jié)內(nèi)容與指針相關(guān)，并提供相關(guān)的推薦鏈接。這樣，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)能更好地實(shí)現(xiàn)相關(guān)課程與章節(jié)之間的聯(lián)系，使知識結(jié)構(gòu)更為緊密。同時(shí)，在學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中，通過對作業(yè)、測試、答疑信息進(jìn)行評分，分?jǐn)?shù)的高低表示學(xué)生對于相關(guān)內(nèi)容的掌握情況；另外可以對瀏覽次數(shù)及瀏覽時(shí)間進(jìn)行分析，次數(shù)多時(shí)間長的可能表示對于該課程有較大的興趣，從而決定相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容的的推薦情況與難易程度。對于學(xué)生興趣大并且掌握情況好的課程，可以適當(dāng)加深難度，并且在學(xué)習(xí)過程中不斷進(jìn)行反饋，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力進(jìn)行及時(shí)地調(diào)整。對于學(xué)習(xí)方式的推薦，可以根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)的瀏覽習(xí)慣進(jìn)行判斷，例如學(xué)生經(jīng)常通過在線視頻進(jìn)行學(xué)習(xí)，系統(tǒng)會自動從網(wǎng)絡(luò)中搜索到相關(guān)的名師講解視頻進(jìn)行推薦。對于學(xué)習(xí)方式而言，應(yīng)該是多種多樣的，而不應(yīng)該僅僅局限于網(wǎng)頁上的那些一成不變的知識，系統(tǒng)更多的應(yīng)該增加互動性更強(qiáng)的學(xué)習(xí)模式，像師生在線答疑，支持郵件留言提問、練習(xí)、測試、評估等等。

除了核心模塊以外，個(gè)性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)還包括學(xué)生學(xué)習(xí)信息數(shù)據(jù)庫、學(xué)習(xí)信息采集模塊、學(xué)生動態(tài)學(xué)習(xí)信息記錄模塊、學(xué)習(xí)資源庫。學(xué)生學(xué)習(xí)信息數(shù)據(jù)庫包括學(xué)生的注冊信息、瀏覽網(wǎng)頁時(shí)的WEB緩存信息、學(xué)習(xí)歷史、學(xué)習(xí)成績等等所有的學(xué)生信息。經(jīng)過學(xué)習(xí)信息采集模塊篩選并加工處理后形成標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)化的有效信息并傳遞給學(xué)生動態(tài)學(xué)習(xí)信息記錄模塊，同時(shí)核心模塊不斷地對學(xué)習(xí)信息記錄模塊中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理，系統(tǒng)再根據(jù)核心模塊的三大引擎對學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)難度、學(xué)習(xí)方式進(jìn)行推薦，提供給學(xué)生更具個(gè)性化的學(xué)習(xí)資源。最后，學(xué)生再將學(xué)習(xí)信息反饋給動態(tài)學(xué)習(xí)信息記錄模塊，如此不斷循環(huán)，以達(dá)到最佳的學(xué)習(xí)效果。系統(tǒng)具體運(yùn)作如圖1。

圖1

3 個(gè)性化遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)的前景

基于數(shù)據(jù)挖掘的個(gè)性化遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)的構(gòu)想其可行性并不困難，同時(shí)該系統(tǒng)針對當(dāng)今諸多網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的缺陷，采用了個(gè)性化、多元化的教學(xué)模式，使學(xué)生在接受遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)時(shí)能更加自主、更加切合自身的情況，得到更好的學(xué)習(xí)效果，讓學(xué)生真正能學(xué)到并且學(xué)好一些自己想要獲得的知識。這一系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)將能改善現(xiàn)在遠(yuǎn)程教育的一些現(xiàn)狀，并對其發(fā)展起到一定的作用。