中職學校數(shù)字化校園數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應用研究

劉三星

文章編號： 2095-2163（2018）03-0205-04中圖分類號： 文獻標志碼： A

摘要： 關(guān)鍵詞： secondary vocational school

（ZhaoQing Industry & Trade Vocational School， Guandong Zhaoqing 526060， China）

Abstract： This paper makes a general design for the eight management systems of digital campus in our school， analyzes the general principles and related strategies of the platform design， and describes the structure and characteristics of the digital campus. The data from the teacher teaching evaluation system is excavated， which provides examples and reference for the secondary vocational schools to build the core application platform of the digital campus.The use of digital campus application management system for school teaching affairs， teaching staff to provide processing services. To improve the level of school management and provide scientific and accurate decisionmaking basis for decisionmakers.

Key words：

作者簡介：

收稿日期： 引言

數(shù)字化校園建設(shè)不是一項單純的技術(shù)工作，而是一項管理與技術(shù)相結(jié)合的系統(tǒng)工程。把先進的信息技術(shù)引入到教學、科研、管理和服務等各項活動中，以提高教、學、管的質(zhì)量和效率，創(chuàng)造新的教育和工作模式，完成傳統(tǒng)教育模式難以實現(xiàn)的目標。教育信息化的過程是教育思想、教育觀念、教育模式轉(zhuǎn)變的過程。結(jié)合本校多年信息化建設(shè)成果，以本校8大應用平臺為核心，開發(fā)了統(tǒng)一的校園門戶網(wǎng)站、統(tǒng)一登錄平臺和統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理中心。全校師生可以通過該門戶平臺獲得所需的信息。該門戶平臺包括8個管理系統(tǒng)和14個項目，實現(xiàn)了各應用系統(tǒng)與用戶的交互服務，為師生提供了一個訪問信息化服務的統(tǒng)一入口，是數(shù)字化校園對內(nèi)服務的窗口。

數(shù)字化校園對于促進人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新和提高教學質(zhì)量，具有一定的優(yōu)勢。強化信息技術(shù)應用，提高教師應用信息技術(shù)水平，更新教學觀念，改進教學方法，提高教學效果，可以促進信息社會背景下高校人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新與實踐，提升學校內(nèi)涵，培育學校的核心競爭力；數(shù)字化校園使學校信息化與教學、管理和生活相融合，逐步實現(xiàn)一體化和智能化。豐富共享數(shù)據(jù)中心，以服務、應用和管理為核心的現(xiàn)代化教學體系基本建成，豐富全院師生的學習及生活，構(gòu)建學校的流媒體系統(tǒng)；最終打造出信息化的、高效的服務型院校，促進學校信息化達到省內(nèi)同類院校的先進水平。

1數(shù)字化校園的結(jié)構(gòu)及特點

數(shù)字化校園結(jié)構(gòu)共分5層，如圖1所示。

（1）統(tǒng)一門戶平臺，是數(shù)字化校園對外展示的窗口。

（2）應用管理平臺，是數(shù)字化校園的核心。其中包括：學校OA辦公系統(tǒng)（手機端）、評教管理系統(tǒng)、教務管理系統(tǒng)、學生管理系統(tǒng)、師資管理系統(tǒng)、 資產(chǎn)管理系統(tǒng)、學生頂崗實習平臺、資源庫服務系統(tǒng)（平臺）等。

（3）數(shù)據(jù)中心層，平臺的數(shù)據(jù)在該層共享。校園所有信息統(tǒng)一儲存在此數(shù)據(jù)庫。

（4）統(tǒng)一身份認證層，根據(jù)學校的管理要求對不同崗位身份認證。

（5）基礎(chǔ)層，是網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)施。

網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、虛擬化、智能化是目前數(shù)字化校園研究的熱點。網(wǎng)絡(luò)化是信息化校園的基礎(chǔ)，數(shù)字化是信息表現(xiàn)形式，虛擬化是手段，個性化是一種標準，智能化是目的。

2數(shù)據(jù)挖掘在中職學校數(shù)字化校園中的應用

數(shù)據(jù)挖掘是指從大量的數(shù)據(jù)中通過算法搜索隱藏于其中信息的過程。目前，數(shù)據(jù)挖掘算法主要有：K-Means算法、Apriori算法、 PageRank算法。數(shù)據(jù)挖掘的過程主要分為5步：

（1）分析問題，確定源數(shù)據(jù)的來源，對原始數(shù)據(jù)進行初步篩選。

（2）數(shù)據(jù)處理階段，包括數(shù)據(jù)提取、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)加載。

（3）數(shù)據(jù)挖掘，首先進行算法規(guī)劃。

（4）規(guī)則評價。

（5）可視化，發(fā)現(xiàn)規(guī)則和規(guī)律，同時可以利用所得結(jié)果的商用價值。

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)包括3個主要部分：算法和技術(shù)、數(shù)據(jù)、建模能力。

本文開發(fā)的數(shù)字化校園應用平臺包括：教學管理、學生管理、資產(chǎn)管理，OA辦公平臺、評教管理、學生頂崗實訓、資源庫和師資管理應用系統(tǒng)（平臺）等8個模塊。大型數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)信息共享具有不完整、嘈雜、模糊的信息和隨機分布等特點，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可以提取隱藏的信息，決策系統(tǒng)，生成多個應用程序，為領(lǐng)導決策提供科學依據(jù)。數(shù)據(jù)庫挖掘在數(shù)字化校園中的應用結(jié)構(gòu)如圖2所示。

本文通過使用數(shù)字化校園的教師評價系統(tǒng)獲得大量數(shù)據(jù)，通過對教務管理系統(tǒng)的課程設(shè)置和教學評價等進行數(shù)據(jù)挖掘，可以獲得更多有價值的信息。通過分析學生對課程和教師的評價，能夠反映哪些課程受學生歡迎，受歡迎程度如何，為學校提供下一步的決策依據(jù)；通過研究系統(tǒng)方法和結(jié)構(gòu)，為數(shù)字化校園平臺的建設(shè)和平臺中課堂教學質(zhì)量評價系統(tǒng)的建設(shè)找到方向。通過研究數(shù)據(jù)挖掘在數(shù)字化中的應用，為本文研究的數(shù)據(jù)挖掘在課堂教學質(zhì)量系統(tǒng)的應用打下基礎(chǔ)。

3教師教學質(zhì)量評價系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

教學評價系統(tǒng)應遵偱：客觀性原則、全面性原則、同一性與差異性相結(jié)合原則、定性與定量分析相結(jié)合原則和民主性原則等5項基本原則。本文設(shè)計的教學評價系統(tǒng)對每個考核項目采用適當?shù)脑u價系數(shù)。 評價內(nèi)容包括：教學巡查員評價、教研室評價、教研組評價和學生評價等4個部分。本系統(tǒng)設(shè)置了時間限制，需在規(guī)定的時間內(nèi)完成評價工作并提交評價結(jié)果。教師教學質(zhì)量評價系統(tǒng)人員結(jié)構(gòu)如圖3所示。

4數(shù)據(jù)挖掘在教師教學質(zhì)量評價系統(tǒng)中的應用

4.1評價系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)挖掘

教學質(zhì)量評價系統(tǒng)對錄入數(shù)據(jù)庫中的各種數(shù)據(jù)按照不同的任務進行聚集與挖掘，并把數(shù)據(jù)更新到相應的初始數(shù)據(jù)表中。初始數(shù)據(jù)表主要包括教師基本信息表、教師任課表、督導評分表、教研組評分表、學生信息表、學生課程表、學生評分表和教師得分表等8張表。

評價表中共有 10項評分標準，將這些內(nèi)容分別標為 P1～P10，匯總在一張表中，部分教學督導評價數(shù)據(jù)見表1。

結(jié)果與分析

本文從評教系統(tǒng)中提取了300條教師的記錄數(shù)據(jù)，3000 條學生的記錄數(shù)據(jù)。為了找出教師自身條件與教師評價結(jié)果之間的關(guān)系，本文選擇了教師的性別、學歷、職稱和教齡等條件對教師評價結(jié)果進行數(shù)據(jù)挖掘和分析。挖掘教學質(zhì)量評價系統(tǒng)中可能存在的關(guān)聯(lián)規(guī)則，設(shè)最小支持度為 10%、最小確信度為 40%，共挖掘到 40 條規(guī)則。從最后一條規(guī)則可以看出，18%記錄是教學質(zhì)量為良好、具有本科學位的中級教師，在擁有本科學歷的中級教師中教學質(zhì)量良好占 76%。 如果將最小支持度設(shè)為 14%、最小確信度設(shè)為 60%，則共挖掘到 22 條規(guī)則，部分實驗結(jié)果見表2。

5結(jié)束語

數(shù)字化校園技術(shù)的規(guī)劃和建設(shè)存在螺旋遞進的關(guān)系，本文在管理平臺設(shè)計中重點關(guān)注方案設(shè)計的先進性和成熟性，既保證了系統(tǒng)在建設(shè)過程中的先進性，同時，還兼顧了平臺軟硬件選型的成熟性。具體工作如下：

（1）開發(fā)了基于B/S 模式下數(shù)字化校園的8個核心管理系統(tǒng)和14個項目，并完成相應模塊的開發(fā)和實現(xiàn)。

（2）對管理系統(tǒng)生成的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)挖掘，分別利用K-Means算法、 Apriori算法 和PageRank等算法對教師評教系統(tǒng)進行研究和分析，從數(shù)據(jù)中得到可能存在的關(guān)聯(lián)規(guī)則，為學校管理提出輔助決策。

（3）學校數(shù)字化校園的建設(shè)是建設(shè)應用支撐平臺、大數(shù)據(jù)中心、各種業(yè)務應用系統(tǒng)、綜合應用系統(tǒng)以及通過與學校的業(yè)務系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)抽取、整合與共享，形成對外的共享數(shù)據(jù)庫；并以此數(shù)據(jù)庫為基（下轉(zhuǎn)第211頁）礎(chǔ)，建立一個標準的數(shù)據(jù)交互平臺，實現(xiàn)與信息共享平臺的信息交換和共享服務，提供信息服務的有關(guān)功能，如數(shù)據(jù)查詢檢索、統(tǒng)計分析、數(shù)據(jù)挖掘、決策分析等功能。

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