數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在高校體育成績分析中的應(yīng)用

湖南工學(xué)院 李青蘭

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的主要原理是通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析提取潛在的、有價(jià)值的信息，將其應(yīng)用于高校體育成績分析中能夠?yàn)榻處煹捏w育教學(xué)創(chuàng)新提供思路和參考，幫助教師更好地了解學(xué)生的體育素養(yǎng)和運(yùn)動(dòng)情況。但從實(shí)際情況來看，很多高校體育教師對于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的原理和認(rèn)知不夠清晰，在實(shí)際應(yīng)用中也存在很多問題和不足，影響數(shù)據(jù)挖掘的最終結(jié)果。基于此，本文從數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的概念和主要步驟出發(fā)，對數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在高校體育成績分析中的應(yīng)用方向和應(yīng)用策略進(jìn)行詳細(xì)分析，以期強(qiáng)化數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在高校體育成績分析中的應(yīng)用效果，提升高校體育教學(xué)效率。

1 數(shù)據(jù)挖掘概述

1.1 數(shù)據(jù)挖掘的概念

簡單來講，數(shù)據(jù)挖掘就是從很多復(fù)雜、繁多、隨機(jī)、無序、模糊的實(shí)際數(shù)據(jù)中提取出隱藏在數(shù)據(jù)內(nèi)對客戶未來計(jì)劃和發(fā)展具有參考價(jià)值的內(nèi)容和資訊，在進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘時(shí)不僅能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行查找和提取，還能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行分析尋找其中的內(nèi)在聯(lián)系。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析相比最大的特點(diǎn)就是，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可以在缺乏明確前提的基礎(chǔ)上對信息進(jìn)行抽取和分類，并最終獲得數(shù)據(jù)分析結(jié)果，給出具有參考價(jià)值的結(jié)論，相較于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析能夠提前對未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測，以便于提前做出相應(yīng)計(jì)劃和決策[1]。

1.2 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的過程

數(shù)據(jù)挖掘的主要過程是從大量的數(shù)據(jù)當(dāng)中提出隱藏在數(shù)據(jù)之后，未知但有效的信息，并依據(jù)這些信息作出相應(yīng)的決策和計(jì)劃，整個(gè)過程可以分為數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)挖掘、評價(jià)分析和實(shí)際運(yùn)用四個(gè)階段。

（1）數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段。數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段的主要工作是剔除掉數(shù)據(jù)噪聲和與所研究的主題內(nèi)容沒有明顯關(guān)系的數(shù)據(jù)，并對剩余的數(shù)據(jù)進(jìn)行重新整理、分類和預(yù)處理，并將初步處理過的數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中。這部分工作對于整個(gè)數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果具有非常重要的作用，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性嚴(yán)重影響著最終模式的有效性。其具體內(nèi)容主要包括:1）對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，選擇與研究內(nèi)容相關(guān)的數(shù)據(jù)；2）對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，將數(shù)據(jù)中不需要、帶有噪音的數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除；3）根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)進(jìn)行推算，判斷分析可能缺失的數(shù)據(jù)信息；4）將整理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，包括離散值數(shù)據(jù)與連續(xù)值數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換，對數(shù)據(jù)值進(jìn)行分類整理，對不同數(shù)據(jù)進(jìn)行組合計(jì)算；5）對數(shù)據(jù)進(jìn)行精簡，減少數(shù)據(jù)量。

（2）數(shù)據(jù)挖掘分析。此過程的操作是整個(gè)挖掘技術(shù)的核心，也是整個(gè)流程中最關(guān)鍵和復(fù)雜的部分，重點(diǎn)在于針對挖掘?qū)ο筮x取恰當(dāng)?shù)耐诰蛩惴ǎ瑢?shù)據(jù)進(jìn)行分類并利用可視化方法展現(xiàn)所得到的模型。

（3）評價(jià)階段。這個(gè)階段的工作主要是對數(shù)據(jù)挖掘所形成的模型價(jià)值進(jìn)行判斷和分析。在數(shù)據(jù)挖掘中所得到的模型并不一定具有實(shí)際的運(yùn)用價(jià)值或者能夠真實(shí)地反映數(shù)據(jù)信息，因此，需要用戶結(jié)合自身多年的經(jīng)驗(yàn)對數(shù)據(jù)模型的價(jià)值和有效性進(jìn)行判斷，從中選取具有實(shí)際應(yīng)用意義的模型開展下一步工作。

（4）運(yùn)用階段。模型創(chuàng)建完成后要將模型進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，一方面可以將模型結(jié)果作為參考，根據(jù)具體的情況提出對應(yīng)的計(jì)劃方案；另一方面是對模型的應(yīng)用效果進(jìn)行監(jiān)控，如圖1 所示[2]。

圖1 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)流程Fig.1 Data mining technical process

2 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用到高校體育成績分析中的優(yōu)勢

2.1 有利于教師全面掌握體育教學(xué)情況

目前，大部分高校體育教師在統(tǒng)計(jì)學(xué)生體育成績時(shí)依舊采取傳統(tǒng)的記錄形式，在分析學(xué)生體育成績的時(shí)候也只是簡單地將學(xué)生前后成績進(jìn)行對比，并不能真正了解學(xué)生體育成績的變化和高校體育效果。而運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可以對學(xué)生的體育成績進(jìn)行更深入的數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)每項(xiàng)體育成績所隱含的重要信息，全面分析學(xué)生體育各方面能力的發(fā)展變化，從而幫助教師分析體育教學(xué)的成效。

2.2 有利于教師合理安排體育課程

高校體育課程教學(xué)通常會根據(jù)學(xué)期安排不同的體育項(xiàng)目，且與其他項(xiàng)目之間具有一定的獨(dú)立性，這在一定程度上不利于學(xué)生體育素養(yǎng)的整體提升和發(fā)展。而利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對學(xué)生不同訓(xùn)練內(nèi)容的成績進(jìn)行分析，能夠清晰顯示學(xué)生對每一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)的掌握情況和成績分布。同時(shí)，還能夠呈現(xiàn)出不同體育課程之間的相互聯(lián)系，體育教師可以以此為依據(jù)適當(dāng)調(diào)整體育教學(xué)安排，將體育訓(xùn)練項(xiàng)目進(jìn)行整合，以保證學(xué)生體育運(yùn)動(dòng)能力的全方位發(fā)展。

2.3 有利于教師更科學(xué)地進(jìn)行教學(xué)指導(dǎo)

目前，高校體育教師通常會在整個(gè)教學(xué)周期結(jié)束以后對學(xué)生的體育成績進(jìn)行分析，而忽略了在教學(xué)過程中隨時(shí)監(jiān)測學(xué)生體育能力的發(fā)展水平，因此，教師無法判斷學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)和教學(xué)不足之處，難以提供有效的指導(dǎo)。但數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)能夠?qū)W(xué)生的體育成績進(jìn)行全面分析，幫助教師有效了解不同教學(xué)階段學(xué)生體育成績的變化，并從數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果中分析學(xué)生真實(shí)的學(xué)習(xí)情況，判斷體育教學(xué)對學(xué)生的影響，有助于教師更好地指導(dǎo)學(xué)生開展體育訓(xùn)練。

3 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在高校體育成績分析中的具體應(yīng)用

高校體育成績所涉及的內(nèi)容非常多，不僅包含對學(xué)生身體素質(zhì)的測評，同時(shí)還會對學(xué)生各方面的運(yùn)動(dòng)技能進(jìn)行考核，從而全方位了解學(xué)生的體育能力和綜合素養(yǎng)。由于高校學(xué)生考察項(xiàng)目眾多，教師很難快速對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效處理，從而造成體育數(shù)據(jù)的積壓或丟失。在此基礎(chǔ)上，教師采取傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)分析方法對學(xué)生的體育成績進(jìn)行分析不具有科學(xué)性和有效性，難以從中提取有效的教學(xué)信息。而通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在高校體育成績數(shù)據(jù)分析中的具體運(yùn)用則可以有效提高數(shù)據(jù)分析的有效性，給學(xué)校體育教師的教學(xué)工作帶來了更多支持和幫助。現(xiàn)將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在學(xué)校體育成績分析中的具體運(yùn)用分析如下。

3.1 應(yīng)用于身體素質(zhì)項(xiàng)目成績分析

高校體育對于學(xué)生身體素質(zhì)項(xiàng)目成績的分析一向不夠關(guān)注，認(rèn)為身體素質(zhì)指標(biāo)與體育教學(xué)的效果沒有任何關(guān)聯(lián)，因此，往往會忽略對身體素質(zhì)項(xiàng)目成績的分析工作，或采取統(tǒng)計(jì)方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行平均，這種方法只能簡單地對數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，并不能深層次分析不同學(xué)生之間的身體素質(zhì)差距。而數(shù)據(jù)挖掘的應(yīng)用能夠?qū)W(xué)生身體素質(zhì)的各項(xiàng)成績進(jìn)行收集和整理，并結(jié)合學(xué)生身體發(fā)展規(guī)律和健康標(biāo)準(zhǔn)分析學(xué)生的健康狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生可能存在的影響身體健康的危害因素。同時(shí)，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)能夠?qū)W(xué)生身體各項(xiàng)能力進(jìn)行分析，有助于教師了解學(xué)生潛在的運(yùn)動(dòng)能力和優(yōu)勢，為教師制定針對性訓(xùn)練計(jì)劃和教學(xué)方案提供有效參考[3]。

3.2 應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目成績分析

高校體育教學(xué)會根據(jù)教學(xué)計(jì)劃培養(yǎng)學(xué)生不同方面的運(yùn)動(dòng)技能，例如，田徑、球類運(yùn)動(dòng)、健美操等，在訓(xùn)練結(jié)束后教師都會對學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行評分。大部分高校體育教師在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目成績分析的時(shí)候也只是通過前后對比、學(xué)生個(gè)體對比等形式判斷學(xué)生的教學(xué)成果，這種方式缺少全面性。將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用到高校體育運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目成績分析中能夠詳細(xì)分析某一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)中學(xué)生各項(xiàng)技術(shù)的具體得分和掌握情況，更明確地呈現(xiàn)出不同學(xué)生之間的差距以及學(xué)生運(yùn)動(dòng)能力的水平變化，有利于教師針對學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)制定個(gè)性化教學(xué)方案[3]。

3.3 應(yīng)用于高校體育課程綜合成績分析

高校體育課程綜合成績是指學(xué)生在各個(gè)階段、所有項(xiàng)目的全部成績，針對這部分成績進(jìn)行分析主要是為了分析高校體育教學(xué)計(jì)劃的合理性和科學(xué)性。隨著教學(xué)改革的推進(jìn)和發(fā)展，高校體育教學(xué)要承擔(dān)起促進(jìn)學(xué)生身體素質(zhì)穩(wěn)步提升、運(yùn)動(dòng)能力逐步發(fā)展的重要教學(xué)任務(wù)，因此高校體育教學(xué)必須要將學(xué)生各項(xiàng)體育成績進(jìn)行記錄整理，并通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)進(jìn)行全面分析，挖掘其中隱藏的關(guān)鍵信息，比如，學(xué)生大學(xué)期間身體素養(yǎng)的變化情況、訓(xùn)練項(xiàng)目對不同年齡段學(xué)生的影響等，幫助學(xué)生分析高校體育教學(xué)課程的合理性和科學(xué)性，有利于推動(dòng)高校體育教學(xué)改革和發(fā)展，促進(jìn)高校體育教學(xué)效果的提升。

4 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在高校體育成績分析中的應(yīng)用策略

隨著數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，高校體育教學(xué)要認(rèn)識到數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對提升體育教學(xué)水平的重要性，并意識到加強(qiáng)對學(xué)生成績的分析能夠?yàn)楦咝ｓw育教學(xué)提供更多有價(jià)值的參考建議，幫助教師進(jìn)一步優(yōu)化體育教學(xué)方案，促進(jìn)學(xué)生體育素養(yǎng)和運(yùn)動(dòng)能力的提升。值得注意的是，高校體育教學(xué)想要切實(shí)發(fā)揮數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的積極作用，必須遵循一定的應(yīng)用策略。

4.1 正確選擇數(shù)據(jù)挖掘內(nèi)容和研究目標(biāo)

高校體育成績由不同的內(nèi)容和多個(gè)部分組成，影響學(xué)生成績的因素也非常復(fù)雜，因此，教師在進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘之前需要明確自己所需要研究和了解的具體方向和目標(biāo)，然后根據(jù)研究方向選擇合適的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行處理和挖掘。例如，體育教師可以選擇學(xué)生800m 的考核成績?yōu)榛A(chǔ)數(shù)據(jù)，以研究影響學(xué)生800m 成績的因素為主要目標(biāo)，然后對學(xué)生成績數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和預(yù)處理，建立數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)模型，從而有效推進(jìn)下一步工作。

4.2 加強(qiáng)對數(shù)據(jù)的挖掘和收集

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)過程中最重要的就是要保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性和有效性，只有提供更為精確和詳細(xì)的數(shù)據(jù)才能夠獲取更為有參考價(jià)值的結(jié)果。因此，高校體育教師在應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)過程中要加強(qiáng)對數(shù)據(jù)的收集和挖掘工作，為后期研究提供更全面的數(shù)據(jù)支持[4]。一方面，高校體育教師可以從學(xué)校數(shù)據(jù)庫中提取原有的成績數(shù)據(jù)，比如，學(xué)生的身體素質(zhì)測評成績、比賽成績、期末考試成績等，根據(jù)自身需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和分析；另一方面，教師要注意對數(shù)據(jù)的補(bǔ)充和完善。高校體育成績的記錄在很多時(shí)候存在缺失或模糊的情況，教師要加強(qiáng)對學(xué)生個(gè)人情況、課堂表現(xiàn)、參與體育課堂教學(xué)的積極性等方面數(shù)據(jù)的收集，進(jìn)一步完善數(shù)據(jù)庫，能夠更加全面地分析影響學(xué)生體育成績和核心素養(yǎng)的主要因素。

4.3 重視學(xué)生體育成績的預(yù)處理工作

數(shù)據(jù)預(yù)處理工作是數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的關(guān)鍵步驟，能夠有效篩選出重要的信息和避免無效信息的流入，體育教師要對學(xué)生的各項(xiàng)數(shù)據(jù)和成績信息進(jìn)行仔細(xì)核對與確認(rèn)，對于同實(shí)際情況存在出入的情況要及時(shí)進(jìn)行更正。如果成績信息存在模糊不清和不完善的情況，教師需要采取適當(dāng)?shù)拇胧?shù)據(jù)進(jìn)行充分的調(diào)查和測評，以保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性。同時(shí)，如果部分體育成績數(shù)據(jù)完全無法進(jìn)行修正或整理，教師要判斷其對于數(shù)據(jù)分析結(jié)果的影響程度，對于影響較大的數(shù)據(jù)要及時(shí)進(jìn)行清除，從而確保所得數(shù)據(jù)模型能夠?yàn)檠芯刻峁﹨⒖肌?/p>

4.4 選擇適合的數(shù)據(jù)挖掘模型

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)中存在很多種不同的算法，常見的算法大致有分類分析、聚類分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法、決策樹算法等，不同的算法所對應(yīng)的需求和情況不同，因此，教師想要獲取更有價(jià)值的參考結(jié)果，需要對每一種算法的具體優(yōu)勢有一定的了解和認(rèn)識，然后根據(jù)自己的需要選擇合適的數(shù)據(jù)挖掘模型[4]。

5 總結(jié)

綜上所述，各行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步對于數(shù)據(jù)分析的需求越來越高，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)逐漸被應(yīng)用到不同領(lǐng)域和行業(yè)，并為行業(yè)發(fā)展提供了重要的數(shù)據(jù)支持和保障。對于教育行業(yè)同樣如此，將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)運(yùn)用于高校體育成績分析中，可以有助于教師比較全面地分析學(xué)生的身體素質(zhì)以及各種體育能力，從中提取出影響學(xué)生體育學(xué)習(xí)效果的重要因素，從而根據(jù)結(jié)果調(diào)整優(yōu)化體育教學(xué)方案。因此，高校體育要重視數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在高校體育成績分析中的應(yīng)用，加強(qiáng)對數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)原理的了解和掌握，并嚴(yán)格按照明確分析目標(biāo)、收集挖掘數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)預(yù)處理和模型選擇等流程對學(xué)生的體育成績進(jìn)行分析，從而得到準(zhǔn)確的模型結(jié)果，為高校體育教學(xué)的發(fā)展提供有價(jià)值的參考，促進(jìn)高校學(xué)生體育水平和運(yùn)動(dòng)素養(yǎng)的提升，為國家和社會培養(yǎng)身體素質(zhì)過硬的優(yōu)質(zhì)人才。