關(guān)聯(lián)規(guī)則在教學(xué)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用研究

[摘 要]關(guān)聯(lián)規(guī)則是數(shù)據(jù)挖掘中一個(gè)飛速發(fā)展的領(lǐng)域，不斷得到發(fā)展和創(chuàng)新，而如何將這一技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)管理和評(píng)價(jià)中， 需要做更深一步的開(kāi)發(fā)與研究。本文將關(guān)聯(lián)規(guī)則與高校課堂教學(xué)評(píng)價(jià)相結(jié)合，從評(píng)價(jià)信息庫(kù)中挖掘得出教師性別、年齡、職稱、學(xué)歷等因素和教學(xué)效果之間的內(nèi)在聯(lián)系，使關(guān)聯(lián)規(guī)則為教學(xué)提供理論支持。

[關(guān)鍵詞]關(guān)聯(lián)規(guī)則 教學(xué)評(píng)價(jià) 數(shù)據(jù)挖掘

一、引言

數(shù)據(jù)挖掘是當(dāng)前人工智能數(shù)據(jù)庫(kù)和信息決策研究的熱門領(lǐng)域[1-2]，即從海量數(shù)據(jù)中用相關(guān)的理論和方法挖掘出有用的規(guī)律，關(guān)聯(lián)規(guī)則是數(shù)據(jù)挖掘研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域最重要研究方向之一，它用于確定數(shù)據(jù)集中不同領(lǐng)域或?qū)傩灾g的聯(lián)系，找出可信的、有價(jià)值的多個(gè)域之間的依賴關(guān)系。對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘大致包括：定義業(yè)務(wù)對(duì)象，即在經(jīng)驗(yàn)豐富的行業(yè)專家的指導(dǎo)下，明確實(shí)際業(yè)務(wù)的要求、數(shù)據(jù)的需要、目標(biāo)的要求以及算法的需要；數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，即對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇、預(yù)處理和轉(zhuǎn)換；數(shù)據(jù)挖掘，即用適當(dāng)?shù)耐诰蛩惴ㄕ页鲭[藏于數(shù)據(jù)內(nèi)部的容易理解、預(yù)測(cè)性的知識(shí)和規(guī)則；結(jié)果評(píng)估，即采用可視化技術(shù)對(duì)模式進(jìn)行評(píng)估，剔除冗余或無(wú)關(guān)的模式，多次調(diào)整，使效果達(dá)到最佳；最后進(jìn)行分析決策。

二、關(guān)聯(lián)規(guī)則的基本模型

關(guān)聯(lián)規(guī)則反映一個(gè)事物與其他事物之間的相互依存性和關(guān)聯(lián)性[4-5]。如果兩個(gè)或者多個(gè)事物之間存在一定的關(guān)聯(lián)關(guān)系，那么，其中一個(gè)事物就能夠通過(guò)其他事物預(yù)測(cè)到。

（1）設(shè)I={i1，i2，…，im}為所有項(xiàng)目的集合，D為事務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)，事務(wù)T是一個(gè)項(xiàng)目子集（T？哿I）。每一個(gè)事務(wù)具有唯一的事務(wù)標(biāo)識(shí)TID。設(shè)A是一個(gè)由項(xiàng)目構(gòu)成的集合，稱為項(xiàng)集。事務(wù)T包含項(xiàng)集A，當(dāng)且僅當(dāng)A？哿T。如果項(xiàng)集A中包含k個(gè)項(xiàng)目，則稱其為k項(xiàng)集。項(xiàng)集A在事務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)D中出現(xiàn)的次數(shù)占D中總事務(wù)的百分比叫做項(xiàng)集的支持度。如果項(xiàng)集的支持度超過(guò)用戶給定的最小支持度閾值，就稱該項(xiàng)集是頻繁項(xiàng)集（或大項(xiàng)集）。

（2）關(guān)聯(lián)規(guī)則是形如X？圯Y的邏輯蘊(yùn)含式，其中X？奐I，Y？奐I，且X∩Y=？覫。如果事務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)D中有s%的事務(wù)包含X∪Y，則稱關(guān)聯(lián)規(guī)則X？圯Y的支持度為s%，實(shí)際上，支持度是一個(gè)概率值。若項(xiàng)集X的支持度記為support（X），規(guī)則的信任度為support（X∪Y）/support（X）。這是一個(gè)條件概率P（Y|X）。即：

support（X？圯Y）=P（X∪）

confidence（X？圯Y）=P（Y|X）

（3）查找所有的規(guī)則 XY？圯Z具有最小支持度和可信度。

> 支持度，s，一次交易中包含{X、Y、Z}的可能性。

> 可信度，c，包含{X、Y}的交易中也包含Z的條件概率。

三、關(guān)聯(lián)規(guī)則的應(yīng)用

（1）關(guān)聯(lián)規(guī)則在學(xué)校教學(xué)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

1.選取數(shù)據(jù)。為了能發(fā)現(xiàn)教師本身的素質(zhì)與教學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果之間的內(nèi)在聯(lián)系，我們可以提取可能與評(píng)估結(jié)果相關(guān)的數(shù)據(jù)，如教師的工號(hào)、職稱、學(xué)歷、年齡、教齡、教師的評(píng)價(jià)結(jié)果，建立數(shù)據(jù)挖掘庫(kù)。

2.預(yù)處理數(shù)據(jù)。由于選取的數(shù)據(jù)中可能包含噪聲、缺失值、無(wú)效數(shù)據(jù)等，所以必須先清理。

3.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。由于要挖掘的數(shù)據(jù)來(lái)自于不同的數(shù)據(jù)庫(kù)如教學(xué)管理系統(tǒng)、人事管理系統(tǒng) 。其信息的表示方式可能各不相同，如編碼、屬性、屬性度量等不一致，所以在這些數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)挖掘庫(kù)時(shí)需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換。同時(shí)，如果采用的是Apriori算法，還要將關(guān)系表轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的事務(wù)庫(kù)。

4.數(shù)據(jù)挖掘。利用一種數(shù)據(jù)挖掘工具。如SQLServer2005的數(shù)據(jù)挖掘功能，可完成對(duì)數(shù)據(jù)的挖掘。

（2）關(guān)聯(lián)規(guī)則在課程設(shè)置中的應(yīng)用

學(xué)校中的課程設(shè)置是有規(guī)律的、循序漸進(jìn)的、即先基礎(chǔ)后專業(yè)，但由于受到學(xué)校教學(xué)條件、師資不足等因素的影響，課程設(shè)置仍然存在相關(guān)課程的前趨后繼關(guān)系不清專業(yè)課程劃分不合理等許多問(wèn)題。那么如何合理地設(shè)置每個(gè)專業(yè)每個(gè)學(xué)期的課程是值得我們?nèi)パ芯康恼n題。利用關(guān)聯(lián)規(guī)則分析的挖掘技術(shù)，我們可以從教學(xué)管理系統(tǒng)中選取各專業(yè)歷屆學(xué)生選課的數(shù)據(jù) 課程成績(jī)、授課教師、學(xué)生信息等相關(guān)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)預(yù)處理和轉(zhuǎn)換后通過(guò)專門的數(shù)據(jù)挖掘工具挖掘出具有實(shí)用價(jià)值的信息找到影響學(xué)生成績(jī)的原因，并在此基礎(chǔ)上對(duì)課程設(shè)置做出合理安排除此之外，關(guān)聯(lián)規(guī)則分析還可應(yīng)用在學(xué)生成績(jī)預(yù)測(cè)學(xué)生生源分布、課程相關(guān)性、學(xué)生就業(yè)核心因素、心理問(wèn)題等方面。

四、結(jié)論

關(guān)于關(guān)聯(lián)規(guī)則的研究和應(yīng)用比較廣泛，把現(xiàn)有的關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘算法與教學(xué)評(píng)價(jià)問(wèn)題緊密結(jié)合起來(lái)是高校信息系統(tǒng)中重要的研究方向之一。從評(píng)教信息數(shù)據(jù)庫(kù)中挖掘得出教師性別、年齡、職稱、學(xué)歷等因素和教學(xué)效果間的內(nèi)在聯(lián)系，使關(guān)聯(lián)規(guī)則為教學(xué)提供理論支持。

參考文獻(xiàn)：

[1] 教育部高教司.教學(xué)相長(zhǎng)—高等職業(yè)教育教師基礎(chǔ)知識(shí)讀本[M].北京：高等教育出版社，2005.

[2] 王朝莊.高職教育改革與發(fā)展應(yīng)解決的五個(gè)基本問(wèn)題[J]. 教育與職業(yè)，2005，（35）.

[3] 姜大源.職業(yè)教育學(xué)研究新論[M].北京：教育科學(xué)出版社，2007.

[4] JiaweiHan，數(shù)據(jù)挖掘概念與技術(shù) [M ] 范明， 孟小峰等譯，北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，2005。

[5]魏萍萍，王翠茹，王保義，張振興。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)及其在高校教學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]計(jì)算機(jī)工程，2003， 7 （ 29） ： 11 – 14。