數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的教學(xué)輔助系統(tǒng)應(yīng)用

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摘要：數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)在線教育的有機結(jié)合，在很大程度上促進了教育教學(xué)水平的提升?；诖耍疚木蛿?shù)據(jù)挖掘技術(shù)在教學(xué)輔助系統(tǒng)中的應(yīng)用展開分析，簡要介紹了數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用方向，及其在教學(xué)輔助系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用流程，重點從系統(tǒng)總體設(shè)計、主要功能模塊設(shè)計、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、系統(tǒng)界面設(shè)計的角度出發(fā)，闡述了基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在教學(xué)輔助系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)；教學(xué)輔助系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫

當(dāng)前，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在教學(xué)輔助系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用已經(jīng)較為廣泛，從數(shù)據(jù)庫當(dāng)中存儲的大量的、不完整的、隨機的、有噪聲的、模糊的數(shù)據(jù)當(dāng)中，提取出潛在的有效信息，并對其進行更高層次的分析，能夠有效提升系統(tǒng)存儲數(shù)據(jù)的利用率，進而為相關(guān)教學(xué)實踐及教育教學(xué)改革提供更多、更可靠的數(shù)據(jù)參考。

1數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用方向

所謂“數(shù)據(jù)挖掘”，即從大量、復(fù)雜、模糊、隨機的數(shù)據(jù)當(dāng)中，提取出潛在的、有價值的數(shù)據(jù)信息。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等不斷發(fā)展和應(yīng)用普及，人們在日常工作、生活中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息越來越多，使得大量重要的信息內(nèi)容被隱藏在系統(tǒng)當(dāng)中，造成大量的數(shù)據(jù)積累?；诖?，人們希望通過更高水平的分析手段和處理技術(shù)，實現(xiàn)對此類重要信息的有效挖掘和整理，為日后的信息利用做出支持。現(xiàn)階段，數(shù)據(jù)挖掘這一技術(shù)理念經(jīng)常與智能技術(shù)、分析技術(shù)、可視化技術(shù)等結(jié)合在一起，被應(yīng)用到歸納學(xué)習(xí)法、聚類法、統(tǒng)計分析法、仿生技術(shù)、模糊數(shù)學(xué)法、邏輯回歸法、關(guān)聯(lián)規(guī)則法等信息處理方法的實施當(dāng)中，并發(fā)揮了良好的作用效果[1]。此外，由于當(dāng)前人們在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中積存的信息大多以文本或文本集合的方式出現(xiàn)，故而隨之產(chǎn)生了“文本數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)”。從本質(zhì)上來講，這一技術(shù)理念是數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的一個分支，意為“從網(wǎng)絡(luò)文本中抽取有價值的信息和支持的計算機處理技術(shù)”。在這一技術(shù)的實際應(yīng)用過程中，人們可以通過一定的概念、規(guī)律、模式、內(nèi)容，實現(xiàn)相關(guān)文本的提取和查找，進而滿足自身特殊的文本應(yīng)用需求?，F(xiàn)階段，文本數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)主要被應(yīng)用在內(nèi)容檢索、信息過濾、信息處理等方面。

2數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在教學(xué)輔助系統(tǒng)中的應(yīng)用流程

首先，在教學(xué)輔助系統(tǒng)當(dāng)中，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的活動并不是憑空進行的，相關(guān)人員需要通過采集大量的數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建出原始的數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)。具體來講就是相關(guān)人員需要瀏覽大量的教學(xué)網(wǎng)站和論壇，對有益于教學(xué)輔助系統(tǒng)功能實現(xiàn)的問題、答案等信息進行搜尋、篩選和采集。需要注意的是，由于網(wǎng)站、論壇中包含有大量的錯誤問答內(nèi)容和“灌水”信息，故而相關(guān)人員一定要“擦亮雙眼”，以保證數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)的準(zhǔn)確性和高質(zhì)性[2]；其后，應(yīng)將收集到的教學(xué)問題、知識答案等信息視為單一的文檔類型，并對其進行切詞處理，即將信息中漢字序列切分成多個相對獨立的字詞。這一步驟主要是為了提高數(shù)據(jù)挖掘的靈活性和實用性，為教師、學(xué)生通過單個詞匯搜索出有價值問答信息提供支持；再后，在完成上述處理程序后，相關(guān)人員需要建立起一定的關(guān)聯(lián)規(guī)則，即把多個文本信息按照一定相關(guān)性進行連接，并作出同一詞匯與其他多個關(guān)聯(lián)詞匯、同一問題與多個關(guān)聯(lián)答案之間的距離權(quán)重；最后，將上一步驟權(quán)重整理所得的關(guān)聯(lián)信息進行列表整理，并通過文本聚類算法實現(xiàn)數(shù)據(jù)內(nèi)容的分類儲存。由此，將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)輔助系統(tǒng)當(dāng)中，便可為教師、學(xué)生等用戶群體按照科目分類以及具體詞條需求搜索問題答案做出支持，進而實現(xiàn)教學(xué)輔助系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量的顯著提升[3]。

3基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的教學(xué)輔助系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

3.1系統(tǒng)總體設(shè)計

隨著計算機技術(shù)在教育教學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，目前教學(xué)輔助系統(tǒng)的功能越來越完善，包括學(xué)習(xí)、練習(xí)、測評、教學(xué)總結(jié)等。在教學(xué)輔助系統(tǒng)的支持下開展的學(xué)習(xí)和練習(xí)等活動，與傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式有較大區(qū)別，能夠根據(jù)學(xué)生的具體情況，制定有針對性的學(xué)習(xí)計劃和練習(xí)計劃，利用系統(tǒng)提供的教學(xué)資源，開展復(fù)習(xí)和自我考評等活動，支持學(xué)生的個性化發(fā)展。同時，也讓教師能夠及時了解學(xué)生的自主學(xué)習(xí)情況，更加高效的開展各項教學(xué)和管理工作。基于上述應(yīng)用需求，引入數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，在教學(xué)輔助系統(tǒng)設(shè)計過程中，采用模塊化設(shè)計思想，在實現(xiàn)對應(yīng)功能模塊的基礎(chǔ)上，充分考慮系統(tǒng)反應(yīng)速度、數(shù)據(jù)安全性和系統(tǒng)可維護性等方面的需求，同時簡化系統(tǒng)操作，方便不同用戶進行使用。

3.2主要功能模塊及數(shù)據(jù)庫設(shè)計

基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的教學(xué)輔助系統(tǒng)主要功能模塊包括：（1）系統(tǒng)錄入與維護模塊。該模塊的主要功能是為教師或管理人員在系統(tǒng)中錄入各類信息數(shù)據(jù)提供支持，同時通過進行維護操作，確保系統(tǒng)的正常運行。教師或管理人員可以利用該模塊錄入教師信息、學(xué)生信息、課程信息、學(xué)習(xí)資源信息、考試成績信息等。在系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)過程中，充分考慮信息錄入效率和防錯能力，支持多種格式的信息數(shù)據(jù)錄入；（2）練習(xí)與測評模塊。該模塊主要供學(xué)生平時的學(xué)習(xí)和練習(xí)使用，包含練習(xí)和測評兩個部分，當(dāng)啟動考試模式時，練習(xí)功能暫時被屏蔽，考試結(jié)束后再開放使用。教師可以在線對學(xué)生測評情況進行評價，并提取其中的有用信息，為改進教學(xué)方法提供基礎(chǔ)；（3）數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)庫模塊。該系統(tǒng)采用SQLSERVER數(shù)據(jù)庫，通過建立學(xué)生信息表、教師信息表、考試信息表等基本表，為數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)挖掘提供支持。

3.3系統(tǒng)界面設(shè)計與實現(xiàn)

系統(tǒng)界面的設(shè)計與實現(xiàn)主要以簡單實用為依據(jù)，同時考慮界面的美觀性和易操作性。系統(tǒng)交互界面主要包括：（1）登錄界面。主要包含登錄信息輸入框和提交按鈕，完成身份信息驗證后，可以根據(jù)權(quán)限設(shè)定，登入到不同的功能模塊；（2）信息錄入界面。支持文本信息錄入、Excel表格導(dǎo)入、題庫導(dǎo)入等操作，可以為教師和管理人員的系統(tǒng)錄入提供方便；（3）練習(xí)和測評界面。教師和管理人員具有聯(lián)系和考試功能的設(shè)定權(quán)限，可以根據(jù)練習(xí)或測評目的自動從題庫中隨機抽取試題。學(xué)生登錄該界面后可以進行答題操作；（4）測評結(jié)果分析與數(shù)據(jù)挖掘界面，具有豐富的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析功能，能夠自動獲取相關(guān)參數(shù)，簡化教學(xué)評價流程。

4結(jié)束語

綜上所述，探究數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在教學(xué)輔助系統(tǒng)中的應(yīng)用，對促進提升網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的真正輔助教學(xué)作用具有重要意義。通過相關(guān)分析，應(yīng)用了數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的教學(xué)輔助系統(tǒng)，能夠有效突破傳統(tǒng)答疑方式，顯著提升師生間的有效互動頻率，為學(xué)生與教育資源的遠(yuǎn)程交互實現(xiàn)奠定良好的基礎(chǔ)。在未來的研究過程中，將對數(shù)據(jù)庫整理階段的挖掘算法進行更為深入的研究，由此能夠讓輔助系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)挖掘具有更強的適應(yīng)性。

參考文獻

[1]劉潔晶.數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在教學(xué)評估預(yù)測系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D].河北大學(xué)，2012.

[2]樊妍妍.基于數(shù)據(jù)挖掘的個性化在線教學(xué)輔助系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D].安徽大學(xué)，2011.

[3]杜芳芳.數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在遠(yuǎn)程教學(xué)輔助系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].河南科技，2011（12）：40-41.

作者:張小寒 單位:湖南財經(jīng)工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息系