可視化在計(jì)算機(jī)專業(yè)建設(shè)中的應(yīng)用

【摘 要】 對(duì)可視化技術(shù)在計(jì)算機(jī)專業(yè)建設(shè)中的應(yīng)用進(jìn)行了深入地分析，并結(jié)合國(guó)內(nèi)教育現(xiàn)狀對(duì)可視化技術(shù)發(fā)展中遇到的問(wèn)題進(jìn)行了探討，指出了存在的問(wèn)題和不足，并就如何結(jié)合可視化和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)特點(diǎn)，與當(dāng)前高校辦學(xué)特色和實(shí)際狀況，推動(dòng)與促進(jìn)可視化技術(shù)的發(fā)展提出了一些建議。

【關(guān)鍵詞】 教育數(shù)據(jù)? 可視化? 計(jì)算機(jī)專業(yè)

一、國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的高速發(fā)展、不斷深化和對(duì)社會(huì)廣泛領(lǐng)域的滲透、應(yīng)用，專業(yè)本身內(nèi)在的復(fù)雜性等諸多因素的影響，使高校計(jì)算機(jī)專業(yè)發(fā)展面臨諸多困難和困惑，加之來(lái)自其他學(xué)科專業(yè)在教學(xué)、科研、技術(shù)開(kāi)發(fā)和工程應(yīng)用方面的同質(zhì)化、和“蠶食”，使得相應(yīng)的專業(yè)課程體系建設(shè)存在著相對(duì)滯后，課程設(shè)置模式僵化等不足。因此如何界定學(xué)科專業(yè)教學(xué)的范疇、內(nèi)容和要求，制訂符合各校辦學(xué)特色的課程體系，形成一套順應(yīng)學(xué)科發(fā)展潮流，適應(yīng)地區(qū)發(fā)展、社會(huì)實(shí)際需求的特色人才培養(yǎng)模式具有重要的研究意義。

目前關(guān)于將可視化技術(shù)引入課程體系建設(shè)中的研究鮮有成果，與之有關(guān)的是將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)引入到教務(wù)管理系統(tǒng)中，進(jìn)而進(jìn)行相關(guān)的課程設(shè)置。美國(guó)加州大學(xué)2008年通過(guò)“招生綜合評(píng)審”系統(tǒng)，對(duì)招生數(shù)據(jù)中學(xué)生的種族、語(yǔ)言、申請(qǐng)專業(yè)等數(shù)十個(gè)項(xiàng)目展開(kāi)分析，使當(dāng)年的入學(xué)率達(dá)到了22%。卡內(nèi)基梅隆、麻省理工、斯坦福大等學(xué)校也相繼有一些成果，并得到了實(shí)際應(yīng)用。我國(guó)在1997年首次對(duì)數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域的項(xiàng)目進(jìn)行了支持，南京大學(xué)、上海交大等研究了非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的知識(shí)發(fā)現(xiàn)以及web 數(shù)據(jù)挖掘。盡管目前絕大多數(shù)高校課程設(shè)置及教學(xué)信息均已實(shí)現(xiàn)了信息化管理，但大多是實(shí)現(xiàn)了把紙面的表單遷移到了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，缺乏針對(duì)課程體系建設(shè)和改進(jìn)的探索和研究。

二、專業(yè)建設(shè)應(yīng)用中的主要問(wèn)題

（一）可視化技術(shù)應(yīng)用于課程體系分析，研究對(duì)象不僅包括成績(jī)、課程等結(jié)構(gòu)化信息，也包括實(shí)踐實(shí)訓(xùn)等非結(jié)構(gòu)化信息，如何對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)、電子數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換、降維，以統(tǒng)一到一個(gè)度量框架內(nèi)？

（二）可視化技術(shù)有不同的適用范圍，如何確定一種對(duì)課程體系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)具有普適性、良好交互性、和可操作性的可視化技術(shù)，且具有良好的可視化效果和分析決策功能？

（三）隨著高校的發(fā)展，課程信息日趨多樣和復(fù)雜，如何研究一種自適應(yīng)的可視化算法，能應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)在數(shù)量和內(nèi)部結(jié)構(gòu)方面的不斷變化。

（四）課程建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)建設(shè)工程，如何建立一套行之有效的指標(biāo)體系，為可視化技術(shù)在課程體系建設(shè)中的應(yīng)用提供參照和度量？

三、促進(jìn)可視化技術(shù)應(yīng)用的建議

（一）制定規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)多源異構(gòu)的教育數(shù)據(jù)特征進(jìn)行對(duì)比、分析、和預(yù)處理，構(gòu)建面向教育規(guī)范的特征數(shù)據(jù)模型和邏輯處理模型。整合當(dāng)前已經(jīng)建設(shè)起來(lái)的各類信息化教學(xué)環(huán)境，如課程中心、教學(xué)資源庫(kù)、智慧教學(xué)等，統(tǒng)一這些獨(dú)立運(yùn)行的系統(tǒng)和平臺(tái)，制定標(biāo)準(zhǔn)，加速與促進(jìn)各類教育數(shù)據(jù)的融合。

（二）推動(dòng)可視化技術(shù)分析

推動(dòng)可視化和數(shù)據(jù)挖掘的應(yīng)用，以從龐大的教育資源中提煉出蘊(yùn)含的規(guī)律和特征，如將關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘算法應(yīng)用于各學(xué)期課程成績(jī)分析，再借助可視化技術(shù)發(fā)現(xiàn)各項(xiàng)成績(jī)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，為課程的銜接和關(guān)聯(lián)提供決策與指導(dǎo)，在課堂教學(xué)中，也可以充分利用可視化技術(shù)展示知識(shí)點(diǎn)和模塊之間的關(guān)聯(lián)，以加強(qiáng)教學(xué)質(zhì)量和效果。

（三）輔助管理

通過(guò)收集專業(yè)評(píng)估報(bào)告，教學(xué)大綱，專業(yè)建設(shè)總結(jié)等數(shù)據(jù)，抽取文本信息構(gòu)建可視化挖掘模型，從專業(yè)設(shè)置、教學(xué)過(guò)程、專業(yè)實(shí)踐等多個(gè)方面分析專業(yè)建設(shè)發(fā)展?fàn)顩r，從而對(duì)專業(yè)建設(shè)與發(fā)展有全面的認(rèn)識(shí)。

四、結(jié)論

本文深入分析了可視化技術(shù)的在國(guó)內(nèi)高校教育信息化發(fā)展中的不足與問(wèn)題，并就如何結(jié)合技術(shù)優(yōu)勢(shì)與教育實(shí)際狀況，在幾個(gè)方面提出一些建議。

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作者簡(jiǎn)介：張志剛（1970—），男，陜西西安人，副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)據(jù)挖掘