網(wǎng)絡(luò)資源驅(qū)動(dòng)型的數(shù)據(jù)挖掘課程教改探討

徐圣兵 王振友 張良均

【摘 要】在互聯(lián)網(wǎng)這種大環(huán)境下，利用網(wǎng)絡(luò)資源驅(qū)動(dòng)型教學(xué)促進(jìn)多學(xué)科交叉和融合，尤其顯得重要，同時(shí)這本身就是數(shù)據(jù)挖掘課程的特點(diǎn)和要求。本項(xiàng)目將以數(shù)據(jù)挖掘的教與學(xué)為切入口，采取了一系列的改革措施，通過建立數(shù)據(jù)挖掘網(wǎng)絡(luò)資源驅(qū)動(dòng)型平臺(tái)來充分利用網(wǎng)絡(luò)資源。

【關(guān)鍵詞】數(shù)據(jù)挖掘 教改 網(wǎng)絡(luò)資源驅(qū)動(dòng)型

一、數(shù)據(jù)挖掘課程的教學(xué)問題

數(shù)據(jù)挖掘是一個(gè)多學(xué)科交叉領(lǐng)域，涉及數(shù)學(xué)建模、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模式識(shí)別、知識(shí)庫、高性能計(jì)算等諸多學(xué)科領(lǐng)域，并在工業(yè)、通信、財(cái)經(jīng)、醫(yī)療衛(wèi)生、生物工程、科學(xué)等眾多行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。

對(duì)于本科生來說，數(shù)據(jù)挖掘課程教學(xué)主要存在教學(xué)內(nèi)容廣，理論深，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)不能體現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用的全過程的問題。針對(duì)這些問題，國內(nèi)一些學(xué)者根據(jù)數(shù)據(jù)挖掘教學(xué)的難點(diǎn)，提出了一些教改方法，如目標(biāo)驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法、案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)法等，而且取得了很好的教學(xué)效果，但這些方法的注意力大都集中在課堂上教學(xué)組織，較少關(guān)注基于網(wǎng)絡(luò)資源整合平臺(tái)在課堂上展開教學(xué)。

二、網(wǎng)絡(luò)資源驅(qū)動(dòng)型的數(shù)據(jù)挖掘課程的教學(xué)優(yōu)勢(shì)

從數(shù)據(jù)挖掘課程的本身特點(diǎn)出發(fā)，針對(duì)本科生，以網(wǎng)絡(luò)資源驅(qū)動(dòng)的課堂教學(xué)模式改革，加強(qiáng)學(xué)生數(shù)據(jù)挖掘?qū)W習(xí)和知識(shí)發(fā)現(xiàn)訓(xùn)練環(huán)節(jié)，將網(wǎng)絡(luò)資源驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)模式運(yùn)用到數(shù)據(jù)挖掘課程的教學(xué)改革和理工科專業(yè)教師的科學(xué)研究中去，想方設(shè)法探索出一套穩(wěn)定的、易于操作的、可供一般教師使用的教學(xué)模式。

三、在利用網(wǎng)絡(luò)資源的基礎(chǔ)上，針對(duì)數(shù)據(jù)挖掘課程采取的教學(xué)措施

以數(shù)據(jù)挖掘的教與學(xué)為切入口，采取了以下的改革內(nèi)容：

（一）建立數(shù)據(jù)挖掘網(wǎng)絡(luò)資源驅(qū)動(dòng)型平臺(tái)。

（二）在課堂外，以數(shù)據(jù)挖掘選修課的學(xué)生為主，以興趣和自選方式將學(xué)生分成若干研究小組，面向數(shù)據(jù)挖掘網(wǎng)絡(luò)資源平臺(tái)，考察各個(gè)研究小組解決數(shù)據(jù)挖掘問題的分析能力和解決問題的效果。

（三）在課堂內(nèi)，教師設(shè)計(jì)不同類型和不同領(lǐng)域的數(shù)據(jù)挖掘問題，研究數(shù)據(jù)挖掘網(wǎng)絡(luò)資源組織形式的方式和問題的內(nèi)容對(duì)學(xué)生的數(shù)據(jù)挖掘?qū)W習(xí)的影響情況。

（四）針對(duì)參加研究小組和未參加研究小組的學(xué)生，利用各種數(shù)學(xué)挖掘競(jìng)賽和教師科研過程中問題的解決情況，測(cè)驗(yàn)和對(duì)比改革效果。

四、網(wǎng)絡(luò)資源驅(qū)動(dòng)型的數(shù)據(jù)挖掘課程的改革目標(biāo)

通過以上改革內(nèi)容，著重的改革目標(biāo)為：

（一）通過建立數(shù)據(jù)挖掘網(wǎng)絡(luò)資源驅(qū)動(dòng)型平臺(tái)，使得學(xué)生能夠根據(jù)實(shí)際問題的特點(diǎn)進(jìn)行充分的分析和討論，較好地利用網(wǎng)絡(luò)源源自學(xué)數(shù)據(jù)挖掘相關(guān)的其他學(xué)科知識(shí)，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際問題和科學(xué)問題中去，并能合理、有效地解決問題。

（二）以網(wǎng)絡(luò)資源為平臺(tái)，通過學(xué)生在實(shí)際問題的解決過程中和在老師的科學(xué)研究過程中的參與學(xué)習(xí)，逐步提高學(xué)生的科研能力和自主學(xué)習(xí)能力，逐步培養(yǎng)學(xué)生的積極性學(xué)習(xí)與遷移性學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神。使部分優(yōu)秀的學(xué)生，能夠提出對(duì)于一些實(shí)際問題和科學(xué)問題的優(yōu)秀的解決方案，撰寫并發(fā)表學(xué)術(shù)論文。

（三）在校內(nèi)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、廣東省數(shù)據(jù)挖掘大賽、全國“機(jī)電杯”數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、全國“統(tǒng)計(jì)建模”大賽、全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽和美國數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽等一系列競(jìng)賽中獲得多方面的鍛煉和練習(xí)，同時(shí)獲得更多更高質(zhì)量的獎(jiǎng)勵(lì)。

五、研究數(shù)據(jù)挖掘的教學(xué)方法需解決的關(guān)鍵問題

本課題擬解決的關(guān)鍵問題也是問題驅(qū)動(dòng)改革的難點(diǎn)：

（一）建立數(shù)據(jù)挖掘網(wǎng)絡(luò)資源驅(qū)動(dòng)型的平臺(tái)，這需要耗費(fèi)大量的時(shí)間與精力去設(shè)計(jì)與構(gòu)建，也是整個(gè)教改項(xiàng)目成功與否的關(guān)鍵所在。

（二）設(shè)計(jì)出難度合理、所涉數(shù)據(jù)挖掘知識(shí)分支范圍有效的實(shí)際問題和科研問題，尤其是將科研中的一些科學(xué)問題提煉出來，能為不同層次的學(xué)生所理解并解決。

（三）將這套試驗(yàn)?zāi)Ｊ皆谕谎芯啃〗M內(nèi)有不同專業(yè)和不同研究小組的專業(yè)差別方面進(jìn)行因材施教地有效推廣。

（四）在互聯(lián)網(wǎng)的大背景下，數(shù)據(jù)挖掘課程教師和其他專業(yè)教師在輔導(dǎo)和教育學(xué)生方面的協(xié)同合作方式問題，同時(shí)學(xué)生如何學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)效果如何考核。

六、在利用網(wǎng)絡(luò)資源的基礎(chǔ)上，針對(duì)數(shù)據(jù)挖掘課程采取的教學(xué)步驟

數(shù)據(jù)挖掘課程教學(xué)過程將按照以下步驟進(jìn)行：

（一）項(xiàng)目開始前，對(duì)數(shù)據(jù)挖掘教學(xué)進(jìn)行調(diào)研；

（二）根據(jù)調(diào)研的結(jié)果，策劃數(shù)據(jù)挖掘驅(qū)動(dòng)教學(xué)，籌建相應(yīng)的數(shù)據(jù)挖掘網(wǎng)絡(luò)資源平臺(tái)：a）利用統(tǒng)計(jì)學(xué)實(shí)踐基地平臺(tái)，確定項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)資源導(dǎo)向，搭建相應(yīng)平臺(tái)；b） 根據(jù)數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)的調(diào)研情況，確定競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)資源導(dǎo)向，搭建相應(yīng)平臺(tái)；c）根據(jù)數(shù)據(jù)挖掘教學(xué)情況，確定目標(biāo)驅(qū)動(dòng)資源導(dǎo)向，搭建相應(yīng)平臺(tái)。

（三）根據(jù)搭建的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，組織數(shù)據(jù)挖掘的課堂內(nèi)教學(xué)和討論。

（四）給予學(xué)生平臺(tái)學(xué)習(xí)的及時(shí)反饋和考核。

七、基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)數(shù)據(jù)挖掘課程教學(xué)的創(chuàng)新之處

在研究數(shù)據(jù)挖掘的教學(xué)特點(diǎn)的時(shí)候，構(gòu)建了交叉性學(xué)科學(xué)習(xí)的體系，形成了適應(yīng)廣東特色的理工科院校的教學(xué)、學(xué)習(xí)、考核的一種新型教學(xué)模式、教學(xué)手段與教學(xué)規(guī)范。并且，該試驗(yàn)改革具有非常好的資源共享性和方法推廣性特點(diǎn)，較容易推廣到所有的交叉性學(xué)科和教師的科學(xué)研究過程中去。本課題成果受益者不僅僅是學(xué)生，同樣包含老師，因此該教學(xué)改革實(shí)踐，覆蓋面廣，推廣性強(qiáng)，可以使得該教學(xué)改革試驗(yàn)研究成果發(fā)揮應(yīng)有的作用。

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