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摘要：隨著信息技術(shù)不斷發(fā)展，對信息技術(shù)人才需求不斷增加，傳統(tǒng)的信息教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足人才培養(yǎng)需求。當(dāng)前已有MOOC平臺進(jìn)行高校計算機(jī)信息教學(xué)，然而該系統(tǒng)設(shè)計理念是滿足大眾需求，對于計算機(jī)信息教學(xué)中編程教學(xué)等未考慮，針對這些問題本文提出借助大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行高校計算機(jī)信息教學(xué)管理研究。通過需求分析得到高校計算機(jī)管理系統(tǒng)包含功能有學(xué)生課程管理、教師備課管理、視頻管理、討論管理、課題講解管理、數(shù)據(jù)挖掘管理。詳細(xì)分析了數(shù)據(jù)挖掘流程、數(shù)據(jù)挖掘關(guān)鍵算法以及數(shù)據(jù)存儲。最終完成大數(shù)據(jù)技術(shù)在高校計算機(jī)信息管理中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)技術(shù)；Apriori算法；MySQL;數(shù)據(jù)挖掘；高校計算機(jī)信息教學(xué)

大數(shù)據(jù)是指存儲數(shù)量容量大，能夠存儲繁雜數(shù)據(jù)類型[1]。大數(shù)據(jù)蘊(yùn)含大量的關(guān)系與價值，可通過挖掘技術(shù)分析重要的隱含信息。美國早在2001年推行了數(shù)據(jù)在教育評價中的應(yīng)用，應(yīng)用結(jié)果表明，使用數(shù)據(jù)評價方式能夠挖掘?qū)W生、教師之間隱含關(guān)系，從而推動教育發(fā)展。到2012年美國政府提出了“大數(shù)據(jù)研究與開發(fā)提案”，明確了大數(shù)據(jù)在教育中的應(yīng)用[2]。國內(nèi)大數(shù)據(jù)應(yīng)用到教育的研究主要有：胡曉旭[3]針對當(dāng)前計算機(jī)專業(yè)教學(xué)模式存在問題，提出利用互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)建的“MOOC+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式，所設(shè)計的教學(xué)模式具體包括：（1）進(jìn)行課前計算機(jī)專業(yè)知識學(xué)習(xí)內(nèi)容布置及學(xué)生小組劃分；（2）利用MOOC平臺提供的大數(shù)據(jù)技術(shù)查看學(xué)生學(xué)習(xí)情況；（3）利用提供的MOOC平臺進(jìn)行教師作業(yè)布置、視頻管理、學(xué)習(xí)興趣培訓(xùn)等；（4）進(jìn)行期末考試。所設(shè)計的MOOC平臺相比傳統(tǒng)教學(xué)方式提高了計算機(jī)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量。鄧?yán)颦俒4]針對大數(shù)據(jù)時代下電子數(shù)字化資源增長模式成幾何級增長情況，學(xué)生如何從海量信息中獲取有價值信息是當(dāng)前急需解決問題。提出了網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)學(xué)習(xí)模型，該模型包含學(xué)生自適應(yīng)、預(yù)測、干預(yù)、自適應(yīng)顯示、學(xué)習(xí)者數(shù)據(jù)庫等六大模塊，通過應(yīng)用結(jié)果表明所構(gòu)建的自適應(yīng)模型能很好地滿足學(xué)生計算機(jī)專業(yè)知識學(xué)習(xí)。謝宇暉[5]詳細(xì)研究了大數(shù)據(jù)技術(shù)在高校教學(xué)中的應(yīng)用狀況，文章以《大數(shù)據(jù)技術(shù)原理與應(yīng)用》（第二版）為研究對象，從云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析，最終得到高校計算機(jī)專業(yè)應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生大數(shù)據(jù)教學(xué)理念學(xué)習(xí)、指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行項目開發(fā)、高校構(gòu)建MOOC教學(xué)模式。吳寧[6]分析了當(dāng)前大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)課程中存在問題，指出當(dāng)前計算機(jī)課程建設(shè)影響到學(xué)生計算機(jī)能力，最終影響計算機(jī)教學(xué)質(zhì)量。針對這一問題，提出將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用到計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)課程改革建設(shè)中。結(jié)果表明利用現(xiàn)有的MOOC教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)課程建設(shè)能提高學(xué)生計算機(jī)學(xué)習(xí)效率。通過文獻(xiàn)分析，目前大數(shù)據(jù)應(yīng)用于高校計算機(jī)教學(xué)還處于發(fā)展階段，本文在現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)之上提出新的大數(shù)據(jù)教學(xué)方法。

1大數(shù)據(jù)技術(shù)在高校計算機(jī)信息教學(xué)中應(yīng)用

1.1系統(tǒng)功能分析。大數(shù)據(jù)技術(shù)幫助高校計算機(jī)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)計算機(jī)知識有著重要作用。通過問卷調(diào)查，最終得到大數(shù)據(jù)技術(shù)在高校計算機(jī)信息教學(xué)中應(yīng)用功能有：學(xué)生課程管理、教師備課管理、視頻管理、討論管理、課題講解管理、數(shù)據(jù)挖掘管理。學(xué)生課程管理包含功能有學(xué)生信息課程添加、學(xué)生課程信息查看、學(xué)生課程信息刪除、學(xué)生課程信息修改、學(xué)生課程信息導(dǎo)入；教師備課管理包含功能有備課信息添加、備課信息查看、備課信息修改、備課信息刪除；視頻管理包含功能有視頻信息添加、視頻信息修改、視頻信息刪除、視頻信息查看；討論管理包含功能有問題發(fā)起、問題回復(fù)；課題講解管理包含功能有講解課題、講解課題講解、講解課題討論；數(shù)據(jù)挖掘管理主要對學(xué)生課程作業(yè)進(jìn)行挖掘分析，包含數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)過濾、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)展示。1.2系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計所開發(fā)的系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)?；诖髷?shù)據(jù)信息教學(xué)平臺包括學(xué)生管理、教師管理、視頻管理、課程管理、試題管理等。如圖1為基于大數(shù)據(jù)的教學(xué)管理平臺框架圖。由圖1可知學(xué)生/教師需要登錄到平臺中，可進(jìn)行課程信息管理，包括課程信息添加、課程信息查看、課程信息刪除、課程信息修改。計算機(jī)題目管理系統(tǒng)主要進(jìn)行學(xué)生試題生成管理，包括題庫導(dǎo)入、題庫組件等。學(xué)生/教師信息管理是將學(xué)生/教師信息導(dǎo)入到信息管理系統(tǒng)中方便后續(xù)信息挖掘。平臺接口主要是方便二次開發(fā)。教務(wù)管理系統(tǒng)主要是將學(xué)生計算機(jī)信息遷移到學(xué)籍管理系統(tǒng)中。

1.2系統(tǒng)功能設(shè)計。1.2.1系統(tǒng)流程分析。本文所設(shè)計的系統(tǒng)采用文獻(xiàn)[4]中提供的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程自適應(yīng)學(xué)習(xí)流程，見圖2所示。由圖可知基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的計算機(jī)信息教學(xué)管理系統(tǒng)是由教學(xué)試題模塊、預(yù)測模塊、界面展示模塊、自適應(yīng)模塊、干預(yù)模塊以及數(shù)據(jù)庫組成。從系統(tǒng)流程圖可知學(xué)生首先在平臺中進(jìn)行學(xué)習(xí)，系統(tǒng)采集學(xué)生學(xué)習(xí)行為，將數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫中；其次根據(jù)所設(shè)置的數(shù)據(jù)挖掘算法進(jìn)行學(xué)生學(xué)習(xí)行為挖掘；接著調(diào)用自適應(yīng)算法進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘；最后顯示學(xué)生學(xué)習(xí)效果及進(jìn)行評價。1.2.2系統(tǒng)挖掘設(shè)計。所設(shè)計的大數(shù)據(jù)教學(xué)管理平臺運(yùn)行在Windows+Tomcat+MySQL+Java系統(tǒng)中。系統(tǒng)涉及大數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)包含數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)過濾、數(shù)據(jù)挖掘、挖掘結(jié)果展示[7]。如圖3為基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的教學(xué)信息數(shù)據(jù)挖掘模型。本文使用Apriori算法進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘。該算法核心思想為：首先從MySQL數(shù)據(jù)庫中獲取學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，根據(jù)設(shè)置的最小支持度min產(chǎn)生頻繁項集合L1;接著由L1連接和剪枝，這樣產(chǎn)生集合C2，根據(jù)設(shè)置的最小支持度產(chǎn)生頻繁項L2，該過程中L2可產(chǎn)生L3，直到Li≠∅。算法中的連接操作為：假設(shè)12{,,...,}kmLlll,,ijll表示學(xué)生行為兩個元素，{[1],[2],...,[]}iiiillllk表示集合il中的第m項。如果kL中的兩個元素連接時僅有兩個元素相同則連接成功。1.2.3系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的高校計算機(jī)信息教學(xué)管理系統(tǒng)采用開源MySQL數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。包含的信息表主要有學(xué)生成績信息表、學(xué)生試題信息表等，詳細(xì)見表1所示。

2結(jié)語

目前高校計算機(jī)信息教學(xué)管理采用傳統(tǒng)教師布置作業(yè)形式，很難掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況。文章提出采用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行高校計算機(jī)信息教學(xué)管理研究。本文所設(shè)計的系統(tǒng)包含功能有：學(xué)生管理、教師管理、視頻管理、課程管理、試題管理等。采用自適應(yīng)算法進(jìn)行學(xué)生學(xué)習(xí)管理。使用Apriori算法進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘。采用開源MySQL數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。所設(shè)計的系統(tǒng)實現(xiàn)自動挖掘?qū)W生學(xué)習(xí)興趣，提高了教師的管理效率。

作者:王海軍 單位:淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院后勤基建處