應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在高校數(shù)字化校園建設(shè)中的研究

葉頔 天津中德應(yīng)用技術(shù)大學(xué)

在大數(shù)據(jù)急速發(fā)展的時代背景下，我國教育事業(yè)受到不同程度的影響，教育理念、教育模式等深化改革至關(guān)重要，高校數(shù)字化校園建設(shè)日漸重要，而數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是數(shù)字化校園建設(shè)的有效手段之一。高校要全面、客觀分析數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)內(nèi)涵、特點、優(yōu)勢等，科學(xué)應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，借助其優(yōu)勢作用，科學(xué)建設(shè)數(shù)字化校園，巧用數(shù)字化校園信息，全面提升教學(xué)效率與質(zhì)量，培養(yǎng)大批高水平專業(yè)人才，增強自身核心競爭力。

1 高校數(shù)字化校園建設(shè)

高校數(shù)字化校園建設(shè)是以教育信息化為媒介，科學(xué)應(yīng)用信息技術(shù)、工具，實現(xiàn)學(xué)校管理、資源統(tǒng)籌等多個環(huán)節(jié)的數(shù)字化，改變傳統(tǒng)校園建設(shè)現(xiàn)狀，擴展傳統(tǒng)校園資源整合的作用，促使高校教育管理各環(huán)節(jié)具有鮮明的信息化特征，教育教學(xué)、科研等數(shù)據(jù)統(tǒng)計目的順利實現(xiàn)。從狹義上說，高校數(shù)字化校園建設(shè)就是以現(xiàn)實校園建設(shè)中，圍繞教育教學(xué)、行政管理為基點的虛擬校園，具有鮮明的數(shù)據(jù)可視化特征。20世紀90年代初期，數(shù)字化校園概念便應(yīng)運而生，隨后，其不斷優(yōu)化完善，已成為現(xiàn)代化高校建設(shè)的必要趨勢，對高校教學(xué)、科研、管理等各項工作有序開展有著深遠的意義，也是提高高校信息化建設(shè)水平的有效路徑。但在多方面主客觀因素作用下，高校數(shù)字化校園建設(shè)現(xiàn)狀并不樂觀，在建設(shè)過程中各方面問題不斷顯現(xiàn)。具體呈現(xiàn)方面數(shù)字化校園網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備存在質(zhì)量缺陷，軟件系統(tǒng)無法及時得到更新，數(shù)字化校園網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性有待提高；高校部門內(nèi)部教務(wù)處、科研處、學(xué)生處等部門系統(tǒng)建設(shè)期間缺乏溝通，出現(xiàn)“各自為政”現(xiàn)象，數(shù)字化校園建設(shè)中數(shù)據(jù)資源共享程度不高等，亟待要進一步深化數(shù)字化校園建設(shè)，科學(xué)構(gòu)建智慧校園。

2 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

在科學(xué)技術(shù)動態(tài)發(fā)展中，大數(shù)據(jù)時代應(yīng)運而生，不同領(lǐng)域行業(yè)信息數(shù)據(jù)呈爆發(fā)式增長趨勢，如何將高參考價值的信息數(shù)據(jù)有效提取出來至關(guān)重要。隨之，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)出現(xiàn)在人們的視野當(dāng)中。簡單來說，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是指科學(xué)提煉數(shù)字化校園建設(shè)中利用價值較高的信息與數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)并不單一，分類分析技術(shù)、關(guān)聯(lián)分析技術(shù)等極具代表性。同時，數(shù)據(jù)挖掘包括多個環(huán)節(jié)，清理、變換等，決策樹方法屬于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)作用下的關(guān)鍵性算法，對不同層次的信息數(shù)據(jù)進行合理化分類，明確其中存在的高利用價值的信息數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用到數(shù)據(jù)挖掘過程中的工具比較多，比如，Clementine、MineSet。其中的Clementine將不同類型的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)有效集中，比如，關(guān)聯(lián)規(guī)則、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，使其同時出現(xiàn)在對應(yīng)的可視化圖形界面中。在Clementine數(shù)據(jù)挖掘工具作用下，數(shù)據(jù)模型可以在短時間科學(xué)構(gòu)建，便于人們在分析重要信息數(shù)據(jù)中科學(xué)決策，提高信息資源利用程度。

3 高校數(shù)字化校園建設(shè)中數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用

3.1 高校數(shù)字化校園建設(shè)中數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用的需求分析

高校數(shù)字化校園建設(shè)過程中構(gòu)建的信息管理系統(tǒng)較多，比如，人力資源、教學(xué)資源、教學(xué)評價等。以“數(shù)字化圖書資源管理”為例，高校數(shù)字化圖書館建設(shè)中面臨眾多需要智能解決的問題，比如，分析讀者屬性、特點與滿意度，準確預(yù)測各層次讀者信息需求。在建設(shè)數(shù)字化圖書館過程中，數(shù)字挖掘技術(shù)的科學(xué)利用可以對海量的信息數(shù)據(jù)進行合理化的深層次加工，科學(xué)深化館藏環(huán)節(jié)，合理設(shè)置專業(yè)學(xué)科課程等，促使數(shù)字化圖書館在培養(yǎng)專業(yè)人才中更好地發(fā)揮功能作用。以“教學(xué)評價管理”為例，高校專業(yè)教學(xué)過程中教學(xué)評價管理起到關(guān)鍵性作用，比如，調(diào)節(jié)、指導(dǎo)，可以為專業(yè)日常教學(xué)管理工作的有序開展提供重要的指導(dǎo)作用，而數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的靈活應(yīng)用可以有效解決教學(xué)評價管理問題，優(yōu)化教學(xué)管理具體環(huán)節(jié)，全面提高授課質(zhì)量。數(shù)字挖掘技術(shù)在高校數(shù)字化校園建設(shè)中的應(yīng)用十分必要，可以將各信息管理子系統(tǒng)處于統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系中，使其相互作用，優(yōu)化人力資源、科研、教學(xué)評價等各環(huán)節(jié)，加強內(nèi)部教務(wù)處、學(xué)生處等部門溝通、聯(lián)系，防止出現(xiàn)各自為政現(xiàn)象，共同致力于數(shù)字化校園建設(shè)。在此過程中，數(shù)學(xué)化校園建設(shè)中數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)科學(xué)應(yīng)用能夠客觀呈現(xiàn)高校日常教學(xué)管理中存在的問題，準確預(yù)測自身發(fā)展趨勢等，便于高校校領(lǐng)導(dǎo)全面、深入了解數(shù)字化校園建設(shè)各方面情況，優(yōu)化配置相關(guān)資源的基礎(chǔ)上加強對數(shù)字化校園建設(shè)關(guān)鍵性環(huán)節(jié)管理，全面提升數(shù)字化校園建設(shè)質(zhì)量，為提高各專業(yè)教學(xué)以及人才培養(yǎng)水平提高重要保障，更好地展現(xiàn)高校在培養(yǎng)批量專業(yè)人才方面的重要作用，推進新時期行業(yè)領(lǐng)域動態(tài)發(fā)展。

3.2 高校數(shù)字化校園建設(shè)中數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用路徑

3.2.1明確數(shù)據(jù)挖掘?qū)ο?/p>

在數(shù)字化校園建設(shè)過程中，高校要從多方面入手準確把握數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)具體應(yīng)用要求，明確數(shù)據(jù)挖掘中經(jīng)歷的幾個重要環(huán)節(jié)，結(jié)合數(shù)字化校園建設(shè)現(xiàn)狀，將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)巧妙運用到數(shù)字化校園建設(shè)中。數(shù)字挖掘?qū)ο竺鞔_是數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)高效利用的首要前提。建設(shè)方要準確把握數(shù)據(jù)挖掘具體要求以及自身數(shù)字化校園建設(shè)具體內(nèi)涵，明確數(shù)據(jù)挖掘?qū)ο?，科學(xué)制定數(shù)據(jù)挖掘目標，合理建設(shè)數(shù)字化校園中心數(shù)據(jù)庫。在此過程中，由于各專業(yè)師生是數(shù)字化校園中心數(shù)據(jù)庫信息數(shù)據(jù)的主要應(yīng)用者，建設(shè)方需要多層次客觀把握專業(yè)師生在數(shù)字化校園建設(shè)方面的具體需求，妥善處理師生二者間的數(shù)據(jù)交換關(guān)系，構(gòu)建合理的數(shù)據(jù)共享關(guān)系，并將學(xué)生作為數(shù)據(jù)挖掘的關(guān)鍵性對象，科學(xué)開展數(shù)據(jù)挖掘工作。

3.2.2 做好數(shù)據(jù)準備工作

在應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)過程中，高校要從數(shù)字化校園建設(shè)關(guān)鍵點入手，科學(xué)開展數(shù)據(jù)準備工作，科學(xué)收集并描述重要的信息數(shù)據(jù)，為數(shù)字化校園建設(shè)各項工作順利開展做好鋪墊。在開展數(shù)據(jù)準備工作中，信息數(shù)據(jù)的科學(xué)選擇以及預(yù)處理是不可輕視的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)。高校要圍繞學(xué)生這一重要數(shù)據(jù)挖掘?qū)ο?，細化?shù)據(jù)挖掘技術(shù)作用下的數(shù)據(jù)準備工作，在合理選擇和預(yù)處理信息數(shù)據(jù)過程中，全方位深入了解專業(yè)、學(xué)生學(xué)習(xí)、月借書、月消費、校內(nèi)生活等方面產(chǎn)生數(shù)據(jù)的具體情況。建設(shè)方可以巧用數(shù)據(jù)挖掘方法，以數(shù)字化校園中學(xué)生各方面信息為切入點，科學(xué)加工處理各子庫中海量學(xué)生信息，在統(tǒng)計方法作用下，科學(xué)聚合子庫信息，獲取數(shù)據(jù)挖掘過程中的關(guān)鍵性信息，而不是直接挖掘子庫中專業(yè)學(xué)生相關(guān)信息數(shù)據(jù)。在此過程中，建設(shè)方必須根據(jù)具體情況，科學(xué)處理作用數(shù)字化校園建設(shè)中的子庫信息數(shù)據(jù)，便于更好地在數(shù)字化校園建設(shè)中發(fā)揮數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)優(yōu)勢作用。建設(shè)方需要利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，初步量化學(xué)生校內(nèi)生活的各個方面。比如，在學(xué)生月消費方面，300元以下的為低，500元以上為高；在學(xué)生月借書方面，月借書不少于4次為優(yōu)，月借書低于2次為中；在專業(yè)課平均成績方面，85分以上為優(yōu)，60-75分間為中。高校要可以在科學(xué)量化學(xué)生各方面能力的基礎(chǔ)上，合理劃分學(xué)生等級，即A、B、C、D、E，由A類推A表示專業(yè)學(xué)生各方面表現(xiàn)都為優(yōu)，而E表示專業(yè)學(xué)生各方面表現(xiàn)都很差。

3.2.3 構(gòu)造決策樹

在做好數(shù)據(jù)準備工作之后，高校需要巧借數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，科學(xué)構(gòu)造決策樹，以數(shù)字化校園建設(shè)為媒介，科學(xué)選取相關(guān)的樣本數(shù)據(jù)集，類別標識屬性為“學(xué)生分級”，學(xué)生月借書、專業(yè)學(xué)科平均成績、社會活動參加情況等屬于屬性集。在此基礎(chǔ)上，建設(shè)方要在把握方面信息數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，進行規(guī)范化計算，明確一系列決策屬性作用下目標。值得注意的是：不同屬性值都需要合理引出一個分支，確保數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用中構(gòu)造的決策樹更加規(guī)范化，方可保證高效開展數(shù)字化校園建設(shè)工作。

3.2.4結(jié)果分析

在分析專業(yè)學(xué)生等級決策樹過程中，建設(shè)方會發(fā)現(xiàn)專業(yè)學(xué)生分級和專業(yè)課水平緊密相連，在專業(yè)課水平高低方面是數(shù)據(jù)挖掘、統(tǒng)計的重要影響因素。通過數(shù)據(jù)挖掘分析發(fā)現(xiàn)，每月從圖書館借書次數(shù)較多的學(xué)生都比較注重學(xué)習(xí)，積極參與學(xué)校日常開展各項社會活動的學(xué)生藝術(shù)能力都比較好。同時，月平均消費水平較高的某些學(xué)生并沒有將精力其用到學(xué)習(xí)上，個別藝術(shù)能力較好的學(xué)生，在學(xué)習(xí)方面也不是特別好。在家庭貧困方面，并不是所有來自富有家庭的學(xué)生都是差生，也不是所有來自貧困家庭的都是優(yōu)等生，也就是說，高校日常對專業(yè)學(xué)生的合理管理以及督促有著非常重要的作用。

3.3 高校數(shù)字化校園建設(shè)中數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用實例

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，以某高等院校為例，具有較大的發(fā)展規(guī)模，在崗教師大約有千人。在科研管理方面，以教學(xué)、科研崗位為基點，各層次每位教師每年都需要完成相應(yīng)的科研任務(wù)。在數(shù)字化校園建設(shè)過程中，該高校巧用Clementine這一數(shù)據(jù)挖掘工具，將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)巧妙作用到科研管理環(huán)節(jié)。在應(yīng)用過程中，該高校要明確教師各方面信息，教工編號、年齡、職稱、學(xué)科方向、科研完成狀況等，巧用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對這些信息進行規(guī)范化處理，刪除多余的相關(guān)屬性，比如，民族、籍貫，并適當(dāng)補充相關(guān)內(nèi)容，再對信息數(shù)據(jù)進行必要的數(shù)據(jù)治理與轉(zhuǎn)換，進一步科學(xué)處理信息數(shù)據(jù)。

在此過程中，該高校要根據(jù)科研管理具體要求，明確數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用中需要處理的一系列問題，制定數(shù)據(jù)統(tǒng)計模型，科學(xué)預(yù)測哪些專業(yè)哪些崗位教師不能在今年順利完成科研任務(wù)，采取針對性措施，促使該崗位教師順利完成科研任務(wù)。

在此過程中，該高校要應(yīng)從數(shù)據(jù)挖掘方面入手，以是否完成科研任務(wù)為基點，對專業(yè)教師進行合理化劃分，在決策樹、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等作用下，以科研任務(wù)完全情況為媒介，科學(xué)構(gòu)建分類模型，全方位準確預(yù)測不同專業(yè)，不同崗位教師科研任務(wù)完成情況，明確無法完成的崗位教師，采取針對性措施的基礎(chǔ)上，合理調(diào)整來年崗位教師科研任務(wù)完成量。在此基礎(chǔ)上，該高?？梢岳脭?shù)據(jù)挖掘技術(shù)，借助決策樹方法等優(yōu)勢作用，全面、客觀分析數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果，準確把握崗位教師科研任務(wù)完成中具體影響因素。

隨后，該高校要借助聚類分析、專業(yè)知識分析等，科學(xué)細分參與科研管理的教師，在統(tǒng)計、關(guān)聯(lián)等分析手段作用下，全方位深入了解各影響因素以及科研任務(wù)完成中出現(xiàn)的異常情況，比如，教師因外地支教、業(yè)務(wù)進修情況下，從不同角度分析入手加大科研管理力度，有針對性的提高科研管理整體水平。

4 結(jié)語

總而言之，在日常教學(xué)管理過程中，高校要深層次把握數(shù)字化校園建設(shè)內(nèi)涵、必要性等，明確數(shù)字化校園建設(shè)中出現(xiàn)的各類問題，深化數(shù)字化校園建設(shè)具體環(huán)節(jié)，將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)靈活應(yīng)用其中，借助其優(yōu)勢作用，在實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的基礎(chǔ)上高效利用過濾后高參考價值的信息數(shù)據(jù)，提高數(shù)字化校園建設(shè)水平。以此，更好地為全校師生提供多方面優(yōu)質(zhì)服務(wù)，順利實現(xiàn)專業(yè)人才培養(yǎng)目標，客觀展現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用價值。

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