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數(shù)據(jù)挖掘在中職學(xué)校教學(xué)評(píng)估中的應(yīng)用教育教學(xué)論文
摘要：主要通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的探討，對(duì)職教多年累積的教學(xué)數(shù)據(jù)運(yùn)用分類、決策樹、關(guān)聯(lián)規(guī)則等技術(shù)進(jìn)行分析，從分析的結(jié)果中發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的數(shù)據(jù)模式，科學(xué)合理地實(shí)現(xiàn)教學(xué)評(píng)估，讓教學(xué)管理者能夠從中發(fā)現(xiàn)教學(xué)活動(dòng)中存在的主要問(wèn)題以便及時(shí)改進(jìn)，進(jìn)而輔助管理者決策做好教學(xué)管理。
關(guān)鍵詞：教學(xué)評(píng)估;數(shù)據(jù)挖掘;教學(xué)評(píng)估體系;層次分析法
1概述
近年來(lái)國(guó)家對(duì)中等職業(yè)教育的發(fā)展高度重視，在政策扶持與職教工作者的努力下，職業(yè)教育獲得了蓬勃的發(fā)展。如何提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)合格的高技術(shù)人才成為職教工作者研究的課題。各種調(diào)查研究結(jié)果表明：加強(qiáng)師資隊(duì)伍的建設(shè)，強(qiáng)化教師教學(xué)評(píng)估對(duì)教學(xué)質(zhì)量的提高尤為重要。
所謂教學(xué)評(píng)估，就是運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)的方法對(duì)教學(xué)活動(dòng)或教育行為的價(jià)值、效果作出科學(xué)的判斷過(guò)程。教學(xué)評(píng)估方式要靈活多樣,要多途徑、多方位、多形式的發(fā)揮評(píng)估的導(dǎo)學(xué)作用，以鼓勵(lì)評(píng)估為主，充分發(fā)揮評(píng)估的激勵(lì)功能,促進(jìn)教學(xué)的健康發(fā)展。
在中等職業(yè)學(xué)校多年的教育教學(xué)工作中積累了大量的教務(wù)管理數(shù)據(jù)、教師檔案數(shù)據(jù)等，怎樣從龐雜大量的數(shù)據(jù)中挖掘出有效提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵因素是個(gè)難題。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)卻可以從人工智能的角度很好地解決這一課題。通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，得到隱藏在教學(xué)數(shù)據(jù)背后的有用信息，在一定程度上為教學(xué)部門提供決策支持信息促使更好地開展教學(xué)工作，提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)管理水平，使之能在功能上更加清晰地認(rèn)識(shí)教師教與學(xué)生學(xué)的關(guān)系及促進(jìn)教育教學(xué)改革。
2數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)
2.1數(shù)據(jù)挖掘的含義
數(shù)據(jù)挖掘就是從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機(jī)的數(shù)據(jù)中，提取隱含在其中的、人們事先不知道的、但又是潛在有用的信息和知識(shí)的過(guò)程。數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)該更正確地命名為“從數(shù)據(jù)中挖掘知識(shí)”。即數(shù)據(jù)挖掘是對(duì)巨大的數(shù)據(jù)集進(jìn)行尋找和分析的計(jì)算機(jī)輔助處理過(guò)程，在這一過(guò)程中顯現(xiàn)先前未曾發(fā)現(xiàn)的模式，然后從這些數(shù)據(jù)中發(fā)掘某些內(nèi)涵信息，包括描述過(guò)去和預(yù)測(cè)未來(lái)趨勢(shì)的信息。人工智能領(lǐng)域習(xí)慣稱知識(shí)發(fā)現(xiàn)，而數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域習(xí)慣將其稱為數(shù)據(jù)挖掘。
2.2數(shù)據(jù)挖掘的基本過(guò)程
數(shù)據(jù)挖掘過(guò)程包括對(duì)問(wèn)題的理解和提出、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)變換、數(shù)據(jù)挖掘、模式評(píng)估、知識(shí)表示等過(guò)程，以上的過(guò)程不是一次完成的，其中某些步驟或者全過(guò)程可能要反復(fù)進(jìn)行。對(duì)問(wèn)題的理解和提出在開始數(shù)據(jù)挖掘之前，最基礎(chǔ)的工作就是理解數(shù)據(jù)和實(shí)際的業(yè)務(wù)問(wèn)題，在這個(gè)基礎(chǔ)之上提出問(wèn)題，對(duì)目標(biāo)作出明確的定義。
2.3數(shù)據(jù)挖掘常用的算法
2.3.1分類分析方法：是通過(guò)分析訓(xùn)練集中的數(shù)據(jù)，為每個(gè)類別做出準(zhǔn)確的描述或建立分析模型或挖掘出分類規(guī)則，以便以后利用這個(gè)分類規(guī)則對(duì)其它數(shù)據(jù)庫(kù)中的記錄進(jìn)行分類的方法。2.3.2決策樹算法：是一種常用于分類、預(yù)測(cè)模型的算法，它通過(guò)將大量數(shù)據(jù)有目的的分類，從而找到一些有價(jià)值的、潛在的信息。它的主要優(yōu)點(diǎn)是描述簡(jiǎn)單，分類速度快，特別適合大規(guī)模的數(shù)據(jù)處理。2.3.3聚類算法：聚類分析處理的數(shù)據(jù)對(duì)象的類是未知的。聚類分析就是將對(duì)象集合分組為由類似的對(duì)象組成的多個(gè)簇的過(guò)程。在同一個(gè)簇內(nèi)的對(duì)象之間具有較高的相似度，而不同簇內(nèi)的對(duì)象差別較大。2.3.4關(guān)聯(lián)規(guī)則算法：側(cè)重于確定數(shù)據(jù)中不同領(lǐng)域之間的關(guān)系，即尋找給定數(shù)據(jù)集中的有趣聯(lián)系。提取描述數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)項(xiàng)之間所存在的潛在關(guān)系的規(guī)則，找出滿足給定支持度和置信度閾值的多個(gè)域之間的依賴關(guān)系。
在以上各種算法的研究中，比較有影響的是關(guān)聯(lián)規(guī)則算法。
3教學(xué)評(píng)估體系
評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是教學(xué)評(píng)估的基礎(chǔ)和依據(jù)，對(duì)評(píng)估起著導(dǎo)向作用，因此制定一個(gè)科學(xué)全面的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系就成為改革、完善評(píng)價(jià)的首要目標(biāo)。評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)以指導(dǎo)教學(xué)實(shí)踐為目的，通過(guò)評(píng)價(jià)使教師明確教學(xué)過(guò)程中應(yīng)該肯定的和需要改進(jìn)的地方;以及給出設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的導(dǎo)向問(wèn)題。
3.1教學(xué)評(píng)估體系的構(gòu)建方法
層次分析法(簡(jiǎn)稱AHP法)是美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家T·L·Saaty教授在20世紀(jì)70年代初期提出的一種簡(jiǎn)便、靈活而又實(shí)用的多準(zhǔn)則決策的系統(tǒng)分析方法，其原理是把一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題分解、轉(zhuǎn)化為定量分析的方法。它需要建立關(guān)于系統(tǒng)屬性的各因素多級(jí)遞階結(jié)構(gòu)，然后對(duì)每一層次上的因素逐一進(jìn)行比較，得到判斷矩陣，通過(guò)計(jì)算判斷矩陣的特征值和特征向量，得到其關(guān)于上一層因素的相對(duì)權(quán)重，并可自上而下地用上一層次因素的相對(duì)權(quán)重加權(quán)求和，求出各層次因素關(guān)于系統(tǒng)整體屬性(總目標(biāo)層)的綜合重要度。
3.2構(gòu)建教學(xué)評(píng)估指標(biāo)體系的作用
3.2.1構(gòu)建的教學(xué)評(píng)估指標(biāo)，作為挖掘庫(kù)選擇教學(xué)信息屬性的依據(jù)。
3.2.2通過(guò)AHP方法，能篩選出用來(lái)評(píng)價(jià)教學(xué)質(zhì)量的相關(guān)重要屬性，從而入選為挖掘庫(kù)字段，這樣就減去了挖掘庫(kù)中對(duì)于挖掘目標(biāo)來(lái)說(shuō)影響較小的屬性，進(jìn)而大大減少了挖掘的工作量，提高挖掘效率。3.2.3通過(guò)構(gòu)建教學(xué)評(píng)估指標(biāo)，減少了挖掘?qū)ο蟮淖侄危瑥亩苊庖蛲诰蜃侄芜^(guò)多，導(dǎo)致建立的決策樹過(guò)大，出現(xiàn)過(guò)度擬合挖掘?qū)ο螅M(jìn)而造成挖掘規(guī)則不具有很好的評(píng)價(jià)效果的現(xiàn)象。3.2.4提高教學(xué)質(zhì)量評(píng)估實(shí)施工作的效率。
4數(shù)據(jù)挖掘在教學(xué)評(píng)估中的應(yīng)用
4.1學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)是教育工作者的重要職責(zé)之一。評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，既對(duì)學(xué)生起到信息反饋和激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的作用，又是檢查課程計(jì)劃、教學(xué)程序以至教學(xué)目的的手段，也是考查學(xué)生個(gè)別差異、便于因材施教的途徑。評(píng)價(jià)要遵循“評(píng)價(jià)內(nèi)容要全面、評(píng)價(jià)方式要多元化、評(píng)價(jià)次數(shù)要多次化，注重自評(píng)與互評(píng)的有機(jī)結(jié)合”的原則。利用數(shù)據(jù)挖掘工具，對(duì)教師業(yè)務(wù)檔案數(shù)據(jù)庫(kù)、行為記錄數(shù)據(jù)庫(kù)、獎(jiǎng)勵(lì)處罰數(shù)據(jù)庫(kù)等進(jìn)行分析處理，可以即時(shí)得到教師教學(xué)的評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)教學(xué)過(guò)程出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)指正。
另外，這種系統(tǒng)還能夠克服教師主觀評(píng)價(jià)的不公正、不客觀的弱點(diǎn)，減輕教師的工作量。
4.2課堂教學(xué)評(píng)價(jià)
課堂教學(xué)評(píng)價(jià)不僅對(duì)教學(xué)起著調(diào)節(jié)、控制、指導(dǎo)和推動(dòng)作用，而且有很強(qiáng)的導(dǎo)向性，是學(xué)校教學(xué)管理的重要組成部分，是評(píng)價(jià)教學(xué)工作成績(jī)的主要手段。實(shí)現(xiàn)對(duì)任課教師及教學(xué)組織工作效果做出評(píng)價(jià)，但是更重要的目的是總結(jié)優(yōu)秀的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，為教學(xué)質(zhì)量的穩(wěn)定提高制定科學(xué)的規(guī)范。學(xué)校每學(xué)期都要搞課堂教學(xué)評(píng)價(jià)調(diào)查，積累了大量的數(shù)據(jù)。利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，從教學(xué)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)中進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，將關(guān)聯(lián)規(guī)則應(yīng)用于教師教學(xué)評(píng)估系統(tǒng)中，探討教學(xué)效果的好壞與老師的年齡、職稱、學(xué)歷之間的聯(lián)系;確定教師的教學(xué)內(nèi)容的范圍和深度是否合適，選擇的教學(xué)媒體是否適合所選的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)對(duì)象;講解的時(shí)間是否恰到好處;教學(xué)策略是否得當(dāng)?shù)取亩梢约皶r(shí)地將挖掘出的規(guī)則信息反饋給教師。管理部門據(jù)此能合理配置班級(jí)的上課教師，使學(xué)生能夠較好地保持良好的學(xué)習(xí)態(tài)度，從而為教學(xué)部門提供了決策支持信息，促使教學(xué)工作更好地開展。
結(jié)束語(yǔ)
數(shù)據(jù)挖掘作為一種工具，其技術(shù)日趨成熟，在許多領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。在教育領(lǐng)域里，隨著數(shù)據(jù)的不斷累積，把數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)中，讓領(lǐng)導(dǎo)者能夠從中發(fā)現(xiàn)教師教學(xué)活動(dòng)中的主要問(wèn)題，以便及時(shí)改進(jìn)，進(jìn)而輔助領(lǐng)導(dǎo)決策做好學(xué)校管理，提高學(xué)校管理能力和水平，同時(shí)通過(guò)建立有效的教學(xué)激勵(lì)機(jī)制來(lái)達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。這一研究對(duì)發(fā)展中的職業(yè)教育教學(xué)管理提出了很好的建議，為教學(xué)管理工作的計(jì)算機(jī)輔助決策增添了新的內(nèi)容。將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用于中職教學(xué)評(píng)估，設(shè)計(jì)開發(fā)一套行之有效的課堂教學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，是下一步要做的工作，必將有力推動(dòng)職業(yè)教育的快速發(fā)展。
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