基于數(shù)據(jù)挖掘的教學質(zhì)量評價體系研究

趙倩

摘? ?要：基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的教學質(zhì)量評價體系能夠客觀、精準地反映出影響教學質(zhì)量的關(guān)鍵因素。文章利用大數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)規(guī)則技術(shù)，通過數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預處理等過程構(gòu)建關(guān)聯(lián)規(guī)則數(shù)據(jù)庫，形成基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的教學質(zhì)量評價模型。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)挖掘;教學質(zhì)量;評價;關(guān)聯(lián)規(guī)則

1? ? 基于數(shù)據(jù)挖掘的教學質(zhì)量評價指標設(shè)計

1.1? 評價指標

教學質(zhì)量評價體系是教學管理部門和教師了解和提高教學質(zhì)量的平臺，其主要是對組織教學質(zhì)量評價、收集評價對象的評價數(shù)據(jù)[1]。教學評價質(zhì)量結(jié)果的優(yōu)劣受教學質(zhì)量評價因素的影響，不同的教學質(zhì)量評價指標對于評價結(jié)果的影響是不同的，因此，構(gòu)建基于數(shù)據(jù)挖掘的教學質(zhì)量評價體系關(guān)鍵就是要明確教學質(zhì)量評價指標。評價指標的設(shè)立必須要尊重客觀性原則、導向性原則、可行性原則以及科學性原則。在整個教學質(zhì)量評價體系中必須要實現(xiàn)多元化的教學評價主體，例如要實現(xiàn)學生評價、同行評價、教務(wù)督導組專家評價以及教師本人自評4個組成部分。結(jié)合相關(guān)的文獻資料，本次設(shè)計的數(shù)據(jù)挖掘教學質(zhì)量評價體系指標主要包括3級：教學態(tài)度（學生評價、同行評價、督導評價以及本人評價）、教學內(nèi)容（學生評價、同行評價、督導評價以及本人評價）、教學方法以及教學效果[2]。

1.2? 指標權(quán)重確定

質(zhì)量評價體系主要包括指標的建立和權(quán)值的建立，本次設(shè)計確定為40多個3級指標，因此，評價指標權(quán)值將在很大程度上影響總評結(jié)果。權(quán)重就是指標在整個評價體系的重要程度，權(quán)重值越大，該指標對教學質(zhì)量評價結(jié)果的影響也就越大。結(jié)合本文研究對象的實際情況考慮，選擇層次分析法和專家意見平均法相結(jié)合的方式，以確定各級指標的對應權(quán)重。（1）層次分析法。本次采取的“1—9尺度”分析法，結(jié)果表明采取此種方法能夠準確地反映出指標的價值。（2）專家意見平均法。本次邀請10位專家對指標進行指標權(quán)重的分配。

2? ? 基于數(shù)據(jù)挖掘的教學質(zhì)量評價系統(tǒng)的總體設(shè)計

2.1? 教學質(zhì)量評價系統(tǒng)的分析

教學質(zhì)量評估是教學工作評估的重要指標，通過構(gòu)建教學質(zhì)量評價體系不僅可以改變傳統(tǒng)的人為因素影響評分的現(xiàn)象，而且還可以通過運用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)實現(xiàn)對教學質(zhì)量評價指標的精準分析，客觀反映影響教學質(zhì)量的因素。結(jié)合高職教學質(zhì)量評價體系的原則[3]，本系統(tǒng)所應該具備的功能主要如下：（1）用戶權(quán)限的管理。是教學質(zhì)量評價體系設(shè)計的基礎(chǔ)，也是滿足不同需求者的基本功能。由于高校教學質(zhì)量評價參與主體不同，其評價的賦值分數(shù)也不同，因此，需要設(shè)定相應的權(quán)限。例如學生具備登入系統(tǒng)的權(quán)限，但是沒有修改的權(quán)限。而教學管理者則具有修改、查詢數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果的權(quán)限。（2）關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘。通過關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘出對客觀評價教學質(zhì)量結(jié)果的數(shù)據(jù)，為精準調(diào)整教學策略提供依據(jù)。（3）網(wǎng)上評價。主要是適應教育信息化發(fā)展而產(chǎn)生的，其主要是為了滿足不同評價主體的需求，通過開展網(wǎng)上評價，減少中間人為干預教學評價結(jié)果的因素。

2.2? 基于數(shù)據(jù)挖掘的教學質(zhì)量評價體系的總體框架

基于數(shù)據(jù)挖掘的教學質(zhì)量評價體系主要是為用戶提供最佳的決策信息，因此，所設(shè)計的系統(tǒng)必須要具備投資少、實用性強以及易維護的特點。

（1）操作層。用戶在操作層面上輸入相關(guān)的質(zhì)量評價數(shù)據(jù)，選擇相關(guān)的數(shù)據(jù)源以及設(shè)置挖掘參數(shù)等實現(xiàn)對所有數(shù)據(jù)的管理，并且將經(jīng)過數(shù)據(jù)挖掘產(chǎn)生的各種信息結(jié)果在該層面展現(xiàn)出來。

（2）數(shù)據(jù)挖掘?qū)?。?shù)據(jù)挖掘主要是利用用戶設(shè)置的挖掘參數(shù)對數(shù)據(jù)庫實施挖掘，進而產(chǎn)生關(guān)聯(lián)規(guī)則，將關(guān)聯(lián)規(guī)則顯示在操作界面層。

（3）數(shù)據(jù)存儲層。主要是將存儲的各種數(shù)據(jù)儲存，并且將操作數(shù)據(jù)提供給系統(tǒng)各層。

2.3? 系統(tǒng)模塊設(shè)計

根據(jù)教學質(zhì)量評價要求，本系統(tǒng)主要分為5個模塊：（1）用戶管理模塊。其主要包括添加用戶、修改用戶以及刪除用戶功能。（2）數(shù)據(jù)管理模塊。主要包括數(shù)據(jù)源管理和基本信息的管理。（3）網(wǎng)上評價模塊。包括學生評價、同事互評以及專家評價。（4）數(shù)據(jù)挖掘模塊。（5）查詢模塊。

2.4? 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

數(shù)據(jù)庫是整個教學質(zhì)量評價體系的核心，其主要是通過E-R模型設(shè)計的。根據(jù)該模型所設(shè)計的數(shù)據(jù)庫主要包括：（1）用戶表。標識為YHB，包含的字段有用戶名、密碼、用戶類型。（2）學生表。標識為XSB，包含的字段有學號、姓名、性別、班級以及系。（3）教師表。主要包括教師的基本信息，例如教師編號、年齡、性別、學歷以及畢業(yè)院校等。（4）學生評價。主要包括教師態(tài)度、教學內(nèi)容、教學效果、教學方法以及評價總分等方面信息的數(shù)據(jù)。（5）專家評價表。主要包括評價專家的編號、教師姓名、教學態(tài)度、教學內(nèi)容以及教學方法等方面的數(shù)據(jù)信息。

3? ? 教學質(zhì)量評價系統(tǒng)的實現(xiàn)

3.1? 系統(tǒng)開發(fā)工具

實現(xiàn)教學質(zhì)量評價體系的關(guān)鍵就是要構(gòu)建基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應用程序平臺。目前ASP NET是統(tǒng)一的Web應用程序平臺，其可以面向所有的設(shè)備和瀏覽器，因此，可以認為其具有較高安全性、更強的可升級性的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。本系統(tǒng)的開發(fā)工具為：（1）硬件環(huán)境。由于本次所設(shè)計的數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)所需要處理的數(shù)據(jù)比較多，而且還要求系統(tǒng)要具有更快的響應速度，因此，對于硬件設(shè)備的要求比較高。例如本次系統(tǒng)所存在的計算機設(shè)備內(nèi)存達到32 GB以上，硬盤100 GB以上。（2）軟件環(huán)境。對系統(tǒng)的運行安全較為關(guān)鍵，因此，本次系統(tǒng)軟件的環(huán)境為Windows系統(tǒng)，具有穩(wěn)定性強、界面美觀大方、使用方便、快捷的特點。為了保證系統(tǒng)的安全，系統(tǒng)采取了較大規(guī)格的查殺病毒軟件系統(tǒng)。（3）系統(tǒng)開發(fā)工具選用ASP.NET，后臺數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具選擇Microsoft SQL Server2008。

3.2? 數(shù)據(jù)的預處理

高職教學質(zhì)量評價體系的數(shù)據(jù)比較多，因此，需要對相關(guān)的數(shù)據(jù)進行集成、清洗、離散以及歸納等各項的處理工作，然后再進行數(shù)據(jù)挖掘。傳統(tǒng)的高職教學質(zhì)量評價體系主要采取的是百分制評價，其較為主觀，難以客觀反映教學質(zhì)量，因此，采取等級評分制。設(shè)定為優(yōu)、良、中、差4級評分制，相對于傳統(tǒng)的百分制而言，評價過程更加簡單，評價結(jié)果更具有參考性，因此，一般通過下面的方法實現(xiàn)轉(zhuǎn)換，將百分制的結(jié)果轉(zhuǎn)換為5級評分制：（0～60分）差、（60～70分）及格、（70～80分）中、（80～90分）良、（90～100分）優(yōu)。在數(shù)據(jù)挖掘的過程中，真正需要的并不是評價所得的原始數(shù)據(jù)，而是在評價數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上運用合適的數(shù)學方法經(jīng)過分析計算得到的結(jié)果數(shù)據(jù)，這種數(shù)據(jù)稱為評價結(jié)果。評價結(jié)果數(shù)據(jù)、相關(guān)文件及其他數(shù)據(jù)庫等數(shù)據(jù)形式才是數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)主要研究對象，因此，只有正確地評價結(jié)果數(shù)據(jù)才能得出正確的數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果。

3.3? 基于關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘在本評價系統(tǒng)中的應用

3.3.1? “專業(yè)老師”關(guān)聯(lián)分析

對專業(yè)教師評價是教學評價體系的重要內(nèi)容，關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘?qū)I(yè)教師的評價應用主要表現(xiàn)為：（1）數(shù)據(jù)準備。系統(tǒng)設(shè)計人員根據(jù)教學評價指標的設(shè)定原則，組織全校師生對專業(yè)教師進行綜合打分評價，然后計算機系統(tǒng)在整個教學評價系統(tǒng)中提取被評價專業(yè)教師的得分數(shù)據(jù)，然后按照不同指標原則的科目，計算各級指標的數(shù)據(jù)和關(guān)聯(lián)規(guī)則。（2）對關(guān)于被評價教師的得分數(shù)據(jù)進行匯總，并且按照系統(tǒng)預定的計算方式對專業(yè)教師的評價分值進行計算，以此得出專業(yè)教師的教學分數(shù)。教學評價分值在90～100分的設(shè)定為優(yōu)，在80～89分的為良，在70～79分的為中，60～69分的為及格。（3）根據(jù)教學評價得分，進行數(shù)據(jù)表格統(tǒng)計，關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘。同時，高校管理者根據(jù)教學評價分值與被評價專業(yè)教師進行交談，以此尋求提升專業(yè)教師能力的方法。

3.3.2? “專業(yè)科目”關(guān)聯(lián)分析

對于專業(yè)教師評價得分較低的教師，如果按照教師進行關(guān)聯(lián)并不能得到明顯的結(jié)果，因此，可以從“專業(yè)科目”角度進行關(guān)聯(lián)，通過對課程的客觀評價，找出提高課程教學質(zhì)量的對策。例如，當專業(yè)教師得分不高時，可能是因為該課程難度比較高造成的，因此，可以通過專業(yè)課程的關(guān)聯(lián)挖掘，尋求提升該課程教學質(zhì)量的對策。對于專業(yè)科目的關(guān)聯(lián)分析，第一步，是要對該課程的“教學內(nèi)容”和“教學效果”進行關(guān)聯(lián)分析。第二步，設(shè)定評價結(jié)果。評價分值在90～100分的設(shè)定為優(yōu)，在80～89分的為良，在70～79分的為中，60～69分的為及格。第三步，教學評價管理人員根據(jù)結(jié)果對該課程的實際教學問題去客觀分析，并且組織相關(guān)專家進行研討，以此盡快解決課程教學質(zhì)量不高的問題。

3.3.3? 對教師檔案和教師評分進行關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘

教師知識結(jié)構(gòu)對教學質(zhì)量的影響非常大，因此，為了客觀評價教學質(zhì)量應用因素，本文以雙師型教師的關(guān)聯(lián)挖掘為例。具體的得分設(shè)計劃分為4個層次：優(yōu)秀（90～100分）、良（80～89分）、中（70～79分）和及格（60～69分）。通過運用Apriori 算法對相關(guān)問題進行計算，得出的數(shù)據(jù)之間存在較大的關(guān)聯(lián)性。根據(jù)系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)計算得出以下結(jié)論：雙師型教師與總評價分之間具有較高的關(guān)聯(lián)規(guī)則，由此表明學生對于雙師型教師的教學內(nèi)容比較容易接受，而且學生的學習質(zhì)量也比較高。這充分說明雙師型教師在具體的教學中能夠?qū)⑸鐣嵺`中的經(jīng)驗引入到教學過程中，有助于提高學生的學習興趣，增強學生學習的實效性。通過對教師檔案和教師評分的關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘為高職院校的教學工作提供科學指導：高職院校通過實施校企合作，引入雙師型教師隊伍能夠提升高職教學質(zhì)量。因此，作為高職院校而言，必須要加大雙師型教師隊伍的建設(shè)力度，鼓勵本校教師積極參與到企業(yè)實踐活動中。

4? ? 結(jié)語

基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在高職教學評價體系中的應用價值很高，構(gòu)建基于數(shù)據(jù)挖掘的教學評價體系是促進高職教學質(zhì)量、客觀反映教學問題、實現(xiàn)高職核心素質(zhì)教育的關(guān)鍵舉措。因此，我們要強化數(shù)據(jù)挖掘在教學評價體系中的應用效果。

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Research on teaching quality evaluation system based on data mining

Zhao Qian

（Sanmenxia Polytechnic， Sanmenxia 472000， China）

Abstract：The evaluation system of teaching quality based on data mining technology can objectively and accurately reflect the key factors that affect the teaching quality. In this paper， big data association rules technology is used to construct association rules database through data acquisition， data preprocessing and so on， and a teaching quality evaluation model based on data mining technology is formed.

Key words：data mining; teaching quality; evaluation; association rules