計算機教育中數(shù)據(jù)挖掘的運用研討

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本文作者：劉世勇、羅美淑 單位：黑龍江幼兒師范高等專科學(xué)校、牡丹江師范學(xué)院

把數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)管理當中，一方面可以促進教育體制的完善、發(fā)展以及必要的改革；另一方面能客觀地反映高校管理中存在的一些問題，為制定學(xué)校的方針政策提供重要依據(jù)，進一步引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，最終提高教學(xué)質(zhì)量，增強教學(xué)效果。隨著教育信息化進程的推進，將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用于教育中，從大量的教育數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)隱藏的、有用的知識來指導(dǎo)教育、發(fā)展教育，成為當今勢在必行的重要的研究課題。計算機教程的教學(xué)目標是使學(xué)生能夠?qū)⒂嬎銠C與信息技術(shù)應(yīng)用于其工作領(lǐng)域，成為既熟悉本專業(yè)業(yè)務(wù)又掌握計算機應(yīng)用技術(shù)的復(fù)合型人才。但目前我校計算機基礎(chǔ)課程主要采用教師講演和學(xué)生練習(xí)相結(jié)合的傳統(tǒng)的教學(xué)模式，非計算機專業(yè)的學(xué)生主要是模仿學(xué)習(xí)和驗證課堂上學(xué)過的知識，難以將學(xué)過的知識應(yīng)用到實際和自己的專業(yè)中。

在教學(xué)評價中的應(yīng)用。數(shù)據(jù)挖掘是計算機技術(shù)的典型代表，其對于不同數(shù)據(jù)的處理功能得到了諸多用戶的認可。隨著計算機技術(shù)在現(xiàn)代教育體系中的運用，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)開始融合到計算機能力測試考核中，為考評工作帶來了很大的方便，就數(shù)據(jù)挖掘下的計算機能力考核應(yīng)用展開分析。以學(xué)生評估教師為主的教學(xué)評價，對教學(xué)改革和教學(xué)質(zhì)量的提高起到了很大的促進作用。通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對教師的個人信息、素質(zhì)方面、績效方面進行考核，可以從教學(xué)評價數(shù)據(jù)中進行數(shù)據(jù)挖掘，查詢教學(xué)效果與教師的工作態(tài)度、工作技能等的各種關(guān)聯(lián)，找到教師的教學(xué)效果與教師績效的關(guān)系問題，合理調(diào)配一門課程的上課老師，使學(xué)生能夠較好地保持良好的學(xué)習(xí)狀態(tài)，從而為教學(xué)部門提供了決策支持信息，促使更好地開展教學(xué)工作，提高教學(xué)質(zhì)量。在研究關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘算法的基礎(chǔ)上，詳細分析了教師因素對學(xué)生考試成績和學(xué)生評教成績的影響，結(jié)果表明具有豐富的教學(xué)經(jīng)驗和良好責(zé)任心的教師可以幫助學(xué)生取得良好的學(xué)習(xí)成績。

在學(xué)生學(xué)習(xí)興趣方面的應(yīng)用。聚類分析是把一組數(shù)據(jù)按照相似性和差異性分為幾個類別，其目的是使得屬于同一類別的數(shù)據(jù)間的相似性盡可能大，不同類別中的數(shù)據(jù)間的相似性盡可能小。通過聚類技術(shù)將學(xué)生進行分類，第一類學(xué)生不經(jīng)常上網(wǎng)，只是偶爾去幾次；他們不經(jīng)常運用信息技術(shù)輔助計算機基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)；并且對計算機基礎(chǔ)不是很感興趣。第二類學(xué)生上網(wǎng)次數(shù)也不頻繁，但這些學(xué)生認為計算機基礎(chǔ)在學(xué)習(xí)和生活中是很有用的；此類學(xué)生認為應(yīng)該將傳統(tǒng)的計算機基礎(chǔ)教學(xué)方式進行改進；并且此類學(xué)生認為設(shè)立小組協(xié)作學(xué)習(xí)方式是很有必要的；利用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)很有好處。第三類學(xué)生經(jīng)常上網(wǎng)，并且對計算機基礎(chǔ)很感興趣，但是他們認為現(xiàn)有教學(xué)方式落后，教學(xué)內(nèi)容簡單不實用，缺乏獨立學(xué)習(xí)的機會，他們更愿意自主學(xué)習(xí)；同時對于小組協(xié)作方式很贊同，認為可以提高學(xué)習(xí)興趣。通過對挖掘信息分析，我們發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生對于學(xué)習(xí)計算機比較感興趣，但認為現(xiàn)有的計算機基礎(chǔ)的教學(xué)模式落后，所以對計算機基礎(chǔ)進行教學(xué)模式的改革是非常有必要的。

在教學(xué)知識內(nèi)容中的應(yīng)用。計算機教學(xué)存在知識點內(nèi)容分散，但各知識點之間又存在著緊密的相互依賴關(guān)系的現(xiàn)象。學(xué)習(xí)是一個循序漸進的過程，各知識點之間存在關(guān)聯(lián)和前后順序關(guān)系。某個知識點未能掌握會影響后續(xù)幾個知識點的學(xué)習(xí)。隨著信息化在高校中的深入，不少高校已經(jīng)開始使用網(wǎng)上教學(xué)系統(tǒng)。研制和開發(fā)了各類輔助教育信息平臺，它們的開發(fā)和應(yīng)用大大提高了工作效率。

在成績分析系統(tǒng)中的應(yīng)用。利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對在線答題系統(tǒng)中的錯題信息進行數(shù)據(jù)挖掘，從中發(fā)現(xiàn)有用的關(guān)聯(lián)規(guī)則，進而指導(dǎo)教師查找教學(xué)漏洞，提高教學(xué)質(zhì)量。實驗證明提出的方法能有效找到各錯題之間的關(guān)聯(lián)信息。對試卷的分析可以利用關(guān)聯(lián)規(guī)則對試卷數(shù)據(jù)庫進行分析來得到某次考試的有效性、可信度、得分分布等信息。可以利用分析學(xué)生的歷次考試成績及試卷中各題的得分，分析學(xué)生的進步情況、學(xué)習(xí)障礙、知識點和知識單元的掌握情況等等。其中包括利用z分數(shù)對應(yīng)曲線圖對學(xué)生同時進行的各科目測試成績進行的橫向比較；利用z分數(shù)對應(yīng)曲線圖及二列相關(guān)系數(shù)的分析對學(xué)生分數(shù)在歷次測驗中進行的縱向比較；利用成績分布曲線得出學(xué)生成績頻數(shù)分布圖等。

在教學(xué)管理中，把常用的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用在教師信息、學(xué)生信息、選課信息等各個方面，確定學(xué)生對不同知識點的掌握程度,以便快速、準確地了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況,采用適當?shù)耐诰蚍椒?，確實發(fā)掘數(shù)據(jù)中隱藏的內(nèi)在聯(lián)系,提高教學(xué)管理水平，使教師和學(xué)校教育決策者洞悉教學(xué)中存在的問題。