大數據環境下醫學院校研究生教學管理網絡平臺研究

劉占波 王曉麗 石 莉 劉 暢 閆 實 楊樹奎

（牡丹江醫學院，黑龍江牡丹江 157011）

大數據環境下醫學院校研究生教學管理網絡平臺研究

劉占波 王曉麗 石 莉 劉 暢 閆 實 楊樹奎

（牡丹江醫學院，黑龍江牡丹江 157011）

本文簡要分析了目前醫學院校研究生教學管理現狀;介紹了大數據與數據挖掘技術;給出了大數據環境下醫學院校研究生教學管理網絡平臺的設計方案;實現了網絡平臺的基本功能。

研究生教學管理;大數據;數據挖掘

近年，隨著高等學校研究生招生人數逐漸增加、數據量與日俱增，教學與管理工作日益繁雜，單純手工管理模式不僅效率低下、差錯率高，甚至無法完成正常教學管理任務。而醫學院校研究生教學與管理又有其特殊性、教學環節靈活多變，不同于普通教學管理。所以，自主開發能夠提高醫學院校研究生教學與管理工作效率、適應大數據環境下教學與管理工作需求的數字化網絡平臺是必需的[1]。

1 研究生教學管理現狀

通過調查發現，關于研究生教學與管理數字化網絡平臺的理論研究相對較多，而實際網絡平臺研發與應用方面研究較少，多數醫學院校研究生教學管理仍然處于文件管理階段。學籍管理、課程設置、學生選課、教學任務下發、學分管理等教學過程仍然依賴于教學管理人員的手工管理，任務繁重，浪費大量的人力物力等資源。由于醫學專業研究生教學過程復雜，教學環節眾多等特殊性，通用的教學管理平臺已經無法滿足實際教學管理需求，并且多數免費軟件存在一定的安全隱患，軟件質量無法得到有效保證。

隨著大數據、云計算等技術的飛速發展與日益成熟，研究生教學與管理平臺將向數字化、網絡化、智能化方向發展。網絡平臺能夠實現眾多教學環節及教學資源的統一管理與有效利用，進而形成一種現代新興技術與傳統管理手段相結合的全新教學與管理模式[2]。

2 大數據與數據挖掘

大數據就是用現有的技術難以管理的海量數據的集合，主要特征通常體現在Volume（容量）、Variety（多樣性）、Velocity（速度）與Value（價值）等方面。海量數據可能蘊含著未被發現的有價值的信息。所以，如何高效提取這些有價值的信息是關鍵。數據挖掘是從大數據中提取隱含的、未知的和潛在的有用知識的過程。隨著研究生教學與管理數據容量增加，將數據挖掘技術應用于海量的教學數據，對數據進行分析，會挖掘出有用的知識與模式，從而進一步指導教學工作，為教學管理人員提供決策支持[3]。

3 管理平臺系統設計與實現

3.1 平臺主要功能模塊

根據醫學院校研究生教學管理的實際需求，確定平臺功能模塊劃分如下：①系統設置模塊：主要實現系統相關參數的設置、權限設置、用戶角色設置等功能及系統基本信息、系統日志及數據庫的管理與維護功能。②基礎數據維護模塊：主要實現系統運行所需基礎數據的管理，包括院系管理、科室管理、教師與學生管理、學科、專業、年級、班級、學年、學期和課程類型等數據的管理與維護。③教學運行管理模塊：主要實現課程管理、培養方案制定、教學任務下發、學生選課管理、學生成績與學分管理、綜合信息查詢等功能。④學生端：主要實現學生網絡選課、在線學習、網絡互動、個人信息（課程、課表、成績）查詢等功能。⑤教師端：主要實現任課教師網絡教學、在線答疑、網絡互動、成績錄入、信息查詢等功能。⑥數據挖掘模塊：提供基于不同數據模型的、不同維度的數據分析報告，有助于對后續教學工作做出相應的調整與改進，為教學與管理決策提供數據支持。

3.2 軟件關鍵技術

①系統主要技術采用先進的“云技術”進行數據存儲，通過“大數據”分析手段對教學與管理信息進行分析、統計與數據挖掘，提供教學決策支持。②系統開發基于瀏覽器的B/S（Browser/Server）結構的網絡平臺，具有配置簡單，硬件要求低等特點。采用目前主流的開發平臺Microsoft Visual Studio 2010 進行前臺程序開發，采用Microsoft SQL Server 2008 進行數據庫設計與數據存儲。③本系統除實現貫穿研究生教學與管理各個環節的主要功能外，重點是對研究生教學過程中各環節的教學信息進行收集、整理、存儲，并通過相應的數學模型對大量的教學信息進行分析、統計與挖掘，最終得到分析報告，對研究生教學提供相關的數據支持與決策支持。

3.3 數據挖掘算法

系統擬采用的數據挖掘算法包括：①Apriori算法，是一種最有影響的挖掘布爾關聯規則的算法。該關聯規則在分類上屬于單維、單層、布爾關聯規則。②C4.5算法，是機器學習算法中的一種分類決策樹算法，機器學習中，決策樹是一個預測模型；它代表的是對象屬性與對象值之間的一種映射關系。③貝葉斯分類的基礎是概率推理，即在各種條件的存在不確定，僅知其出現概率的情況下，如何完成推理和決策任務。通過上述數據挖掘算法實現對科研數據關聯性的分析及數據的深度挖掘，并對高校科研管理工作提供決策支持。

3.4 系統技術方案

通過上述分析與設計，本系統邏輯結構采用B/S模式的三層結構設計。根據系統的功能模塊劃分，結合B/S模式的WEB數據庫系統分層結構，該系統的整體技術方案設計如圖1所示。由圖可知，系統包括用戶接口層、系統功能層與系統平臺層。用戶接口層提供系統各類用戶的訪問接口，即用戶界面；系統功能層與用戶接口層相對接，實現系統各模塊的所有功能；系統平臺層是系統三層結構的基礎，為各功能模塊提供數據訪問的接口，提供系統運行環境及數據庫服務。

圖1 整體技術方案

3.5 實現代碼節選

本網絡管理平臺的后臺程序采用C#語言進行編寫。C#以其強大的操作能力、創新的語言特性和便捷的面向組件編程的支持成為.NET開發的首選語言。后臺將不同功能模塊的實現程序封裝在不同的C#類文件中，主要的類文件有：Common.cs、DataAccess.cs、SystemSet.cs、DataManage.cs、Teaching.cs、Teachers.cs、Students.cs 和Datamining.cs等，分別封裝了系統的基本信息、數據庫訪問、系統設置、教學運行、教師端、學生端和數據挖掘等功能模塊的實現程序[4，5]。

如下程序實現了根據給定的查詢條件，將查詢結果按照指定的數據表字段綁定到下拉列表框控件的功能。

public static void InitDL（DropDownList DL，string sql，string DTField，String DVField）

{

DataTable MyTable=new DataTable（）；

MyTable=DataAccess.GetDataTable（sql）；

for（int i=0；i ＜ MyTable.Rows.Count；i++）

{

ListItem New_ListItem=new ListItem（）；

New_ListItem.Value=MyTable.Rows[i][DVField].ToString（）；

New_ListItem.Text=MyTable.Rows[i][DTField].ToString（）；

DL.Items.Add（New_ListItem）；

}

}

4 結束語

目前，本管理平臺實現了醫學院校教學管理各環節的基本功能，滿足目前醫學院校研究生教學與管理的各方面需求。專業性針對性較強，功能完備。同時，從不同角度對研究生教學數據的關聯性等方面的進行研究，使用相關數據挖掘算法對研究生教學數據進行分析與數據挖掘，為高校的研究生教學與管理提供決策支持，解決信息孤島問題。所以，醫學院校研究生教學與管理數字化網絡平臺的開發與利用是有意義的。

[1] 張輝.研究生教育管理信息化建設的實踐與認識_以北京大學為例[J].學位與研究生教育，2013，5：36-40.

[2] 懷麗.構建數字化教學平臺創新研究生教學模式[J].學位與研究生教育，2012，5：63-66.

[3] 錢增瑾，孫東平.數據挖掘在研究生教育管理信息系統中的應用[J]. 學位與研究生教育，2013，5：46-49.

[4] 高宗升，孫善利，趙迪，等.研究生數學公共課教學平臺的建設與實踐[J].北京航空航天大學學報（社會科學版）.2009（S1）.

[5] 孫晶.深化研究生課程與教學改革的幾點思考[J].淮北師范大學學報（哲學社會科學版）. 2013（5）.

Study of Medical College Postgraduate Teaching Management System Under Big Data Environment

Liu Zhanbo Wang Xiaoli Shi Li Liu Chang Yan Shi Yang Shukui
(Mudanjiang Medical University,Mudanjiang,Heilongjiang 157011,China)

This paper briefly analyzes the current situation of medical college postgraduate teaching management;introduces big data and data mining technology. The design of network teaching management platform for large data environment are given and the basic functions of the network platform are realized.

postgraduate teaching management;big data;data mining

黑龍江省學位與研究生教育教學改革研究項目(JGXM_HLJ_2015136);黑龍江省教育廳基本科研業務費項目(2016-KYYWF-0663);牡丹江醫學院科學技術研究項目(ZS201503)。

劉占波,研究生,副教授,研究方向:計算機網絡安全與軟件開發。