試析學(xué)分制教學(xué)管理中數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用

吳春瓊

試析學(xué)分制教學(xué)管理中數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用

吳春瓊

學(xué)分制作為學(xué)校教學(xué)的一種管理制度，已成為學(xué)生最低學(xué)分畢業(yè)與學(xué)位獲取的重要標(biāo)準(zhǔn)，但在學(xué)分制的教學(xué)管理中，還存在一些問題亟須解決。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)作為常用數(shù)據(jù)分析法，在學(xué)分制的教學(xué)管理中進(jìn)行充分應(yīng)用，可有效改善教學(xué)管理機(jī)制。從學(xué)分制與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)內(nèi)涵出發(fā)，分析學(xué)分教學(xué)管理存在的問題，有助于探討教學(xué)管理中數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用。

學(xué)分制；數(shù)據(jù)挖掘；技術(shù)；教學(xué)管理；應(yīng)用

吳春瓊/福州英華職業(yè)學(xué)院講師，碩士（福建福州350018）。

在學(xué)校發(fā)展當(dāng)中，教學(xué)及管理部門起著很重要作用，不過長期以來，因各職能部門在數(shù)據(jù)收集及整理上，沒有統(tǒng)一規(guī)范約束，大量數(shù)據(jù)處于雜亂重復(fù)及共享率低的狀況，影響了學(xué)校工作效率。隨著高校學(xué)分制教學(xué)及管理的實施，加強(qiáng)海量數(shù)據(jù)利用分析勢在必行，數(shù)據(jù)挖掘作為數(shù)據(jù)分析技術(shù)，在學(xué)分制下的學(xué)校教學(xué)管理中應(yīng)用，可有效改善教學(xué)管理中的不足，提高其工作效率。

一、學(xué)分制與數(shù)據(jù)挖掘

（一）學(xué)分制

學(xué)分制所指的是在學(xué)生選課前提下，將學(xué)分當(dāng)作學(xué)習(xí)計量的單位，并以平均學(xué)分績點(diǎn)累計為尺度，對學(xué)生畢業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有無達(dá)到進(jìn)行衡量的彈性教學(xué)及管理機(jī)制，學(xué)生并不受年限制，按照專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，對教學(xué)計劃當(dāng)中的必修課學(xué)分有效完成，同時，根據(jù)專業(yè)特色與個人興趣，完成一定數(shù)目選修課的學(xué)分，超過或達(dá)到畢業(yè)水平，并獲取學(xué)位的制度。與學(xué)年制課程相比，這種教學(xué)管理制度，能更好激發(fā)學(xué)生的自主性，讓學(xué)生自主選擇教師與課程內(nèi)容[1]，跨專業(yè)選修課程，讓學(xué)生在知識深度與廣度上，可充分發(fā)揮其主觀能動性，造就出多學(xué)科知識復(fù)合人才，并塑造具有專業(yè)性的人才。學(xué)分制按照因材施教、人本管理與雙向選擇等原則，能更適應(yīng)現(xiàn)代教育的時代要求。

（二）數(shù)據(jù)挖掘

數(shù)據(jù)挖掘可簡稱為DM[2]，所指的是在大量不完全、模糊隨機(jī)與有噪聲的數(shù)據(jù)應(yīng)用中，經(jīng)過客觀統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)其潛在規(guī)律，將隱含于其中、事先不知的有用知識進(jìn)行處理，對未來動態(tài)與潛在有用信息知識進(jìn)行準(zhǔn)確掌握的信息知識過程，這是門交叉學(xué)科，與數(shù)理統(tǒng)計、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)庫、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊數(shù)學(xué)等技術(shù)具有很大相關(guān)性。簡單來說，數(shù)據(jù)挖掘是通過多種數(shù)據(jù)分析法，對海量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行模型與數(shù)據(jù)信息關(guān)系挖掘的技術(shù)，經(jīng)過模型認(rèn)識與理解，有效分析對應(yīng)關(guān)系，給予重大決策支持。數(shù)據(jù)挖掘主要包含數(shù)值信息結(jié)構(gòu)化、有效數(shù)值信息內(nèi)在聯(lián)系的揭示與用戶行為作用充分發(fā)揮等特點(diǎn)[3]。數(shù)據(jù)挖掘并非自動完成，而是依靠人工建模的，多數(shù)工作為人工完成，整個數(shù)據(jù)挖掘過程包含數(shù)據(jù)信息的采集、預(yù)處理、選擇變換數(shù)據(jù)、挖掘模型構(gòu)建、知識表示形成與評估模式等，其關(guān)鍵技術(shù)主要有決策樹、關(guān)聯(lián)分析、聚類分析、時間序列、分類、統(tǒng)計學(xué)模糊與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)[4]。在學(xué)分制教學(xué)及管理中，應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，可有效解決學(xué)校工作中所面臨的問題，提高工作效率，加強(qiáng)學(xué)分制教學(xué)與管理的科學(xué)合理性。

二、學(xué)分教學(xué)管理存在的問題

（一）學(xué)分教學(xué)管理中的復(fù)雜化問題

在高等學(xué)校中，在每學(xué)期的選修課較多，學(xué)生涉及面較廣，學(xué)生改選錯選，熱門課的協(xié)調(diào)工作與課程場地時間等工作交織于一起，學(xué)分制不成熟，管理系統(tǒng)效率不高的情況下，教學(xué)管理呈現(xiàn)出階段混亂局面，學(xué)分教學(xué)管理出現(xiàn)復(fù)雜化。同時，學(xué)生掌握選課主動權(quán)，學(xué)生本身選擇缺乏指導(dǎo)性，學(xué)習(xí)過程也容易缺乏連續(xù)性，專業(yè)學(xué)習(xí)缺少系統(tǒng)性。學(xué)校對學(xué)生的課程選擇具有一定限制性，但限制較為粗略，難以有效顧及細(xì)節(jié)，加強(qiáng)學(xué)分教學(xué)管理的系統(tǒng)連續(xù)性是必要的。

（二）學(xué)分制的教學(xué)管理存在彈性不足問題

在高等院校中，專業(yè)課、基礎(chǔ)課與課余必修課間存在比例不協(xié)調(diào)問題，必修課的比例較高，而選修課的比例低，對學(xué)生的靈活選課具有一定限制。目前學(xué)校選修課當(dāng)中，大部分為限制選修課，選修課數(shù)量影響了學(xué)生選課的主動性與個性發(fā)展，與現(xiàn)代多樣化發(fā)展形勢不相適應(yīng)。同時，學(xué)生實施了自主選課之后，有些學(xué)生沒有學(xué)習(xí)前修的課程，就憑自身喜好對后繼課程進(jìn)行了選修，這對學(xué)生本人課程的系統(tǒng)學(xué)習(xí)具有一定影響，對任課教師的教學(xué)評價也具有一定不良影響。在學(xué)分制狀況下，僅對學(xué)生成績給予教學(xué)效果評價，會存在一定偏頗性。

（三）專業(yè)學(xué)位與師資力量問題

在學(xué)分制下，學(xué)生可自主選擇課程，當(dāng)學(xué)生選修多專業(yè)課程后，并經(jīng)過了考試，學(xué)分獲得后，授予學(xué)生哪個專業(yè)學(xué)位成為學(xué)校的新問題。在學(xué)分教學(xué)管理當(dāng)中，要培養(yǎng)出高質(zhì)量的人才，需要大量的師資力量，但我國高等院校中，教師隊伍結(jié)構(gòu)、素質(zhì)與數(shù)量存在不合理性，雙師型的專業(yè)教師所占比例不高，對于大學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)具有一定影響。

三、學(xué)分教學(xué)管理中數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用

（一）數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在信息管理及排課管理中的應(yīng)用

在學(xué)校教學(xué)管理及日常教務(wù)中，具有大量基礎(chǔ)信息，如院系、分校、專業(yè)、班級、教研室、教師資源、課程教材與師生個人信息等[5]，信息數(shù)量大，種類繁多，要有效處理這些信息，需要保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，并做好資料存檔工作，同時，基礎(chǔ)信息需要用在教學(xué)管理與日常教務(wù)各環(huán)節(jié)中，有效做到各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的彼此關(guān)聯(lián)，避免孤島信息形成是必要的。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)中的關(guān)聯(lián)分析與聚類分析，可有效挖掘出數(shù)據(jù)間隱藏的相互關(guān)系，在同一事件當(dāng)中，尋找不同項相關(guān)性。而聚類分析能對樣本中的各事物性質(zhì)進(jìn)行比較，把性質(zhì)相似的歸成一類，性質(zhì)差別比較大的可分成不同類，通常應(yīng)用的聚類算法為層次法、劃分法、密度聚類與網(wǎng)格聚類等。應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可實現(xiàn)數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)，并達(dá)成不同模塊間的數(shù)據(jù)共享應(yīng)用。高等學(xué)校學(xué)生大多在幾千以上，需要將上課地點(diǎn)、時間、教師與課程等進(jìn)行周全考慮，運(yùn)用人工手動進(jìn)行課程安排是難以想象的，應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，依照系統(tǒng)排課，并按照步驟輸入教學(xué)的計劃信息，可自動生成教學(xué)安排表與任務(wù)書，安排不恰當(dāng)課目再實施人工微調(diào)即可。

（二）應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)指導(dǎo)學(xué)生選課，并完善彈性教學(xué)計劃

在學(xué)分制下，管理構(gòu)建完善的選課制度，就需要加強(qiáng)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的指導(dǎo)，在決策樹、關(guān)聯(lián)規(guī)則與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)下，設(shè)置清晰的課程網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，讓課程間存在前后強(qiáng)烈的依賴關(guān)系。學(xué)生在選修課程C之前，已選修完了課程B與A，運(yùn)用關(guān)聯(lián)規(guī)則當(dāng)中的支持度與置信度當(dāng)作衡量指標(biāo)，對其可靠性與合理性進(jìn)行判定。教學(xué)管理當(dāng)中的大量歷史數(shù)據(jù)要符合實際的關(guān)聯(lián)規(guī)則。學(xué)生選修課程C時，要求存在關(guān)聯(lián)規(guī)則為：課程A成績優(yōu)秀，且課程B成績優(yōu)秀，課程C成績才有可能優(yōu)秀。運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘中的關(guān)聯(lián)規(guī)則，其置信度與支持度是比較高的，學(xué)生可根據(jù)本身學(xué)習(xí)興趣與專業(yè)特點(diǎn)，選擇恰當(dāng)?shù)倪x修課程，當(dāng)?shù)谝惠嗊x擇完成后，學(xué)校對沒有達(dá)到最低人數(shù)要求的課程進(jìn)行淘汰，并對學(xué)生所選課程給予隨機(jī)分配，沒有被選上的學(xué)生，可參加第二輪的課程選擇，以體現(xiàn)課程選擇的公正公平性。同時，學(xué)校教學(xué)計劃應(yīng)體現(xiàn)學(xué)校專業(yè)定位、辦學(xué)思路與培養(yǎng)目標(biāo)等。教學(xué)計劃科學(xué)合理性對人才培養(yǎng)質(zhì)量具有直接影響，需要加強(qiáng)教學(xué)科目的靈活性，并依據(jù)社會要求及本身興趣，鼓勵學(xué)生自主靈活組合知識結(jié)構(gòu)，以獲取良好學(xué)習(xí)效益。

（三）教學(xué)評價中的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用

在學(xué)分教學(xué)管理當(dāng)中，教學(xué)評價水平是國家教育水平的主要尺度之一。教學(xué)評價依據(jù)教學(xué)原則與目標(biāo)要求，對信息進(jìn)行系統(tǒng)收集，實現(xiàn)教學(xué)活動及成果的價值判斷，內(nèi)容主要包含學(xué)生成績評價與教學(xué)效果評價[6]。現(xiàn)在學(xué)校學(xué)生成績評價大多建立于絕對分?jǐn)?shù)評價基礎(chǔ)上，學(xué)生成績90分之上是優(yōu)秀，80分之上是良好等，運(yùn)用這種方法進(jìn)行處理是簡便易行的，不過也有很多不恰當(dāng)?shù)胤健Ｈ绻婚T課有幾位教師在上，其中一位教師評分標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)，以及考試題目比較難等，學(xué)生成績就會偏低，再按照上述處理方法進(jìn)行評價，就會有失公正，教師教學(xué)效果也無法合理評價。應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)當(dāng)中的聚類分析，依據(jù)離散數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)間的密集程度進(jìn)行計算，并對一組數(shù)據(jù)實施距離計算，可將數(shù)據(jù)劃分成若干密集簇。應(yīng)用聚類分析技術(shù)，對學(xué)生成績評價當(dāng)中的每個簇作為成績?nèi)海總€簇中心數(shù)據(jù)作為成績?nèi)褐行某煽儯凑詹煌貙嵤┏煽內(nèi)簞澐郑⒔o出不同成績?nèi)豪锏闹行某煽儯瑢⒅行某煽冏鳛閷W(xué)生成績等級劃分的一個標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)所劃分的成績不再是絕對成績，是相對成績劃分，實施教師教學(xué)評價時，聚類分析技術(shù)也可起到作用，將學(xué)生成績歸納到各簇當(dāng)中，根據(jù)各簇形狀、大小與中心值等進(jìn)行教學(xué)效果評價。學(xué)生成績一般應(yīng)是正態(tài)分布，并呈現(xiàn)較大簇與多個較小簇，小簇應(yīng)均勻分布于大簇周圍，當(dāng)簇形狀出現(xiàn)明顯兩極，表明學(xué)生成績兩極分化嚴(yán)重，需要對教學(xué)過程或試題進(jìn)行考慮。理想成績?yōu)檎龖B(tài)分布，峰值的曲線平緩，不陡峭，較大簇中，數(shù)據(jù)量不該太大，出現(xiàn)某簇較大問題，應(yīng)對試卷與教學(xué)給予分析。應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行評估，可有效提高信息的統(tǒng)計處理能力，也能不斷完善教學(xué)評價系統(tǒng)，增強(qiáng)學(xué)校的教學(xué)水平，通過技術(shù)應(yīng)用，為教學(xué)管理系統(tǒng)提供可靠評教結(jié)果，輔助任課教師有效改進(jìn)不足，加強(qiáng)教學(xué)質(zhì)量提高，讓評教系統(tǒng)有效起到激勵監(jiān)督作用。

（四）加強(qiáng)學(xué)生畢業(yè)專業(yè)確認(rèn)與師資力量提高

在學(xué)分制教學(xué)下，學(xué)生對課程選修會跨越多個專業(yè)。學(xué)生獲得足夠?qū)W分后，申請學(xué)位與畢業(yè)的時候，學(xué)校需要對學(xué)生專業(yè)學(xué)位進(jìn)行仔細(xì)分辨，特別是跨專業(yè)的選課人數(shù)大致相當(dāng)時，對學(xué)生專業(yè)所屬問題進(jìn)行分辨是項棘手問題，應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可有效解決這一問題。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)中有分類分析技術(shù)[7]，所針對的是某事件或者對象歸，對已有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對未來數(shù)據(jù)給予預(yù)測，常用方法為貝葉斯、判定樹、遺傳算法與支持向量機(jī)等分類，與聚類分析技術(shù)相比，分類技術(shù)分類時，已有現(xiàn)成分類規(guī)則，對其進(jìn)行有效劃分，應(yīng)用分類技術(shù)對學(xué)生所屬專業(yè)給予區(qū)分，可對專業(yè)歸屬標(biāo)準(zhǔn)給予確定，學(xué)生提出申請時，對其專業(yè)代表課程給予判斷，對各專業(yè)代表課程的學(xué)分總和進(jìn)行計算，并按學(xué)生選課專業(yè)中，得分最高專業(yè)進(jìn)行學(xué)位授予。在學(xué)分制教學(xué)下，教師不僅要有一定理論知識，其實踐經(jīng)驗也很重要的。師資隊伍構(gòu)建時，應(yīng)加強(qiáng)雙師高水平教師的引進(jìn)，對師資結(jié)構(gòu)與數(shù)量等進(jìn)行優(yōu)化，完善評價、保障與激勵機(jī)制，有效提高教師的教學(xué)水平及素質(zhì)，更好指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)本身興趣與專業(yè)特點(diǎn)，提高對所選課程的積極學(xué)習(xí)性。

在學(xué)分制教學(xué)與管理中，合理應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)中的聚類分析、關(guān)聯(lián)規(guī)則與分類技術(shù)等，可有效解決學(xué)校教務(wù)管理中的大量數(shù)據(jù)信息處理，避免孤島信息形成，有效指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自身興趣與所學(xué)專業(yè)，對選修課的合理選擇，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動性，同時，加強(qiáng)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在教學(xué)評價中的應(yīng)用，真實體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)成績以及教師的教學(xué)效果，輔助任課教師認(rèn)清教學(xué)中的不足，改善教學(xué)策略，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出社會需求的高素質(zhì)綜合人才。

基金名稱：基于數(shù)據(jù)挖掘的高職院校學(xué)生培養(yǎng)模式評價與分析研究(JA12499S)

[1]馬云華,劉軼,胡曉艷.學(xué)分制教學(xué)管理模式下大學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)[J].赤峰學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版）,2012，(15)

[2]韋艷艷,張超群．“數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘”課程教學(xué)實踐與探索[J].高教論壇,2011，(1)

[3]李明江,唐穎,周力軍.數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)及應(yīng)用[J].中國新通信,2012，(22)

[4]鄺 濤．?dāng)?shù)據(jù)挖掘技術(shù)在高校教務(wù)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D]．鄭州大學(xué)，2011

[5]王小燕.高職院校學(xué)分制教學(xué)管理的方法探討[J].致富時代（下半月），2012，(3)

[6]魏寶霞.對我國高校實行學(xué)分制教學(xué)管理制度的思考[J].科海故事博覽（科教創(chuàng)新）,2011，(11)

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TP311

B

1671-6531（2013）09-0115-02

郭一鶴