數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在高職院校教學(xué)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用研究

曾金發(fā)+邱家明

摘 要：教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控是教學(xué)管理的重要環(huán)節(jié)之一，教學(xué)評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性可以有效提升教學(xué)質(zhì)量。傳統(tǒng)的高職院校對(duì)教學(xué)評(píng)價(jià)往往是將學(xué)生、教學(xué)督導(dǎo)等方面的評(píng)價(jià)內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，缺乏對(duì)教學(xué)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的分析，難以對(duì)教學(xué)質(zhì)量的提高提供有力的參考價(jià)值。教學(xué)質(zhì)量的提升需要對(duì)教學(xué)評(píng)價(jià)的全部數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，并研究教學(xué)評(píng)價(jià)的方法。對(duì)高職院校教學(xué)評(píng)價(jià)的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，探討分析了數(shù)據(jù)挖掘的方法和算法，提出了數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在高職院校教學(xué)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用途徑。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)；高職院校；教學(xué)評(píng)價(jià)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：G4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2016.29.119

隨著高校教學(xué)信息化的不斷進(jìn)步，教學(xué)管理過(guò)程中積累了大量的數(shù)據(jù)。但這些數(shù)據(jù)只是簡(jiǎn)單的業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)，并未進(jìn)行整理和分析。教學(xué)評(píng)價(jià)是教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系的重要內(nèi)容之一，如何把握其內(nèi)涵以及最終的目的，是教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中的難點(diǎn)之一。充分應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)能夠?qū)虒W(xué)評(píng)價(jià)過(guò)程中的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，從而為教學(xué)管理人員提供正確的決策，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提升。教學(xué)評(píng)價(jià)的科學(xué)性對(duì)于教學(xué)質(zhì)量的提高具有重要意義，因此利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)教學(xué)評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，能夠有效提高高職院校的教學(xué)質(zhì)量。

1 高職院校教學(xué)評(píng)價(jià)現(xiàn)狀

高職院校教學(xué)評(píng)價(jià)主要是教務(wù)處對(duì)每個(gè)學(xué)期教師的教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，一方面教務(wù)處將評(píng)價(jià)表發(fā)放給學(xué)生或是網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)，學(xué)生根據(jù)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)表中的內(nèi)容給教師評(píng)分；另一方面教學(xué)督導(dǎo)和同行聽課后給出相應(yīng)的評(píng)價(jià)，最終形成教師的教學(xué)評(píng)價(jià)最后得分。教務(wù)處將教師的得分進(jìn)行排名，并確定考核的等級(jí)。這種傳統(tǒng)的教學(xué)評(píng)價(jià)對(duì)于教學(xué)質(zhì)量的提高具有一定的作用，但是仍然存在諸多弊端，影響評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。近年來(lái)高職院校越來(lái)越重視對(duì)教學(xué)的評(píng)價(jià)，但教學(xué)評(píng)價(jià)缺乏一定的科學(xué)性。

1.1 對(duì)教學(xué)評(píng)價(jià)的認(rèn)識(shí)模糊

近年來(lái)，高職院校雖然越來(lái)越重視對(duì)教學(xué)的評(píng)價(jià)，但是對(duì)教學(xué)評(píng)價(jià)的意義、教學(xué)評(píng)價(jià)在教學(xué)管理中的作用認(rèn)識(shí)仍比較模糊。當(dāng)前部分高職院校的教學(xué)評(píng)價(jià)還停留在初級(jí)階段，沒(méi)有意識(shí)到科學(xué)的教學(xué)評(píng)價(jià)在教學(xué)管理中的重要性，因此教學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)的科學(xué)性有待進(jìn)一步完善。

1.2 教學(xué)評(píng)價(jià)理論薄弱

很多教學(xué)管理者對(duì)教學(xué)評(píng)價(jià)的理論知識(shí)比較薄弱，同時(shí)高職院校與專業(yè)的研究機(jī)構(gòu)缺乏足夠的合作，致使教學(xué)評(píng)價(jià)理論缺乏系統(tǒng)性，教學(xué)評(píng)價(jià)理論難以發(fā)揮應(yīng)有的作用。很多高職院校教學(xué)評(píng)價(jià)工作人員并未接受過(guò)專業(yè)的評(píng)價(jià)理論培訓(xùn)，導(dǎo)致教學(xué)評(píng)價(jià)只是停留在表面，難以向深層次推進(jìn)。

1.3 教學(xué)評(píng)價(jià)手段比較落后

高職院校目前采用的教學(xué)評(píng)價(jià)手段比較單一，評(píng)價(jià)技術(shù)相對(duì)落后。雖然很多院校開始采用模糊數(shù)學(xué)的方法進(jìn)行評(píng)價(jià)，也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但是教學(xué)評(píng)價(jià)還是沿用現(xiàn)成的技術(shù)，并沒(méi)有根據(jù)自身的特點(diǎn)進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)。

2 數(shù)據(jù)挖掘的分類與算法

2.1 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的分類

2.1.1 根據(jù)任務(wù)分類

根據(jù)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的任務(wù)進(jìn)行分類，主要包括分類模型數(shù)據(jù)挖掘、總結(jié)、聚類、關(guān)聯(lián)規(guī)則、序列發(fā)現(xiàn)以及依賴模型和異常發(fā)現(xiàn)等。

2.1.2 根據(jù)方法分類

根據(jù)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的方法進(jìn)行分類，主要分為分類算法、關(guān)聯(lián)規(guī)則算法、最近距離算法和支撐向量機(jī)算法。

決策樹分類法是應(yīng)用最為廣泛的算法，采用自上而下的歸納方法來(lái)總結(jié)數(shù)據(jù)規(guī)律，決策樹的數(shù)據(jù)總結(jié)清晰明了，并且每個(gè)節(jié)點(diǎn)都使用信息增益度量來(lái)選擇測(cè)試屬性。簡(jiǎn)單講，這種方法就是以樹形結(jié)構(gòu)來(lái)體現(xiàn)大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和挖掘結(jié)果。決策樹具有多種算法，較早的如Quinlan在1986年提出的ID3算法和Leo-Breiman所提出的CART算法。決策樹算法將數(shù)據(jù)有原則的進(jìn)行分類，剔除無(wú)用或者用處不大的信息，從而實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)整理的高效性，在預(yù)測(cè)模型中應(yīng)用廣泛。所謂關(guān)聯(lián)規(guī)則算法是通過(guò)數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性建立一張關(guān)系網(wǎng)，從而找到解決某一問(wèn)題的重要數(shù)據(jù)和條件，也就是通過(guò)對(duì)某種現(xiàn)象的檢測(cè)來(lái)獲得結(jié)果。關(guān)聯(lián)規(guī)則算法使大數(shù)據(jù)清晰化，能夠顯示有用結(jié)果，減少統(tǒng)計(jì)時(shí)間。同時(shí)，該方法支持間接的數(shù)據(jù)挖掘和對(duì)變長(zhǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，它計(jì)算的消耗量是可以預(yù)見的。最近距離法（KNN）的原理是以空間中的某個(gè)向量為樣本，與其相鄰的空間內(nèi)與其相似的向量的統(tǒng)計(jì)就可以用相同的方法來(lái)統(tǒng)一。該方法的優(yōu)勢(shì)在于避免了其它方法的樣本不平衡狀態(tài)。由于該方法主要是依靠周邊鄰近的樣本，樣本數(shù)量有限，不能通過(guò)由判別類域的方法來(lái)確定類別，所以常用于樣本之間重疊或交叉較多的空間。支撐向量法是建立在統(tǒng)計(jì)學(xué)理論的基礎(chǔ)上的，靠機(jī)器來(lái)完成，是現(xiàn)代智能化統(tǒng)計(jì)的雛形。其原理在于將給定的有限的數(shù)理訓(xùn)練樣本進(jìn)行準(zhǔn)確無(wú)誤的折衷，從而提高的推廣能力。

2.2 數(shù)據(jù)挖掘的過(guò)程

數(shù)據(jù)挖掘其實(shí)就是不斷的反饋，其重要包括數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段、數(shù)據(jù)挖掘階段以及評(píng)估和表示階段。

2.2.1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用的前提是準(zhǔn)備數(shù)據(jù)，教師教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的所有數(shù)據(jù)均來(lái)自于系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，所需數(shù)據(jù)主要有學(xué)生評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)、同行評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)、教師自評(píng)數(shù)據(jù)和專家評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)的獲取可以直接提取數(shù)據(jù)庫(kù)表的內(nèi)容。另外，還要綜合調(diào)查問(wèn)卷的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)準(zhǔn)備完成后，需要對(duì)全部數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，使其滿足數(shù)據(jù)挖掘格式。

2.2.2 數(shù)據(jù)挖掘階段

依據(jù)數(shù)據(jù)的具體性質(zhì)，選擇合適的處理技術(shù)，常用的技術(shù)有聚類分析、歸納技術(shù)、關(guān)聯(lián)技術(shù)以及神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，常用的算法有BP算法、ID3算法等。然后使用選擇的技術(shù)和算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘。

2.2.3 評(píng)估和表示階段

將教學(xué)評(píng)價(jià)的原始數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)轉(zhuǎn)換為更加容易理解、關(guān)系明確的形式，采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，進(jìn)而獲得最佳的模式，同時(shí)還要預(yù)測(cè)可能發(fā)生的多種情況，為決策者提供多個(gè)方案。

3 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在高職院校教學(xué)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

教學(xué)評(píng)價(jià)的任務(wù)就是通過(guò)科學(xué)的手段，構(gòu)建數(shù)據(jù)挖掘的模型，并將模型應(yīng)用到高職院校的教學(xué)管理中。教學(xué)評(píng)價(jià)模型要盡量降低人為因素的干擾，重新調(diào)整教學(xué)評(píng)價(jià)中的屬性權(quán)重。決策樹算法在商業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用范圍較廣，并且成效明顯，但是目前在教學(xué)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用還比較少，我們主要對(duì)決策樹算法的應(yīng)用進(jìn)行分析，構(gòu)建決策樹模型，將其具體應(yīng)用到高職院校的教學(xué)評(píng)價(jià)中。決策樹模型能夠在海量的數(shù)據(jù)中分析出可能影響學(xué)生、同行、專家評(píng)價(jià)結(jié)果的重要因素，能夠建立教師的教學(xué)行為和教學(xué)質(zhì)量之間的關(guān)系，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的規(guī)律，為以后的教學(xué)評(píng)價(jià)服務(wù)。

3.1 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在教學(xué)業(yè)績(jī)?cè)u(píng)價(jià)中的應(yīng)用

高職院校對(duì)于教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià)一直缺乏科學(xué)的評(píng)價(jià)方法，因此教學(xué)評(píng)價(jià)的結(jié)果缺乏合理性，教學(xué)評(píng)價(jià)的效果較差。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用，能夠構(gòu)建科學(xué)的、合理的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，并由專門的部門負(fù)責(zé)測(cè)評(píng)，這樣教師教學(xué)質(zhì)量的評(píng)定就有了準(zhǔn)確性，進(jìn)而可以將教學(xué)等級(jí)作為評(píng)價(jià)的硬性指標(biāo)，教師的晉級(jí)就有了理論依據(jù)。我們將其具體的應(yīng)用分析如下：

（1）在成績(jī)方面，多數(shù)高職院校是以期末成績(jī)和平時(shí)成績(jī)來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生，獎(jiǎng)勵(lì)結(jié)果多以獎(jiǎng)學(xué)金的形式出現(xiàn)。采用傳統(tǒng)的方式進(jìn)行評(píng)價(jià)，只能單方面的靠成績(jī)的數(shù)字來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生，而應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可以挖掘成績(jī)背后的影響因素，實(shí)現(xiàn)對(duì)比分析和全面分析。從而對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)做出正確的評(píng)價(jià)，并且在教學(xué)環(huán)節(jié)中采用必要對(duì)策。（2）在考試試題的出題中，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)能夠剖析學(xué)生的特點(diǎn)，從而針對(duì)性的出題，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題。（3）教學(xué)評(píng)價(jià)。這是我們研究的重點(diǎn)，在這一過(guò)程中，教學(xué)評(píng)價(jià)源于教師，但是評(píng)價(jià)對(duì)象卻是學(xué)生。在傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)中，我們往往忽視了對(duì)學(xué)生這一主體的作用，使用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)之后，評(píng)價(jià)的主體為學(xué)生，結(jié)合多種因素進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而根據(jù)學(xué)生的需求進(jìn)行教學(xué)方法與課程設(shè)置的改革。使學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程循序漸進(jìn)，更容易進(jìn)入角色，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心。對(duì)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)因素每個(gè)學(xué)期都要進(jìn)行分析，利用管理系統(tǒng)并結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，就能更自如地完成教學(xué)改革，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。

3.2 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在教學(xué)診斷中的應(yīng)用

教學(xué)評(píng)價(jià)能夠使教師明確自身教學(xué)目標(biāo)的合理性，教學(xué)方法和教學(xué)手段選擇是否科學(xué)合理，教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)是否清晰，進(jìn)而根據(jù)實(shí)際情況合理調(diào)整自身的教學(xué)策略，不斷改進(jìn)與完善教學(xué)方法。數(shù)據(jù)挖掘的結(jié)果可以使教師有針對(duì)性的解決教學(xué)中的問(wèn)題，教學(xué)評(píng)價(jià)不僅僅要為教師的教學(xué)狀況進(jìn)行判斷，同時(shí)對(duì)于教學(xué)改革的方向也提出了明確的要求，其能夠引導(dǎo)教師樹立科學(xué)的教學(xué)觀和正確的質(zhì)量觀，使教師可以清楚自身的不足和今后的努力方向，督促教師不斷轉(zhuǎn)變教學(xué)思想，對(duì)教學(xué)的過(guò)程進(jìn)行改革，發(fā)揮教師自身的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)新精神，最終實(shí)現(xiàn)有效的教學(xué)改革。

3.3 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在教學(xué)管理中的應(yīng)用

教師教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià)主要由教學(xué)主管部門完成，因此教學(xué)主管部門要利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)科學(xué)的收集數(shù)據(jù)，并選擇合適的算法進(jìn)行分析和處理，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)資料分析出提升教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵因素，然后將這些因素反饋給高職院校管理層。教學(xué)管理人員根據(jù)數(shù)據(jù)挖掘分析的結(jié)果可以及時(shí)制定正確的改進(jìn)措施，進(jìn)而發(fā)揮教學(xué)管理的功能。教學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)其他教師具有良好的借鑒作用，有利于不斷提高教學(xué)質(zhì)量。

4 總結(jié)

教學(xué)評(píng)價(jià)是高職院校教學(xué)管理的重要組成部分，對(duì)我國(guó)高職院校教學(xué)質(zhì)量的提高具有十分重要的作用。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是信息化發(fā)展的產(chǎn)物，它能夠處理海量的數(shù)據(jù)信息，提取出信息之間的關(guān)聯(lián)，發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的規(guī)律，以此來(lái)服務(wù)于教學(xué)評(píng)價(jià)。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)通過(guò)不同的算法，可以找出影響教學(xué)質(zhì)量的因素，進(jìn)而使決策者可以指定正確的決策，提升高職院校的教學(xué)質(zhì)量。因此高職院校在教學(xué)評(píng)價(jià)工作中，要加大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用，使教學(xué)評(píng)價(jià)能夠更好的為提升教學(xué)質(zhì)量服務(wù)。

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