基于成績(jī)關(guān)聯(lián)分析的應(yīng)用型本科課程設(shè)置探索*

李廣水，王智鋼

（金陵科技學(xué)院 軟件工程學(xué)院，江蘇 南京 211169）

基于成績(jī)關(guān)聯(lián)分析的應(yīng)用型本科課程設(shè)置探索*

李廣水，王智鋼

（金陵科技學(xué)院 軟件工程學(xué)院，江蘇 南京 211169）

本文在綜述應(yīng)用型院校在課程設(shè)置方面的特點(diǎn)及面臨困難的基礎(chǔ)上，提出依據(jù)學(xué)生成績(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析來(lái)發(fā)現(xiàn)課程設(shè)置所存在的問(wèn)題，并利用真實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證分析，結(jié)果表明所提出的方法是有效的。本研究可為課程體系的重構(gòu)提供科學(xué)的依據(jù)。

應(yīng)用型本科；課程設(shè)置；關(guān)聯(lián)規(guī)則

一、引言

當(dāng)前我國(guó)應(yīng)用型本科院校無(wú)論是高校數(shù)量還是在校生人數(shù)都占有很大比例，但從人才培養(yǎng)積累的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，與學(xué)術(shù)型高?；蚣寄苄驮盒Ｏ啾龋瑧?yīng)用型本科院校在這一方面需要進(jìn)行更多的探索，這不僅是因?yàn)閼?yīng)用型本科院校在辦學(xué)歷史方面的短板，還因?yàn)橛邢喈?dāng)一部分應(yīng)用型本科將其人才培養(yǎng)定位與地方經(jīng)濟(jì)緊密關(guān)聯(lián)，以期在“應(yīng)用”方面體現(xiàn)出自身特色。由于我國(guó)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)正處于快速發(fā)展及轉(zhuǎn)型期，區(qū)域發(fā)展各具特色，因此如何培養(yǎng)應(yīng)用型人才，不同院校有著不同的定位、理解與認(rèn)識(shí)，這也給應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的清晰界定帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

課程體系是人才培養(yǎng)的主要載體,是構(gòu)建人才培養(yǎng)模式和培養(yǎng)方案的核心內(nèi)容。潘懋元等[1]認(rèn)為，應(yīng)用型院校應(yīng)該重構(gòu)課程理念，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)共同體和實(shí)踐共同體對(duì)于意義建構(gòu)的重要作用，著力探索新的專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系。

二、應(yīng)用型本科課程體系的特點(diǎn)

目前對(duì)應(yīng)用型本科院校課程體系的構(gòu)建研究主要從宏觀的角度進(jìn)行探討，其主要共識(shí)包括強(qiáng)調(diào)實(shí)踐創(chuàng)新，行業(yè)的積極參與，采用模塊化的課程設(shè)計(jì)方案等。分析當(dāng)前應(yīng)用性本科院校在課程體系構(gòu)建中面臨的主要困難，我們認(rèn)為主要有以下幾個(gè)方面：

首先，由于應(yīng)用型人才注重實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)與行業(yè)的緊密結(jié)合，而社會(huì)技術(shù)的發(fā)展及區(qū)域經(jīng)濟(jì)的差異、學(xué)校人才培養(yǎng)的自身定位，都會(huì)要求不同高校人才培養(yǎng)的課程內(nèi)容具有自己的特色，這給彼此借鑒帶來(lái)一定的困難；

其次，課程體系的重構(gòu)或修訂一般以一個(gè)學(xué)年或更長(zhǎng)時(shí)間為一個(gè)周期，主要有學(xué)科、專業(yè)負(fù)責(zé)人及骨干教師參與，而具體任課教師意識(shí)到的問(wèn)題并不能及時(shí)地、暢通無(wú)阻地在新課程體系中得到解決，且經(jīng)常出現(xiàn)校內(nèi)校外教師共同承擔(dān)教學(xué)任務(wù)現(xiàn)象，特別是校外教師的計(jì)劃制定參與者和任課教師常常不是同一個(gè)人，這也給課程設(shè)置中的信息溝通帶來(lái)了一定的障礙；

最后，應(yīng)用型本科院校的課程設(shè)置相比于傳統(tǒng)高校具有明顯的高更換率，由于需要追求與行業(yè)的同步發(fā)展，應(yīng)用型院校從學(xué)生培養(yǎng)方向、課程體系重構(gòu)以及教材的選擇上多表現(xiàn)得更為頻繁，這給教材的質(zhì)量、授課的效果、評(píng)價(jià)等都帶來(lái)不利的影響。

上述特點(diǎn)帶來(lái)的問(wèn)題是課程體系的系統(tǒng)性不夠，僅重視基礎(chǔ)模塊、專業(yè)基礎(chǔ)模塊和專業(yè)模塊各自的整合和改革，而對(duì)模塊之間的邏輯關(guān)系和內(nèi)在聯(lián)系考慮不足，[2]其具體體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

一是多門(mén)課程之間有重復(fù)內(nèi)容。應(yīng)用型本科為了跟蹤當(dāng)前業(yè)界的最新發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)一些新的理論特別是應(yīng)用技術(shù)過(guò)于倚重，但可能這些技術(shù)本身的分類尚不明朗，教師對(duì)其的把握尚未深入，從而可能導(dǎo)致在專業(yè)方向、專業(yè)選修、專業(yè)實(shí)踐課程中相同理論或知識(shí)以不同的課程名稱同時(shí)出現(xiàn)在同一個(gè)專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃中。

二是前導(dǎo)課程的設(shè)置不能滿足專業(yè)知識(shí)要求，影響學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。由于應(yīng)用型本科強(qiáng)調(diào)實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，因此，加強(qiáng)實(shí)踐課程成為當(dāng)前共識(shí)，但是在不增加整個(gè)學(xué)時(shí)的情況下，必定需要削弱其他課程所占比例。

而最為重要的一個(gè)現(xiàn)象可能是教材本身在內(nèi)容的組織、知識(shí)的選取、陳述的條理性等方面存在問(wèn)題，正如相關(guān)專家[2]指出，適用于培養(yǎng)學(xué)術(shù)型人才的理論體系教材一用就是多年，適用于高職高專院校培養(yǎng)職業(yè)型人才的教材在精品課程建設(shè)等教育部項(xiàng)目的推動(dòng)下已經(jīng)取得一定的成果。而對(duì)于適用于應(yīng)用型高校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的知行教材體系，由于特征和要求不明顯則成了被遺忘的重要任務(wù)。

基于上述問(wèn)題，本研究嘗試依據(jù)相同或相似專業(yè)的學(xué)生考試成績(jī)，通過(guò)分析其多年數(shù)據(jù)分布狀況，找出課程體系在設(shè)置、課程的內(nèi)容等方面存在的問(wèn)題，力爭(zhēng)從定量的角度探討應(yīng)用型本科院校課程設(shè)置的科學(xué)性。

三、基于成績(jī)的課程內(nèi)在關(guān)聯(lián)特征挖掘

利用關(guān)聯(lián)規(guī)則中頻繁項(xiàng)集的挖掘，可以發(fā)現(xiàn)某些項(xiàng)或項(xiàng)集在數(shù)據(jù)集中出現(xiàn)的比例高于指定閾值，我們稱這些項(xiàng)或項(xiàng)集為頻繁項(xiàng)集。

關(guān)聯(lián)規(guī)則一個(gè)典型的應(yīng)用場(chǎng)景是對(duì)顧客超市購(gòu)物籃的分析，顧客經(jīng)過(guò)POS機(jī)結(jié)賬之后，在超市管理信息系統(tǒng)中可以存留以下的數(shù)據(jù)集（表1）：

表1 可挖掘關(guān)聯(lián)規(guī)則的超市購(gòu)物數(shù)據(jù)集

以上數(shù)據(jù)集中,某顧客一次購(gòu)物序列是指不同顧客的一次購(gòu)物過(guò)程，而I1,I2,I3等代表商品列表。顯然，對(duì)一個(gè)大型超市而言，一段時(shí)間的積累以后上述數(shù)據(jù)集可能會(huì)變得非常龐大，關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘的核心問(wèn)題是針對(duì)該數(shù)據(jù)集，對(duì)購(gòu)物清單列分析希望找出某一組商品，譬如（I3,I5,I20）為頻繁項(xiàng)集。

自1993年阿格拉沃爾等提出關(guān)聯(lián)規(guī)則這一概念之后，相關(guān)研究一直受到人們的重視。由于關(guān)聯(lián)規(guī)則必須抽取于大數(shù)據(jù)集，所以，研究應(yīng)對(duì)的一個(gè)主題是如何提高搜索效率，其中由阿格拉沃爾提出的Apriori算法[3]是關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘的原創(chuàng)性經(jīng)典算法。

目前絕大部分高校已經(jīng)采用教務(wù)管理信息系統(tǒng)進(jìn)行日常教學(xué)管理，其保存的歷年學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)?yōu)槲覀儷@取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提供了極大的便利。從教務(wù)系統(tǒng)中經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)換我們可以得到如表2所示的數(shù)據(jù)集：

表2 學(xué)生成績(jī)數(shù)據(jù)

將連續(xù)的成績(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行離散化處理，假設(shè)規(guī)定將成績(jī)分為3個(gè)等級(jí)，用L表示0—45分，M表示46—75分，H表示76—100分，對(duì)于相同專業(yè)或課程大部分重復(fù)的相似專業(yè)，選取他們完全相同的課程集，表2可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成如下易于頻繁項(xiàng)集挖掘的數(shù)據(jù)集（表3），其中1,2……n數(shù)字代表對(duì)應(yīng)的課程：

表3 構(gòu)建易于頻繁項(xiàng)集挖掘的數(shù)據(jù)集

對(duì)表3進(jìn)行頻繁項(xiàng)集挖掘，假設(shè)得到形如以下三式不同頻繁項(xiàng)集的集合：[（M2，65%）,(L6，63%)，（H11，62%），（H28，56%），（L38，55%），（L39，50%）]（1）[(M2,L38 48%)，（H11，H28 44%），（L6,L38 40%）]（2）

在數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域，上述式（1）、（2）分別稱為頻繁1-項(xiàng)集、2-項(xiàng)集。其中，百分比代表該頻繁項(xiàng)集占所有數(shù)據(jù)記錄的比例，稱為支持度。由于頻繁項(xiàng)集固有特性，頻繁2-項(xiàng)集所有項(xiàng)必定來(lái)自于頻繁1-項(xiàng)集，同樣頻繁3-項(xiàng)集所有項(xiàng)必定來(lái)自于頻繁2-項(xiàng)集。因此，在相同閾值的情況下，包含越多項(xiàng)的項(xiàng)集會(huì)越來(lái)越少。

以上三式的具體含義分別解釋如下：

式（1）說(shuō)明了所有選修學(xué)生中，有65%的學(xué)生課程2考試成績(jī)一般，63%的同學(xué)課程6考得不好；

式（2）說(shuō)明了有48%的學(xué)生課程2成績(jī)一般且課程38的成績(jī)較差，44%的學(xué)生課程11和課程28都考得較好，40%的學(xué)生課程6和課程38都考得較差。

上述分析在對(duì)一定量的學(xué)生人數(shù)的數(shù)據(jù)分析之后，統(tǒng)計(jì)得到的結(jié)果顯然是發(fā)現(xiàn)了某課程在教學(xué)過(guò)程中的一些特殊情況，特別是普遍好（即頻繁項(xiàng)集中僅有H符號(hào)）和普遍差（頻繁項(xiàng)集中僅有L符號(hào)）這兩個(gè)情況，我們依據(jù)頻繁項(xiàng)集的特點(diǎn)可以推導(dǎo)出如下幾個(gè)結(jié)論。

如果發(fā)現(xiàn)一些課程學(xué)生普遍學(xué)得好，可能：

（1）課程內(nèi)容有所重復(fù)，本課程的一些知識(shí)在其它已學(xué)過(guò)的課程中或已涉及；

（2）學(xué)生意識(shí)到這些課程的重要性，主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性較高。

如果一些課程學(xué)生普遍學(xué)得不好，可能：

（1）課程的前導(dǎo)知識(shí)學(xué)習(xí)得不好；

（2）教材選擇得不好；

（3）課程設(shè)置的合理性存在問(wèn)題?？赡軆?nèi)容比較落后、難度不適、理論性太強(qiáng)，與實(shí)際應(yīng)用有較大距離等等。

四、實(shí)際數(shù)據(jù)驗(yàn)證

金陵科技學(xué)院是一所以培養(yǎng)高級(jí)應(yīng)用型人才為主的全日制普通本科院校。學(xué)校2006年開(kāi)始實(shí)施教學(xué)管理信息化工程，2007年以來(lái)的所有學(xué)生考試成績(jī)都保存在教務(wù)管理系統(tǒng)之中，我們提取出該校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)2007年至2013年7年間的所有學(xué)生成績(jī)進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析。

首先我們分析了7年之間該專業(yè)課程設(shè)置特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)公共基礎(chǔ)課程和專業(yè)基礎(chǔ)課程沒(méi)有太大的變化，剔除之前開(kāi)設(shè)但沒(méi)有延續(xù)至今的課程，共得到21門(mén)課程633名學(xué)生的數(shù)據(jù)。

如前所述，將成績(jī)概化成三個(gè)等級(jí)，并設(shè)定支持度為40%，利用我們自主開(kāi)發(fā)的基于Apriori算法的頻繁項(xiàng)集挖掘工具，我們采用兩種方法進(jìn)行頻繁項(xiàng)集挖掘。首先將7個(gè)數(shù)據(jù)集合并為一個(gè)數(shù)據(jù)集進(jìn)行挖掘，在普遍好的情況下，得到6個(gè)1-頻繁項(xiàng)集和2個(gè)2-頻繁項(xiàng)集。而普遍較差的情況下，得到9個(gè)1-頻繁項(xiàng)集，3個(gè)2-頻繁項(xiàng)集和1個(gè)3-頻繁項(xiàng)集。其中，6個(gè)普遍好的1-頻繁項(xiàng)集包括有：形勢(shì)與政策、大學(xué)生職業(yè)生涯規(guī)劃，2-頻繁項(xiàng)集包括有：形勢(shì)與政策、大學(xué)生職業(yè)生涯規(guī)劃、大學(xué)生創(chuàng)業(yè)導(dǎo)論。

普遍差的1-頻繁項(xiàng)集中包含了公共基礎(chǔ)課程中的高等數(shù)學(xué)AI，高等數(shù)學(xué)AII以及專業(yè)基礎(chǔ)課中的大部分課程。而2-頻繁項(xiàng)集包括有：高等數(shù)學(xué)AII，大學(xué)英語(yǔ)4；高等數(shù)學(xué)AII，離散結(jié)構(gòu)；高等數(shù)學(xué)AII，操作系統(tǒng)。3-頻繁項(xiàng)集有：高等數(shù)學(xué)AII、離散結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)。

針對(duì)上述情況，通過(guò)對(duì)相關(guān)教師以及當(dāng)前在校學(xué)生的溝通調(diào)查，我們綜合得到以下結(jié)論：

學(xué)得普遍較好：主要原因是一些課程的設(shè)置難度不高，考試形式比較靈活，如“形勢(shì)與政策”。而一些課程如“英語(yǔ)1”得到了學(xué)生的普遍重視，在難度不高的情況下，學(xué)生比較容易取得好的成績(jī)。

學(xué)得普遍較差：一個(gè)原因是學(xué)生認(rèn)為課程內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用存在一定距離，用處不大。但更為主要的原因是難度較大。雖然該校是二本院校，但一些公共基礎(chǔ)課選擇的教材卻等同于普通高校，因此教與學(xué)都面臨一定的困難，而很多教師的理念是，一些直接影響后續(xù)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)課程必須高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求。

同時(shí)，對(duì)于學(xué)得普遍不好的2-頻繁項(xiàng)集和3-頻繁項(xiàng)集，我們可以看到除了（高等數(shù)學(xué)AII，大學(xué)英語(yǔ)4）沒(méi)有直接的關(guān)聯(lián)外，（高等數(shù)學(xué)AII，離散結(jié)構(gòu)），（高等數(shù)學(xué)AII，操作系統(tǒng)）以及（高等數(shù)學(xué)AII，離散結(jié)構(gòu)，操作系統(tǒng)）彼此都有一定的關(guān)聯(lián)性，其中“高等數(shù)學(xué)AII”可能是最值得關(guān)注的課程。

我們又針對(duì)不同年級(jí)的7個(gè)數(shù)據(jù)集單獨(dú)進(jìn)行頻繁項(xiàng)集挖掘?qū)嶒?yàn)，除了少部分結(jié)果可能是教師、考卷的因素不能正常解釋外，其主要頻繁項(xiàng)集反映的情況與實(shí)際調(diào)查都比較吻合。此外，我們發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的現(xiàn)象是課程“算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”的普遍好支持度逐年提高，特別自2010年之后，其普遍好的支持度一直在40%以上，但是其直接的前導(dǎo)課程“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”并沒(méi)有同步提高。通過(guò)調(diào)查得出其主要的原因是：由于學(xué)校近幾年強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)二級(jí)的通過(guò)率，并要求該專業(yè)的學(xué)生必須參加計(jì)算機(jī)等級(jí)二級(jí)C語(yǔ)言考試，為提高學(xué)生的通過(guò)率，相關(guān)教師又在該課程考試結(jié)束后針對(duì)C語(yǔ)言二級(jí)考試進(jìn)行了額外的輔導(dǎo)。另一方面，近幾年該專業(yè)參加考研的人數(shù)逐年增加，作為計(jì)算機(jī)及其相關(guān)專業(yè)考研主考課程“算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”一直受到學(xué)生的重視。

五、結(jié)語(yǔ)

本文提出基于學(xué)生課程考試成績(jī)發(fā)現(xiàn)其與教學(xué)、內(nèi)容、教材選擇等之間的關(guān)聯(lián)，不僅從具體的角度查找出課程設(shè)置的問(wèn)題，而且能發(fā)現(xiàn)多門(mén)課程之間存在的關(guān)聯(lián)性不足，利用實(shí)際的學(xué)生成績(jī)數(shù)據(jù)也驗(yàn)證了其具有一定的合理性。

從管理的角度出發(fā)，當(dāng)前教學(xué)計(jì)劃的修訂一般由教務(wù)處、學(xué)院教學(xué)管理部門(mén)組織，專業(yè)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)進(jìn)行這項(xiàng)工作，是一個(gè)自上而下的過(guò)程。這雖然有利于工作的展開(kāi)，但并不能完整地收集到各方意見(jiàn)。如果相關(guān)人員利用該方法在計(jì)劃修訂前分析課程存在的問(wèn)題，從而可以有針對(duì)性地展開(kāi)調(diào)研論證，消弭了課程設(shè)置過(guò)程中教師、學(xué)生與設(shè)計(jì)小組信息溝通不暢帶來(lái)的影響，為課程設(shè)置的科學(xué)性提供了有益的幫助。

[1]潘懋元,周群英.從高校分類的視角看應(yīng)用型本科課程建設(shè)[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué),2009(3):4-7.

[2]林健.高?！白吭焦こ處熃逃囵B(yǎng)計(jì)劃”實(shí)施進(jìn)展評(píng)析(2010-2012)(上)[J].高等工程教育研究,2013(4):1-12.

[3]AgrawalR,SrikantR(1994)Fastalgorithms form ining association rules.In:Proceedings of the 1994 internationalconferenceon very large databases(VLDB’94),Santiago,Chile,487-499.

(編輯：李曉萍)

G642.3

A

1673-8454（2015）02-0080-03

教育部2013年度人文社會(huì)科學(xué)研究專項(xiàng)任務(wù)項(xiàng)目（工程科技人才培養(yǎng)研究）“面向地方應(yīng)用型本科院校工科人才培養(yǎng)機(jī)制-評(píng)價(jià)體系構(gòu)建研究”（13JDGC018）的階段性成果。