数据挖掘技术在教学辅助系统中的应用研究

张小寒

（湖南财经工业职业技术学院电子信息系，衡阳 421002）

当前，数据挖掘技术在教学辅助系统当中的应用已经较为广泛，从数据库当中存储的大量的、不完整的、随机的、有噪声的、模糊的数据当中，提取出潜在的有效信息，并对其进行更高层次的分析，能够有效提升系统存储数据的利用率，进而为相关教学实践及教育教学改革提供更多、更可靠的数据参考。

1 数据挖掘技术的应用方向

所谓“数据挖掘”，即从大量、复杂、模糊、随机的数据当中，提取出潜在的、有价值的数据信息。随着大数据技术、数据库技术等不断发展和应用普及，人们在日常工作、生活中产生的数据信息越来越多，使得大量重要的信息内容被隐藏在系统当中，造成大量的数据积累。基于此，人们希望通过更高水平的分析手段和处理技术，实现对此类重要信息的有效挖掘和整理，为日后的信息利用做出支持。现阶段，数据挖掘这一技术理念经常与智能技术、分析技术、可视化技术等结合在一起，被应用到归纳学习法、聚类法、统计分析法、仿生技术、模糊数学法、逻辑回归法、关联规则法等信息处理方法的实施当中，并发挥了良好的作用效果[1]。

此外，由于当前人们在网络系统中积存的信息大多以文本或文本集合的方式出现，故而随之产生了“文本数据挖掘技术”。从本质上来讲，这一技术理念是数据挖掘技术的一个分支，意为“从网络文本中抽取有价值的信息和支持的计算机处理技术”。在这一技术的实际应用过程中，人们可以通过一定的概念、规律、模式、内容，实现相关文本的提取和查找，进而满足自身特殊的文本应用需求。现阶段，文本数据挖掘技术主要被应用在内容检索、信息过滤、信息处理等方面。

2 数据挖掘技术在教学辅助系统中的应用流程

首先，在教学辅助系统当中，数据挖掘技术的活动并不是凭空进行的，相关人员需要通过采集大量的数据信息，构建出原始的数据库基础。

具体来讲就是相关人员需要浏览大量的教学网站和论坛，对有益于教学辅助系统功能实现的问题、答案等信息进行搜寻、筛选和采集。需要注意的是，由于网站、论坛中包含有大量的错误问答内容和“灌水”信息，故而相关人员一定要“擦亮双眼”，以保证数据库基础的准确性和高质性[2]；

其后，应将收集到的教学问题、知识答案等信息视为单一的文档类型，并对其进行切词处理，即将信息中汉字序列切分成多个相对独立的字词。这一步骤主要是为了提高数据挖掘的灵活性和实用性，为教师、学生通过单个词汇搜索出有价值问答信息提供支持；

再后，在完成上述处理程序后，相关人员需要建立起一定的关联规则，即把多个文本信息按照一定相关性进行连接，并作出同一词汇与其他多个关联词汇、同一问题与多个关联答案之间的距离权重；

最后，将上一步骤权重整理所得的关联信息进行列表整理，并通过文本聚类算法实现数据内容的分类储存。由此，将数据挖掘技术应用到教学辅助系统当中，便可为教师、学生等用户群体按照科目分类以及具体词条需求搜索问题答案做出支持，进而实现教学辅助系统服务质量的显著提升[3]。

3 基于数据挖掘技术的教学辅助系统设计与实现

3.1 系统总体设计

随着计算机技术在教育教学领域的广泛应用，目前教学辅助系统的功能越来越完善，包括学习、练习、测评、教学总结等。在教学辅助系统的支持下开展的学习和练习等活动，与传统学习方式有较大区别，能够根据学生的具体情况，制定有针对性的学习计划和练习计划，利用系统提供的教学资源，开展复习和自我考评等活动，支持学生的个性化发展。同时，也让教师能够及时了解学生的自主学习情况，更加高效的开展各项教学和管理工作。基于上述应用需求，引入数据挖掘技术，在教学辅助系统设计过程中，采用模块化设计思想，在实现对应功能模块的基础上，充分考虑系统反应速度、数据安全性和系统可维护性等方面的需求，同时简化系统操作，方便不同用户进行使用。

3.2 主要功能模块及数据库设计

基于数据挖掘技术的教学辅助系统主要功能模块包括：（1）系统录入与维护模块。该模块的主要功能是为教师或管理人员在系统中录入各类信息数据提供支持，同时通过进行维护操作，确保系统的正常运行。教师或管理人员可以利用该模块录入教师信息、学生信息、课程信息、学习资源信息、考试成绩信息等。在系统设计与实现过程中，充分考虑信息录入效率和防错能力，支持多种格式的信息数据录入；（2）练习与测评模块。该模块主要供学生平时的学习和练习使用，包含练习和测评两个部分，当启动考试模式时，练习功能暂时被屏蔽，考试结束后再开放使用。教师可以在线对学生测评情况进行评价，并提取其中的有用信息，为改进教学方法提供基础；（3）数据挖掘和数据库模块。该系统采用SQL SERVER数据库，通过建立学生信息表、教师信息表、考试信息表等基本表，为数据存储和数据挖掘提供支持。

3.3 系统界面设计与实现

系统界面的设计与实现主要以简单实用为依据，同时考虑界面的美观性和易操作性。系统交互界面主要包括：（1）登录界面。主要包含登录信息输入框和提交按钮，完成身份信息验证后，可以根据权限设定，登入到不同的功能模块；（2）信息录入界面。支持文本信息录入、Excel表格导入、题库导入等操作，可以为教师和管理人员的系统录入提供方便；（3）练习和测评界面。教师和管理人员具有联系和考试功能的设定权限，可以根据练习或测评目的自动从题库中随机抽取试题。学生登录该界面后可以进行答题操作；（4）测评结果分析与数据挖掘界面，具有丰富的数据统计和分析功能，能够自动获取相关参数，简化教学评价流程。

4 结束语

综上所述，探究数据挖掘技术在教学辅助系统中的应用，对促进提升网络教学的真正辅助教学作用具有重要意义。通过相关分析，应用了数据挖掘技术的教学辅助系统，能够有效突破传统答疑方式，显著提升师生间的有效互动频率，为学生与教育资源的远程交互实现奠定良好的基础。在未来的研究过程中，将对数据库整理阶段的挖掘算法进行更为深入的研究，由此能够让辅助系统中的数据挖掘具有更强的适应性。

[1] 刘洁晶.数据挖掘技术在教学评估预测系统中的应用研究[D].河北大学，2012.

[2] 樊妍妍.基于数据挖掘的个性化在线教学辅助系统的研究与设计[D].安徽大学，2011.

[3] 杜芳芳.数据挖掘技术在远程教学辅助系统中的应用研究[J].河南科技，2011（12）：40-41.