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數據挖掘課程設計論文范文1
關鍵詞：實驗平臺；教學管理；數據倉庫；數據挖掘
中圖分類號：G642 文獻標志碼：B 文章編號：1674-9324（2013）09-0253-03
一、引言
21世紀是國家全面推進學生素質培養的時期，計算機專業課既具有較強的理論性，又具有較深的實踐性。目前，計算機專業的教學過程中往往理論教育與實際脫節，很多學生通過了專業理論課的考試，卻不能將理論付諸于實踐，學生對課程知識并沒有深刻的理解和消化，對課程理論的實際應用沒有感觀上的體驗。經調查顯示，60%以上的學生認為在校期間的計算機理論課的學習對就業和實際工作幫助不大，這給學生學習計算機理論的積極性帶來了消極的影響，更有很多學生熱衷于參加社會上的計算機培訓機構，放棄在高校的課程學習。因此，在培養學生的理論創新能力的同時，提高學生的動手操作能力，加強學生理論聯系實際的能力是計算機教學十分緊迫和必要的任務。
隨著信息技術和網絡技術的快速發展，在短短幾年內數據倉庫和數據挖掘就已經成為IT信息領域廣泛應用和熱點研究的領域。該領域主要是研究如何從浩如煙海的海量數據中有效地提取并挖掘知識，對其進行自動分析和匯總，是計算機行業中最熱門、最有前景的領域之一[1]。數據倉庫與數據挖掘課程也順應計算機發展的需要，進入到高校計算機教育的專業課課程列表中。
本論文在深入研究了數據倉庫和數據挖掘課程的內容和特點的基礎上，采用B/S（Browser/Server）架構，即瀏覽器/服務器架構，開發了web課程教學實驗平臺。
二、數據倉庫與數據挖掘學科教學現狀
隨著數據倉庫與數據挖掘課程在各大高校成功試教后，近年來各大高校都為計算機專業都設立了數據倉庫和數據挖掘課程，時至今日，其課堂理論教學已經比較成熟。然而，絕大多數學生在經過該課程的學習后，普遍反映雖然基本了解了數據倉庫和數據挖掘相關理論知識，卻缺乏感性認識和實踐應用能力。這主要是因為該課程的實驗教學較難開展，缺乏一個符合以下特點的教學實驗平臺。
市場中通用數據倉庫和數據挖掘軟件昂貴且難以使用，大量的專業術語、專業業務理論、數學知識和挖掘模型讓人無從下手。因此我們需要的僅僅是一個實驗平臺，并非大型企業應用軟件，只要學生能通過它更簡易地完成該課程的實驗環節即可。
1.可視化、易操作?？梢暬鸵撞僮骺梢蕴岣邔W生的學習興趣，讓學生更直觀的參與到教學活動中來，而不是苦惱于如何使用該平成實驗。
2.交互性。一個好的教學平臺不僅是一個可以提供給學生傳授知識的平臺，還應該是一個可以和學生及老師有交互性的平臺，并且使學生和學生有交互性，老師和學生有交互性[2]。
3.教學與實驗相結合。我們需要不僅僅是一個數據倉庫與數據挖掘實驗軟件，而是綜合課程教學和課程實驗的平臺。教學與實驗相結合、理論與實踐并重，這才是計算機專業教育的核心。
4.擁有合理和充足的實驗數據。對于一個實驗平臺來說，數據的缺乏將使得實驗無法進行。尤其是對于數據倉庫與數據挖掘這個特殊的領域，數據不僅要足夠的多而且要合理，否則會嚴重影響實驗結果和教學效果。
三、數據倉庫與數據挖掘學科教學實驗平臺的構建
為適應教育發展需要，秉承深化教學改革的方針，改革數據倉庫和數據挖掘課程原有的普通教學模式，啟動了“數據挖掘課程設計平臺建設”教學改革項目。該平臺依托我校電信學院985平臺的優良硬件環境，由遠程開放實驗平臺服務器和終端PC機組成，其成本低廉、維護方便、部署容易。該實驗平臺服務器直接部署于本校的學院985實驗基地，具有操作穩定性、魯棒性和容錯性。通過該實驗教學平臺，學生對該課程的學習過程將不受場地限制，只要通過網絡就可以登錄該平臺。該平臺主要框架如圖1所示。
1.用戶管理模塊實現了對不同用戶的權限設置、登錄和注冊等功能，超級管理員可以為普通學生用戶分配權限。
2.實驗平臺模塊給學生提供了算法模擬和試驗的平臺，主要分為以下兩個部分。
（1）數據倉庫的維度建模設計模塊。雪花模型設計案例；星型模型設計案例；ETL抽取操作平臺。
（2）數據挖掘算法實驗模塊。數據預處理程序實現算法平臺；Apriori算法實驗平臺；ID3算法實驗平臺；BP算法實驗平臺；K-Mean和K-Medoid算法實驗平臺；C4.5算法和決策樹算法實驗平臺；KNN算法實驗平臺；貝葉斯算法實驗平臺。
維度建模設計平臺和數據挖掘算法實驗平臺模塊是該平臺的核心模塊。
3.實驗課程模塊主要向學生介紹該實驗課程的相關內容、教學大綱和教學任務，也包含數據倉庫環境的具體安裝和配置視頻演示。
4.作業提交模塊更是改變了傳統的提交紙質作業的模式，讓學生將動手完成的實驗和相關作業通過該平臺提交，一個學生一個賬戶，避免了作業抄襲和拷貝。學生提交的作業只要運行正確，按題目要求編程，不論采用何種語言或者何種算法都是可以的，并沒有唯一性的標準答案。當實驗課程考核的時候，學生能夠通過作業提交系統向服務器提交指定課程內容的作業，供教師在線評閱和打分。
5.教學資源下載提供給學生自學的資料，給感興趣的學生提供了進一步學習的捷徑。
6.當有學生對實驗環節和該課程有任何疑問，都可以登錄在線答疑系統，給授課老師留言，這些信息都會以郵件的形式發送到授課老師的收件箱，從而實現即時的答復，讓學生在第一時間接受老師的指導。當有問題重復出現三次以上，系統就會自動識別，將問題和答復展示在FAQ中，提供給更多的學生共享該問題和該問題的解答，避免重復提問，也給還未遇到該問題的學生共享和學習。在線答疑給學生和教師提供了交互、交流和學習的平臺。
7.數據挖掘實驗平臺的在線代碼編譯環境主要采用gcc編譯器，能夠對學生提交的各種代碼進行實時編譯，給用戶的感覺就像是在本地執行一樣。它能夠支持的在線運行編程語言包括java、C和C++等，給學生提供多樣化的語言實現方式，體現了非機械化的計算機應試理念。
四、數據倉庫與數據挖掘學科教學實驗平臺的教學效果
在數據倉庫和數據挖掘課程中使用該教學實驗平臺，具有教育的先進性和優越性。
（一）建設了數據倉庫和數據挖掘課程的實驗教學體系
1.數據倉庫和數據挖掘模型。本平臺可以培養學生自己動手創建多維星型模型、多維雪花模型、緩慢變化維、ETL模型、數據立方體模型及其實例等，還可以增加學生對各類重要挖掘算法的特點和應用場景的理解，讓學生在實驗平臺上體驗基于數據倉庫的主要數據挖掘算法。
2.模型評估。當學生創建完畢自己的數據倉庫和數據挖掘模型后，可以通過調整不同的參數值和更改數據集來檢驗算法的輸出結果，并通過記錄在不同的應用場景下的參數值和結果值得到最優值。
3.優化創建模型和算法的性能。學生通過使用計算機領域中的一些經典優化技術，如創建位圖索引、哈希索引、S-tree索引等來優化模型和算法的性能，并記錄和比較不同優化技術對模型和算法的效率和響應時間的影響。
4.定期對學生所學實驗內容進行測試，根據學生的實驗測試結果對平臺的遠程實驗操作功能進行改進和完善。
（二）部署和實施了基于網絡的數據倉庫和數據挖掘課程遠程實驗教學環境
本項目通過構建基于網絡技術的遠程實驗教學平臺，不僅給學生和教師提供這樣一個教學實驗平臺，而且還實現了實驗教學的網上開放式管理，改革原有相對封閉的實驗教學模式為開放的實驗教學模式，構建了一個符合實踐教學環節需求、虛擬和真實環境相結合、基于Web的多應用場景的遠程開放實驗平臺。
（三）基于采樣評估證明了遠程網絡實驗教學的可行性和優越性
根據采樣評估結果，該系統體現了遠程網絡實驗的可行性和優越性。在該平臺真正投入使用之前，我們將一批學生分為兩個組進行數據倉庫和數據挖掘課程的學習，A組學生使用現有的課程教學方法，而B組學生使用該平臺的遠程實驗教學環境。具體教學內容為多維數據模型和數據立方體的概念以及k-means聚類和Apriori關聯分析算法。兩組學生通過不同的教學方式學習后，對他們進行了問卷調查和統計，結果如圖2所示。
從圖2的數據結果可以看到，無論是從學生興趣程度、作業完成度還是考試成績的角度對兩組學生的學習效果進行評估，使用該數據倉庫與數據挖掘課程教學實驗平臺的教學方式都具有明顯的優勢。在實驗過程中學生是主體，用所學知識發揮創造性思維進行實踐。當實驗取得結果時，不論結果成功與否，都能帶給學生一定的鼓勵，從而在某種程度上激發學生的創造力和積極性，真正加速問題解決和理論創新。因此，我們有理由相信該平臺的使用可以極大地提高學生的學習興趣，促進教學目標的實現。
五、結論
在計算機專業的教學中，如何提高學生的實踐能力和獨立解決問題的能力是當前高等教育發展的新形勢下所面臨的主要問題。本文首先介紹了基于數據倉庫和數據挖掘課程的實驗平臺的整體架構，展示了該平臺的優點，證明了該平臺可以將課堂學習和課后練習、理論教育與工程實踐有機結合，為實施更加行之有效的教學組織和教學管理模式提供了可能。只有教育者和學生充分認識到計算機課程中實驗環節的重要性，更有效地利用現有的社會資源和計算機技術為我們的教育服務，專業學科教學模式和方法才能不斷推陳出新，不斷進步和發展。
參考文獻：
[1]Jiawei Han，Micheline Kamber.Data Mining Concept and Technology[M].Beijing：China Machine Press，2007：10-12
[2]李旭晴.學科教學網站設計的應用探討[J].計算機教育，2009，（02）：1-2.
數據挖掘課程設計論文范文2
基金項目：本文系黑龍江省教育科學“十二五”規劃2012年度課題“高等院校信息與計算科學專業應用型人才培養模式研究”（課題編號：GBC1212076）、黑龍江科技大學教改項目“新型大學信息與計算科學專業社會適用型人才培養模式研究”的研究成果。
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）15-0019-02
當前網絡、報刊等媒體報道了很多本科畢業生乃至研究生畢業后，適應不了工作壓力和社會環境，做出了逃避等一些極端的做法，包括部分在大學期間表現非常優秀的學生，他們的社會適應能力也不盡人意。社會不專業提供論文寫作和寫作論文的服務，歡迎光臨dylw.net適應性通常表現在：初到社會后不知道如何與人相處和交往；不知道如何處理工作中遇到的問題以及各種在學校不會遇到的復雜情況；不知道如何安排和處理個人生活等，導致該部分學生走上社會后有失落感和挫敗感，心理素質差的畢業生開始否定自我，從而嚴重影響了他們在社會上的表現，有的甚至走上自我毀滅的道路。大學畢業生的社會不適應性越來越受到社會以及高等院校的關注。
信息與計算科學專業自1998年被國家列為一個新的專業以來，現在幾乎每個高校都設置有該專業，取得了長足發展。[1，2]但是隨著社會的發展，知識的日益更新以及企業對畢業生的要求越來越高，全國高校中的信息與計算科學專業仍存在諸多問題，培養目標及目的不明確，專業課程設置不合理等導致各個高校的信息與計算科學專業特點不突出，沒有創新性，這些問題若不能很好的解決，勢必會影響該專業的生命力。[3]
黑龍江科技大學信息與計算科學專業從2001開始招生，培養了上千名畢業生，為黑龍江的區域經濟乃至全國的IT業做出了卓越貢獻。近年來黑龍江科技大學更新教育理念，依據社會對信息與計算科學專業畢業生的要求對傳統的教學方法和培養模式進行了改革，大力推動能力培養和素質教育，把傳授知識與應用能力和創新能力的培養有機地結合起來，重點培養學生的社會適應能力，為他們以后步入社會打下良好的基礎。
一、依據社會需求和學校特色，制定好專業人才培養目標
隨著社會的發展，大信息和大數據時代的到來，特別是2014年“兩會”的召開，當前需要大量的專門技術型人才進行大數據收集分析、處理，為政府、企事業單位的決策提供信息輔助。大數據時代的到來對于信息與專業提供論文寫作和寫作論文的服務，歡迎光臨dylw.net計算科學專業人才培養來說，既是一個挑戰，也是一個機遇。歐盟委員會《就業指導綱要》中指出：要培養大學生就業能力、創業能力和適應能力共三種能力，這里的適應能力就是指的社會適應能力。教育部要求信息與計算科學專業的畢業生能成為信息技術或科學與工程計算中能解決實際問題的高級專門人才。[4]因此，結合社會對信息與計算科學專業的需求和黑龍江科技大學的“自強不息、創業創新”的辦學精神，將信息與計算科學專業的人才培養定位為主要培養具有扎實的數學基礎，較強的數學思維能力，掌握信息與計算科學的基本理論、方法和技能，具有良好的思想道德素質、身體素質，較強的專業素養，良好的文化修養，能運用所學知識和熟練的計算機技術解決信息處理、科學與工程計算、金融領域中的實際問題的高級應用型人才。
二、改革課程體系設置，適應最新技術發展
在課程設置上堅持“強化專業基礎，突出特點特色，培養綜合能力”的辦學原則，把課程體系分為四種類型：素質拓展類課程、計算數學類課程、信息科學類課程、技術實踐類課程。改革模塊化的課程設置，課程設置承前啟后，避免每門課程的獨立性和脫節性。為了適應大數據時代的到來，設置了數據挖掘和Hadoop平臺等一系列課程，使學生在校就能緊跟時代技術潮流，畢業后能盡快適應社會發展。在一、二年級，加大專業基礎課的教學、課時量等，充分保證學生具有較強的專業基礎，為以后考研等進一步深造打下良好的基礎。到三、四年級，各個方向的專業課全面展開，積極鼓勵學生根據自己的興趣、以后的職業規劃按不同方向選課，跨專業選課，擴大知識面。開設的課程也會隨著新技術的大量涌現而更新，最后形成以社會需求為導向的課程體系。
三、提高實踐教學質量與學生的動手能力
2014年號稱中國高校畢業生最難就業年，但同時企業需要大量技術性人才，這就構成了中國畢業生結構性失業的重要特征。高校中各專業加強學生專業技能訓練、提高學生的綜合素質，是辦好該專業的重要問題。[5]信息與計算科學專業實踐教學的目的是能運用所學的理論、方法和技能解決信息技術或科學與工程計算或運籌控制中出現的實際問題。實踐教學體系的好壞直接關系著培養“社會適用型”人才目標的實現。
1.課程設計
對于課程設計，在掌握、理解好本門課程理論知識的同時，做到理論聯系實際。通過編寫程序、運用數學軟件解決本課程知識點的實際問題，使學生獲得科學研究的基本訓練，提高實際動手能力。課程設計時間由原來整個大學期間的2個課程設計增加到每個學期都有2周的課程設計，使學生能做到本學期學到的知識馬上可以實際應用，增強知識的融會貫通。
2.生產實習和畢業實習
生產實習和畢業實習是學生結束大學學業走上社會崗位的臨界點，也是大學期間最重要的鍛煉機會，對于接觸和適應社會有著非常重要的作用。近兩年，通過院系領導和全體教師的共同努力，聯系企業建立實習基地，讓全部學生“頂崗”實習，從而使學生能真正接觸工作崗位，適應社會。該做法得到了學校和學生的高度認可，今后還要將該想法進一步發揚光大。
3.畢業設計（論文）
畢業設計（論文）是本科教育的最后一個實踐性教學環節，是實現培養適應型人才各方面素質的重要教學環節，既是對學生大學四年綜合素質的檢驗，也是對指導教師工作責任心、研究水平和工作能力檢評的重要手段。通專業提供論文寫作和寫作論文的 服務，歡迎光臨dylw.net過幾年的努力，信息與計算科學專業在畢業設計（論文）方面做了如下嘗試：選題方式采用雙向選擇和鼓勵同學們自主選題，對于就業學生要求一定要結合生產實習和畢業實習真題真做，全部來自于工程實際，從而使學生畢業后能以最快的速度適應社會。對于要進一步深造的學生，讓其與教師一起參與科研，為其進一步讀研奠定基礎。既鍛煉了學生科研方面的能力，也比較容易得到高質量的畢業設計（論文）。[6]
4.培養大學生創新創業能力，加強文化修養教育
創新教育體系是以培養創新意識、創新思維、創造能力等為目的的系統教育活動。目前我國大學生就業壓力越來越大，國家特別鼓勵有創新思維的大學生創業，帶動其他人就業。但是目前高校中沒有真正的創業實踐課和創業實踐基地。大一、大二年級鼓勵學生選修全校人文、經管類的課程如“人機交往”“企業管理”等，加強學生的文化修養，培養學生的創業創新能力。從大學一年級開始實施本科生導師制，鼓勵學生積極到專業基地創新實驗室或參與到教師的相關教科研項目中來，培養學生的科研興趣和創新能力。實踐證明，經常在創新實驗室跟著教師做科研的學生，綜合素質明顯提升。課下鼓勵有能力的學生積極參加各種專業競賽活動如ACM程序設計大賽、全國數學建模大賽等，為以后的就業增加砝碼，最終達到提升學生創新水平和創業能力的目標。
四、小結
經過多年的研究與實踐，黑龍江科技大學信息與計算科學專業的社會適應型人才培養取得了一些成果。但社會在發展，社會對信息與計算科學專業畢業生提出了更高的要求，因此應該對信息與計算科學專業人才培養模式進行不斷地研究和實踐，科學定位，加強師資隊伍建設，提高學生的動手能力和創新創業能力，為國家經濟社會發展培養高素質的社會適用型人才。
參考文獻：
[1]葉明鳳，姜成志.新世紀信息與計算專業人才培養模式的研究與實踐[J].大學數學，2008，24（2）：3-6.
[2]中華人民共和國教育部高等教育司.普通高等學校本科專業目錄和專業介紹[M].北京：高等教育出版社，2012.
[3]周曉晶.信息與計算科學專業創新創業教育人才培養途徑[J].沈陽農業大學學報（社會科學版），2013，15（2）：221-223.
[4]王光輝，趙艷芹.基于MATLAB的常微分方程教學方法的研究[J].經濟師，2013，（1）：152-153.
數據挖掘課程設計論文范文3
自適應教育超媒體系統（AEHS）是一種在線學習系統，它根據每個學生的特點和需求，通過網絡平臺隨時向學生推薦最合適的教學內容，以使學生的學習過程更容易。目前，AEHS已經在不同的情境下成功使用，并且一些研究者已經開發了許多在線教育系統（如AHA、TANGOW、NavEx和CoMoLE等）。雖然大多數AEHS對學生不太適應的一些課程進行了測試和評估，但它在真實的教育環境中應用的潛力并未被完全挖掘，而充分采用AEH技術的主要障礙是創建和測試自適應課程。
自適應課程創建的一個主要問題是，教師需要分析自適應課程如何才能在不同學生的學習特征中起作用。因此，設計專門用于支持自適應系統開發和評估的方法及工具對于教師來說有很大的幫助。一些國外研究者提出了一種自適應課程的生命周期螺旋開發模型。在這一模型中，首先，教師（或教育內容設計者）使用創作工具開發課程，并將其加載到課程交付系統中；然后，將課程交付給學生，并搜集學生與系統（日志文件）的交互；接下來，教師借助數據挖掘工具檢查日志文件，檢測課程可能失敗的地方或弱點，并提出改進課程的建議；最后，教師按照這些建議，利用創作工具對課程進行相應的修改，并再次在交付系統中加載課程。
用上述方法，教師可以改進每個周期的課程。然而，方法雖然可行，但對于非專業用戶來說，使用數據挖掘工具分析交互數據并解釋結果可能是一個艱巨的任務。因此，要解決這一問題，就需要幫助教師和課程設計者掌握分析數據的方法。本文將展示一些海外案例，介紹如何采用關鍵節點法、使用決策樹來協助開發AEH課程。
使用關鍵節點法發現學習者的自適應問題
AEHS的學生模型屬性或維度與不同的AEH系統，甚至同一系統的不同課程都是不同的，它們包括先前的知識、語言、年齡和學習風格等，且學生模型的維度就是學生的特征。學生可以在自適應課程中遵循不同的活動路徑，教師可以從學生的活動路徑中了解學生選擇的某些路徑是不是正確的學習方式，以及這些路徑是否與學生的特征相關。因此，在自適應規則中尋找問題的一種方法是，在用戶與AEHS的交互中尋找不良適應的潛在癥狀。通過這些癥狀就能夠檢測到相關的自適應問題，而發現這些癥狀的方法則是數據挖掘技術（Web挖掘）。
關鍵節點法就是使用數據挖掘技術（決策樹）尋找潛在的癥狀，以表明系統中存在適應不良。該方法利用可讀輸出的C4.5算法，具體步驟如下：
①清理階段。選擇活動類型為實際活動或測試的記錄，所有條目必須包含每個活動成功或失敗的指標。
②應用C4.5算法，具體參數如下：
屬性，學生模型的維度和活動變量的名稱。
分類變量，成功變量指標。此指標表示學生是否通過了一個給定的實際活動或測試。該變量有Yes和No兩個值，Yes表示學生成績高于教師指定的最低要求，否則其值為No。
③u估結果。生成決策樹，該樹包含每個屬性的節點。換句話說，該樹由與學生基本特征維度相關的節點組成，并且節點與活動變量的名稱相關。樹的葉子是分類變量的值也即成功指標。然后根據指標找出癥狀：選擇成功指標的值為No的葉子，這些葉子表示學生在給定的某個活動中失??；分析從先前選擇的葉子到樹根的每個路徑。對于每個路徑，需要兩個步驟：①在路徑中查找具有活動名稱的節點并存儲。自適應問題應該與此活動密切相關。②在路徑中找到學生基本特征的值。
關鍵節點法的兩個應用案例
下面為海外研究中關鍵節點法應用的兩個案例。這兩個案例使用了Simulog和Weka兩個工具。Simulog用于生成日志文件，Weka用于分析這些數據。Simulog是能夠模擬幾個學生基本特征的日志文件工具，其中包含不良適應癥狀。Weka提供學習算法的實現，如分類技術、關聯規則和聚類。此外，Weka包含的各種工具可用于預處理數據和數據可視化。在下面的案例中，日志文件是由一門有關交通規則的記錄良好的課程生成的。
第一個案例的數據是來自240個模擬學生的互動，第二個案例的數據是來自480名學生。
TANGOW教育系統中日志文件的條目由以下幾個屬性組成：戶名、基本特征、活動、完成、等級、訪問次數、行動、活動類型、合成時間、成功。如下表所示。
用戶名為s100的學生的條目示例為：
“s100，年輕，西班牙語，新手，S_Ag_Exer，0.0，0.0，1，初次訪問，實踐活動，否”
“s100，年輕，西班牙語，新手，S_Ag_Exer，0.0，0.0，1，離開原子活動，實踐活動，否”
第一個條目顯示，具有“西班牙語，新手，年輕”基本特征的學生s100參加了“交通警察標志練習”活動（S_Ag_Exer），完成0.0，等級0.0，是這次活動的第一次訪問。第二個條目表明，學生離開這個活動，沒有完成活動（完成=0.0），并且在練習中得分不足，為此，成功設定為否。
案例一：
研究者首先對Simulog生成的240名學生的數據進行研究。交互數據包含的不良適應的癥狀為70%具有“西班牙語、新手、年輕”基本特征的學生在“交通警察標志練習”活動中失敗。
接著，根據關鍵節點法分析數據。第一步（清理階段）是清理數據。它包括清除日志文件中不同于“LEAVE-ATOMIC”和“P”的活動，最后記錄集包含960條。第二步（應用C4.5算法）是生成決策樹（如下頁圖1）。最后一步（評估結果）是找到節點活動和學生基本特征，具體描述為：在樹中，只有一個葉子的值為No。這個葉子有77%的良好分類的例子，節點活動的值是“S_Ag_Exer”，學生基本特征是“年輕”“新手”“西班牙語”。
決策樹表明很多學習西班牙語版本的課程，具有新手經驗且年輕的學生在S_Ag_Exer活動中多次失敗，但需注意的是，該樹的良好分類例子的百分比很高。這一結果是由于當學生與不良適應癥狀無關時，可變等級中缺乏隨機效應，因而學生總是能完成這一活動。
案例二：
研究者首先對480名學生的數據進行研究，由Simulog生成了兩個不良適應的癥狀，并在可變等級中增加了隨機效應。因此，在該案例中有兩個噪音來源，它們分別是癥狀的數量和隨機效應。這些癥狀有60%具有“西班牙語、新手、年輕”基本特征的學生未能通過S_Ag_Exer（交通警察標志練習）活動，60%具有“英語、新手、年輕”基本特征的學生不能通過S_Circ_Exer（循環標志練習）活動。
本案例中，關鍵節點法的第一步與案例一相同，都要實現清理數據（清理階段）。第二個步是應用決策樹算法處理清理階段最后產生的1920個記錄（如圖2）。最后一步得到以下結果：
①在樹中找到值為No的兩個葉子。兩個活動與兩個葉子相關，因此可以找到兩個可能很強的不良適應癥狀。
②第一個葉子的No與節點“活動=S_Ag_Exer”相關，學生的基本特征是變量“經驗=新手”“年齡=年輕”和“語言=西班牙語”。
③第二個葉子的No與節點“活動=S_Circ_Exer”有關，學生的基本特征是變量“經驗=新手”“語言=英語”和“年齡=年輕”。
z測到兩個不良適應的癥狀，由于兩個為No的葉子的良好分類例子的百分比（超過70%）相當高，因此，學習西班牙語課程和英語課程的新手經驗的年輕學生分別在S_Ag_Exe、S_Circ_Exer活動中都有很多困難。
結論
數據挖掘課程設計論文范文4
關鍵詞:計算機應用技術;實驗課程體系;實驗項目
計算機應用技術專業是我院于2005年設立的,學校于1987年成立了經濟信息管理籌備組,設立“經濟信息管理”本科專業,在管理信息系的基礎上成立了信息學院,并于2006年開始進行“計算機應用技術”專業招生,學院將計算機應用技術學科確立為重點建設學科,學科建設目標是以信息管理與信息系統、電子商務等信息類專業為支撐點與財經等優勢學科交叉滲透、互補發展;開設計算機科學理論、計算機軟硬件系統及應用知識,包括計算機硬件、軟件、網絡技術與應用的基本理論、基本知識和基本技能與方法,熟練地進行程序設計和使用數據庫技術和網絡建設等從事針對金融、經濟、統計等財經應用領域的軟、硬件系統的開發設計或系統集成、企業信息管理,培養具有堅實的計算機軟件理論基礎知識,較強的應用軟件實踐與開發能力高級人才[1]。
由于發展時間短,該專業暴露出一些問題,諸如專業定位不明確、專業特點不突出,特別是實踐教學環節,對于“面向應用,強調實踐”的培養目標來說,直接關系著其目標的實現。在整個實踐教學環節中,實驗課程體系中哪些課程應該開出實驗?開設哪些實驗項目?這些問題對于所有開設此專業的財經類院校都在探索實踐中。
1實驗教學課程體系
1.1實驗教學課程體系設置目標
實驗教學課程體系設置目標是建立與理論教學有機結合,以能力培養為核心,確定分層次的實驗項目。由于計算機技術專業是應用性很強的學科,并且隨著大學生就業形勢的日益嚴峻,考慮到學生的后續發展,計算機應用技術專業實驗項目的設置和選擇,主要依據兩個方面,其一是注重與理論教學的有機結合,合理分配理論課與實驗課學時的比例,根據培養目標形成配套、科學的實驗教學課程體系,將培養學生寬厚的基礎知識、扎實的專業知識和現代的計算機應用技術知識統一起來,培養學生科學思維能力和創新設計能力。其二是考慮計算機專業畢業生的社會需求,就業方面要求實驗項目應與新實踐技術應用、工程實踐緊密結合,融入科技創新和實驗教學改革成果;另外,考慮部分學生有繼續深造的需求,應主要考慮實驗項目與科學研究緊密結合,介紹新技術、新設備和新的研究發展方向。
根據《中國高等院校計算機基礎教育課程體系2008》中的課程設置,計算機專業實驗項目包括了3類:軟件設計實驗、硬件技術基礎實驗和應用技術實驗。其中,分層次的實驗教學體系涵蓋基本型實驗、應用型、綜合型、設計型、研究型、創新型實驗等[2]。
作者簡介:馮海旗(1964-),男,教授,博士,研究方向為信息管理的理論與方法;張媛媛(1982-),女,助理工程師,碩士,研究方向為計算機應用技術。
圖1計算機應用技術專業實驗項目
1.2項目具體設置
(1) 根據現有的實驗器材,確定能覆蓋本中心所承擔的所有實驗教學項目。
目前我院的計算機應用技術實驗教學中心共有專業實驗室7個,包括電子技術實驗室、計算機組成原理實驗室、計算機網絡與信息安全實驗室、信息管
理與系統實驗室、電子商務實驗室、本科生開放實驗室和研究生創新研究實驗室。近年來,在教育部專項的重點支持下,中心得到了快速的發展,現有面積約1000平方米,各類實驗設備、儀器儀表約830臺套件。根據現有的實驗器材,指定了相應的規劃,開設的實驗覆蓋高等院校計算機專業實驗項目,如表1所示[3]。
表1本中心開設的計算機應用技術專業實驗項目
序號 實驗項目名稱 實驗課/學時 所占課程比例 所屬類別
1 C語言程序設計 22 30% 軟件設計類
2 數據結構 10 19%
3 數據結構課程設計 18 100%
4 操作系統 16 30%
5 編譯原理 10 19%
6 軟件開發工具 16 30%
7 軟件開發工具課程設計 18 100%
8 數據倉庫與數據挖掘 8 22%
9 Java程序設計 12 33%
10 面向對象程序設計 12 33%
11 UML面向對象建模 20 56%
續表
序號 實驗項目名稱 實驗課/學時 所占課程比例 所屬類別
12 IT項目管理 10 28% 軟件設計類
13 軟件測試 16 44%
14 電工與電子學基礎 10 19% 硬件基礎類
15 數字邏輯 10 19%
16 計算機系統結構 8 22%
17 計算機組成原理 16 30% 應用技術類
18 計算機網絡 8 15%
19 計算機網絡課程設計 18 100%
20 網站開發技術 20 56%
21 嵌入式系統 6 19%
22 微機原理與接口 18 33%
23 計算機安全 10 28%
24 人工智能概述 8 22%
(2) 參考其他院校計算機科學技術專業成熟的實驗教學體系,逐步確定自己的實驗項目。
北京語言大學作為文科院校中,開設計算機應用技術專業較早并且較成熟的院校,教學特色突出,培養目標明確,充分利用學校英語環境好的優勢,培養計算機專業知識扎實,同時英語能力較強的復合型人才。其實驗教學體系完整,有突出特色的實驗項目,語言信息處理研究所始建于1987年,是中國第一個以漢語信息處理為主要研究方向的研究所。研究所面向實際應用,主要研究計算語言學理論和面向信息處理的漢語語言理論,發展自然語言處理關鍵技術和知識庫,開發相應的工具軟件和應用軟件,支持對外漢語教學和語言本體研究。分析其文科信息技術綜合實驗教學中心所開設的實驗項目不難發現,軟件設計類的實驗項目所占比例達到64%,突出其語言信息處理特色的實驗課程,其中匯編語言編程和Perl語言編程分別設實驗課,實驗課時分別有36學時和18學時。
中國人民大學信息學院針對計算機科學與技術專業開設的實驗項目中,必修課中相對我?，F有的實驗課程,增設了“面向對象程序設計”和“匯編語言”兩門課程,在選修課中主要分兩個方向,一是信息管理方向二是計算機應用技術方向,計算機應用技術方向所開設的實驗課程,涵蓋了目前計算機專業領域熱門的課題,包括信息安全、數字通信、無線通信技術、
數據挖掘課程設計論文范文5
關鍵詞：物流管理；實用軟件技能；培養模式
中圖分類號：G640文獻標識碼：A文章編號：1002-4107（2014）04-0075-03
人類社會在不斷發展、進步的過程中，生產力的發展相應地經歷了不同的階段。起初，在生產力水平較低的階段，人們追逐利潤的方向是第一利潤源――降低生產成本，降低物化勞動消耗；隨著科學技術的進步，人們獲取利潤的源泉來自“提高勞動效率，降低活勞動消耗”，即第二利潤源；之后，在降低制造成本已經有限，提高勞動效率也出現瓶頸，人們渴望尋求新的利潤源，于是在1970日本早稻田大學西澤修教授提出“物流冰山”學說之后，物流作為人們追逐利潤的新領域而獲得廣泛關注，并被稱為“第三利潤源”。由此，開啟了物流研究與應用的熱潮，西方發達國家甚至將物流成本在GDP中所占的比重用于衡量發達的程度。尤其是近年來，電子商務的迅猛發展，帶來了大量的物流需求，從而導致物流成為眾多行業的紐帶及瓶頸。這些都表明對物流人才需求旺盛，尤其是專業化、高水平的物流人才供不應求[1]。鑒于此，當務之急是培養高水平、高素質、綜合能力強的物流管理類人才，而綜合素質過硬的物流管理人才離不開高等學校教育中理論教學和實踐教學課程的合理及優化設置[2]。本文主要以理論教學為準繩，實踐教學為落實來重點分析、探討物流管理人才實用軟件技能的培養模式，以期提高物流管理專業學生解決問題的實際能力。
物流之所以成為第三利潤源，這是因為物流所囊括的諸多環節需要合理的規劃及設計，需要進行復雜的建模及優化及考慮存在效益背反效應的諸多環節間的協同，從而帶來成本的降低，實現獲取利潤的目的。而這些都是需要有合理的理論來指導物流運營管理，或者說需要更多的定量分析結果來說明方案或決策的合理性、優越性。而培養學生實用軟件技能可以有效地增強學生解決問題的落實能力。
一、基于承上啟下和實踐理念的課程設置分析
在筆者多年指導物流管理專業本科畢業設計的過程中發現，學生們具有較好的分析問題的能力，也具有較好的對物流優化問題的建模能力，但是在對問題的求解能力以及詳細深入的數據采集、處理能力方面稍顯不足。例如，針對物流當中普遍存在的優化問題――物流配送車輛調度、庫存控制、生產計劃等。學生在經過管理運籌學及物流系統工程等專業基礎課程的學習后，基本能夠獨立完成問題的分析及建模，但是在問題優化求解時還停留在手工計算（這對于稍大規模的優化問題顯然不切實際）或者基于C/C++程序設計語言進行結構化程序設計來求解。但是在教育部要求減少學分、壓縮學時的大背景下，學生對于計算機文化基礎，C/C++程序設計語言，大型數據庫開發等計算機相關課程學習明顯欠深入。這些課程的學時基本都在48學時，甚至32學時，因而學習內容篇幅可能存在不完整或者實踐環節偏少的情形[3]。此外，對于C語言而言，諸多數據結構的程序細節都需要學生獨立完成，而C++雖然有設計好的模板類可以調用，但這些基本屬于C++高級部分，在少學時的課程中一般沒有介紹。這就造成非計算機類的物流管理專業學生在學過之后，難以理論指導實踐――將這些知識付諸實踐，用于解決實際問題時顯得力不從心。
此外，導致學生動手解決問題能力弱的原因是有些偏向開發的課程往往是需要很多交叉知識的，例如大型數據庫開發往往需要學習很多面向對象軟件程序設計知識及可視化軟件開發工具本身，那么這些承上啟下的課程知識如果交由學生自學尚有一定的難度。因此，筆者認為作為管理類專業的學生應該去掉傳統的結構化程序設計課程C/C++程序設計，改為具有友好的可視化界面的軟件工具，例如Visual C#、基于JCreator或JBuilder或Eclipse的JAVA，這些相對新穎的工具基本具有現成的成熟的數據結構，例如java.util包中包含了諸如數組排序等諸多函數的功能模塊，從而減輕非計算機類專業學生開發這類程序功能的負擔。與此同時，學生在學型數據庫開發及物流信息系統課程時就具備了可視化軟件開發的基本理念和一定的軟件開發自學能力，學生完成簡單的物流信息系統的分析、設計、開發及實現的能力或自學能力將會有一定的提高。這就是筆者所倡導的循序漸進、承上啟下的課程設置理念。這樣對于專業核心課物流信息系統，我們可以形成如下的循序漸進教學課程體系：JAVA基于SQL Server的大型數據庫開發物流信息系統（嵌入JAVA中學習過的面向對象分析與設計的概念及新的UML建模教學內容）物流信息系統課程設計（利用物流信息系統中所需知識進一步實踐以強化學生面向對象分析、設計及程序設計的能力）。
為了培養學生具有物流優化建模的能力，以管理運籌學、物流系統工程作為物流管理專業的核心專業基礎課程，以使學生在學習物流中心設計與運營、倉儲管理、企業采購與供應管理、多式集裝聯運、供應鏈管理等專業課程當中具備相應地基礎建模及優化知識。同時為了提高學生動手解決問題的能力，在管理運籌學等專業基礎課程開設之前開設“MATLAB基礎及應用”這樣的課程以及在相關專業基礎課程中開設諸如LINGO、CPLEX等教學模塊，并進一步在專業課程中布置設計實用軟件使用的課外作業以強化學生的實用軟件使用技能。
此外，為了培養學生管理科學的知識，設置了這樣一條學習主線：管理學原理經濟學原理物流經濟學計量經濟學（含Eviews軟件教學模塊）電子商務（重點包含商務信息檢索，存儲，商務信息處理及分析）。
最后，對于物流管理專業學生，筆者更傾向于開設模塊化能力非常好的成熟的通用軟件，例如MATLAB，SPSS，R，Eviews，LINGO，CPLEX，Flexsim，Extend，Witness，Arena，Netlogo等成熟的科研軟件，既讓學生學會了基本的解決問題的方法，也讓學生種下了科研分析的意識種子，從而很好地引導他們更多地主動學習新領域的新知識，同時也為將來有一部分學生走上研究生學習之路做了更好地鋪墊[4-5]。
例如，數學規劃軟件LINGO（嵌入了分支定界算法）對于一個整數規劃問題，可以利用簡短的幾行語句完成求解及靈敏度分析，這樣學生就不用從頭開始寫經典的分支定界算法的程序，從而在減輕學生負擔的同時也讓學生體會到成功求解的樂趣，進而增強學生學習及進一步自學的興趣。
綜合以上分析，針對物流管理類專業學生在畢業設計及在課程設計中所表現出的動手解決問題――給出定量結果及分析能力不足的現象，提出物流管理類專業實用軟件技能培養目標及新的組合式實用軟件技能培養模式。
二、物流管理專業學生實用軟件技能的培養目標
（一）信息搜索能力
在日常學習及畢業設計過程中，如果學生具備非常好的搜索技能，那么學生能在非常短的時間內找到解決問題的資料、工具、方法，從而提高解決問題的可能性。對于信息搜索能力，首先，學習常用的搜索引擎（Google，Baidu，Sogou），了解每個搜索引擎的優勢及特點，例如，Google搜索引擎提供的子功能Google Scholar可以提供學術資源的查找與搜索，尤其是英文學術資源的查找；其次，了解學校電子圖書館提供的電子資源概況，以及如何獲取和使用這些資源，包括學習使用一些常見的文獻管理軟件如NoteExpress，EndNote等；最后由專業課教師在平時上課的過程中或者在新生專業介紹會上列出與物流管理專業相關的常用社區、論壇或微博網址，如了解與管理、經濟等物流管理專業相關的大型學術網站――人大經濟論壇。
（二）信息存儲技術
21世紀已經進入大數據的時代，如何采集數據，利用數據挖掘出數據背后的有用信息是非常有潛力的一種管理模式。例如著名的尿布―啤酒故事就是典型的購物籃分析所帶來的好處，而沒有大量歷史數據的使用與存儲，購物籃分析又談何容易。而大量的數據從各種鏈接、免費數據庫、商業數據庫采集時，需要考慮采用何種方式存儲這些數據，以及如何管理并利用這些數據，因此，我們應該學習有關信息存儲技術。學習數據庫技術可以實現對一些分散的數據進行集中統一管理。
（三）信息處理能力
在收集好數據之后，對數據信息進行合理的處理是獲取信息價值的必要途徑，給學生介紹相關數據信息處理軟件：Excel，MATLAB，SPSS，R，EViews等。這些軟件都比程序設計語言處理數據要更加易于學習和使用，而且對于數據的可視化都較其他程序設計語言工具方便得多。此外，對于海量數據的處理還可以借助諸如Oracle、SQL Server這樣的大型數據庫。
（四）問題建模及求解能力
對物流管理專業類學生而言，物流作為第三利潤源的概念已經通過很多專業基礎課程及專業課程的學習而深深映入腦海，那么思考的一個問題便是如何挖掘第三利潤源，也就是采取何種策略降低物流成本，使得物流冰山下的成本得以不斷減少，從而達到追逐并獲得第三利潤源的目的。這個過程其實就是優化問題，即如何建立優化模型，例如建立模型優化生產調度策略，優化車輛配送路徑，優化物流配送車輛裝載率，優化供應鏈的庫存，對供應鏈訂單進行排序等，這些優化模型構建的相關基礎知識在物流管理專業核心課程――管理運籌學里都有詳細的介紹，但是對于求解的方法基本都是介紹的經典理論且是對非常小規模的問題進行處理，然后用手工計算的方式進行求解。為此，我們提出介紹一些建模優化軟件如LINGO、CPLEX、MATLAB等來對問題進行求解，從而實現所解決的問題更接近實際情況。
（五）結果展示能力
當對一個問題進行分析，建模并求解之后，需要對結果進行展示，其中包括數據可視化的展示，即圖形化表示，為此學生需要具備一定的繪圖能力，這個任務可以通過學習Microsoft Visio及Excel的繪圖功能來完成。此外，我們需要對相關結果形成正式的報告或文檔（畢業設計論文，課程設計報告），這個任務可由微軟辦公軟件WORD來完成，即學習WORD中的一些高級排版技巧（自動生成目錄，自動公式編號等）。最后，學生可能需要在一些公開場合（例如參加全國大學生物流設計大賽的答辯會）展示自己解決問題的成果，這時需要使用到PowerPoint多媒體功能。
三、物流管理專業學生實用軟件技能的培養模式
（一）單獨開設相關課程
對于某些應用范圍大、處理能力強的通用軟件或開發軟件應單獨開設系列課程，例如對于在諸多場合（優化、數據處理等）都非常實用的軟件MATLAB可以考慮單獨開設課程來講授，以使學生在后續課程當中可以不斷地使用該軟件解決課程作業及進一步解決更加實際的問題。這些軟件技能的培養對于其他課程能起到承上啟下、循序漸進的紐帶作用。
（二）依托相關專業基礎課或專業課設置教學內容模塊
對于某些學習難度不是太大的實用軟件技能，采用隨堂教學的方式依托相關課程設置一定學時的教學內容模塊來實現軟件的普及入門。例如EXCEL、WORD、VISIO的學習可以放在校必選基礎課――“計算機文化基礎”課程里，而對于LINGO可以放置在“管理運籌學”課程里，而且從2012年開始，蘭州交通大學物流管理專業選用由李引珍教授編著的國家級精品課程教材《管理運籌學》已經將LINGO列入了每一章的講授內容[6]。此外，基于Logware軟件的供應鏈仿真建模分析也在相關課程設計中得以運用[7]，即對于依托相關課程實施實用軟件技能培養已邁入了實質性的教學階段。
（三）設置引導型教學模塊
考慮到總學時的限制，教師在講授某些主干課程的同時，指出要求學生自學的實踐內容，即開展引導型教學模式，以培養學生的自學意識和自學能力，達到延伸、擴展課堂教學內容的目的。這部分內容可以由教師指出學生自學的提綱，內容，自學的方式、方法以及自學的資源（推薦書籍，推薦學習的工具、學習網址），由學生課后業余時間主動學習。而且對于引導型教學模塊的內容，還可以設置自學應該達到的目標，考核的方式（例如做一次匯報）及手段。
通過這些實用軟件技能的培養，起到引起學生學習興趣，尤其是解決問題的自學習慣的興趣，及對自學方式、方法，自學能力的培養，實現拋磚引玉的目的，為學生展現更廣闊的學習空間[8]。而且這些實用軟件包的使用技能對于繼續攻讀碩士、博士學位的學生也是非常有益的科研學術工具，有利于繼續深造的學生打好一些科研學術基礎，起到了在本科教學中加強科研思維和創新思維的基礎性訓練。
參考文獻：
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[2][7]傅忠寧，朱昌鋒，張靜芳.物流管理專業研究型教學
模式的探討與實踐[J].物流技術，2012，(12).
[3]秦洪英，陳建國，王德明.專業特色基礎上的大學信息技術基礎教學改革[J].計算機教育，2013，(8).
[4]張靜芳，朱昌鋒，傅忠寧.論高校校外實習基地建設[J].高等建筑教育，2012，(3).
[5]周杲，楊燕.實施研究型教學，提高學生自主學習能力[J].計算機教育，2012，(24).
[6]李引珍.管理運籌學[M].北京：科學出版社，2012.
[8]姚亦飛，姚琳.大學計算機基礎課程教學研究[J].計算機教育，2012，(24).
收稿日期：2013-07-22
數據挖掘課程設計論文范文6
【關鍵詞】教師專業發展；教師實踐知識；知識網格；知識管理系統
【中圖分類號】G434 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009―8097（2009）04―0063―04
教育的信息化發展加快了教師的專業化發展，如何使教師順應這種趨勢，提高自己的專業知識水平，是目前教師教育的一個重要課題。
一 面向信息化的教師專業發展亟需教師知識管理
專業發展，是保持職業所需知識、技能和態度的根本。教師專業化問題，是新世紀世界各國中小學教師隊伍建設的邏輯起點[1]，也是教師教育研究的新課題。那么教師專業有什么獨特的性質？什么是面向信息化的教師專業的基礎知識和能力呢?這是伴隨教師專業化運動出現的重要問題。
1 教師的專業化發展：從實踐中學習
隨著社會的發展，教師職業的性質與功能發生了變化，由原來的單純傳授知識，發展演化為通過激發和調動學生的主觀能動性，引導學生全面發展。教師的教育教學能力，不僅指為達到預設的工具目的或滿足社會規范文化的精神需求而具備的技術和技巧，還指對原有知識如何建構、建構成什么樣的新知識的能力。這要求教師在使學生掌握原有學科知識的同時，要把知識置于某種條件中，把各種問題置于其未來情景中，從而使學生能在其答案和更廣泛的問題之間建立一種聯系。教師教學的目的是要引起學生的質疑、反思，培養學生的創新意識和探索學習的能力。這些變化促使人們深刻認識到教師職業已經發展成為一種專業。教師隊伍的專業化是社會發展和教育發展的客觀需要，是提高教育質量的有效途徑和必要條件。
教師專業化發展的核心是教師知識的發展。在我國對教師知識的研究中，林崇德、申繼亮、辛濤（1996）提出了包含三種成分的教師知識結構并由此開展過若干實證研究，這三類知識是本體性知識、條件性知識和實踐性知識。本體性知識是教師關于所教學科的知識；條件性知識是關于如何教的知識，涉及教育學和心理學；實踐性知識是教師在其經驗中積累的、在處理實際問題時用到的知識。本體性知識與條件性知識是課堂教學能力發展的前提和基礎，是教學專長發展的必要條件；實踐性知識是教師在教學實踐中不斷積累的關于課堂教學內容與教學活動的組織與管理等方面的教學經驗[2]。
從教師專業特性分析，教學實踐活動是復雜的、動態的、情境化的，教師遇到的是大量的實際問題。要解決問題，教師真正運用是實踐知識，教師的其他知識（如本體性知識和條件性知識）不能獨立地發揮作用，只有與教師實踐知識相結合，融入到真實的教學實踐中，才能真正地作用于教師的教學行為。另外，教師實踐知識具有較強的整合性和包容性，有助于教師對其他知識的理解和內化[3]。實踐性知識強調了教學實踐對于教師專業知識形成的作用，反過來，實踐性知識的應用又對教學實踐產生著根本的影響。基于這種知識的運用，資深教師在課堂中表現出與初任教師不同的思維特點：①應對時刻變化的即興思維；②對于問題情境主體式的感性的探究式參與；③問題表象中的多元視點的統整；④對教學事件的背景化思考；⑤實踐過程中問題的不斷建構與再建構[4]。資深教師在對課程知識的表征方面，一般都是以命題網絡或圖式的形式予以表征的，更注重教材知識的重點和難點，對這些知識的掌握有很高的熟練程度。資深教師在課堂組織和對學生的控制方面也表現出比初任教師更有效的獨特方式。所以教師知識的核心是教師實踐知識，教師知識管理的核心也應是實踐知識。
2 信息化教育的要求：深度課程整合的信息素養
教育信息化是目前正在進行著的最為顯著的教育變革。那么，在教育信息化的進程中，教師需要發展哪些知識和能力，才能適應教育信息化的要求?或者說，面向信息化教育的教師專業發展，需要關注的是教師哪些方面的知識和能力?這是教師教育信息化的核心目標。
信息化教育，是與傳統教育相對而言的現代教育的一種表現形態，它以信息技術的支持為顯著特征，表現為教材多媒化、資源全球化、教學個性化、學習自主化、活動合作化、管理自動化和環境虛擬化[5]。信息化教學的內在實質是整合了技術和新的學習理論的革新教學模式，這要求教師必須具備基本的信息素養。此外，革新的教學，不同于傳統的課程設計與實施，要求教師不僅要知道如何運用技術，而且更要知道在什么時候、怎么樣有效地將技術整合到他們的學科課程教學中去，以及運用到專業實踐中去。因此，教師的專業知能可從四個維度進行闡釋[6]：應該具備基本的信息素養，能理解和應用技術；應該能夠利用信息技術開展教學，更好地支持學生的學習；應該能夠利用信息技術處理課程和資源，幫助學生適應信息社會的新挑戰；應該能夠利用信息技術開展新的專業實踐，開展信息技術條件下的合作與交流，成為信息化條件下的終身學習者。
教師面向信息化的專業知能的發展是有階段性的，可表述為了解、應用、整合和創新四階段。①了解階段：教師開始認識技術、學習使用技術，但技術的應用沒有對教學的常規造成影響。②應用階段：教師逐漸獲得了技術應用的自信，掌握了一些技術應用的方法，出現了新的課堂組織形式。③整合階段：技術開始改變常規的教學組織和課堂結構，教師開始調整自己的角色，更多地作為學習的幫促者而不是知識的灌輸者。④創新階段：教師對技術可以說是應付自如，能夠根據自己的教學實踐創造性地應用技術，設計技術整合的教學活動和學習環境。這種階段性發展的一層深刻含義是：信息技術整合到課程中，將破壞傳統的穩定課程結構，代之以面向過程的課程框架。在這種框架中，以學生為中心設計教學，信息技術通過對學習資源的支撐、對學習過程的支持和對貫穿于整個學習過程的評價的支持，來真正實現與課程的整合[7]。
綜上可知，在教育信息化進程中，教師必須具有深度進行信息技術與學科課程整合的信息素養，而這種信息素養的養成更需要教師在實踐中去錘煉。
3 教師知識管理的緊迫性
由教師專業性、知識特點和信息化教學對教師的要求可以看出，教師知識具有完整的結構，是理論知識和實踐知識的統一，是顯性知識和隱性知識的統一，是各類性質的知識有機構成的整體。教師知識以實踐知識方式存在，在實踐活動中建構，是一種開放的，不斷變化更新、充實的知識。教師要能隨時獲取新的信息、知識和成果，不斷地更新和完善自己的知識狀態，同時也要通過反思性學習，不斷體悟和總結自己的經驗和理論，充實和提升自己的知識，從而達到專業化發展的目的。如何幫助教師更快得到專業化的發展，實現教育教學的信息化？學校作為知識型組織，必須建立有效的教師知識管理體系。
二 教師知識管理系統的建構
一般而言，知識管理系統主要包括知識資源庫系統、知識交互平臺、個性化的知識管理工具和系統管理平臺四個模塊，前三個模塊彼此之間相互獨立但又密切配合，系統管理平臺為三個模塊提供協調服務，如圖1所示。構建教師知識管理系統就要對三個模塊進行有效的系統總體規劃和開發。這里將教師知識管理系統建設在學校校園網格上。
1 知識資源庫系統
知識資源庫系統是以知識庫為核心，用于實現知識共享的系統。知識資源應該包括學科知識、關于學科知識教學方法的知識和學科知識使用對象的知識以及關于學科知識學習環境的知識。知識庫可以劃分為學科領域知識庫，教學實踐策略庫，教學對象類型庫，教學情境應用庫。
知識資源庫系統的建模采用KADS（Knowledge Aided Design System）方法，該方法把求解特定任務的知識劃分成三個不同的層次：領域層、推理層和任務層，分別對應著知識庫系統靜態視圖、功能視圖和動態視圖。其中，領域層包含了求解問題所需要的特定領域內的知識和對領域概念的描述，可以對應到學科領域知識庫。推理層指明了求解問題采用的方法，包含了推理步驟和領域知識在其中所起的作用，可以對應到教師的教學實踐策略庫。任務層則把所需要求解的問題分解成若干個子任務，并為每一個子任務確定目標，同時明確對子任務的控制。任務層可以對應教師不同的教學情境和教學任務，對應教學對象類型庫，教學情境應用庫。知識模型如圖2所示[8]。
要實現系統的重用，需要一種有效的機制來實現各層次間的協調，使相互獨立的層次緊密地聯系在一起，共同組成一個完整的系統，這個機制的核心就是“本體（Ontology）”?；诒倔w的知識庫系統，為知識資源提供了語義交互基礎，從而更有效實現知識發現、共享和應用集成。這里知識資源庫的知識本體分成6類本體：概念本體、領域知識本體、教學策略本體、教學對象模型本體、教學任務本體和教學應用本體。根據研究和應用的需要，教師知識資源本體可以進一步擴展。各本體的含義如下：
①概念本體是按分類法來組織的領域概念及其客觀關系。概念本體作為一類獨立的本體存在，由領域專家或教師進行定義。它可以作為本體資源，作為搜索的依據，也可以被使用者下載并按照自己的需要修改，修改后作為資源查找和集成的依據。
②領域知識本體是知識對象集合，描述知識對象和知識對象之間的關系，而且通過對知識對象的集成分級，實現精細粒度的知識組織和表現。比如5級劃分：原子級（Atom），是最小集成粒度；可以是一個圖片或文檔等最小的知識片斷；原子的集合，形成學習單元（Process Unit）；學習單元的集合，形成知識單元（Knowledge Unit）；知識單元的集合，形成課程（Course）；課程的集合，形成知識體系（System）。
③教學策略本體是教學方法中教學元素的集合，并描述教學元素之間的教學策略關系。該本體的定義比較靈活，不同類型的知識可以定義不同的教學策略本體，即使相同的類型的知識也可以定義不同類型的教學策略本體。該類本體定義依賴于學習理論研究的不斷發展和計算機智能技術的進步。
④教學對象模型本體描述資源使用者的特性，是教學對象建模元素的集合，并描述這些元素之間的關系。
⑤教學任務本體是任務本體，描述的是提供某類教學任務中的概念術語及其之間的關系，這些術語包括在調度任務時需要的一般名稱、謂詞和描述修飾詞。它的功能類似軟件組件。
⑥ 教學應用本體是根據教學策略本體或具體的知識集成和知識應用模型并與領域知識本體結合、在教學對象模型本體上定義實現的應用本體。領域知識本體、教學策略本體和教學對象模型本體以及教學任務本體通過本體內部具有相同含義的相關屬性描述建立聯系，教學應用本體依賴于其他幾種本體，不同的本體為其提供不同側面的描述內容[9]。
知識資源庫系統可以在以往教育領域教學資源庫的基礎上建立，匯集整理教師在教學中常用的一些優秀素材和應用軟件，共享優秀的課件、教案以及教學心得和學術論文等，但它不同于教學資源庫，能提供獲取隱性知識資源的渠道，如優秀的知識社區、在該學科領域中成績比較突出的專家、教師的聯系方式等，讓網絡上可以共享的人力資源得到有效的利用。更重要的區別是有效實現知識發現、共享和應用集成。
2 建立知識管理子平臺和交互子平臺
管理子平臺是一個知識網格服務平臺，知識交互子平臺構建在管理子平臺上。知識網格（Knowledge Grid）是 Fran Berman于2001年11月在“Communications of the ACM”上發表的短文 “From TeraGrid to Knowledge Grid”中首次提出，指出知識網格研究的主要內容是：利用網格、數據挖掘、推理等技術從大量在線數據集中抽取和合成知識，使搜索引擎能夠智能地進行推理和回答問題，并從大量數據中得出結論。中國科學院計算機研究所諸葛海研究員領導的研究組認為知識網格是一個智能互聯的環境，能使用戶（或虛擬角色）有效地獲取、、共享和管理知識資源，并為用戶和其他服務提供所需的知識服務，輔助實現知識創新、協同工作、問題解決和決策支持[10]。
基于知識網格的知識管理系統體系結構如圖3所示。學校知識門戶的具體功能包括：
①一次性信息獲?。弘S著數字化的教學信息資源的增多，師生希望從統一的入口，同時查找學校內網、Internet公網上的信息。知識門戶系統可以集成已有的信息系統與應用軟件，這種集成不是簡單地在頁面上增加網頁鏈接，而是通過集成化的方法把原有應用通過一個核心組件服務器集成在一起，用戶可以訪問所有的信息。
②個性化服務：每個使用知識門戶系統的師生都可以對自己所需要的信息進行個性化定制，過濾獲得自己需要的信息。也就是說，知識門戶針對師生的角色和興趣對頁面上所應呈現的內容進行組織，這種個性化特點節省了師生的時間。
③信息推送：門戶系統可以根據師生在信息中心訂閱的內容或管理員的指定將內容推送到師生界面，降低師生檢索常用信息的復雜性。
④知識地圖：指明了知識的位置和來源，為師生建立良好的知識導航圖，幫助師生快速準確地尋找到所要查找的知識。知識地圖中的知識標記與知識倉庫中的知識通過主題詞或關鍵詞建立鏈接，當師生命中知識地圖中某一個主題詞時就可以訪問到知識倉庫中與該主題詞相關的知識的詳細內容。知識地圖也可以指向人。有些知識特別是隱性知識往往不易顯性化，需與知識擁有者直接交流才能實現知識共享。將擁有知識的人如同顯性知識一樣標注在知識地圖中，通過知識地圖迅速找到咨詢專家，進行交流共享[11]。知識網格服務的目的是獲取、使用、檢索、和維護知識，幫助用戶達到特定目的。包括以下服務：
①可視化服務：可視化抽取的知識模型。
②評價服務：與輸入的要求或者是與已存在的知識模型進行對比，判定知識發現的有效性。
③工作流服務：用圖表示數據源、抽取工具、數據挖掘工具與可視化工具間的數據流以及交互關系，它定義了資源應用的基本結構以及使用約束。
④規則與算法服務：負責查找、選擇、下載數據挖掘工具、算法及規則。
⑤數據訪問服務：負責搜索、選擇、抽取、轉換以及所需要挖掘的數據[12]。
知識網格高級應用利用網格知識服務來構建各種應用，以便于更好地滿足用戶的各種知識需求。這些應用往往與某個特定的研究課題或研究領域相關。
基于OGSA的語義網格服務是在OGSA網格服務的基礎上通過服務應用本體技術對不同結構、不同技術以及不同領域的知識進行統一語義定義，并且通過服務實現對分布式的知識與數據進行統一的組織、執行以及協調，以便有效的管理語義、數據元、數據挖掘工具以及可視化工具的語義描述。
資源層主要包括數據庫、信息庫以及知識庫，這里的知識庫包括由專家錄入的知識、從知識使用者學到的知識以及經過知識發現過程的發掘的知識等。
3 提供個性化的知識管理工具
知識管理系統的個性化管理工具主要協助記錄及管理師生個體的注冊信息，查看知識管理行為記錄和權限設置，并實現師生對知識管理系統的個性化定制管理、個性化學習、個性化應用。例如，獨立的個人知識資源和賬戶管理功能，能幫助師生個體記事，還能收藏知識資源內容、專家渠道、知識渠道以及知識資源類別等，記錄參與的交流社區、個人的成功案例、失敗教訓、創意構想、向他人提問求解、為他人答疑解惑、推薦給學校知識資源庫的知識資源等。
知識管理工具可以選用博客（Blog）、維基（Wiki）、RSS（Really Simple Syndication）、社會性書簽（Social Bookmark）、 Tag（大眾分類或Folksonomy）、SNS（Social Networking Service）、IM（即時聊天）等一系列技術及其應用來實現。
三 結束語
在教育信息化發展的背景下，新教師如何加快自己的成長過程，老教師如何更好的提升自己，關鍵是如何管理自己的知識。通過對教師專業知識特點和教師信息素養的分析，知識管理系統的建立就顯得非常重要。為了實現知識的交流,消除知識間的孤島，知識管理系統建立在了校園知識網格基礎之上，這樣可以為教師知識共享和交流提供更便利的條件，推動教師的持續性學習。系統還為教師提供個性化的定制服務，提高獲取知識資源的效率和學習的效率。鑒于網格理論以及知識管理的理論與實踐仍在不斷進步，因此一個有效的知識管理系統還有許多問題需要在實踐中逐步充實和完善。
參考文獻
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