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数据挖掘课程设计论文范文1
关键词：实验平台；教学管理；数据仓库；数据挖掘
中图分类号：G642 文献标志码：B 文章编号：1674-9324（2013）09-0253-03
一、引言
21世纪是国家全面推进学生素质培养的时期，计算机专业课既具有较强的理论性，又具有较深的实践性。目前，计算机专业的教学过程中往往理论教育与实际脱节，很多学生通过了专业理论课的考试，却不能将理论付诸于实践，学生对课程知识并没有深刻的理解和消化，对课程理论的实际应用没有感观上的体验。经调查显示，60%以上的学生认为在校期间的计算机理论课的学习对就业和实际工作帮助不大，这给学生学习计算机理论的积极性带来了消极的影响，更有很多学生热衷于参加社会上的计算机培训机构，放弃在高校的课程学习。因此，在培养学生的理论创新能力的同时，提高学生的动手操作能力，加强学生理论联系实际的能力是计算机教学十分紧迫和必要的任务。
随着信息技术和网络技术的快速发展，在短短几年内数据仓库和数据挖掘就已经成为IT信息领域广泛应用和热点研究的领域。该领域主要是研究如何从浩如烟海的海量数据中有效地提取并挖掘知识，对其进行自动分析和汇总，是计算机行业中最热门、最有前景的领域之一[1]。数据仓库与数据挖掘课程也顺应计算机发展的需要，进入到高校计算机教育的专业课课程列表中。
本论文在深入研究了数据仓库和数据挖掘课程的内容和特点的基础上，采用B/S（Browser/Server）架构，即浏览器/服务器架构，开发了web课程教学实验平台。
二、数据仓库与数据挖掘学科教学现状
随着数据仓库与数据挖掘课程在各大高校成功试教后，近年来各大高校都为计算机专业都设立了数据仓库和数据挖掘课程，时至今日，其课堂理论教学已经比较成熟。然而，绝大多数学生在经过该课程的学习后，普遍反映虽然基本了解了数据仓库和数据挖掘相关理论知识，却缺乏感性认识和实践应用能力。这主要是因为该课程的实验教学较难开展，缺乏一个符合以下特点的教学实验平台。
市场中通用数据仓库和数据挖掘软件昂贵且难以使用，大量的专业术语、专业业务理论、数学知识和挖掘模型让人无从下手。因此我们需要的仅仅是一个实验平台，并非大型企业应用软件，只要学生能通过它更简易地完成该课程的实验环节即可。
1.可视化、易操作。可视化和易操作可以提高学生的学习兴趣，让学生更直观的参与到教学活动中来，而不是苦恼于如何使用该平成实验。
2.交互性。一个好的教学平台不仅是一个可以提供给学生传授知识的平台，还应该是一个可以和学生及老师有交互性的平台，并且使学生和学生有交互性，老师和学生有交互性[2]。
3.教学与实验相结合。我们需要不仅仅是一个数据仓库与数据挖掘实验软件，而是综合课程教学和课程实验的平台。教学与实验相结合、理论与实践并重，这才是计算机专业教育的核心。
4.拥有合理和充足的实验数据。对于一个实验平台来说，数据的缺乏将使得实验无法进行。尤其是对于数据仓库与数据挖掘这个特殊的领域，数据不仅要足够的多而且要合理，否则会严重影响实验结果和教学效果。
三、数据仓库与数据挖掘学科教学实验平台的构建
为适应教育发展需要，秉承深化教学改革的方针，改革数据仓库和数据挖掘课程原有的普通教学模式，启动了“数据挖掘课程设计平台建设”教学改革项目。该平台依托我校电信学院985平台的优良硬件环境，由远程开放实验平台服务器和终端PC机组成，其成本低廉、维护方便、部署容易。该实验平台服务器直接部署于本校的学院985实验基地，具有操作稳定性、鲁棒性和容错性。通过该实验教学平台，学生对该课程的学习过程将不受场地限制，只要通过网络就可以登录该平台。该平台主要框架如图1所示。
1.用户管理模块实现了对不同用户的权限设置、登录和注册等功能，超级管理员可以为普通学生用户分配权限。
2.实验平台模块给学生提供了算法模拟和试验的平台，主要分为以下两个部分。
（1）数据仓库的维度建模设计模块。雪花模型设计案例；星型模型设计案例；ETL抽取操作平台。
（2）数据挖掘算法实验模块。数据预处理程序实现算法平台；Apriori算法实验平台；ID3算法实验平台；BP算法实验平台；K-Mean和K-Medoid算法实验平台；C4.5算法和决策树算法实验平台；KNN算法实验平台；贝叶斯算法实验平台。
维度建模设计平台和数据挖掘算法实验平台模块是该平台的核心模块。
3.实验课程模块主要向学生介绍该实验课程的相关内容、教学大纲和教学任务，也包含数据仓库环境的具体安装和配置视频演示。
4.作业提交模块更是改变了传统的提交纸质作业的模式，让学生将动手完成的实验和相关作业通过该平台提交，一个学生一个账户，避免了作业抄袭和拷贝。学生提交的作业只要运行正确，按题目要求编程，不论采用何种语言或者何种算法都是可以的，并没有唯一性的标准答案。当实验课程考核的时候，学生能够通过作业提交系统向服务器提交指定课程内容的作业，供教师在线评阅和打分。
5.教学资源下载提供给学生自学的资料，给感兴趣的学生提供了进一步学习的捷径。
6.当有学生对实验环节和该课程有任何疑问，都可以登录在线答疑系统，给授课老师留言，这些信息都会以邮件的形式发送到授课老师的收件箱，从而实现即时的答复，让学生在第一时间接受老师的指导。当有问题重复出现三次以上，系统就会自动识别，将问题和答复展示在FAQ中，提供给更多的学生共享该问题和该问题的解答，避免重复提问，也给还未遇到该问题的学生共享和学习。在线答疑给学生和教师提供了交互、交流和学习的平台。
7.数据挖掘实验平台的在线代码编译环境主要采用gcc编译器，能够对学生提交的各种代码进行实时编译，给用户的感觉就像是在本地执行一样。它能够支持的在线运行编程语言包括java、C和C++等，给学生提供多样化的语言实现方式，体现了非机械化的计算机应试理念。
四、数据仓库与数据挖掘学科教学实验平台的教学效果
在数据仓库和数据挖掘课程中使用该教学实验平台，具有教育的先进性和优越性。
（一）建设了数据仓库和数据挖掘课程的实验教学体系
1.数据仓库和数据挖掘模型。本平台可以培养学生自己动手创建多维星型模型、多维雪花模型、缓慢变化维、ETL模型、数据立方体模型及其实例等，还可以增加学生对各类重要挖掘算法的特点和应用场景的理解，让学生在实验平台上体验基于数据仓库的主要数据挖掘算法。
2.模型评估。当学生创建完毕自己的数据仓库和数据挖掘模型后，可以通过调整不同的参数值和更改数据集来检验算法的输出结果，并通过记录在不同的应用场景下的参数值和结果值得到最优值。
3.优化创建模型和算法的性能。学生通过使用计算机领域中的一些经典优化技术，如创建位图索引、哈希索引、S-tree索引等来优化模型和算法的性能，并记录和比较不同优化技术对模型和算法的效率和响应时间的影响。
4.定期对学生所学实验内容进行测试，根据学生的实验测试结果对平台的远程实验操作功能进行改进和完善。
（二）部署和实施了基于网络的数据仓库和数据挖掘课程远程实验教学环境
本项目通过构建基于网络技术的远程实验教学平台，不仅给学生和教师提供这样一个教学实验平台，而且还实现了实验教学的网上开放式管理，改革原有相对封闭的实验教学模式为开放的实验教学模式，构建了一个符合实践教学环节需求、虚拟和真实环境相结合、基于Web的多应用场景的远程开放实验平台。
（三）基于采样评估证明了远程网络实验教学的可行性和优越性
根据采样评估结果，该系统体现了远程网络实验的可行性和优越性。在该平台真正投入使用之前，我们将一批学生分为两个组进行数据仓库和数据挖掘课程的学习，A组学生使用现有的课程教学方法，而B组学生使用该平台的远程实验教学环境。具体教学内容为多维数据模型和数据立方体的概念以及k-means聚类和Apriori关联分析算法。两组学生通过不同的教学方式学习后，对他们进行了问卷调查和统计，结果如图2所示。
从图2的数据结果可以看到，无论是从学生兴趣程度、作业完成度还是考试成绩的角度对两组学生的学习效果进行评估，使用该数据仓库与数据挖掘课程教学实验平台的教学方式都具有明显的优势。在实验过程中学生是主体，用所学知识发挥创造性思维进行实践。当实验取得结果时，不论结果成功与否，都能带给学生一定的鼓励，从而在某种程度上激发学生的创造力和积极性，真正加速问题解决和理论创新。因此，我们有理由相信该平台的使用可以极大地提高学生的学习兴趣，促进教学目标的实现。
五、结论
在计算机专业的教学中，如何提高学生的实践能力和独立解决问题的能力是当前高等教育发展的新形势下所面临的主要问题。本文首先介绍了基于数据仓库和数据挖掘课程的实验平台的整体架构，展示了该平台的优点，证明了该平台可以将课堂学习和课后练习、理论教育与工程实践有机结合，为实施更加行之有效的教学组织和教学管理模式提供了可能。只有教育者和学生充分认识到计算机课程中实验环节的重要性，更有效地利用现有的社会资源和计算机技术为我们的教育服务，专业学科教学模式和方法才能不断推陈出新，不断进步和发展。
参考文献：
[1]Jiawei Han，Micheline Kamber.Data Mining Concept and Technology[M].Beijing：China Machine Press，2007：10-12
[2]李旭晴.学科教学网站设计的应用探讨[J].计算机教育，2009，（02）：1-2.
数据挖掘课程设计论文范文2
基金项目：本文系黑龙江省教育科学“十二五”规划2012年度课题“高等院校信息与计算科学专业应用型人才培养模式研究”（课题编号：GBC1212076）、黑龙江科技大学教改项目“新型大学信息与计算科学专业社会适用型人才培养模式研究”的研究成果。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）15-0019-02
当前网络、报刊等媒体报道了很多本科毕业生乃至研究生毕业后，适应不了工作压力和社会环境，做出了逃避等一些极端的做法，包括部分在大学期间表现非常优秀的学生，他们的社会适应能力也不尽人意。社会不专业提供论文写作和写作论文的服务，欢迎光临dylw.net适应性通常表现在：初到社会后不知道如何与人相处和交往；不知道如何处理工作中遇到的问题以及各种在学校不会遇到的复杂情况；不知道如何安排和处理个人生活等，导致该部分学生走上社会后有失落感和挫败感，心理素质差的毕业生开始否定自我，从而严重影响了他们在社会上的表现，有的甚至走上自我毁灭的道路。大学毕业生的社会不适应性越来越受到社会以及高等院校的关注。
信息与计算科学专业自1998年被国家列为一个新的专业以来，现在几乎每个高校都设置有该专业，取得了长足发展。[1，2]但是随着社会的发展，知识的日益更新以及企业对毕业生的要求越来越高，全国高校中的信息与计算科学专业仍存在诸多问题，培养目标及目的不明确，专业课程设置不合理等导致各个高校的信息与计算科学专业特点不突出，没有创新性，这些问题若不能很好的解决，势必会影响该专业的生命力。[3]
黑龙江科技大学信息与计算科学专业从2001开始招生，培养了上千名毕业生，为黑龙江的区域经济乃至全国的IT业做出了卓越贡献。近年来黑龙江科技大学更新教育理念，依据社会对信息与计算科学专业毕业生的要求对传统的教学方法和培养模式进行了改革，大力推动能力培养和素质教育，把传授知识与应用能力和创新能力的培养有机地结合起来，重点培养学生的社会适应能力，为他们以后步入社会打下良好的基础。
一、依据社会需求和学校特色，制定好专业人才培养目标
随着社会的发展，大信息和大数据时代的到来，特别是2014年“两会”的召开，当前需要大量的专门技术型人才进行大数据收集分析、处理，为政府、企事业单位的决策提供信息辅助。大数据时代的到来对于信息与专业提供论文写作和写作论文的服务，欢迎光临dylw.net计算科学专业人才培养来说，既是一个挑战，也是一个机遇。欧盟委员会《就业指导纲要》中指出：要培养大学生就业能力、创业能力和适应能力共三种能力，这里的适应能力就是指的社会适应能力。教育部要求信息与计算科学专业的毕业生能成为信息技术或科学与工程计算中能解决实际问题的高级专门人才。[4]因此，结合社会对信息与计算科学专业的需求和黑龙江科技大学的“自强不息、创业创新”的办学精神，将信息与计算科学专业的人才培养定位为主要培养具有扎实的数学基础，较强的数学思维能力，掌握信息与计算科学的基本理论、方法和技能，具有良好的思想道德素质、身体素质，较强的专业素养，良好的文化修养，能运用所学知识和熟练的计算机技术解决信息处理、科学与工程计算、金融领域中的实际问题的高级应用型人才。
二、改革课程体系设置，适应最新技术发展
在课程设置上坚持“强化专业基础，突出特点特色，培养综合能力”的办学原则，把课程体系分为四种类型：素质拓展类课程、计算数学类课程、信息科学类课程、技术实践类课程。改革模块化的课程设置，课程设置承前启后，避免每门课程的独立性和脱节性。为了适应大数据时代的到来，设置了数据挖掘和Hadoop平台等一系列课程，使学生在校就能紧跟时代技术潮流，毕业后能尽快适应社会发展。在一、二年级，加大专业基础课的教学、课时量等，充分保证学生具有较强的专业基础，为以后考研等进一步深造打下良好的基础。到三、四年级，各个方向的专业课全面展开，积极鼓励学生根据自己的兴趣、以后的职业规划按不同方向选课，跨专业选课，扩大知识面。开设的课程也会随着新技术的大量涌现而更新，最后形成以社会需求为导向的课程体系。
三、提高实践教学质量与学生的动手能力
2014年号称中国高校毕业生最难就业年，但同时企业需要大量技术性人才，这就构成了中国毕业生结构性失业的重要特征。高校中各专业加强学生专业技能训练、提高学生的综合素质，是办好该专业的重要问题。[5]信息与计算科学专业实践教学的目的是能运用所学的理论、方法和技能解决信息技术或科学与工程计算或运筹控制中出现的实际问题。实践教学体系的好坏直接关系着培养“社会适用型”人才目标的实现。
1.课程设计
对于课程设计，在掌握、理解好本门课程理论知识的同时，做到理论联系实际。通过编写程序、运用数学软件解决本课程知识点的实际问题，使学生获得科学研究的基本训练，提高实际动手能力。课程设计时间由原来整个大学期间的2个课程设计增加到每个学期都有2周的课程设计，使学生能做到本学期学到的知识马上可以实际应用，增强知识的融会贯通。
2.生产实习和毕业实习
生产实习和毕业实习是学生结束大学学业走上社会岗位的临界点，也是大学期间最重要的锻炼机会，对于接触和适应社会有着非常重要的作用。近两年，通过院系领导和全体教师的共同努力，联系企业建立实习基地，让全部学生“顶岗”实习，从而使学生能真正接触工作岗位，适应社会。该做法得到了学校和学生的高度认可，今后还要将该想法进一步发扬光大。
3.毕业设计（论文）
毕业设计（论文）是本科教育的最后一个实践性教学环节，是实现培养适应型人才各方面素质的重要教学环节，既是对学生大学四年综合素质的检验，也是对指导教师工作责任心、研究水平和工作能力检评的重要手段。通专业提供论文写作和写作论文的 服务，欢迎光临dylw.net过几年的努力，信息与计算科学专业在毕业设计（论文）方面做了如下尝试：选题方式采用双向选择和鼓励同学们自主选题，对于就业学生要求一定要结合生产实习和毕业实习真题真做，全部来自于工程实际，从而使学生毕业后能以最快的速度适应社会。对于要进一步深造的学生，让其与教师一起参与科研，为其进一步读研奠定基础。既锻炼了学生科研方面的能力，也比较容易得到高质量的毕业设计（论文）。[6]
4.培养大学生创新创业能力，加强文化修养教育
创新教育体系是以培养创新意识、创新思维、创造能力等为目的的系统教育活动。目前我国大学生就业压力越来越大，国家特别鼓励有创新思维的大学生创业，带动其他人就业。但是目前高校中没有真正的创业实践课和创业实践基地。大一、大二年级鼓励学生选修全校人文、经管类的课程如“人机交往”“企业管理”等，加强学生的文化修养，培养学生的创业创新能力。从大学一年级开始实施本科生导师制，鼓励学生积极到专业基地创新实验室或参与到教师的相关教科研项目中来，培养学生的科研兴趣和创新能力。实践证明，经常在创新实验室跟着教师做科研的学生，综合素质明显提升。课下鼓励有能力的学生积极参加各种专业竞赛活动如ACM程序设计大赛、全国数学建模大赛等，为以后的就业增加砝码，最终达到提升学生创新水平和创业能力的目标。
四、小结
经过多年的研究与实践，黑龙江科技大学信息与计算科学专业的社会适应型人才培养取得了一些成果。但社会在发展，社会对信息与计算科学专业毕业生提出了更高的要求，因此应该对信息与计算科学专业人才培养模式进行不断地研究和实践，科学定位，加强师资队伍建设，提高学生的动手能力和创新创业能力，为国家经济社会发展培养高素质的社会适用型人才。
参考文献：
[1]叶明凤，姜成志.新世纪信息与计算专业人才培养模式的研究与实践[J].大学数学，2008，24（2）：3-6.
[2]中华人民共和国教育部高等教育司.普通高等学校本科专业目录和专业介绍[M].北京：高等教育出版社，2012.
[3]周晓晶.信息与计算科学专业创新创业教育人才培养途径[J].沈阳农业大学学报（社会科学版），2013，15（2）：221-223.
[4]王光辉，赵艳芹.基于MATLAB的常微分方程教学方法的研究[J].经济师，2013，（1）：152-153.
数据挖掘课程设计论文范文3
自适应教育超媒体系统（AEHS）是一种在线学习系统，它根据每个学生的特点和需求，通过网络平台随时向学生推荐最合适的教学内容，以使学生的学习过程更容易。目前，AEHS已经在不同的情境下成功使用，并且一些研究者已经开发了许多在线教育系统（如AHA、TANGOW、NavEx和CoMoLE等）。虽然大多数AEHS对学生不太适应的一些课程进行了测试和评估，但它在真实的教育环境中应用的潜力并未被完全挖掘，而充分采用AEH技术的主要障碍是创建和测试自适应课程。
自适应课程创建的一个主要问题是，教师需要分析自适应课程如何才能在不同学生的学习特征中起作用。因此，设计专门用于支持自适应系统开发和评估的方法及工具对于教师来说有很大的帮助。一些国外研究者提出了一种自适应课程的生命周期螺旋开发模型。在这一模型中，首先，教师（或教育内容设计者）使用创作工具开发课程，并将其加载到课程交付系统中；然后，将课程交付给学生，并搜集学生与系统（日志文件）的交互；接下来，教师借助数据挖掘工具检查日志文件，检测课程可能失败的地方或弱点，并提出改进课程的建议；最后，教师按照这些建议，利用创作工具对课程进行相应的修改，并再次在交付系统中加载课程。
用上述方法，教师可以改进每个周期的课程。然而，方法虽然可行，但对于非专业用户来说，使用数据挖掘工具分析交互数据并解释结果可能是一个艰巨的任务。因此，要解决这一问题，就需要帮助教师和课程设计者掌握分析数据的方法。本文将展示一些海外案例，介绍如何采用关键节点法、使用决策树来协助开发AEH课程。
使用关键节点法发现学习者的自适应问题
AEHS的学生模型属性或维度与不同的AEH系统，甚至同一系统的不同课程都是不同的，它们包括先前的知识、语言、年龄和学习风格等，且学生模型的维度就是学生的特征。学生可以在自适应课程中遵循不同的活动路径，教师可以从学生的活动路径中了解学生选择的某些路径是不是正确的学习方式，以及这些路径是否与学生的特征相关。因此，在自适应规则中寻找问题的一种方法是，在用户与AEHS的交互中寻找不良适应的潜在症状。通过这些症状就能够检测到相关的自适应问题，而发现这些症状的方法则是数据挖掘技术（Web挖掘）。
关键节点法就是使用数据挖掘技术（决策树）寻找潜在的症状，以表明系统中存在适应不良。该方法利用可读输出的C4.5算法，具体步骤如下：
①清理阶段。选择活动类型为实际活动或测试的记录，所有条目必须包含每个活动成功或失败的指标。
②应用C4.5算法，具体参数如下：
属性，学生模型的维度和活动变量的名称。
分类变量，成功变量指标。此指标表示学生是否通过了一个给定的实际活动或测试。该变量有Yes和No两个值，Yes表示学生成绩高于教师指定的最低要求，否则其值为No。
③u估结果。生成决策树，该树包含每个属性的节点。换句话说，该树由与学生基本特征维度相关的节点组成，并且节点与活动变量的名称相关。树的叶子是分类变量的值也即成功指标。然后根据指标找出症状：选择成功指标的值为No的叶子，这些叶子表示学生在给定的某个活动中失败；分析从先前选择的叶子到树根的每个路径。对于每个路径，需要两个步骤：①在路径中查找具有活动名称的节点并存储。自适应问题应该与此活动密切相关。②在路径中找到学生基本特征的值。
关键节点法的两个应用案例
下面为海外研究中关键节点法应用的两个案例。这两个案例使用了Simulog和Weka两个工具。Simulog用于生成日志文件，Weka用于分析这些数据。Simulog是能够模拟几个学生基本特征的日志文件工具，其中包含不良适应症状。Weka提供学习算法的实现，如分类技术、关联规则和聚类。此外，Weka包含的各种工具可用于预处理数据和数据可视化。在下面的案例中，日志文件是由一门有关交通规则的记录良好的课程生成的。
第一个案例的数据是来自240个模拟学生的互动，第二个案例的数据是来自480名学生。
TANGOW教育系统中日志文件的条目由以下几个属性组成：户名、基本特征、活动、完成、等级、访问次数、行动、活动类型、合成时间、成功。如下表所示。
用户名为s100的学生的条目示例为：
“s100，年轻，西班牙语，新手，S_Ag_Exer，0.0，0.0，1，初次访问，实践活动，否”
“s100，年轻，西班牙语，新手，S_Ag_Exer，0.0，0.0，1，离开原子活动，实践活动，否”
第一个条目显示，具有“西班牙语，新手，年轻”基本特征的学生s100参加了“交通警察标志练习”活动（S_Ag_Exer），完成0.0，等级0.0，是这次活动的第一次访问。第二个条目表明，学生离开这个活动，没有完成活动（完成=0.0），并且在练习中得分不足，为此，成功设定为否。
案例一：
研究者首先对Simulog生成的240名学生的数据进行研究。交互数据包含的不良适应的症状为70%具有“西班牙语、新手、年轻”基本特征的学生在“交通警察标志练习”活动中失败。
接着，根据关键节点法分析数据。第一步（清理阶段）是清理数据。它包括清除日志文件中不同于“LEAVE-ATOMIC”和“P”的活动，最后记录集包含960条。第二步（应用C4.5算法）是生成决策树（如下页图1）。最后一步（评估结果）是找到节点活动和学生基本特征，具体描述为：在树中，只有一个叶子的值为No。这个叶子有77%的良好分类的例子，节点活动的值是“S_Ag_Exer”，学生基本特征是“年轻”“新手”“西班牙语”。
决策树表明很多学习西班牙语版本的课程，具有新手经验且年轻的学生在S_Ag_Exer活动中多次失败，但需注意的是，该树的良好分类例子的百分比很高。这一结果是由于当学生与不良适应症状无关时，可变等级中缺乏随机效应，因而学生总是能完成这一活动。
案例二：
研究者首先对480名学生的数据进行研究，由Simulog生成了两个不良适应的症状，并在可变等级中增加了随机效应。因此，在该案例中有两个噪音来源，它们分别是症状的数量和随机效应。这些症状有60%具有“西班牙语、新手、年轻”基本特征的学生未能通过S_Ag_Exer（交通警察标志练习）活动，60%具有“英语、新手、年轻”基本特征的学生不能通过S_Circ_Exer（循环标志练习）活动。
本案例中，关键节点法的第一步与案例一相同，都要实现清理数据（清理阶段）。第二个步是应用决策树算法处理清理阶段最后产生的1920个记录（如图2）。最后一步得到以下结果：
①在树中找到值为No的两个叶子。两个活动与两个叶子相关，因此可以找到两个可能很强的不良适应症状。
②第一个叶子的No与节点“活动=S_Ag_Exer”相关，学生的基本特征是变量“经验=新手”“年龄=年轻”和“语言=西班牙语”。
③第二个叶子的No与节点“活动=S_Circ_Exer”有关，学生的基本特征是变量“经验=新手”“语言=英语”和“年龄=年轻”。
z测到两个不良适应的症状，由于两个为No的叶子的良好分类例子的百分比（超过70%）相当高，因此，学习西班牙语课程和英语课程的新手经验的年轻学生分别在S_Ag_Exe、S_Circ_Exer活动中都有很多困难。
结论
数据挖掘课程设计论文范文4
关键词:计算机应用技术;实验课程体系;实验项目
计算机应用技术专业是我院于2005年设立的,学校于1987年成立了经济信息管理筹备组,设立“经济信息管理”本科专业,在管理信息系的基础上成立了信息学院,并于2006年开始进行“计算机应用技术”专业招生,学院将计算机应用技术学科确立为重点建设学科,学科建设目标是以信息管理与信息系统、电子商务等信息类专业为支撑点与财经等优势学科交叉渗透、互补发展;开设计算机科学理论、计算机软硬件系统及应用知识,包括计算机硬件、软件、网络技术与应用的基本理论、基本知识和基本技能与方法,熟练地进行程序设计和使用数据库技术和网络建设等从事针对金融、经济、统计等财经应用领域的软、硬件系统的开发设计或系统集成、企业信息管理,培养具有坚实的计算机软件理论基础知识,较强的应用软件实践与开发能力高级人才[1]。
由于发展时间短,该专业暴露出一些问题,诸如专业定位不明确、专业特点不突出,特别是实践教学环节,对于“面向应用,强调实践”的培养目标来说,直接关系着其目标的实现。在整个实践教学环节中,实验课程体系中哪些课程应该开出实验?开设哪些实验项目?这些问题对于所有开设此专业的财经类院校都在探索实践中。
1实验教学课程体系
1.1实验教学课程体系设置目标
实验教学课程体系设置目标是建立与理论教学有机结合,以能力培养为核心,确定分层次的实验项目。由于计算机技术专业是应用性很强的学科,并且随着大学生就业形势的日益严峻,考虑到学生的后续发展,计算机应用技术专业实验项目的设置和选择,主要依据两个方面,其一是注重与理论教学的有机结合,合理分配理论课与实验课学时的比例,根据培养目标形成配套、科学的实验教学课程体系,将培养学生宽厚的基础知识、扎实的专业知识和现代的计算机应用技术知识统一起来,培养学生科学思维能力和创新设计能力。其二是考虑计算机专业毕业生的社会需求,就业方面要求实验项目应与新实践技术应用、工程实践紧密结合,融入科技创新和实验教学改革成果;另外,考虑部分学生有继续深造的需求,应主要考虑实验项目与科学研究紧密结合,介绍新技术、新设备和新的研究发展方向。
根据《中国高等院校计算机基础教育课程体系2008》中的课程设置,计算机专业实验项目包括了3类:软件设计实验、硬件技术基础实验和应用技术实验。其中,分层次的实验教学体系涵盖基本型实验、应用型、综合型、设计型、研究型、创新型实验等[2]。
作者简介:冯海旗(1964-),男,教授,博士,研究方向为信息管理的理论与方法;张媛媛(1982-),女,助理工程师,硕士,研究方向为计算机应用技术。
图1计算机应用技术专业实验项目
1.2项目具体设置
(1) 根据现有的实验器材,确定能覆盖本中心所承担的所有实验教学项目。
目前我院的计算机应用技术实验教学中心共有专业实验室7个,包括电子技术实验室、计算机组成原理实验室、计算机网络与信息安全实验室、信息管
理与系统实验室、电子商务实验室、本科生开放实验室和研究生创新研究实验室。近年来,在教育部专项的重点支持下,中心得到了快速的发展,现有面积约1000平方米,各类实验设备、仪器仪表约830台套件。根据现有的实验器材,指定了相应的规划,开设的实验覆盖高等院校计算机专业实验项目,如表1所示[3]。
表1本中心开设的计算机应用技术专业实验项目
序号 实验项目名称 实验课/学时 所占课程比例 所属类别
1 C语言程序设计 22 30% 软件设计类
2 数据结构 10 19%
3 数据结构课程设计 18 100%
4 操作系统 16 30%
5 编译原理 10 19%
6 软件开发工具 16 30%
7 软件开发工具课程设计 18 100%
8 数据仓库与数据挖掘 8 22%
9 Java程序设计 12 33%
10 面向对象程序设计 12 33%
11 UML面向对象建模 20 56%
续表
序号 实验项目名称 实验课/学时 所占课程比例 所属类别
12 IT项目管理 10 28% 软件设计类
13 软件测试 16 44%
14 电工与电子学基础 10 19% 硬件基础类
15 数字逻辑 10 19%
16 计算机系统结构 8 22%
17 计算机组成原理 16 30% 应用技术类
18 计算机网络 8 15%
19 计算机网络课程设计 18 100%
20 网站开发技术 20 56%
21 嵌入式系统 6 19%
22 微机原理与接口 18 33%
23 计算机安全 10 28%
24 人工智能概述 8 22%
(2) 参考其他院校计算机科学技术专业成熟的实验教学体系,逐步确定自己的实验项目。
北京语言大学作为文科院校中,开设计算机应用技术专业较早并且较成熟的院校,教学特色突出,培养目标明确,充分利用学校英语环境好的优势,培养计算机专业知识扎实,同时英语能力较强的复合型人才。其实验教学体系完整,有突出特色的实验项目,语言信息处理研究所始建于1987年,是中国第一个以汉语信息处理为主要研究方向的研究所。研究所面向实际应用,主要研究计算语言学理论和面向信息处理的汉语语言理论,发展自然语言处理关键技术和知识库,开发相应的工具软件和应用软件,支持对外汉语教学和语言本体研究。分析其文科信息技术综合实验教学中心所开设的实验项目不难发现,软件设计类的实验项目所占比例达到64%,突出其语言信息处理特色的实验课程,其中汇编语言编程和Perl语言编程分别设实验课,实验课时分别有36学时和18学时。
中国人民大学信息学院针对计算机科学与技术专业开设的实验项目中,必修课中相对我校现有的实验课程,增设了“面向对象程序设计”和“汇编语言”两门课程,在选修课中主要分两个方向,一是信息管理方向二是计算机应用技术方向,计算机应用技术方向所开设的实验课程,涵盖了目前计算机专业领域热门的课题,包括信息安全、数字通信、无线通信技术、
数据挖掘课程设计论文范文5
关键词：物流管理；实用软件技能；培养模式
中图分类号：G640文献标识码：A文章编号：1002-4107（2014）04-0075-03
人类社会在不断发展、进步的过程中，生产力的发展相应地经历了不同的阶段。起初，在生产力水平较低的阶段，人们追逐利润的方向是第一利润源――降低生产成本，降低物化劳动消耗；随着科学技术的进步，人们获取利润的源泉来自“提高劳动效率，降低活劳动消耗”，即第二利润源；之后，在降低制造成本已经有限，提高劳动效率也出现瓶颈，人们渴望寻求新的利润源，于是在1970日本早稻田大学西泽修教授提出“物流冰山”学说之后，物流作为人们追逐利润的新领域而获得广泛关注，并被称为“第三利润源”。由此，开启了物流研究与应用的热潮，西方发达国家甚至将物流成本在GDP中所占的比重用于衡量发达的程度。尤其是近年来，电子商务的迅猛发展，带来了大量的物流需求，从而导致物流成为众多行业的纽带及瓶颈。这些都表明对物流人才需求旺盛，尤其是专业化、高水平的物流人才供不应求[1]。鉴于此，当务之急是培养高水平、高素质、综合能力强的物流管理类人才，而综合素质过硬的物流管理人才离不开高等学校教育中理论教学和实践教学课程的合理及优化设置[2]。本文主要以理论教学为准绳，实践教学为落实来重点分析、探讨物流管理人才实用软件技能的培养模式，以期提高物流管理专业学生解决问题的实际能力。
物流之所以成为第三利润源，这是因为物流所囊括的诸多环节需要合理的规划及设计，需要进行复杂的建模及优化及考虑存在效益背反效应的诸多环节间的协同，从而带来成本的降低，实现获取利润的目的。而这些都是需要有合理的理论来指导物流运营管理，或者说需要更多的定量分析结果来说明方案或决策的合理性、优越性。而培养学生实用软件技能可以有效地增强学生解决问题的落实能力。
一、基于承上启下和实践理念的课程设置分析
在笔者多年指导物流管理专业本科毕业设计的过程中发现，学生们具有较好的分析问题的能力，也具有较好的对物流优化问题的建模能力，但是在对问题的求解能力以及详细深入的数据采集、处理能力方面稍显不足。例如，针对物流当中普遍存在的优化问题――物流配送车辆调度、库存控制、生产计划等。学生在经过管理运筹学及物流系统工程等专业基础课程的学习后，基本能够独立完成问题的分析及建模，但是在问题优化求解时还停留在手工计算（这对于稍大规模的优化问题显然不切实际）或者基于C/C++程序设计语言进行结构化程序设计来求解。但是在教育部要求减少学分、压缩学时的大背景下，学生对于计算机文化基础，C/C++程序设计语言，大型数据库开发等计算机相关课程学习明显欠深入。这些课程的学时基本都在48学时，甚至32学时，因而学习内容篇幅可能存在不完整或者实践环节偏少的情形[3]。此外，对于C语言而言，诸多数据结构的程序细节都需要学生独立完成，而C++虽然有设计好的模板类可以调用，但这些基本属于C++高级部分，在少学时的课程中一般没有介绍。这就造成非计算机类的物流管理专业学生在学过之后，难以理论指导实践――将这些知识付诸实践，用于解决实际问题时显得力不从心。
此外，导致学生动手解决问题能力弱的原因是有些偏向开发的课程往往是需要很多交叉知识的，例如大型数据库开发往往需要学习很多面向对象软件程序设计知识及可视化软件开发工具本身，那么这些承上启下的课程知识如果交由学生自学尚有一定的难度。因此，笔者认为作为管理类专业的学生应该去掉传统的结构化程序设计课程C/C++程序设计，改为具有友好的可视化界面的软件工具，例如Visual C#、基于JCreator或JBuilder或Eclipse的JAVA，这些相对新颖的工具基本具有现成的成熟的数据结构，例如java.util包中包含了诸如数组排序等诸多函数的功能模块，从而减轻非计算机类专业学生开发这类程序功能的负担。与此同时，学生在学型数据库开发及物流信息系统课程时就具备了可视化软件开发的基本理念和一定的软件开发自学能力，学生完成简单的物流信息系统的分析、设计、开发及实现的能力或自学能力将会有一定的提高。这就是笔者所倡导的循序渐进、承上启下的课程设置理念。这样对于专业核心课物流信息系统，我们可以形成如下的循序渐进教学课程体系：JAVA基于SQL Server的大型数据库开发物流信息系统（嵌入JAVA中学习过的面向对象分析与设计的概念及新的UML建模教学内容）物流信息系统课程设计（利用物流信息系统中所需知识进一步实践以强化学生面向对象分析、设计及程序设计的能力）。
为了培养学生具有物流优化建模的能力，以管理运筹学、物流系统工程作为物流管理专业的核心专业基础课程，以使学生在学习物流中心设计与运营、仓储管理、企业采购与供应管理、多式集装联运、供应链管理等专业课程当中具备相应地基础建模及优化知识。同时为了提高学生动手解决问题的能力，在管理运筹学等专业基础课程开设之前开设“MATLAB基础及应用”这样的课程以及在相关专业基础课程中开设诸如LINGO、CPLEX等教学模块，并进一步在专业课程中布置设计实用软件使用的课外作业以强化学生的实用软件使用技能。
此外，为了培养学生管理科学的知识，设置了这样一条学习主线：管理学原理经济学原理物流经济学计量经济学（含Eviews软件教学模块）电子商务（重点包含商务信息检索，存储，商务信息处理及分析）。
最后，对于物流管理专业学生，笔者更倾向于开设模块化能力非常好的成熟的通用软件，例如MATLAB，SPSS，R，Eviews，LINGO，CPLEX，Flexsim，Extend，Witness，Arena，Netlogo等成熟的科研软件，既让学生学会了基本的解决问题的方法，也让学生种下了科研分析的意识种子，从而很好地引导他们更多地主动学习新领域的新知识，同时也为将来有一部分学生走上研究生学习之路做了更好地铺垫[4-5]。
例如，数学规划软件LINGO（嵌入了分支定界算法）对于一个整数规划问题，可以利用简短的几行语句完成求解及灵敏度分析，这样学生就不用从头开始写经典的分支定界算法的程序，从而在减轻学生负担的同时也让学生体会到成功求解的乐趣，进而增强学生学习及进一步自学的兴趣。
综合以上分析，针对物流管理类专业学生在毕业设计及在课程设计中所表现出的动手解决问题――给出定量结果及分析能力不足的现象，提出物流管理类专业实用软件技能培养目标及新的组合式实用软件技能培养模式。
二、物流管理专业学生实用软件技能的培养目标
（一）信息搜索能力
在日常学习及毕业设计过程中，如果学生具备非常好的搜索技能，那么学生能在非常短的时间内找到解决问题的资料、工具、方法，从而提高解决问题的可能性。对于信息搜索能力，首先，学习常用的搜索引擎（Google，Baidu，Sogou），了解每个搜索引擎的优势及特点，例如，Google搜索引擎提供的子功能Google Scholar可以提供学术资源的查找与搜索，尤其是英文学术资源的查找；其次，了解学校电子图书馆提供的电子资源概况，以及如何获取和使用这些资源，包括学习使用一些常见的文献管理软件如NoteExpress，EndNote等；最后由专业课教师在平时上课的过程中或者在新生专业介绍会上列出与物流管理专业相关的常用社区、论坛或微博网址，如了解与管理、经济等物流管理专业相关的大型学术网站――人大经济论坛。
（二）信息存储技术
21世纪已经进入大数据的时代，如何采集数据，利用数据挖掘出数据背后的有用信息是非常有潜力的一种管理模式。例如著名的尿布―啤酒故事就是典型的购物篮分析所带来的好处，而没有大量历史数据的使用与存储，购物篮分析又谈何容易。而大量的数据从各种链接、免费数据库、商业数据库采集时，需要考虑采用何种方式存储这些数据，以及如何管理并利用这些数据，因此，我们应该学习有关信息存储技术。学习数据库技术可以实现对一些分散的数据进行集中统一管理。
（三）信息处理能力
在收集好数据之后，对数据信息进行合理的处理是获取信息价值的必要途径，给学生介绍相关数据信息处理软件：Excel，MATLAB，SPSS，R，EViews等。这些软件都比程序设计语言处理数据要更加易于学习和使用，而且对于数据的可视化都较其他程序设计语言工具方便得多。此外，对于海量数据的处理还可以借助诸如Oracle、SQL Server这样的大型数据库。
（四）问题建模及求解能力
对物流管理专业类学生而言，物流作为第三利润源的概念已经通过很多专业基础课程及专业课程的学习而深深映入脑海，那么思考的一个问题便是如何挖掘第三利润源，也就是采取何种策略降低物流成本，使得物流冰山下的成本得以不断减少，从而达到追逐并获得第三利润源的目的。这个过程其实就是优化问题，即如何建立优化模型，例如建立模型优化生产调度策略，优化车辆配送路径，优化物流配送车辆装载率，优化供应链的库存，对供应链订单进行排序等，这些优化模型构建的相关基础知识在物流管理专业核心课程――管理运筹学里都有详细的介绍，但是对于求解的方法基本都是介绍的经典理论且是对非常小规模的问题进行处理，然后用手工计算的方式进行求解。为此，我们提出介绍一些建模优化软件如LINGO、CPLEX、MATLAB等来对问题进行求解，从而实现所解决的问题更接近实际情况。
（五）结果展示能力
当对一个问题进行分析，建模并求解之后，需要对结果进行展示，其中包括数据可视化的展示，即图形化表示，为此学生需要具备一定的绘图能力，这个任务可以通过学习Microsoft Visio及Excel的绘图功能来完成。此外，我们需要对相关结果形成正式的报告或文档（毕业设计论文，课程设计报告），这个任务可由微软办公软件WORD来完成，即学习WORD中的一些高级排版技巧（自动生成目录，自动公式编号等）。最后，学生可能需要在一些公开场合（例如参加全国大学生物流设计大赛的答辩会）展示自己解决问题的成果，这时需要使用到PowerPoint多媒体功能。
三、物流管理专业学生实用软件技能的培养模式
（一）单独开设相关课程
对于某些应用范围大、处理能力强的通用软件或开发软件应单独开设系列课程，例如对于在诸多场合（优化、数据处理等）都非常实用的软件MATLAB可以考虑单独开设课程来讲授，以使学生在后续课程当中可以不断地使用该软件解决课程作业及进一步解决更加实际的问题。这些软件技能的培养对于其他课程能起到承上启下、循序渐进的纽带作用。
（二）依托相关专业基础课或专业课设置教学内容模块
对于某些学习难度不是太大的实用软件技能，采用随堂教学的方式依托相关课程设置一定学时的教学内容模块来实现软件的普及入门。例如EXCEL、WORD、VISIO的学习可以放在校必选基础课――“计算机文化基础”课程里，而对于LINGO可以放置在“管理运筹学”课程里，而且从2012年开始，兰州交通大学物流管理专业选用由李引珍教授编著的国家级精品课程教材《管理运筹学》已经将LINGO列入了每一章的讲授内容[6]。此外，基于Logware软件的供应链仿真建模分析也在相关课程设计中得以运用[7]，即对于依托相关课程实施实用软件技能培养已迈入了实质性的教学阶段。
（三）设置引导型教学模块
考虑到总学时的限制，教师在讲授某些主干课程的同时，指出要求学生自学的实践内容，即开展引导型教学模式，以培养学生的自学意识和自学能力，达到延伸、扩展课堂教学内容的目的。这部分内容可以由教师指出学生自学的提纲，内容，自学的方式、方法以及自学的资源（推荐书籍，推荐学习的工具、学习网址），由学生课后业余时间主动学习。而且对于引导型教学模块的内容，还可以设置自学应该达到的目标，考核的方式（例如做一次汇报）及手段。
通过这些实用软件技能的培养，起到引起学生学习兴趣，尤其是解决问题的自学习惯的兴趣，及对自学方式、方法，自学能力的培养，实现抛砖引玉的目的，为学生展现更广阔的学习空间[8]。而且这些实用软件包的使用技能对于继续攻读硕士、博士学位的学生也是非常有益的科研学术工具，有利于继续深造的学生打好一些科研学术基础，起到了在本科教学中加强科研思维和创新思维的基础性训练。
参考文献：
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收稿日期：2013-07-22
数据挖掘课程设计论文范文6
【关键词】教师专业发展；教师实践知识；知识网格；知识管理系统
【中图分类号】G434 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097（2009）04―0063―04
教育的信息化发展加快了教师的专业化发展，如何使教师顺应这种趋势，提高自己的专业知识水平，是目前教师教育的一个重要课题。
一 面向信息化的教师专业发展亟需教师知识管理
专业发展，是保持职业所需知识、技能和态度的根本。教师专业化问题，是新世纪世界各国中小学教师队伍建设的逻辑起点[1]，也是教师教育研究的新课题。那么教师专业有什么独特的性质？什么是面向信息化的教师专业的基础知识和能力呢?这是伴随教师专业化运动出现的重要问题。
1 教师的专业化发展：从实践中学习
随着社会的发展，教师职业的性质与功能发生了变化，由原来的单纯传授知识，发展演化为通过激发和调动学生的主观能动性，引导学生全面发展。教师的教育教学能力，不仅指为达到预设的工具目的或满足社会规范文化的精神需求而具备的技术和技巧，还指对原有知识如何建构、建构成什么样的新知识的能力。这要求教师在使学生掌握原有学科知识的同时，要把知识置于某种条件中，把各种问题置于其未来情景中，从而使学生能在其答案和更广泛的问题之间建立一种联系。教师教学的目的是要引起学生的质疑、反思，培养学生的创新意识和探索学习的能力。这些变化促使人们深刻认识到教师职业已经发展成为一种专业。教师队伍的专业化是社会发展和教育发展的客观需要，是提高教育质量的有效途径和必要条件。
教师专业化发展的核心是教师知识的发展。在我国对教师知识的研究中，林崇德、申继亮、辛涛（1996）提出了包含三种成分的教师知识结构并由此开展过若干实证研究，这三类知识是本体性知识、条件性知识和实践性知识。本体性知识是教师关于所教学科的知识；条件性知识是关于如何教的知识，涉及教育学和心理学；实践性知识是教师在其经验中积累的、在处理实际问题时用到的知识。本体性知识与条件性知识是课堂教学能力发展的前提和基础，是教学专长发展的必要条件；实践性知识是教师在教学实践中不断积累的关于课堂教学内容与教学活动的组织与管理等方面的教学经验[2]。
从教师专业特性分析，教学实践活动是复杂的、动态的、情境化的，教师遇到的是大量的实际问题。要解决问题，教师真正运用是实践知识，教师的其他知识（如本体性知识和条件性知识）不能独立地发挥作用，只有与教师实践知识相结合，融入到真实的教学实践中，才能真正地作用于教师的教学行为。另外，教师实践知识具有较强的整合性和包容性，有助于教师对其他知识的理解和内化[3]。实践性知识强调了教学实践对于教师专业知识形成的作用，反过来，实践性知识的应用又对教学实践产生着根本的影响。基于这种知识的运用，资深教师在课堂中表现出与初任教师不同的思维特点：①应对时刻变化的即兴思维；②对于问题情境主体式的感性的探究式参与；③问题表象中的多元视点的统整；④对教学事件的背景化思考；⑤实践过程中问题的不断建构与再建构[4]。资深教师在对课程知识的表征方面，一般都是以命题网络或图式的形式予以表征的，更注重教材知识的重点和难点，对这些知识的掌握有很高的熟练程度。资深教师在课堂组织和对学生的控制方面也表现出比初任教师更有效的独特方式。所以教师知识的核心是教师实践知识，教师知识管理的核心也应是实践知识。
2 信息化教育的要求：深度课程整合的信息素养
教育信息化是目前正在进行着的最为显著的教育变革。那么，在教育信息化的进程中，教师需要发展哪些知识和能力，才能适应教育信息化的要求?或者说，面向信息化教育的教师专业发展，需要关注的是教师哪些方面的知识和能力?这是教师教育信息化的核心目标。
信息化教育，是与传统教育相对而言的现代教育的一种表现形态，它以信息技术的支持为显著特征，表现为教材多媒化、资源全球化、教学个性化、学习自主化、活动合作化、管理自动化和环境虚拟化[5]。信息化教学的内在实质是整合了技术和新的学习理论的革新教学模式，这要求教师必须具备基本的信息素养。此外，革新的教学，不同于传统的课程设计与实施，要求教师不仅要知道如何运用技术，而且更要知道在什么时候、怎么样有效地将技术整合到他们的学科课程教学中去，以及运用到专业实践中去。因此，教师的专业知能可从四个维度进行阐释[6]：应该具备基本的信息素养，能理解和应用技术；应该能够利用信息技术开展教学，更好地支持学生的学习；应该能够利用信息技术处理课程和资源，帮助学生适应信息社会的新挑战；应该能够利用信息技术开展新的专业实践，开展信息技术条件下的合作与交流，成为信息化条件下的终身学习者。
教师面向信息化的专业知能的发展是有阶段性的，可表述为了解、应用、整合和创新四阶段。①了解阶段：教师开始认识技术、学习使用技术，但技术的应用没有对教学的常规造成影响。②应用阶段：教师逐渐获得了技术应用的自信，掌握了一些技术应用的方法，出现了新的课堂组织形式。③整合阶段：技术开始改变常规的教学组织和课堂结构，教师开始调整自己的角色，更多地作为学习的帮促者而不是知识的灌输者。④创新阶段：教师对技术可以说是应付自如，能够根据自己的教学实践创造性地应用技术，设计技术整合的教学活动和学习环境。这种阶段性发展的一层深刻含义是：信息技术整合到课程中，将破坏传统的稳定课程结构，代之以面向过程的课程框架。在这种框架中，以学生为中心设计教学，信息技术通过对学习资源的支撑、对学习过程的支持和对贯穿于整个学习过程的评价的支持，来真正实现与课程的整合[7]。
综上可知，在教育信息化进程中，教师必须具有深度进行信息技术与学科课程整合的信息素养，而这种信息素养的养成更需要教师在实践中去锤炼。
3 教师知识管理的紧迫性
由教师专业性、知识特点和信息化教学对教师的要求可以看出，教师知识具有完整的结构，是理论知识和实践知识的统一，是显性知识和隐性知识的统一，是各类性质的知识有机构成的整体。教师知识以实践知识方式存在，在实践活动中建构，是一种开放的，不断变化更新、充实的知识。教师要能随时获取新的信息、知识和成果，不断地更新和完善自己的知识状态，同时也要通过反思性学习，不断体悟和总结自己的经验和理论，充实和提升自己的知识，从而达到专业化发展的目的。如何帮助教师更快得到专业化的发展，实现教育教学的信息化？学校作为知识型组织，必须建立有效的教师知识管理体系。
二 教师知识管理系统的建构
一般而言，知识管理系统主要包括知识资源库系统、知识交互平台、个性化的知识管理工具和系统管理平台四个模块，前三个模块彼此之间相互独立但又密切配合，系统管理平台为三个模块提供协调服务，如图1所示。构建教师知识管理系统就要对三个模块进行有效的系统总体规划和开发。这里将教师知识管理系统建设在学校校园网格上。
1 知识资源库系统
知识资源库系统是以知识库为核心，用于实现知识共享的系统。知识资源应该包括学科知识、关于学科知识教学方法的知识和学科知识使用对象的知识以及关于学科知识学习环境的知识。知识库可以划分为学科领域知识库，教学实践策略库，教学对象类型库，教学情境应用库。
知识资源库系统的建模采用KADS（Knowledge Aided Design System）方法，该方法把求解特定任务的知识划分成三个不同的层次：领域层、推理层和任务层，分别对应着知识库系统静态视图、功能视图和动态视图。其中，领域层包含了求解问题所需要的特定领域内的知识和对领域概念的描述，可以对应到学科领域知识库。推理层指明了求解问题采用的方法，包含了推理步骤和领域知识在其中所起的作用，可以对应到教师的教学实践策略库。任务层则把所需要求解的问题分解成若干个子任务，并为每一个子任务确定目标，同时明确对子任务的控制。任务层可以对应教师不同的教学情境和教学任务，对应教学对象类型库，教学情境应用库。知识模型如图2所示[8]。
要实现系统的重用，需要一种有效的机制来实现各层次间的协调，使相互独立的层次紧密地联系在一起，共同组成一个完整的系统，这个机制的核心就是“本体（Ontology）”。基于本体的知识库系统，为知识资源提供了语义交互基础，从而更有效实现知识发现、共享和应用集成。这里知识资源库的知识本体分成6类本体：概念本体、领域知识本体、教学策略本体、教学对象模型本体、教学任务本体和教学应用本体。根据研究和应用的需要，教师知识资源本体可以进一步扩展。各本体的含义如下：
①概念本体是按分类法来组织的领域概念及其客观关系。概念本体作为一类独立的本体存在，由领域专家或教师进行定义。它可以作为本体资源，作为搜索的依据，也可以被使用者下载并按照自己的需要修改，修改后作为资源查找和集成的依据。
②领域知识本体是知识对象集合，描述知识对象和知识对象之间的关系，而且通过对知识对象的集成分级，实现精细粒度的知识组织和表现。比如5级划分：原子级（Atom），是最小集成粒度；可以是一个图片或文档等最小的知识片断；原子的集合，形成学习单元（Process Unit）；学习单元的集合，形成知识单元（Knowledge Unit）；知识单元的集合，形成课程（Course）；课程的集合，形成知识体系（System）。
③教学策略本体是教学方法中教学元素的集合，并描述教学元素之间的教学策略关系。该本体的定义比较灵活，不同类型的知识可以定义不同的教学策略本体，即使相同的类型的知识也可以定义不同类型的教学策略本体。该类本体定义依赖于学习理论研究的不断发展和计算机智能技术的进步。
④教学对象模型本体描述资源使用者的特性，是教学对象建模元素的集合，并描述这些元素之间的关系。
⑤教学任务本体是任务本体，描述的是提供某类教学任务中的概念术语及其之间的关系，这些术语包括在调度任务时需要的一般名称、谓词和描述修饰词。它的功能类似软件组件。
⑥ 教学应用本体是根据教学策略本体或具体的知识集成和知识应用模型并与领域知识本体结合、在教学对象模型本体上定义实现的应用本体。领域知识本体、教学策略本体和教学对象模型本体以及教学任务本体通过本体内部具有相同含义的相关属性描述建立联系，教学应用本体依赖于其他几种本体，不同的本体为其提供不同侧面的描述内容[9]。
知识资源库系统可以在以往教育领域教学资源库的基础上建立，汇集整理教师在教学中常用的一些优秀素材和应用软件，共享优秀的课件、教案以及教学心得和学术论文等，但它不同于教学资源库，能提供获取隐性知识资源的渠道，如优秀的知识社区、在该学科领域中成绩比较突出的专家、教师的联系方式等，让网络上可以共享的人力资源得到有效的利用。更重要的区别是有效实现知识发现、共享和应用集成。
2 建立知识管理子平台和交互子平台
管理子平台是一个知识网格服务平台，知识交互子平台构建在管理子平台上。知识网格（Knowledge Grid）是 Fran Berman于2001年11月在“Communications of the ACM”上发表的短文 “From TeraGrid to Knowledge Grid”中首次提出，指出知识网格研究的主要内容是：利用网格、数据挖掘、推理等技术从大量在线数据集中抽取和合成知识，使搜索引擎能够智能地进行推理和回答问题，并从大量数据中得出结论。中国科学院计算机研究所诸葛海研究员领导的研究组认为知识网格是一个智能互联的环境，能使用户（或虚拟角色）有效地获取、、共享和管理知识资源，并为用户和其他服务提供所需的知识服务，辅助实现知识创新、协同工作、问题解决和决策支持[10]。
基于知识网格的知识管理系统体系结构如图3所示。学校知识门户的具体功能包括：
①一次性信息获取：随着数字化的教学信息资源的增多，师生希望从统一的入口，同时查找学校内网、Internet公网上的信息。知识门户系统可以集成已有的信息系统与应用软件，这种集成不是简单地在页面上增加网页链接，而是通过集成化的方法把原有应用通过一个核心组件服务器集成在一起，用户可以访问所有的信息。
②个性化服务：每个使用知识门户系统的师生都可以对自己所需要的信息进行个性化定制，过滤获得自己需要的信息。也就是说，知识门户针对师生的角色和兴趣对页面上所应呈现的内容进行组织，这种个性化特点节省了师生的时间。
③信息推送：门户系统可以根据师生在信息中心订阅的内容或管理员的指定将内容推送到师生界面，降低师生检索常用信息的复杂性。
④知识地图：指明了知识的位置和来源，为师生建立良好的知识导航图，帮助师生快速准确地寻找到所要查找的知识。知识地图中的知识标记与知识仓库中的知识通过主题词或关键词建立链接，当师生命中知识地图中某一个主题词时就可以访问到知识仓库中与该主题词相关的知识的详细内容。知识地图也可以指向人。有些知识特别是隐性知识往往不易显性化，需与知识拥有者直接交流才能实现知识共享。将拥有知识的人如同显性知识一样标注在知识地图中，通过知识地图迅速找到咨询专家，进行交流共享[11]。知识网格服务的目的是获取、使用、检索、和维护知识，帮助用户达到特定目的。包括以下服务：
①可视化服务：可视化抽取的知识模型。
②评价服务：与输入的要求或者是与已存在的知识模型进行对比，判定知识发现的有效性。
③工作流服务：用图表示数据源、抽取工具、数据挖掘工具与可视化工具间的数据流以及交互关系，它定义了资源应用的基本结构以及使用约束。
④规则与算法服务：负责查找、选择、下载数据挖掘工具、算法及规则。
⑤数据访问服务：负责搜索、选择、抽取、转换以及所需要挖掘的数据[12]。
知识网格高级应用利用网格知识服务来构建各种应用，以便于更好地满足用户的各种知识需求。这些应用往往与某个特定的研究课题或研究领域相关。
基于OGSA的语义网格服务是在OGSA网格服务的基础上通过服务应用本体技术对不同结构、不同技术以及不同领域的知识进行统一语义定义，并且通过服务实现对分布式的知识与数据进行统一的组织、执行以及协调，以便有效的管理语义、数据元、数据挖掘工具以及可视化工具的语义描述。
资源层主要包括数据库、信息库以及知识库，这里的知识库包括由专家录入的知识、从知识使用者学到的知识以及经过知识发现过程的发掘的知识等。
3 提供个性化的知识管理工具
知识管理系统的个性化管理工具主要协助记录及管理师生个体的注册信息，查看知识管理行为记录和权限设置，并实现师生对知识管理系统的个性化定制管理、个性化学习、个性化应用。例如，独立的个人知识资源和账户管理功能，能帮助师生个体记事，还能收藏知识资源内容、专家渠道、知识渠道以及知识资源类别等，记录参与的交流社区、个人的成功案例、失败教训、创意构想、向他人提问求解、为他人答疑解惑、推荐给学校知识资源库的知识资源等。
知识管理工具可以选用博客（Blog）、维基（Wiki）、RSS（Really Simple Syndication）、社会性书签（Social Bookmark）、 Tag（大众分类或Folksonomy）、SNS（Social Networking Service）、IM（即时聊天）等一系列技术及其应用来实现。
三 结束语
在教育信息化发展的背景下，新教师如何加快自己的成长过程，老教师如何更好的提升自己，关键是如何管理自己的知识。通过对教师专业知识特点和教师信息素养的分析，知识管理系统的建立就显得非常重要。为了实现知识的交流,消除知识间的孤岛，知识管理系统建立在了校园知识网格基础之上，这样可以为教师知识共享和交流提供更便利的条件，推动教师的持续性学习。系统还为教师提供个性化的定制服务，提高获取知识资源的效率和学习的效率。鉴于网格理论以及知识管理的理论与实践仍在不断进步，因此一个有效的知识管理系统还有许多问题需要在实践中逐步充实和完善。
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