數(shù)據(jù)挖掘在教學(xué)中的應(yīng)用解析

劉昆

摘要：由于社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度不斷加快，基于這種大環(huán)境影響下，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)也隨之發(fā)展起來，并且得到了各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，例如商業(yè)以及金融業(yè)等，但是在我國(guó)的教育領(lǐng)域中，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用少之又少。因此，本篇文章就數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的概念詳細(xì)的說明，通過對(duì)數(shù)據(jù)挖掘在教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行充分的分析，希望通過本文的闡述，可以給我國(guó)的從教人員在教學(xué)模式上提供一定的幫助，并對(duì)教育事業(yè)的管理工作起到輔助的作用，進(jìn)而提高我國(guó)的整體教學(xué)水平，為數(shù)據(jù)挖掘在教學(xué)中的應(yīng)用奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)挖掘；高校教育；教育信息化；學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)特征；分類分析

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）14-0091-02

進(jìn)入新世紀(jì)以來，隨著我國(guó)信息化發(fā)展的速度越來越快，在這種環(huán)境的影響下，我國(guó)的教學(xué)部門也開始將信息化和數(shù)字化的理念融入到教學(xué)中來。就拿廣東外國(guó)語學(xué)院來說，在03年底，學(xué)校自從接受了市教育部的評(píng)估之后，學(xué)校在教學(xué)中開始融入信息化技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)，使得學(xué)校的教學(xué)管理和發(fā)展呈現(xiàn)直線上升的趨勢(shì)。隨著信息化時(shí)代的來臨，學(xué)生們?cè)趯?duì)教師的工作進(jìn)行評(píng)分時(shí)，由傳統(tǒng)的筆答方式逐漸演變?yōu)閼?yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行評(píng)分，而教師在對(duì)學(xué)生的每次考試成績(jī)進(jìn)行公布時(shí)，也將傳統(tǒng)的紙質(zhì)評(píng)分逐漸演變?yōu)閼?yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行評(píng)分，教師和學(xué)生也可以應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行選課或者學(xué)習(xí)，而學(xué)校的教學(xué)系統(tǒng)也由傳統(tǒng)的辦公室自動(dòng)化系統(tǒng)逐漸演變?yōu)閿?shù)字化對(duì)外公開系統(tǒng)。隨著各個(gè)學(xué)校將信息化技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)融入到教學(xué)中來，不僅有效地提升了學(xué)校教學(xué)的整體效率，同時(shí)也給學(xué)校節(jié)約了大量的人力資源和物力資源，促進(jìn)了我國(guó)教學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展。與此同時(shí)，隨著學(xué)校將信息化技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)中來，它也給學(xué)校的管理工作和教學(xué)方式積攢了大量的參考數(shù)據(jù)。其中包括學(xué)生所有考試成績(jī)管理數(shù)據(jù)、教師教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生對(duì)教師教學(xué)方式的評(píng)分?jǐn)?shù)據(jù)、教師和學(xué)生考試管理數(shù)據(jù)以及教師的專業(yè)知識(shí)培養(yǎng)數(shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)的存在，不僅是輔助學(xué)校教學(xué)管理的重壓工具，更是給學(xué)校教學(xué)的今后發(fā)展奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。但是，根據(jù)目前的情況來看，我國(guó)的各個(gè)學(xué)校的教學(xué)和管理工作一直處于起步階段，因此，這些數(shù)據(jù)還沒有得到各個(gè)學(xué)校的廣泛使用?；诂F(xiàn)在的情況來看，各個(gè)學(xué)?？梢越柚@些數(shù)據(jù)并進(jìn)行充分的挖掘，不僅可以有效地提升整個(gè)學(xué)校的教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)也給學(xué)校的今后發(fā)展奠定了重要的條件。

1 概述

數(shù)據(jù)挖掘（Data Mining） ，也被人們廣泛稱作數(shù)據(jù)開采，建立在一個(gè)全新的角度出發(fā)將各個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)行結(jié)合得出的產(chǎn)物，其中包括數(shù)據(jù)庫技術(shù)、知識(shí)發(fā)現(xiàn)技術(shù)（KDD技術(shù)）、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)技術(shù)等。它的主要原理就是將所需要對(duì)數(shù)據(jù)從大量的數(shù)據(jù)庫中搜索出來，并將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行充分的挖掘，將這些數(shù)據(jù)中最有利用價(jià)值和具備潛在效益的一面進(jìn)行利用，并將這些挖掘的數(shù)據(jù)進(jìn)行高級(jí)處理的整個(gè)過程就叫做數(shù)據(jù)挖掘。見圖1所示：

數(shù)據(jù)挖掘可以從兩個(gè)層次進(jìn)行解釋：在淺層次上， 數(shù)據(jù)挖掘可以借助數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的三個(gè)功能分別是數(shù)據(jù)查找功能、數(shù)據(jù)探索功能以及數(shù)據(jù)報(bào)表功能，與兩種數(shù)據(jù)分析法進(jìn)行結(jié)合，其中包括多維數(shù)據(jù)分析法以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析法，在實(shí)現(xiàn)聯(lián)機(jī)將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，進(jìn)而得出所需要的參考數(shù)據(jù)。在深層次上，數(shù)據(jù)挖掘可以將數(shù)據(jù)庫中前所未聞的數(shù)據(jù)或者隱性的數(shù)據(jù)探索出來。并將數(shù)據(jù)庫中可以利用的數(shù)據(jù)進(jìn)行高校的挖掘和索取，進(jìn)而給人們提供更好的參考數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行充分、合理的應(yīng)用。

2 數(shù)據(jù)挖掘方法

在對(duì)數(shù)據(jù)挖掘進(jìn)行充研究時(shí)，由于數(shù)據(jù)挖掘涉及的科學(xué)領(lǐng)域比較眾多，因此，數(shù)據(jù)挖掘的方法也以很多的形式表現(xiàn)出來。第一方面?zhèn)鹘y(tǒng)統(tǒng)計(jì)分析方法；第二方面就是機(jī)器學(xué)習(xí)方法；第三方面就是數(shù)據(jù)庫方法。要想真正實(shí)現(xiàn)注入三方面的內(nèi)容，下面就是筆者對(duì)這三方面的詳細(xì)介紹。

2.1 傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分析方法

傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分析方法主要包含五個(gè)方面的數(shù)據(jù)分析，第一個(gè)是判別分析；第二個(gè)是回歸分析；第三個(gè)是聚類分析；第四個(gè)是探索性分析；第五個(gè)是支持量分析。傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分析方法的原理為，用戶首先要提供所要假設(shè)的參數(shù)，然后在由系統(tǒng)將這些參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證。傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分析方法存在很多弊端，例如經(jīng)過訓(xùn)練之后才能進(jìn)行使用，由此同時(shí)，在進(jìn)行數(shù)據(jù)探索時(shí)，為了保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性，用戶需要進(jìn)行多次操作。在統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論中，被人們探索出的一種新型學(xué)習(xí)方法就是支撐矢量機(jī)（SVM），建立在計(jì)算學(xué)習(xí)理論的結(jié)構(gòu)較小風(fēng)險(xiǎn)的原則之上，可以提升學(xué)習(xí)機(jī)的泛化能力。

2.2 機(jī)器學(xué)習(xí)方法

機(jī)器學(xué)習(xí)方法主要包含三個(gè)方面，第一方面是歸納學(xué)習(xí)法；第二方面是基于范例推理法；第三方面就是貝葉斯網(wǎng)絡(luò)。基于范例推理法的工作原理就是借助原理的實(shí)驗(yàn)或者方式來對(duì)于指定的問題進(jìn)行求解。據(jù)目前情況來看，我國(guó)的對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)方法進(jìn)行探索的方向是把范例推理同格子機(jī)和最近鄰原理相進(jìn)行充分結(jié)合。除此之外，基于多關(guān)聯(lián)規(guī)則的分類算法是一種具有較高的效率以及較強(qiáng)的適應(yīng)功能的機(jī)器學(xué)習(xí)算法。

2.3 數(shù)據(jù)庫方法

數(shù)據(jù)庫方法主要包含三種方法，第一種是基于可視化的多維數(shù)據(jù)分析方法；第二種還是 OLAP 方法；第三種面向?qū)傩缘臍w納方法等。

3 數(shù)據(jù)挖掘在教學(xué)中的應(yīng)用

3.1 學(xué)生成績(jī)數(shù)據(jù)挖掘

每個(gè)學(xué)校都會(huì)在期末的時(shí)候?qū)W(xué)生的成績(jī)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其中包含學(xué)生的平時(shí)成績(jī)、學(xué)生的考試成績(jī)以及各科教師對(duì)學(xué)生的考查成績(jī)等，在教學(xué)的過程中應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，不僅可以給學(xué)生在查詢自己的各項(xiàng)成績(jī)時(shí)提供便利，同時(shí)也給可學(xué)生的綜合成績(jī)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。應(yīng)用關(guān)聯(lián)分析法，不僅可以將學(xué)生的各項(xiàng)成績(jī)進(jìn)行充分的挖掘，同時(shí)還可以讓學(xué)校及時(shí)地了解學(xué)生的各項(xiàng)成績(jī)、學(xué)生的全部信息、學(xué)生的專業(yè)發(fā)展、教師的教學(xué)質(zhì)量以及其他未知信息等之間存在的聯(lián)系。在每個(gè)學(xué)校的期末結(jié)束以后，學(xué)校的全體人員可以利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢以及統(tǒng)計(jì)之外，還可以從中吸取一些經(jīng)驗(yàn)，這對(duì)教師以及學(xué)校的管理人員在面對(duì)新的學(xué)期時(shí)的工作與教學(xué)管理提供了重要的意義。

3.2 教師課堂教學(xué)評(píng)分?jǐn)?shù)據(jù)挖掘

根據(jù)目前情況來看，許多學(xué)校開始使用計(jì)算機(jī)評(píng)分方法讓學(xué)生給教師進(jìn)行教學(xué)質(zhì)量評(píng)分。在學(xué)校期末工作結(jié)束之后，教師可以應(yīng)用計(jì)算機(jī)來查詢學(xué)生對(duì)自己教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià)，學(xué)校教務(wù)部們可以根據(jù)學(xué)生對(duì)教師教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來制定新的學(xué)期的教學(xué)方案，并根據(jù)學(xué)生給教師做出的評(píng)價(jià)來給教師進(jìn)行排名，并利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行充分的分析，并根據(jù)分析出的結(jié)果對(duì)各科教師的教學(xué)成果和教師具備的專業(yè)素質(zhì)、學(xué)生自身具備的綜合素養(yǎng)、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的判定以及指標(biāo)之間衡量值的設(shè)定進(jìn)行挖掘，進(jìn)而讓教師了解教師的教學(xué)方式也及教學(xué)質(zhì)量與學(xué)生的各項(xiàng)成績(jī)有著直接的影響。見圖2所示：

4 結(jié)束語

總而言之，隨著科技發(fā)展的腳步越來越快，教學(xué)部門也開始將信息化技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)中來，而傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)不能很好地滿足現(xiàn)代的教學(xué)需求，我們也很難在依照傳統(tǒng)的方式將所需要的參數(shù)在大量的數(shù)據(jù)中快速的查找出來，這就需要在教學(xué)中應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。即使數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)只是一種輔助工具，它永遠(yuǎn)也不可能將教師的位置進(jìn)行替換，但是它可以給教師的教學(xué)工作提供輔助的作用。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)就是通過科研人們通過大量的實(shí)踐得出的產(chǎn)物， 它給在傳統(tǒng)教學(xué)管理模式中很難獲取或者不能獲取的數(shù)據(jù)提供了捷徑。

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