计算机基础教学中应用数据挖掘技术的研究

项目名称：计算机基础教学中应用数据挖掘技术的研究

项目负责人：孙永辉

一、本项目的研究目的

数据挖掘是一门交叉学科，数据挖掘技术是目前国际上数据库、数据仓库和信息决策系统领域最前沿的研究方向之一，引起了国内外众多领域科学家和工商界的广泛关注。

计算机基础课为我校的通识教育必修课。考虑到所有专业都要学习，课时少（周2学时），学生的基础（专科层次），学习自主性等因素，要想在这样的情况下，达到预计的教学效果，那么掌握学生的学习动态，指导教师有重点地组织下一步教学活动，显得十分必要。

应用数据挖掘技术，基于基础学习平台，深度挖掘知识学习情况，增加对学生学习效果的统计分析功能。对指导下一步的教学工作起到事半功倍的作用。在健全题库的基础上，通过学生对预习模块的练习，在线学习的练习，测试的结果进行统计，应用数据挖掘理论，发现并系统分析学生在哪些或哪些类题目上出错率较高，这些知识点的覆盖率范围，在后继的教学及辅导中有针对性的讲解与指导，并加强学生掌握弱势的题目和知识点的练习量，以期达到预计的教学效果。

二、本项目的研究内容

1. 对我校学生计算机基础教学的情况进行分析，构建本课题所需数据框架，描述进行数据挖掘的思路，做好数据挖掘的数据准备。

2. 对数据挖掘的方案进行了详细设计，包括数据挖掘结构及数据仓库的设计，采用决策树分类对不同专业、特征的学生应当采取怎样的方式方法进行教学，以及教学内容的深度和广度等，进行实训过程设计，并对实训结果进行分析，找出影响学生训练能力的重要影响因素。

3. 采用聚类分析方法进行数据挖掘，找出知识点之间的依赖关系及相互影响关系，同时探索学生训练中存在的潜在规则，为学生培养及指导提供科学的依据和新的思路。让教师也能够通过数据挖掘技术，了解不同教学对象应当使用的教学方法、内容、手段等，从而提高教学质量。

4. 与基础平台衔接，使挖掘结果以具体可视的方式体现在应用模块上，辅助统计分析功能，有利于教师教和学生学。充分高效利用课堂学习时间。

三、本项目的研究方法

1. 文献法分析法。通过对与课题相关的现有文献进行系统性的分析来获取所用方法的信息，鉴别，分析，提出适合本课题的改进，创新方法。

2. 行动研究法。在真实的教学环境中，根据不同学科学员学习特征，获取所需数据，进行分析研究，运用恰当的数据挖掘算法，从而得出期望结论，解决教学实际问题。

3. 案例研究法。以典型案例为素材，通过具体分析、解剖，寻求解决问题的方案

4. 经验总结法。通过对课题进展中的具体情况，进行归纳与分析，使之系统化、理论化。总结本课题，撰写论文。

四、本项目的研究计划

1. 2014年3月—2014年5月，资料搜集整理并开题。

2. 2014年6月—2014年12月，数据预处理。系统全面地进行数据分析。了解转换原始数据的基本技术，包括丢失了数据值的数据集和具备时间依赖属性的数据集。构建数据挖掘框架。

3. 2015年1月—2015年7月，根据应用类型和数据特征，准备数据挖掘时可以使用的技术。数据挖掘模型详细设计阶段。

4. 2015年8月—2015年12月，优选算法，评估、解释模型，完成论文撰写。

5. 2016年1月—2016年3月，整理研究结果，结题。