2017年11月 安阳工学院学报 Journal of Anyang Institute of Technology NOV.2017 第16卷第6期(总第9O期) Vo1.16 No.6(Gen.No.90) D01:10.19329 ̄.cnki.1673-2928.2017.06.021 基于数据挖掘技术的教学质量评价系统开发 刘丰年 (三门峡职业技术学院信息传媒学院,河南三门峡472000) 摘要:伴随着数据挖掘技术的广泛应用,针对目前高校教学质量评价系统带有一定的主观性和片面性等问题,提出 了一种基于数据挖掘技术的教学质量评价系统的设计与实现方法。该系统采用B/S模式,将数据挖掘技术关联规则有效 应用其中,详细阐述了系统结构设计、评价系统的建立及功能模块的设计思路。通过对教学质量评价数据内在关联性的有 效分析,挖掘出潜在的有用信息,为教学主管部门或决策者提供一定的参考,从而提高教学质量评价的科学性和准确性。 关键词:数据挖掘;关联规则;教学质量;评价系统 中图分类号:TP311 文献标志码:A 文章编号:1673-2928(2017)04-0076-06 0引言 教学是大学的核心使命与基础性工作,是大 学之所以被称之为大学的前提和根本。质量是生 命线,质量决定着生存的状态和发展未来。质量 始终是高校内涵建设的主题。有什么样的质量就 有什么样的内涵,没有质量就没有内涵。提高教 学质量和人才培养水平始终是高校永恒的主 题u 。特别是《教育部财政部关于实施高等学校本 科教学质量与教学改革工程的意见》(教高[2007] 1号)、《教育部关于全面提高高等职业教育教学质 量的若干意见》(教高[2006]16号)、《国务院关于 加快发展现代职业教育的决定》(国发[2014]19 号)、《教育部关于深化职业教育教学改革全面提 高人才培养质量的若干意见》(教职成[2015]6号) 等文件的印发,对高校教育教学质量提出了更高 的要求。然而高校教学质量的评价是一项系统复 杂工程,评价指标的设计和评价数据的分析方法 都会影响评价的客观性、公平性、科学性和合理 性。因此,运用现代化的信息技术,构建合理有效 的高校教学质量评价系统是当前高校教学管理中 亟待解决的重要问题。 数据挖掘技术作为一种新兴的数据分析工 具,已在诸多领域得到广泛应用,成效较为显著, 特别是其超强的数据处理和分析能力,已经成为 个备受关注的热点研究话题I 。 本文正是基于数据挖掘技术中的关联规则, 采用B/S架构模式,使用ASP技术和SQL Server数 据技术,设计了一种基于数据挖掘技术的教学质 量评价系统。通过对教学质量评价数据内在关联 性的有效分析,挖掘出潜在的有用信息,为教学主 一管部门或决策者提供一定的参考,从而提高教学 质量评价的科学性和准确性。 1基本概念 数据挖掘(Data Mining)又称为数据采矿或资 料探勘,是采用人工智能的方法从大量的不完整、 有噪声、模糊的实际应用数据库中运用一定的算 法挖掘出隐含在其中的、不为人知的、具有潜在应 用价值的信息的过程。常用的方法主要包括分 类、聚类、关联规则、偏差分析和回归分析等,提取 的知识通常可以表示为概念、规则、规律和模式等 形式,可以被应用于信息管理、决策支持、过程控 制等 1。 关联规则挖掘是一种重要的知识获取技术, 主要是发现数据库中相同的属性或属性之间的联 系。若干个变量间存在的某种规律就称为关联,关联 分析的目的就是在数据库中找出隐藏的关联网 1。 关联规则挖掘的对象是事物数据集。一个关 联规则就是一个蕴含式A B,其中 和日均为 ,的真子集,且AB= ,A被称为条件, 被称为 结果。关联规则的3个重要指标分别是支持度、置 信度、相关度,公式分别为 s(aj =Pr B) j =Pr(BIA) (1) (2) r, ={Pr(AB)}/{Pr(A)Pr(B)}(3) (4) (5) (6) 根据上述3个重要指标,可定义关联规则如下 s(A j ≥s… ≥ … o-(Aj ≥ … 其中,S…、 …、 …为自定义数据挖掘阈值。 收稿日期:2017—04—21 作者简介:刘丰年(1982一),男,三门峡职业技术学院信息传媒学院讲师,硕士,研究方向:模式识别与智能系统。 第六期 刘丰年:基于数据挖掘技术的教学质量评价系统开发 标如表3所示。 77 2教学质量评价系统结构设计 伴随着互联网技术的飞速发展,B/S架构模式 得到了广泛应用,该模式统一了客户端,wWW浏 览器就成了重要的应用软件,可以通过Web Server 同后台数据库进行数据交互,简化了开发周期。同 时ASP代表着动态服务器页面,可以与数据库和其他 凰 器 程序行交互,确保了数据的实时更新。 因此本系统采用B/S模式,以ASP和SQL Serv— er为开发平台,系统结构示意图如图1所示。 3教学质量评价系统指标体系建立 教学质量评价指标体系是评价具体教学活 动、教学目标和管理目标的全部要素的集合,教学 质量评价指标体系设置的合理与否直接决定着教 学质量评价的客观性和准确性。学生评价指标如 表1所示,同行评价指标如表2所示,专家评价指 w ̄BI]8务器 窖户机1 鬻户柢2 鬻户机3 鬻户橇4 图1系统结构示意图 表1学生评价指标 级 指标 一二级 指标 教学态度 为人师表 主要观测点 工作认真,治学严谨,爱生敬业。 分 值 10 5 教学 工作 态度 20 言谈举止符合教师职业要求。教书育人,以身作则,尊重学生。 教学内容 能力培养 课堂 一豳rl__lI__l_‘ 点讲解清楚。 教态规范,着装得体,仪表大方。 5 内容充实新颖,注意前沿性,容量适度;重点突出,例证得当;难度适宜,难 10 理论教学密切联系实际,把握准确;突出培养学生分析、解决问题和动手操 1O 作能力。 教学 方法手段 方法得当,采用启发式、讨论式、案例和项目教学等有效方法。选用适合教 10 质量 学内容的教具及现代教育技术手段。 50 教学素质 语言规范流畅,条理清晰。教材熟练,阐述准确,不照本宣科。板书(或课 件)设计合理,工整。操作或示范动作规范,指导到位。 10 教学效果 作业 考试 其他 教学 教材讲义 教学文件 课堂气氛活跃,师生形成良好互动,学生学习积极性高,教学秩序良好。学 10 生较好地理解和掌握主要的课堂教学内容,形成一定技能。学生满意度高。 作业布置及时合理,批改认真,符合学院规定要求。 考试(或考查)突出能力考核,难易适度;试卷评阅规范,成绩评定公平合 理;试卷分析客观、全面。 教材使用合理,选用符合专业及学生实际的高校规划教材或采用自编校企 5 5 5 环节 30 合作教材、讲义等。 积极组织或参与课程标准(教学大纲)的编写。课程标准(教学大纲)、教学 进程表教案讲义等编写规范,设计合理。 、5 教研活动 按时参加各种教研活动,积极参与或组织专业(课程)建设。 10 4教学质量评价系统功能模块设计 各功能模块如下: 1登录模块 教学质量评价系统根据用户实际需求应包括 4.登录模块、数据采集模块、综合评价模块、查询结 登录模块主要涉及用户身份验证和权限分配 果模块和系统维护模块五个部分组成,各模块之 问题。教师或学生分别使用个人姓名进行登陆,间既相对独立,又相互联系。系统功能结构如图2 密码为学生学号或教师工号,登陆成功后系统提 示修改密码,并可以进人相应功能模块,若密码输入 所示。 78 安阳工学院学报 2017正 错误,系统会提示重新输入密码,当密码错误3次后, 级 二级指标 指标 一会提示退出系统。登录模块流程如图3所示。 主要观测点 分 值 10 表2同行评价指标 教学 教学态度 备课充分,工作认真,治学严谨,爱生敬业。 T作 言谈举止符合教师职业要求教书育人,以身作则,态尊重学生。 。5 5 10 度 为人师表 20 教态规范,着装得体,仪表大方。 教学内容 内容充实新颖,注意前沿性,容量适度;重点突出,例证得当;难度适宜,难点讲解清楚。 课堂 动手能力、分析问题解决问题能力得到较大提高。 能力培养 理论教学密切联系实际,把握准确;突出培养学生分析、解决问题和动手操作能力。学生 10 教学 方法手段 方法得当,采用启发式、讨论式、案例和项目教学等多种有效方法。选用适合教学内容的 10 质量 50 教具及现代教育技术手段。 教学素质 语言规范流畅,条理清晰。教材熟练,阐述准确,不照本宣科。板书(或课件)设计合理, 工整。操作或示范动作规范,指导到位。 10 教学效果 课堂气氛活跃,师生形成良好互动,学生学习积极性高。教学秩序良好。学生能较好地 理解和掌握主要的课堂教学内容,形成一定技能。学生满意度高。学生反映良好。 作业 其他 考试 10 5 5 5 5 作业布置及时合理,批改认真,符合学院规定要求。 考试(或考查)突出能力考核,难易适度;试卷评阅规范,成绩评定公平合理;试卷分析客 观、全面。 教学 教材讲义 使用符合专业及学生实际的高校规划教材或采用自编校企合作开发的教材环节 讲义等。 、30 教学文件 积极参与课程标准(教学大纲)的编写。课程标准(教学大纲)、教学进程表、教案(讲义) 等编写规范,设计合理。 教研活动 按时参加各种教研活动,积极参与专业(课程)建设。 表3专家评价指标 级 指标 一lO 二级 指标 主要观测点 分值 教学 教学态度 工作认真,治学严谨,爱岗敬业,对学生严格要求,融德育于课堂教学之中。 工作 态度 教师形象 言谈举止符合教师职业要求。以身作则,教态规范,着装得体,仪表大方。 20 教学纪律 遵守教学工作纪律,不迟到、不早退,按时上下课。 10 5 5 5 教学目标 教学目标明确确定 定位准确,为专业培养目标服务,符合课程标准(教学大纲)要求。 ,教学 教学内容 内容 选择 内容充实新颖,注意前沿性,选材恰当,容量适度,难度适宜,符合专业人才培养要求。 组织 教学内容 教学过程组织严密、教学内容阐述准确,例证得当,重点突出,难点讲解清楚,能够娴熟 30 讲解 地驾驭教材。 5 l0 实践教学 设计 理论联系实际,实践教学方案设计合理,教学效果良好。 教学 教学方法 方法 运用 方法得当,采用启发式、讨论式、案例和项目教学等有效方法。 10 5 手段 教学手段 选用适合教学内容的教具及现代教育技术手段实施 运用 15 板书设计 板书设计合理、美观,字体优美。 。课件制作精美,效果良好。 5 5 学生学习 学生学习积极性高,师生互动,共同参与教学活动,圆满实现教学目标。学生能较好地 教学 30 20 5 10 效果 理解和掌握课堂教学的主要内容,形成一定技能。学生满意度高。 效果 课堂纪律 课堂教学秩序井然,课堂纪律好。 教师教学 满意度 教师教学技能得到充分展示,实现预定教学目标,自我感觉良好。 第六期 刘丰年:基于数据挖掘技术的教学质量评价系统开发 79 图2系统功能结构图 图3登录模块流程图 4.2数据采集模块 用户利用网络平台,按照不同类型用户的评 价指标进行评价,并对采集的数据进行量化、数据 变化和规则提取处理,最终结果存储在数据库中, 等待综合评价模块进行数据挖掘处理。数据采集 模块流程如图4所示。 图4数据采集模块流程图 4.3综合评价模块 综合评价模块会对数据库中量化后的数据运 用数据挖掘中的关联规则进行最终的教学质量评 价。具体就是先通过对量化数据的集中学习,提 炼需要的过程知识,并利用关联规则算法形成评 价规则;然后利用评价规则进行数据挖掘分析,最 终完成综合评价。综合评价模块流程如图5所示。 图5综合评价模块流程图 4.4查询结果模块 查询结果模块主要面向被评价教师本人和教 学管理人员。教师本人可以通过该模块查询本人 评价资料,包括学生评价结果、同行评价结果和专 家评价结果。教学管理人员可以通过该模块查询 全校教师的全部评价资料和评价结果,了解全校 教师的教学质量和存在的问题,进而从宏观上把 控教师职级的留用和提升。查询结果模块流程如 图6所示。 图6查询结果模块流程图 4.5系统维护模块 系统维护模块主要是进行系统设置、指标设 定、权限分配等维护操作。 5教学质量评价系统应用 教学质量评价结果决定因素很多,利用教学 质量评价系统对产生的数据集进行数据挖掘,可 以得出大量的频繁项集,在对频繁项集进行分析 的基础上得出有用的关联规则,部分关联规则如 表1所示。 80 表1部分关联规则表 安阳工学院学报 2017年 其中代码B2表示年龄在31—40之间,曰3表 示年龄在41~50之间,c2表示职称为讲师,c3 表示职称为副教授,c4表示职称为教授,D2表示 学历为硕士,D3表示学历为博士,E3表示评价结 果为中等,E4表示评价结果为良好,E5表示评价 结果为优秀。 通过上述关联规则表,我们可以发掘出一些 潜在的信息。例如规则1 D2 E4(学历为硕士 评价结果为良好),支持度14.1%表明有14.1% 的硕士学历教师且评价结果为良好,置信度68.9% 表明有68.9%的硕士学历教师被评价的教学质量 为良好。 3)教师评价结果良莠不齐,这就要求教学管理 人员根据教师年龄结构、学历结构和职称结构统筹安 排课表,确保学生保持饱满的热睛投入学习。 4)关注客观因素对教学质量评价的影响,特 别是教师人际关系、班级环境等,对教师教学质量 评价影响较大,很可能会误导决策,所以需要我们 管理人员及时关注数据挖掘发现的隐藏信息,及 时发现问题,总结问题,从而不断改善我们的教学管 理水平,提高教学质量和人才培养质量稳步提升。 5结束语 本文针对目前高校教学质量评价系统带有一 定的主观性和片面性等问题,利用现代先进的信 息技术数据挖掘,采用B/S架构模式,使用ASP技 术和SQL Server数据技术,设计了一种基于数据挖 掘技术的教学质量评价系统,详细阐述了系统结 构设计、评价系统的建立及功能模块的设计思 路。并通过对教学质量评价数据内在关联性的有 效分析,挖掘出潜在的有用信息,为教学主管部门 或决策者提供一定的参考,从而提高了教学质量 评价的科学性和准确性,具有一定的应用价值。 参考文献: …1常磊,尚秀芬.我国学校教学质量评价的现状及应对策 略 教育理论与实践,2016,36(26):18—20. [2】王文雅.基于数据挖掘的图书管理系统分析与设计ID1. 西安工业大学,2015. 我们逐条分析这些关联规则,不难发现一些 潜在的必然联系,具体结论如下。 1)教学质量评价效果与教师自身学历和职称 联系较大。所以建议学校多聘用高职称、高学历 教师,以便迅速提高教学质量。 2)40~50岁之间的教师由于业务能力和专业 水平较高,因此教学质量评价较高。所以学校要 加大对新人职教师和青年教师业务能力和专业水 平的培养力度,提高他们的整体教学水平。 [3]张潇月,李波.基于数据挖掘技术的大学生选课系统应 用研究【J1.中国传媒大学学报(自然科学版),2014,21(6): 30-35. 【4]朱丽丽.基于数据挖掘技术的高校教务管理的应用与研 究【JJ.价值工程,2014,(37):239—240. 【5】栾锦骥.基于数据挖掘技术的图书馆信息管理系统开发 lJ1.自动化与仪器仪表,2016,(9):158—159,164. the Design and Implementation of Teaching Quality Evaluation System Based on Data Mining Technology LIU Fengnian (School of information and communication,Sanmenxia Polytechnic,Sanmenxia 472000,Chma) Abst r act:Along with the wide application of data mining technology,and the subjective and one—sided prob— lem of the current hi【gher vocational teaching quality evaluation system.the author proposed a method of the de sign and implementation of teaching quality evaluation system based on data mining technology.The system uses B/S mode,and applies data mining techniques to the association rules effectively,and then elaborates the design mentality of system structure,the establishment of evaluation system and the design of function module.Through the effective analysis of the teaching quality evaluation data relevance.dig out the potential of useful information. (下转第121页) 第六期 赵艳红:基于M00c与翻转课堂的计算机网络混合教学模式构建 共同努力,在实践中不断探索和改革。 参考文献: 121 之间学习进度及效率差别大,学习效果无法保证。 在课堂教学阶段,试验组的学生作为以学生 为主体的翻转课堂教学的实施对象,参加小组讨 论,学生参与度高,互动多,提高了学生的协作能 力,避免了开小差,玩手机等不良学习习惯。相对 于对照组,实验组的课堂纪律好,气氛活跃。 在课后阶段,对于试验组,由于通过MOOC教 学平台,教师能实时批改学生的后测题,发现学生 存在的问题,通过交流区,教师查看学生存在的疑 惑,和学生互动,解决问题;教师还可根据学生之 间的差异,进行个性化辅导。而对照组受教学方 式的限制,师生交流少,存在的问题不能很 央。 【1]汪晓东,张晨蜻仔.“翻转课堂”在大学教学中的应用研 究[J].现代教育技术,2013,23(8):1卜16. [2]余建波.上海交通大学慕课推进的探索与实践『J1.中国 教育信息化,2015(1):6-7. [3】陈晶,程琨.MOOC背景下法学实践教学的改革:“个案 全过程教学法”翻转课堂模式的运用研究[E1.Proceedings of 2015 2nd International Conference on Creative Education (ICCE 2015 V11),2015:28—33. [4]彭仁孚.基于MOOC理念翻转课堂模式项目化教学的 经过期末上机考试,对照组每个班的平均成 绩为77.2分,78.5分,77.8分,试验组的平均成绩为 80.1分,试验组的成绩高于对照组每个班的成绩, 说明MOOC和翻转课堂混合教学模式的教学质量 提高明显。 5结语 创新构建:以《网络营销实务》为例[c].决策论坛:科学制定 有效决策理论学术研讨会,2015:50. 【5]黄虹,魏宸,邹长伟.“微课一慕课一翻转课堂”立体教学模 式的构建:以“环境评价”课程为例 现代教育技术,2016 (10):86—92. [6]辛焦丽,朱强.浅谈计算机网络教学改革fJ1_电脑知识, 2015,11(35):91—93. 基于MOOC和翻转课堂的混合教学模式下, 学生学习有目的性,有方法可依,学习形式多样 化,学习自主性强,改变了以往学习散漫,无目的 性,考试前临时抱佛脚,对老师依赖性强的坏学习 习惯,学生需要持之以恒的学习,培养了学生良好 的自主学习行为,拓展了学生的团结协作能力,提 【7]汪永伟,苏会芳,杨英杰,等.面向实践应用的计算机网 络课程改革[J1.中国教育技术装备,2016(18):108—109. [8】谢希仁.计算机网络:第6版[M】.北京:电子工业出版社, 2013. [9】房美琴.翻转课堂教学模式下学习任务单的设计[J].中 国培训,2016(24):216. 高了综合素质。教师需要花费大量的时间和精力 收集及制作教学素材,设计翻转课堂,分析学生学 习情况,课后答疑辅导等。虽然教师和学生都花 了较多的时间,但是教学效果显著提高,说明基于 MOOC和翻转课堂的混合教学模式确实是改善教 学效果的有效途径。今后,仍然需要教师和学生 [10]特南鲍姆,韦瑟罗尔著,严伟,潘爱民,译.计算机网 络:第5版[M].北京:清华大学出版社,2012. 【11]韩立刚.计算机网络原理创新教程[M】.北京:水利水电 出版社,2017. (责任编辑:王彦永) (上接第80页) to provide a reference for the teaching departments or decision makers,SO as to improve the scientiicitfy and ac。 curacy of the evaluation of teaching quality. Key words:data mining;association rules;teaching quality;evaluation system (责任编辑:郝安林)