基于建構主義理論的信息管理專業數據挖掘實踐教學研究

摘要：隨著數據挖掘、商務智能技術的快速發展與廣泛應用，作為綜合型應用型人才的信息管理專業的本科生必須在掌握一定理論知識的前提下熟悉數據挖掘的實踐操作，這就對數據挖掘課程的實踐教學提出了很高的要求。基于建構主義理論，對數據挖掘的實踐教學進行了設計，包括對實驗原理、目的、主要實驗內容與要求、實驗模式的研究。

關鍵詞：實踐教學研究；建構主義理論；信息管理專業；數據挖掘

中圖分類號：G642.0？搖 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）15-0197-02

一、引言

隨著數據挖掘、商務智能技術的快速發展與廣泛應用，作為綜合型應用型人才的信息管理專業的本科生必須在掌握一定理論知識的前提下熟悉數據挖掘的實踐操作，能夠根據實際數據構建數據倉庫的多維模型、進行聯機分析處理，并能結合案例主動思考分析，熟練選擇合適的數據挖掘方法解決管理領域的問題，得出數據挖掘的結論。這就對數據挖掘課程的實踐教學提出了很高的要求。數據挖掘是一門與多學科交叉的綜合課程，其課程內容豐富、課程案例和使用工具具有多樣化特征，這使得實踐教學設計的方案的可選擇性增強了，同時也對選擇適合的內容、案例與工具并設計成一個完善的系統化的實驗增加了難度。

二、基于建構主義理論進行實踐教學設計

1.建構主義理論與實踐教學目標。建構主義理論強調，學生通過以往的學習和經歷已經形成了對客觀事物的基本理解和認識，已具備了一定的知識結構，學習的過程是學生個人的知識儲備與知識結構和外界影響相結合，并在結構過程中繼續主動地建構自己新知識結構的過程[1]。

基于建構主義理論，給出數據挖掘課程實踐教學的主要目標即為在原有理論知識理解的基礎上，在新的教學實驗情景下不斷學習和理解，最終熟悉了實驗情景、掌握了課程設計的應用，還能改達到對原有知識的深刻理解，進而能在新的實驗情景和新的應用案例下有啟發式的想法和思路，進行獨立的思考和研究。具體包括：鞏固已學習知識、加深對理論知識的理解，實驗內容設計與教材理論體系一脈相承，有助于學生系統化理解本課程；深刻理解數據挖掘多步驟之間以分析為驅動、以數據相銜接的前后關系；訓練學生對管理問題的抽象能力，培養學生學習興趣。通過管理實例深刻體會到數據挖掘方法的重要性和實用性，培養學生對課程的興趣，引導學生學會科學思考問題、提煉問題；熟悉主流軟件，為學生踏入數據倉庫與數據挖掘領域做好鋪墊。實驗使用業內流行的數據整合軟件和商務智能軟件進行實驗設計，使得學生的實踐適應技術的發展。

2.基于建構主義理論選擇實驗工具與實驗案例。建構主義認為，學習總是與一定的情境相聯系的。學習情境是學生可以在其中進行自由探索和自主學習的場所，一個良好的實踐教學情景設計對學生學習要有明顯的激發和引導作用。

在案例選擇時，教師可以為學生提供一種典型的案例背景，在這種背景下的研究方法可以給予較多的輔導，使學生首先熟悉實驗工具的環境，以及實驗工具、實驗案例與實驗內容和原理的融合。再準備一些其他的經典案例供學生自由選擇，鼓勵學生用已有的知識來尋找最佳解決方案。這樣，就促進了學生對知識、能力的遷移，并使得這一過程成為學生能力和自我有意識的調節過程。在確定軟件選擇方案方面，根據對國內外調研情況的分析[2]，數據挖掘實踐模塊的工具的選擇，可以分為以下三種情況：一是使用基本工具編程實現算法；二是直接使用具備數據整合、多維數據建模等方法的商務智能工具；三是使用數據挖掘軟件進行數據建模或編程開發。根據信管專業培養方案的培養目標，后兩種模式較為適合。可以針對學生基礎知識的掌握情況，選擇合適的工具為學生設計綜合性實驗，并在實驗后期留一部分自由度，讓學生自己設計數據倉庫、進行數據挖掘，并對挖掘結果進行多種形式的展示。

3.基于建構主義理論設計實驗原理與內容。建構主義理論認為，意義建構是整個學習過程的最終目標，即認識事物的性質、規律以及事物之間的內在聯系，通過“同化”和“順應”來完善和豐富個體的認知結構[1]。“同化”是利用原有認知結構中的有關經驗去學習當前的新知識，并對新知識進行過濾或改變，原有框架的一部分。如果原有經驗不能“同化”新知識，則要引起“順應”過程，即對原有認知結構進行改造與重組。[3]

基于建構主義理論進行實踐教學活動設計，需要圍繞意義建構目標而展開，需要在安排實踐教學課程前，明確理論課程的主要框架，并遵循已有的理論框架和邏輯結構安排實踐環節，這樣學生就能夠更有效地從學習過程中理解當前實踐內容所反映的事物性質、規律及其互相聯系。

實驗原理實際就是實驗所選擇的理論和方法基礎，在實驗設計時最好能依據課堂內容進行選擇，并注意最好選擇按照課堂內容的順序前后銜接，這樣更加符合建構主義的教育方法。實驗內容就是以與學生專業相符合的案例和案例的數據，應用實驗原理進行實驗的設計。在本課程中主要的實驗原理是：應用數據預處理抽取、轉換和裝載方法，對原始數據進行整合和裝載；應用數據倉庫的OLAP技術，建立星型模式的多維數據模型，并進行OLAP操作，應用多維數據展示技術進行數據展示；應用數據挖掘分類與預測方法，對多維數據建模、預測，并使用報表工具展示挖掘的結果。主要實驗內容包括：數據集成與轉換，使用Pervasive軟件實現數據存儲格式轉換、集成；進行Mstr商務智能軟件的基本配置，并將實驗1的數據裝載到軟件的數據倉庫表中，為實驗3做準備；數據倉庫與多維數據的OLAP操作，使用商務智能軟件針對原始數據建立星型模式多維數據模型，實現多維數據模型的OLAP操作，掌握商務智能軟件的數據展示功能；數據挖掘方法應用，創建季度指數度量，進行數據挖掘前的數據轉換，并創建訓練度量實現對銷售量的預測。

4.基于建構主義理論設計實踐教學方式和方法。在建構主義理論下，教師需要由傳統的知識的傳授者與灌輸者轉而成為實踐教學的設計者、組織者、引導者。教師要引導學生形成分析問題的思路，啟發學生對實踐活動進行評價、反思和討論，幫助學生深刻理解學習內容并形成新的認知結構。從課程內容安排上分析，建構主義強調“支架式教學”，即為學習者的知識建構提供一種概念框架[4]。為此，要在安排實驗前對實驗任務加以分解，形成逐漸遞進式的概念框架，便于由淺入深逐步引入實踐內容。例如，對于第三個實驗——數據倉庫與多維數據的OLAP操作，教師首先帶大家回顧多維數據模型的星型模式、OLAP操作和多維數據展示三部分理論課內容，再分析案例數據，引導學生思考如何對案例數據進行處理，然后給出答案，加深對原來這三部分內容的理解。從對學生的引導和教學方法上來說，應該充分發揮學生的主動性，鼓勵學生大膽探索，主動觀察和認識客觀事物，并鼓勵學生在在實踐中重新整合頭腦中原有的知識，通過討論、思考的過程加深對客觀事物的認識。在條件允許的前提下，為學生提供更多的案例訓練的機會，加深對知識的理解和知識架構的豐富與完善。本實驗選用的實驗模式為小組討論、教師引導、上機實驗相結合的方式，使用的具體方法有錄制實驗教學視頻，引導學生思考初始數據蘊含的管理問題，畫出課程知識點與實驗過程、軟件使用關系圖等方式。

三、實驗效果與結論

使用建構主義理論設計實踐環節，事前給學生做好知識架構的鋪墊，針對入門級實踐，進行原理的講解與回憶、進行實驗過程的引導思考與詳細講授，同時提供更多情景資源給學生訓練；對深入研究型的部分，給學生較大自由度，由學生自己完成。該門課程多數學生能夠獨立完成實驗過程，并且能夠在實驗過程中較好地理解實驗原理，分析管理問題。本實驗綜合效果較好，隨著數據挖掘在信息管理專業中重要性的增強，在教學實踐中增加課時的可能性很大，繼續使用建構主義理論進行實踐環節設計對學生也更有好處。

參考文獻：

[1]張向葵.教育心理學[M].北京：中央廣播電視大學出版社，2003.

[2]韓家煒.數據挖掘：概念與技術[M].北京：機械工業出版社，2001.

[3]趙學凱，趙芳.教學建設與改革[J].北京教育，2007，（01）.

[4]齊宏，王愛萍.實踐教學環節的認知理論基礎與教學設計[J].開放學習，2007，（7）.

基金項目：商務智能類課程模塊化管理與分層教學模式研究（2012JGYB42）。

作者簡介：胡敏（1982-），女，山東煙臺市人，博士，講師，研究方向：管理科學、數據挖掘、應急管理。endprint