淺談數(shù)據(jù)挖掘在課程相關(guān)性分析中的應(yīng)用

毛青青 杜曉明 南楚希

一、數(shù)據(jù)挖掘在課程相關(guān)性分析中的重要性

課程相關(guān)性分析是教育領(lǐng)域中至關(guān)重要的一部分，是優(yōu)化課程安排、合理設(shè)置教學(xué)方案的基礎(chǔ)，更是改善教學(xué)管理、提高教學(xué)決策水平的重要保證。作為成績相關(guān)性分析系統(tǒng)的用戶主體，學(xué)生和教師人數(shù)眾多，完全能體現(xiàn)“大數(shù)據(jù)”特色。他們擁有合法的用戶權(quán)限，即學(xué)生和教師能夠在該系統(tǒng)上成功登錄相應(yīng)的賬戶，進行選課、導(dǎo)入成績、查詢成績、在線評教等功能。由此，在基于多用戶的大量有效數(shù)據(jù)上，采用的關(guān)聯(lián)規(guī)則算法，對先修和后修課程的成績關(guān)系度進行分析所得的結(jié)果，將更具代表性、更有說服力。

除去大數(shù)據(jù)這一特征外，本系統(tǒng)在進行數(shù)據(jù)挖掘之前，對原始數(shù)據(jù)采取清理和整合，以避免“臟數(shù)據(jù)”對最終運行結(jié)果的影響。

二、數(shù)據(jù)挖掘在課程相關(guān)性分析中的作用

很多高校中學(xué)生的基礎(chǔ)和接受能力不一樣，而教師往往會忽視這一點，從而產(chǎn)生學(xué)生成績參差不齊的結(jié)果，不利于課程設(shè)置的優(yōu)化和學(xué)科建設(shè)。另外，高校教育的內(nèi)容比較廣泛，涉及思想、學(xué)習(xí)、實踐等多方面，研究人員對此采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)進行分析，為教育改革提供一些幫助。數(shù)據(jù)挖掘在許多領(lǐng)域雖然得到應(yīng)用，但在教育信息與知識發(fā)現(xiàn)挖掘方面，實踐機會仍然很少。

數(shù)據(jù)挖掘是支持決策的一個過程，對數(shù)據(jù)進行深入的整理和分析，為評價和預(yù)測學(xué)生成績提供依據(jù)，全面地分析課程成績之間隱藏的內(nèi)在聯(lián)系，比如：通過分析產(chǎn)品系統(tǒng)，就可以用挖掘工具回答“功能相關(guān)性”等類似的問題。當前，對于學(xué)生成績和個人信息，部分學(xué)校依舊停留在備份和查詢階段，若是采用挖掘技術(shù)，就會挖掘出很多有價值的信息，可以用來指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)方式和教師的教學(xué)方式。數(shù)據(jù)挖掘在教學(xué)過程，可以輔助教師分析學(xué)生課程成績之間的某種關(guān)系。

三、數(shù)據(jù)挖掘在課程相關(guān)性分析中的技術(shù)路線

從實際需求出發(fā)，對學(xué)生的學(xué)習(xí)成績分析系統(tǒng)進行可行性分析、需求分析、概要設(shè)計、詳細設(shè)計、輸入輸出設(shè)計、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、代碼開發(fā)、系統(tǒng)實施和系統(tǒng)測試。

1.主要工作包括以下幾點

（1）在充分與各類用戶溝通后，用UML統(tǒng)一建模語言，根據(jù)用戶需求設(shè)計功能需求。

（2）對學(xué)生成績分析系統(tǒng)進行總體設(shè)計，并對數(shù)據(jù)庫進行設(shè)計，內(nèi)容包括概念結(jié)構(gòu)設(shè)計和邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計。

（3）通過使用Microsoft Visual Studio2010、MySQL、C++框架等技術(shù)構(gòu)建學(xué)生成績分析系統(tǒng)，其采用的是關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘的分析方法，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析的完整功能。

（4）對網(wǎng)站實施系統(tǒng)實施。

2.技術(shù)路線

（1）需求分析。根據(jù)不同的用戶采用不同的方式進行需求分析，由于學(xué)生人數(shù)多，故采用調(diào)查問卷的方式，對工作人員采用走訪的方式進行分析。

（2）概要設(shè)計。本系統(tǒng)采用B/S模式與C/S模式相結(jié)合的框架進行設(shè)計，使用對象分為學(xué)生、教師、管理員三類角色。

（3）詳細設(shè)計。基于.Net平臺，利用C#作為前臺開發(fā)語言，SQL Server2000作為后臺數(shù)據(jù)庫調(diào)用，設(shè)計并開發(fā)學(xué)生事務(wù)管理系統(tǒng)。

（4）系統(tǒng)實施。對開發(fā)出來的系統(tǒng)進行實施。

（5）系統(tǒng)運行和維護。對系統(tǒng)運行效果進行分析與評價。

順應(yīng)信息化和網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展需求，本文所涉及的基于數(shù)據(jù)挖掘的成績相關(guān)性分析系統(tǒng)針對學(xué)生成績進行深度挖掘，由此提煉出課程與課程之間的關(guān)聯(lián)度，為教學(xué)決策以及學(xué)業(yè)規(guī)劃安排提供了有效的參考數(shù)據(jù)。此外，該系統(tǒng)所涉及的挖掘工具，更是運用二進制與運算對原始算法進行改進，能有效地減少時間和空間上的損耗。

參考文獻：

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