張璐 徐小玲
摘 要:2020年上半年受新冠肺炎疫情的影響,我國高校的教學(xué)工作都是在線教學(xué)。本文利用Apriori算法對獨(dú)立院校的《高等數(shù)學(xué)》課程的在線教學(xué)進(jìn)行分析,探討影響網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)效果的因素,為提高網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的質(zhì)量提供決策支持。
關(guān)鍵詞:《高等數(shù)學(xué)》;Apriori算法;在線教學(xué)
中圖分類號:G4 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A ? ? ?doi:10.19311/j.cnki.1672-3198.2021.04.072
《高等數(shù)學(xué)》是工科專業(yè)一門非常重要的核心基礎(chǔ)課,與很多后續(xù)專業(yè)課程都與之有著緊密的聯(lián)系,其地位非常重要。教學(xué)分析是教學(xué)管理與評估的重要環(huán)節(jié),是進(jìn)行有效教學(xué)、提高教學(xué)質(zhì)量的有力保證。
1 Apriori算法
關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘是數(shù)據(jù)挖掘中最活躍的研究方法之一。1993年,阿戈登(Agrawal)等人提出了著名的關(guān)聯(lián)分析算法一Apriori算法,最初提出的動機(jī)是針對購物籃分析問題,其目的是為了發(fā)現(xiàn)不同商品之間的關(guān)聯(lián)規(guī)則。這些規(guī)則刻畫了顧客購買的行為模式,可以用來安排進(jìn)貨以及貨架設(shè)計(jì)等。Apriori算法是一種挖掘關(guān)聯(lián)規(guī)則的頻繁項(xiàng)集算法,而且算法已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到商業(yè)、網(wǎng)絡(luò)安全等各個領(lǐng)域,算法的基本思想如下:
(1)生成條目集(Item Sets)。條目集是符合一定的支持度要求的“屬性-值”的組合。那些不符合支持度閾值的“屬性-值”組合被刪除。
(2)使用生成的條目集創(chuàng)建一組關(guān)聯(lián)規(guī)則,將不滿足置信度閾值的規(guī)則刪除,得到符合要求的關(guān)聯(lián)規(guī)則。
2 利用Apriori算法對在線教學(xué)進(jìn)行分析
2.1 問題提出
近年來在線教學(xué)發(fā)展非常的迅速,但是在線教學(xué)缺少監(jiān)控和評價,學(xué)習(xí)成果的考核也是采用在線考試與在線學(xué)習(xí)的任務(wù)點(diǎn)完成度加權(quán)來評定。學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)的效果無法準(zhǔn)確的衡量,如何充分利用在線教學(xué)平臺積累的課程數(shù)據(jù),這就需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析挖掘。利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)中的關(guān)聯(lián)規(guī)則,可以對這些課程數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘,將關(guān)聯(lián)規(guī)則應(yīng)用于在線學(xué)習(xí)的教學(xué)分析,分析教學(xué)效果、學(xué)生的網(wǎng)上學(xué)習(xí)行為、學(xué)習(xí)成效等因素之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。
2.2 數(shù)據(jù)收集與處理
以2019-2020(2)學(xué)期的《高等數(shù)學(xué)》課程網(wǎng)上學(xué)習(xí)記錄為例,離散化分類的屬性為考試成績、作業(yè)成績、在線時長及任務(wù)點(diǎn)完成度,各屬性離散化編碼表如表1所示。表2是選取某班38名同學(xué)的在線學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)。
2.3 利用Weka進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘
打開Weka軟件,加載表2中的學(xué)生數(shù)據(jù),切換到Associate選項(xiàng)卡,單擊Choose按鈕,選擇Apriori算法,在算法參數(shù)設(shè)置對話框中,設(shè)置OutputItemSets為True,希望輸出條目集,設(shè)置支持度Support閾值為0.3,置信度閾值為0.8。單擊Start按鈕,生成的條目集如圖1所示??梢钥吹缴傻年P(guān)聯(lián)規(guī)則有5條,如圖2所示。
3 結(jié)果分析
采用Apriori的算法,利用在線學(xué)習(xí)平臺的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),挖掘平臺中《高等數(shù)學(xué)》課程學(xué)生的考試成績、作業(yè)成績、在線時長及任務(wù)點(diǎn)完成度之間的關(guān)系。通過數(shù)據(jù)挖掘,最終得到5條關(guān)聯(lián)規(guī)則。
分析上述5條規(guī)則,可得以下結(jié)論:當(dāng)學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)達(dá)到一定時長,作業(yè)完成得較好,則任務(wù)點(diǎn)完成度較高;學(xué)生的考試成績與作業(yè)成績、在線時長及任務(wù)點(diǎn)完成度之間沒有必然的關(guān)聯(lián)。綜上,為提高學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)效果,要求學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)必須達(dá)到一定的時長,并且按時完成作業(yè);考試成績可以作為輔助手段來評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。
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