利用數據挖掘技術研究教育教學問題

摘 要：目前，數據挖掘的研究重點正逐漸從發現方法轉向實際應用，并給許多產業特別是商業領域帶來了巨大收益。文章介紹了數據挖掘技術，力求將其引入教育領域，分析教育教學中的大量數據，使其服務于教育教學，討論了數據挖掘技術在教育領域中應用的幾個結合點，并提出了應用中的問題和解決方法。

關鍵詞：數據挖掘；知識發現；信息技術；個性化教學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2013）35-005-01

以計算機多媒體和網絡通信為基礎的現代信息技術應用于教育領域，使得我們產生和收集數據的能力大為提高。數據背后隱藏著許多重要的信息，而這些信息正是教育管理部門和學校的寶貴財富。面對浩如煙海的數據，我們希望能夠對其進行更高層次的分析，發現數據中存在的關系和規則，以便更好地利用這些數據為教育教學服務，能滿足教育管理部門和學校這一需求的強有力的技術就是數據挖掘。

一、數據挖掘技術在教育領域中的應用

隨著教育信息化的深入開展，教育管理部門和學校積累了越來越多的數據。如教育管理部門掌握了本地各學校的基本情況、各學校歷年的招生就業情況、各學校的在校生人數和專業設置等數據；學校掌握了本校的師資、學生、教學資源等數據。各級各類學校的數據庫系統日益完善，如教務管理系統、教師人事管理系統、學生管理系統、學生成績管理系統、招生就業系統、辦公自動化OA系統，圖書管理系統、后勤管理系統等等。數據挖掘技術在教育領域大有可為，它能幫助教育管理部門出臺正確合理的政策，能幫助學校充分利用教學資源、提高教學質量，增強學校的競爭力。

1.畢業生就業情況分析。隨著我國產業結構調整、就業崗位減少，而高校招生規模不斷擴大，畢業生數量迅速增加，就業形勢嚴峻，教育管理部門掌握了本地高等院校和職業技術學校的畢業生就業數據以及用人單位的數據，利用數據挖掘可以分析出何種學歷層次、何種院校、何種專業的學生就業率高，何種用人單位受畢業生青睞，以便合理引導本地的教育資源；學校在數據庫中存放了學生的基本情況、學習成績、在校表現等數據，利用數據挖掘可以分析出就業情況跟學生的什么因素關聯性大，以便在以后的教育中有針對性地培養學生。

2.教師教學效果評價。在學校的數據庫中，存放了教師的授課信息，在教考分離、流水閱卷的前提下，學生成績錄入數據庫后，利用數據挖掘可以分析每位教師的教學效果，甚至可以自動與其工資福利掛鉤，減少了許多人為因素，便于學校加強對教師的管理，提高教學質量。

3.個性化教學。在教學實踐中，學生作為教學的主體，存在個性差異，個人的學習基礎與能力、風格與習慣、態度與興趣等千差萬別。在傳統教學活動中，教師與學生直接交流，通過對學生觀察、測試等多種手段，憑借自己的教學經驗對學生個性做出判斷，以便因材施教。隨著信息技術在教育領域的滲透，許多學校建立了校園網，學生可以通過網絡自主學習，但學生的個性差異與網絡教育資源提供模式的單一性產生了巨大矛盾，目前的網絡教育沒有考慮學生的個性差異，要求學生適應系統而不是系統去適應學生，交互性較差，導致教學效果不理想。利用數據挖掘技術收集、分析學生在網絡學習過程中的動態和靜態信息，使學生個性特征的收集和分析工作由人工轉向自動，實現個性化教學，對不同的學生提供不同的教學資源，進行不同的教學過程。

4.學生日常管理。隨著生源素質的下降，所有學校都存在學生管理難的問題。學生從入學到畢業的信息都記錄在學校的數據庫中，如學生檔案、新生入學教育、軍訓、學生違紀事件處理、評優、學生的獎學金、貸學金、勤工儉學、困難補助、費用減免、特殊事故的處理與學生平安保險、班主任評語等等。利用數據挖掘技術，可以分析出品學兼優的學生有什么樣的特點，而違反紀律，不聽管教的學生又有什么樣的特點。利用挖掘結果就可以分析出學生的行為規律，便于學校制定對學生日常管理的規章制度。

三、數據挖掘在教育領域應用中存在的問題

1.數據質量和其統一性。教育領域現有的、面向事物處理的數據在質量、完整性上存在很多問題，特別是不同的學校使用的數據庫千差萬別。在數據挖掘過程中，預處理工作較為繁煩，必須投入大量的精力去進行數據的抽取、凈化和處理。有的學校數據不全，尚需進一步完善。

2.技術難題和人員素質。由于數據挖掘是一門剛剛興起的新技術，標準的數據挖掘語言尚在形成過程中，針對教育領域的數據挖掘系統尚不多見，教育領域應用數據挖掘技術，需培養自己的應用開發人員和使用人員。在數據挖掘過程中，人的主觀辯識和控制是應用成敗的關鍵，這就對系統使用人員提出了很高的要求。如果沒有具備相應素質的使用和維護人員，必將導致分析系統與現實脫鉤，無法達到預期效果。

3.應用周期。數據挖掘存在一個較長的應用周期，技術本身不能給使用者解決任何問題，只能從數據中把一些潛在的情況呈現在使用者面前，由使用者采取相應措施。例如教師通過數據挖掘獲知學生將來可能的行為，但為什么會產生這樣的行為，怎樣引導學生施行正確的行為，正是教師需要研究解決的。在教育領域中應用數據挖掘，應先從一個較小的、關鍵的問題出發，建立起相對有效的模型，在應用實踐中不斷檢驗和完善模型，逐漸幫助使用者解決問題。

當前，數據挖掘技術方興未艾，它將是繼網絡之后的下一個技術熱點，教育管理部門和學校應積極尋求該技術在教育領域中應用的結合點，利用該技術挖掘日益豐富的教育教學數據，將之轉換為寶貴的知識信息財富。

參考文獻：

[1]Jawed Han. 數據挖掘——概念與技術，北京：機械工業出版社，2001.