引言

信息的分析與處理是重要的人類活動之一，但隨著當前 社會信息化進程的不斷加快，其整個社會的信息量也表現(xiàn)出 成倍的增長趨勢，當某一種數(shù)據(jù)庫所包含的數(shù)據(jù)日益龐大的情 況下，傳統(tǒng)或簡單的數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法自然也會逐漸表現(xiàn)出諸多的 不適用。盡管眼下的多數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)仍可比較高效地進行數(shù) 據(jù)的錄入、查詢以及統(tǒng)計等操作，但對于這些數(shù)據(jù)可能存在 的某些關(guān)聯(lián)與規(guī)則卻無法實現(xiàn)理想掌握，在此種情況下也無 法通過現(xiàn)有數(shù)據(jù)實施未來發(fā)展可能性的推斷。在這樣一個“數(shù) 據(jù)爆炸”的時代，如果不具備挖掘數(shù)據(jù)背后隱藏的知識的能 力，勢必也會出現(xiàn)“知識匱乏”的現(xiàn)象。當人們意識到此問題 所在之時，其對信息的態(tài)度也正在由簡單的數(shù)據(jù)收集型向分析 加工型轉(zhuǎn)變，并期望從同樣的數(shù)據(jù)信息中挖掘出更多可加以利 用的信息，數(shù)據(jù)挖掘（DM）技術(shù)即是在此時代背景中誕生的。 就近些年的情況來看，DM技術(shù)的相關(guān)研究不僅愈發(fā)變得炙手 可熱，而且已經(jīng)在諸如商業(yè)、金融業(yè)、企業(yè)生產(chǎn)以及市場營銷 等很多領(lǐng)域獲得了實際性的廣泛應用，比較之下，其在教育領(lǐng) 域的應用卻相對偏少。基于此，筆者特針對DM技術(shù)在數(shù)字 化校園中的應用進行一定闡述，旨在為DM技術(shù)在教育領(lǐng)域 的應用開發(fā)提供一定參考價值。

1 DM技術(shù)與數(shù)字化校園的概念與內(nèi)涵

1.1 DM技術(shù)的概念與內(nèi)涵

DM技術(shù)即是指一種通過某種方法與策略從一切實際應 用數(shù)據(jù)中將某些人們事先未掌握的、潛在的、但確實存在一 定利用價值的信息與知識最大程度地提取出來并對其進行加工的技術(shù)稱謂。具體開展DM的方法種類是多樣的，但其中 最具代表性的通常包括了分類分析法、關(guān)聯(lián)分析法以及序列 模式分析法等，而經(jīng)常需使用到的工具則主要包括了 IBM公 司Almaden研究中心開發(fā)的QUEST系統(tǒng)，SGI公司開發(fā)的 MineSet系統(tǒng)，加拿大Simon Fraser大學開發(fā)的DBMiner系 統(tǒng)，SAS Enterprise Miner，IBM Intelligent Miner， Oracle Darwin， SPSS Clementine 以及 Unica PRW 等。在針對具體 應用實際的情況下，通過選用以上DM工具可以幫助人們發(fā)現(xiàn) 某些未知的數(shù)據(jù)含義，進而開發(fā)其價值以預測或指導未來可能 發(fā)生的情況與需要采取的行為，總之就是為人們的決策行為 提供全方位的數(shù)據(jù)信息支持。

1.2數(shù)字化校園的概念與內(nèi)涵

數(shù)字化校園即是在以互聯(lián)網(wǎng)為依托的情況下，進而充分 利用一切可以利用到的信息化策略及相關(guān)設(shè)備，繼而從包括教 學環(huán)境、教學資源以及教學活動等方面實現(xiàn)校園整體性的數(shù) 字信息化管理。由此可見，與傳統(tǒng)的校園建設(shè)比較而言，通過 對校園實施數(shù)字信息化的建設(shè)后，不僅將使得校園的發(fā)展具備 了更加明顯的時代性，而且還能夠?qū)W校發(fā)展過程中的某些 實際成效及時展現(xiàn)出現(xiàn)，同時也能及時地從中發(fā)現(xiàn)可能存在的 管理方面的問題，并對學校在未來一定時間內(nèi)的發(fā)展趨勢做 出比較符合實際的預測，最后，在數(shù)字化的校園管理模式下, 其校內(nèi)的相關(guān)資源配置將進一步得到優(yōu)化，這勢必也將促進 校園的整體建設(shè)可逐步得以完善。

2在數(shù)字化校園建設(shè)中采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的需求分析

2.1學校教學與教學評價方面的需求分析

一方面，教學是學校最核心的任務，那么教學部分的數(shù)據(jù)挖掘也自然是數(shù)字化校園建設(shè)的核心部分，現(xiàn)以教學過程 中的課程設(shè)置為例，在學校，學生的課程學習是循序漸進的, 而且課程之間有一定的關(guān)聯(lián)與前后順序關(guān)系，在學一門較高 級課程之前必須先修一些先行課程，如果先行課程沒有學好, 勢必會影響后續(xù)課程的學習，另外，同一年級學習同一課程 的不同班級，由于授課教師、班級文化的不同，班內(nèi)學生的總 體成績相差有時會很大，利用學校教學數(shù)據(jù)庫中存放的歷屆學 生各門學科的考試成績，結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘的關(guān)聯(lián)分析與時間序 列分析等相關(guān)功能，就能從這些海量數(shù)據(jù)中挖掘出有用的信 息，幫助分析這些數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性、回歸性等性質(zhì)，得出 一些具有價值的規(guī)則和信息，最終找到影響學生成績的原因, 在此基礎(chǔ)上對課程設(shè)置作出合理安排；另一方面就是教學評 價的數(shù)據(jù)挖掘，教學評價是對其重要的調(diào)節(jié)、控制、指導與 推動手段，而且可發(fā)揮重要的導向作用，也更是學校教學管理 的重要組成部分，基于此，針對教學評價管理中出現(xiàn)的某些 問題給予科學地解決就顯得格外重要，此方面的問題又包括: 影響教學評價的關(guān)鍵因素有哪些？教學評價的指標與關(guān)鍵環(huán)節(jié) 的合理性如何？在具體的教學評價中的各級得分者的特征如 何？教學評價的可疑數(shù)據(jù)可通過什么方式給予剔除？通過數(shù)據(jù) 挖掘后，諸如此類的問題均有望得以明朗化，繼而更科學地 實施教學評價以確?？烧嬲龗咔褰虒W工作中存在的障礙。

2.2教師結(jié)構(gòu)和專業(yè)配制方面的需求

在當前高校擴招的大潮流中，我高職院校也占據(jù)了相當 比例，由此所導致的師生比例失調(diào)的問題、新增設(shè)專業(yè)教師的 稀缺問題以及具體每個專業(yè)的教師人員結(jié)構(gòu)與專業(yè)領(lǐng)域的重組 問題等等，均是迫切需要解決的問題。通常采取的做法自然是 通過一定措施來弓I進新的教師隊伍并留住人才，然而在這個過 程中，還包括很多細節(jié)的問題:現(xiàn)有的教師哪些即將流失？現(xiàn) 有教師他們的流失概率如何?哪些因素造成了教師的流失?教 師流失對學校會造成什么影響？教師的流失情況有什么差別? 如何制定科學的用人制度？等等問題，通過應用數(shù)據(jù)挖掘技 術(shù)后，便有望在高職院校變被動為主動地科學人用。

2.3學校的科研管理需求

學校所開展的科研項目對于教學內(nèi)容的革新、教學質(zhì)量 的提升以及教師學術(shù)水平的提高均具有極大的推動作用，同 時，其成效也是衡量經(jīng)費分配與職稱評定的重要參考依據(jù)。 在此基礎(chǔ)上，改進與完善科研評價制度自然就成為了學校迫 切需要解決的問題，這些問題主要包括：在各類級別期刊上 發(fā)表論文的相關(guān)教師所具備的特征、各種課題申請者的特點、 未完成科研任務教師的特征、影響教學科研進展與成效的因 素、科研滾動周期的最佳年限、科研工作量應該如何設(shè)定以及 科研項目存虛存假的可能性等。而通過DM技術(shù)可將這些問題均得以不同程度地解決，如此也必將更加有效地激勵教師 科研的執(zhí)行力與創(chuàng)新水平，整體加快學校科學事業(yè)的進展。

2.4數(shù)字化圖書資源的管理需求

圖書館最大價值化的存在，無疑要全面了解并掌握所有 讀者的分類、屬性以及特征等方面的情況，同時還需充分掌 握讀者在應用圖書館后的滿意度情況以及是否有新的需求, 圖書所涉及學科的交叉問題等等，這均是當代學校圖書館亟待 解決的問題。而數(shù)字挖掘技術(shù)正能實現(xiàn)對以上信息的深加工, 繼而在對相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析后進一步指導圖書館的館藏建設(shè)， 同時還可為學校的學科課程設(shè)置提供一定參考價值的科學依 據(jù)，最終推動學校圖書館業(yè)務與相應管理的全面進步。

其他還比如有在人力資源管理方面、學校的教務管理以 及住校學生生活消費管理等等，其各自存在的問題均可在充分 應用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的基礎(chǔ)上找到相關(guān)突破口，最終在整體上 全方位地實現(xiàn)學校各方面資源的優(yōu)化管理與合理配置，持續(xù) 提升學校數(shù)字化建設(shè)進程的速度。

3數(shù)據(jù)挖掘在數(shù)字化校園中的應用研究

通過了解，數(shù)字化校園的數(shù)據(jù)管理平臺是一個集成了學 校多方面應用系統(tǒng)的綜合性平臺，將所能收集到的所有數(shù)據(jù)均 儲存在學校的數(shù)據(jù)中心的共享數(shù)據(jù)庫里面。但在儲存的過程 中，還需對這些數(shù)據(jù)進行詳盡的分類處理，并充分考慮到其 可能存在的不完整性、模糊性與隨機性等，而通過數(shù)據(jù)挖掘 對這些信息的充分提取與整理，繼而生成與之相對應的應用決 策系統(tǒng)，最終為相關(guān)領(lǐng)導做出正確的決策提供更為豐富的可 靠的參考信息。數(shù)據(jù)挖掘在數(shù)字化校園中的具體應用結(jié)構(gòu)圖 如圖1所示。

如上述介紹以及上圖均可以看出，DM技術(shù)在校園數(shù)字 信息化建設(shè)中可說是一項頗具復雜性與繁瑣性的特殊工作，因此其具體應用情況的介紹限于篇幅限制，筆者在此僅以學校的 科研管理為例，并應用Clementine挖掘工具進行操作，現(xiàn)對 其相關(guān)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的實際應用情況展開一定剖析。

3.1對不能完成科研任務教師的相關(guān)分析

在實際的學?？蒲许椖抗芾磉^程中，其中項目進度的管 理是一個比較重要的環(huán)節(jié)，而與項目進度相關(guān)的因素中，又會 存在個別教師可能因多方面原因而出現(xiàn)不能完成既定科研任 務的情況，而只有通過科學的對其實施預測，才能讓諸如此 類的問題得以最大程度地解決。其具體的解決思路主要就是 要把這個問題定義為一個分類預測的問題，那么首先需要做的 就是將參與科研項目的教師分為兩類，其中一類為已完成科研 任務量者，而另一類則是尚未完成科研任務量者。接著分別從 此兩部分教師中選擇一定數(shù)量的教師，并統(tǒng)計其相關(guān)屬性數(shù) 據(jù)繼而組成訓練數(shù)據(jù)集，然后再通過應用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與決策樹 等辦法建立起科研工作量完成情況的實際分類模型，最后再 利用該模型來進行科研任務量完成情況的實際預測，如此便 可獲得可能會不能完成科研任務教師的相關(guān)信息，為學校后期 的科研計劃的制定提供參考依據(jù)。

3.2教師不能完成科研任務的實際原因

在了解到可能完不成科研任務的教師后，還更需要對導 致此種情況發(fā)生的原因進行必要的分析，進而可在以后保證 其能最大程度地去完成科研任務。此方面的數(shù)據(jù)挖掘處理具 體來說主要包括兩個方面的措施。一方面，可以運用關(guān)聯(lián)分 析的辦法，把科研任務量的完成情況看作一個實際目標變量, 而把與之可能相關(guān)的某些屬性數(shù)據(jù)作為變量，一起輸入系統(tǒng) 后在運用GRI模型展開分析，進而可初步找出具體有哪些屬 性可對科研完成的情況造成影響；另一方面，就是應用決策 樹的方法來獲得科研工作量完成情況的規(guī)則集。以具體的某 學校為例，以APRIORI算法為基礎(chǔ)來對教師科研任務量完成 情況的影響因素進行分析，設(shè)定0.3為最小支持度與最小置信 度，繼而對挖掘的結(jié)果實施分析，所獲得的最終結(jié)果為：基 礎(chǔ)學科有38%的教師不能按時完成，82%的文科教師可以完 成,75%的年輕教師可以完成,95%的高級教師可以完成等等, 如此一來，便能很清楚地獲得對科研任務量完成情況的影響 因素，比既往的方法便捷了很多，同時也顯著提高了工作效率。

3.3學校科研管理中對教師的分類

在尋找到影響教師不能完成科研任務量的原因之后，接 下來還必須完成的工作就是要對教師實施明確的分類，繼而 便于針對具體情況的不同類教師建議采用不同的策略來最大 程度提升科研任務的完成率。打個比方，我們可以把學?？?為一個企業(yè)，而把教師視作企業(yè)的客戶，因此對教師實施分 類的問題亦即是對企業(yè)客戶進行細分的問題，通過分類后，自 然更便于將那些特別需要關(guān)注的“客戶”找出來，繼而采取相 應的實際措施來改善部分教師不能按時完成科研任務量的問 題。下面筆者以聚類算法為例對教師細分過程中所采用到的 實際算法應用進行一定說明，本算法主要是采用逐步減少K 值的方式進行嘗試。職稱與學歷等均是影響是否能完成科研 任務的主要因素，因而需將這些相關(guān)的數(shù)據(jù)均作為參數(shù)給予 輸入，比如先將K值假定為8,接著通過對K值的大小進行 連續(xù)調(diào)整，最終或許可以發(fā)現(xiàn)，比如當K值為4時，其效果 最為理想，然后便可運用決策樹對此類與其他類型的因素進 行相同的分析，對每位教師的具體情況實施深入挖掘，最終 分析出導致其不能完成科研任務的所有影響因素。通過此種 在給予分類基礎(chǔ)上的實際算法的應用，教師科研工作中所存 在的問題就能很容易被挖掘出來。

4結(jié)語

綜上所述，對數(shù)字化校園的建設(shè)而言，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)不 僅是一項迫切需要掌握的全新技術(shù)，而且也是一項有著必要性、 重要性與繁瑣性的工作項目，因此有必要更加重視其在數(shù)字 化校園建設(shè)中的作用與效果。與此同時，筆者認為，當代的學 校管理自然也需要現(xiàn)代化的管理方式，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的誕生與 不斷發(fā)展，也勢必能為校園數(shù)字化建設(shè)提供更為有利的幫助， 這也是有助于學校實現(xiàn)數(shù)字信息化最有利的保證。筆者相信, 在不久的將來，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)將會在校園數(shù)字信息化建設(shè)中 發(fā)揮出更為突出的作用。

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