1、647數(shù)據(jù)挖掘在個性化遠程教育系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)挖掘在個性化遠程教育系統(tǒng)中的應用研究應用研究DataMininginIndividualityLongdistanceEducationSystemAppliedResearch李東海李東海王陸王陸張琦張琦首都師范大學計算機系Email:donghai_li@首都師范大學現(xiàn)代教育技術中心Email:wanglu@u.首都師范大學計算機系Email:iceboy2189@本文在分析了當前眾多遠程教

2、育網(wǎng)站中存在的不足后，提出將近年來在電子商務等方面廣泛運用的數(shù)據(jù)挖掘技術（datamining）引入到遠程教學系統(tǒng)中?？紤]到遠程教育系統(tǒng)和電子商務等系統(tǒng)存在著諸多不同之處，文中提出了一種基于代理（Agent）的系統(tǒng)架構模型，并在此基礎上介紹了以學生學習評價數(shù)據(jù)為實體的多維數(shù)據(jù)立方體（datacube）模型的構建方法，并用MicrosoftSQLServer中提供的OLAP分析服務工具實現(xiàn)了此模型。關鍵詞:遠程教育遠程教育數(shù)據(jù)挖掘數(shù)據(jù)挖掘

3、OLAP多維數(shù)據(jù)模型多維數(shù)據(jù)模型1引言引言隨著計算機的普及和Inter網(wǎng)的推廣，基于Web的遠程教育站點在國內(nèi)外如雨后春筍般迅速崛起，教學對象遍及小學生、中學生、大學生各個學習層次，教學內(nèi)容覆蓋了數(shù)學、語文、英語、美術、音樂各學科門類。但是，目前數(shù)目眾多的Web遠程教學站點有以下幾個明顯的共同缺點：[1]現(xiàn)有的遠程教育站點其教學內(nèi)容在表現(xiàn)形式上基本上都是靜態(tài)的，即學習資料以HTML靜態(tài)網(wǎng)頁形式發(fā)布在網(wǎng)站上，一旦放上去后，就很少再進行修改

4、。教學課件的設計者并不知道他的課件是否合理，是否符合教學規(guī)律，頁面之間的鏈接是否適應學生的訪問習慣和學習內(nèi)容進度的安排。學生只能是按靜態(tài)課件所設計的順序按部就班的學習，對以往學習中存有疑問的知識點及可能感興趣的知識無法主動獲取，這極大的限制了學生學習的自主性及積極性，從而不能達到最佳的教學效果。[2]現(xiàn)有的遠程教育站點不能根據(jù)學生本人的情況因材施教，缺乏個性化教學。無論哪個學生訪問該站點，其教學策略，教學內(nèi)容及授課順序都是一樣的，站點不

5、能根據(jù)學生的自身情況提供適合于他個人的學習習慣及學習進度安排，結果使學生的個性無法發(fā)揮。[3]現(xiàn)有的遠程教育站點雖然提供了學生在線作業(yè)和在線測試等功能，以此檢驗學生學習效果。但是其評價測試結果并沒有和學生下一步學習相聯(lián)系，并沒有給出學生在今后學習過程中所要注意的學習重點和難點，對學生個人的學習方式也沒加以糾正和引導，缺乏對學生學習整個過程的監(jiān)控管理。[4]現(xiàn)有的部分遠程教育站點大多數(shù)是根據(jù)學生所在年級和班級給學生加以分組聚類，對于在同一

6、組中的學生布置同樣的學習內(nèi)容，使得這對于那些學習進度超前的學生為了保持和大家同步而放慢學習進度，相反對于那些學習后進的同學為了追趕大家的進度而忽略甚至放棄某些教學內(nèi)容的學習，至使后面的學習更加困難。以上這些在現(xiàn)有遠程教育站點中存在的問題極大地制約了現(xiàn)代遠程教育技術的進一步完善和發(fā)展。經(jīng)過多年的教學實踐應用，在現(xiàn)有的遠程教育站點上積累了大量有用的信息，但這些信息存儲分散，記錄凌亂，數(shù)據(jù)龐大，如：學生注冊信息，登錄信息，瀏覽路徑信息，答疑信

7、息，作業(yè)信息，測試信息，交流信息，學習狀態(tài)信息，學習進度信息等大量資源，如何利用這些資源建立一個智能化、個性化的遠程教育環(huán)境，是現(xiàn)代遠程教育技術發(fā)展中的一個關鍵問題。649掘的需要。近年來代理（Agent）技術得到了迅猛地發(fā)展，其展現(xiàn)出十分誘人的應用前景。一般來說Agent主要具有自治性（autonomy）、社會性（socialability）、反應性（reactivity）、能動性（preactiveness）四個基本特性：①自治性：

8、代理可以在沒有人或其他代理直接干預的情況下運作，而且對自己的行為和內(nèi)部狀態(tài)有控制能力；②社會性：代理和其他代理可以通過代理語言進行信息交流；③反應性：代理能夠理解周圍的環(huán)境，并對環(huán)境的變化做出實時的響應；④能動性：代理不僅簡單地對其環(huán)境做出反應，也能夠通過接受某些啟動信息，表現(xiàn)出有目標的行為。圖2就是一種基于代理的Web遠程教育系統(tǒng)模型：數(shù)據(jù)層中間層交互層用戶瀏覽器網(wǎng)站ASP頁面學生代理教學內(nèi)容數(shù)據(jù)庫學生學習信息數(shù)據(jù)庫分析信息數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)

9、挖掘系統(tǒng)用戶服務系統(tǒng)圖2基于代理的系統(tǒng)模型圖2的這種基于代理的系統(tǒng)架構是按照目前流行的BS三層模型設計的，三層模型包括：交互層、中間層以及數(shù)據(jù)層。交互層只由一些ASP頁面構成，主要功能是接受用戶請求，將經(jīng)系統(tǒng)分析處理后的內(nèi)容呈現(xiàn)給用戶，交互層不負責系統(tǒng)具體功能的實現(xiàn)。系統(tǒng)主要的分析處理功能集中在中間層，其中學生代理充當了中介的作用。當用戶注冊進入該系統(tǒng)時，就生成一個學生代理對象與用戶相對應，這個學生代理對象將用戶在該系統(tǒng)上所有動作都轉化

10、為對其他子系統(tǒng)功能的調(diào)用。學生代理記錄著用戶當前的學習進度、心理狀態(tài)和在系統(tǒng)中的訪問權利限制等數(shù)據(jù)信息，學生代理就是在該系統(tǒng)中對用戶這個真實對象的抽象。其他子系統(tǒng)的訪問交互對象也僅限于學生代理對象，在對子系統(tǒng)設計和實現(xiàn)過程中系統(tǒng)并不必關心是怎么和真實用戶進行交流的，它們將學生代理對象當作真實用戶，這樣就將功能的實現(xiàn)和顯示分開，方便各子系統(tǒng)的獨立分析、設計以及最后完成后各子系統(tǒng)間的整合。在該模型中，我們關注的焦點是數(shù)據(jù)挖掘子系統(tǒng)。數(shù)據(jù)挖掘

11、系統(tǒng)將由學生代理獲取的用戶當前狀態(tài)信息以及數(shù)據(jù)庫中記錄的用戶以往學習信息一起進行分析，得出適合于用戶當前學習的教學策略信息，該信息可以提供給用戶服務系統(tǒng)，由其生成適合用戶的課件、作業(yè)以及測試等，也可直接提供給用戶，使用戶對自己當前的學習效果心里有數(shù)。數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)同用戶服務系統(tǒng)并不直接進行交互，它們之間的功能調(diào)用是通過學生代理來完成，之間的數(shù)據(jù)是通過數(shù)據(jù)庫傳輸?shù)?。這樣做是因為可以將數(shù)據(jù)分析和教學內(nèi)容呈現(xiàn)完全分割開，由不同的人員進行設計和實