...我们经常在数据挖掘项目的早期直接向客户显示这些结果,以便他们...
常浩娟 余小平 吴琼
摘 要 数据挖掘是一门较新的交叉综合性理论方法体系，近年来发展迅速，应用前景广泛。数据挖掘涉及多门学科，理论方法抽象，不易理解。授课过程中要保证学生掌握相关理论和方法，一方面要增强案例教学，项目分析，把抽象的问题具体化，便于理解和学习；另一方面要通过多种形式让学生动手实践，把理论方法应用于实践活动中，加深课程知识的学习和掌握。
关键词 项目导入 分层式任务驱动 数据挖掘
中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2017.10.054
Application of Project Introduction and Hierarchical Task Driven in
“Data Mining” Teaching
CHANG Haojuan， YU Xiaoping， WU Qiong
（School of Information Science and Technology， Shihezi University， Shihezi， Xinjiang 832000）
Abstract Data mining is a new cross synthesis theory and method system. It has been developing rapidly and has a wide application prospect in recent years. Data mining involves many subjects， and the theories and methods are abstract and difficult to understand. In the teaching process to ensure the students to master the relevant theories and methods， on the one hand to strengthen the case teaching， project analysis， the abstract problems concrete， easy to understand and learn； on the other hand， through various forms for students' practice， the theory is applied in practice， deepen the course knowledge to learn and master.
Keywords project introduction； hierarchical task driven； data mining
大學教学除了理论基础知识的传授，还要注重知识的实践应用，实践应用也会进一步促进知识的理解和掌握。我国的大教育家陶行知先生提倡的“在学中做，在做中学”是非常好的理论结合实践的思想。[1-2]“项目导入和任务驱动”教学法以这一思想为基础，把案例教学法、项目教学法和任务驱动式教学法的基本特性融合在一起，提出“以项目为主线、教师为主导、学生为主体”，将实践环节合理的融合于整个教学过程。课堂教学过程中主要应用案例教学法引入新的理论知识，实践环节采用项目引入和任务执行加强对重点内容的应用，从多环节、多途径促进学生对理论知识的学习和掌握，激发学生的学习兴趣和动力，全面培养和提高学生综合素质。[3-5]
1 “数据挖掘”课程教学现状
信息管理与信息系统专业是一个综合性非常强的专业，目前石河子大学信管专业主要是以计算机技术为基础，结合经济管理发展综合性专业方向。在专业课程的学习过程中，有些学生会对计算机类课程有所偏向或者只对经济管理专业感兴趣，到了高年级阶段，学生在专业方面就会产生明显的差异性。数据挖掘理论是计算机科学、统计学、数学以及其他多种专业学科的交叉综合，通过多种技术的使用可以从大量的噪声数据中分析和搜索隐藏于其中信息和知识。鉴于数据挖掘方法和技术还处于初步阶段，在信管专业本科生高年级的“数据挖掘”课程教学中主要介绍一些经典算法及应用。主要有以下几个方面：（1）分类方法：分类基本概念、决策树、规则分类器和贝叶斯分类器；（2）关联分析：基于Apriori和FP增长树的关联规则分析；（3）聚类分析：K均值和基于层次和密度的聚类分析；（4）离群点分析：基于邻近度、密度和聚类的离群点检测分析。多年来“数据挖掘”课程教学主要是理论教学，没有设定实践课时，在教学过程中发现，单纯的理论介绍不利于学生对知识的掌握和应用。近两年我们课程组教学尝试在课堂上增加案例教学内容，主要是收集数据挖掘经典案例结合教师科研项目，按照教学内容点嵌入，以连线方式贯穿于整个教学过程。同时让学生利用课下时间按阶段以小项目的形式完成一份课程的大作业，促进理论知识的应用。在课程的教学过程中还会充分考虑学生专业发展方向的差异性，根据差异性组织理论教学，并安排实践环节，实现分层式教学。
2 教学目标和实现过程
项目导入和分层式任务驱动教学目标：
（1）理论上梳理和构建“项目导入和分层式任务驱动”教学思路和框架，应用教育生态学、情景学习理论等系统分析学生实践能力培养的要素，形成综合的课程实践能力培养体系。
（2）通过构建教学项目和案例资源库，从理论教学上引导学生学习；按照学生不同学习兴趣和自我发展定位，设定不同的实践要求和标准，指导学生实践活动的开展。
（3）制定各类教学环节规范、评价方法和措施，将对教师的教学评价与学生的学习评价有机结合，尤其是对学生实践活动进行多主体、动态、全过程、多角度的评价，进而构建教与学的综合评价体系。endprint
（4）从“数据挖掘”教学的宏观体系建设和微观教学实施的相互影响关系出发，探索以学生為主体的课程教学和组织方法，形成项目导入和分层式任务驱动的“数据挖掘”教学新模式。
教学目标的实现过程：
（1）基于项目导入的“数据挖掘”教学内容和知识点的重构，以教学内容为主线进行教学案例的收集、整理和体系化。教学案例的来源一方面是通过网络、图书等资源获得，如经典的“啤酒和尿布”关联规则分析案例；另一方面结合教师科研项目等整理教学案例。
（2）基于分层式任务驱动的“数据挖掘”学生实践活动的设计和体系构建。学生实践活动内容以课题组完成小项目的方式开展，最后进行课堂汇报和总结。学生实践活动占总成绩的20%，主要评判项目质量，团队合作等情况。在课程教学初期开始安排，结合专业特色以及学生专业偏好，学生实践内容主要有三种形式：①数据挖掘算法的代码实现，语言不限（C，R，JAVA等均可）；②利用专业的数据挖掘软件进行案例（教学案例即可）分析，软件如Weka、Clementine等；③应用性分析，对数据要求高，数据分析工具不限，做出一篇完整项目论文。
（3）基于项目导入和分层式任务驱动的教学效果评价体系设计。学校评价结合自身评价综合分析教学效果。除了学校和学生对课程教学的评教之外，专门设置课程教学效果的调查问卷，发放给学生，进行匿名调查和评价。并请同行专家对教学过程监督，就教学方法和教学内容进行研讨。采取多种评价方式相结合，对课程教学效果做出综合评价。
（4）基于项目导入和分层式任务驱动“数据挖掘”教学活动的开展和实施。此教学方法已经实施两轮，教学内容明确，案例相对完善，实践环节顺利开展。
（5）基于项目导入和分层式任务驱动“数据挖掘”教学综合评价，改进和完善。实际的教学过程中，对教学案例内容继续补充和更新，学生实践内容也逐步完善。
3 教学效果评价
通过案例分析，教师科研项目引入，促进课堂理论教学联系实际，使得课程教学内容更加丰富和生动，抽象的理论知识更加容易理解，可以提高学生学习兴趣，提高课堂教学效果。通过分层任务驱动，确保不同发展方向的学生都能从恰当的点切入，开展有针对性的实践学习活动，以学生为主体，尊重学生个性特点，因材施教，让不同学习层次的学生各有所得。课下实践学习活动的开展，使得课堂内外整体教学环节紧密结合，课堂内外相互补充，保证理论的学习和掌握。同时也锻炼了学生的团结、协作、沟通能力，为适应社会工作奠定基础。
4 总结
本研究成果主要应用于信管专业“数据挖掘”课程的教学中，主要面向信管大三的学生，方法成熟后也可以应用于其他专业或研究生“数据挖掘”课程教学，同时可以拓展到一些类似的理论课程教学中。
通过课程教学内容、形式的改革，调整教学思路和方法，更新人才培养理念。以社会需求和应用为导向，构建以学生为主的课程教与学的新模式。把能力培养和素质提高有机统一起来，提升学生综合竞争力，为社会培养高质量的综合性人才。
项目资助：教育教学改革项目KG-2015-23； KG-2015-24
参考文献
[1] 朱翠苗.“项目导入、任务驱动”教学法在计算机课程教学中的应用[J].现代计算机（专业版），2009（1）：94-96.
[2] 侯谦民，方鹏，杜力.项目导入与任务驱动的教学模式比较分析[J].湖北成人教育学院学报，2013（6）：17-18+22.
[3] 于潭，唐议，胡松，梁超.任务驱动-翻转课堂联合教学法的实践探索——以“海洋数据处理与可视化”课程为例[J].中国地质教育，2017（A2）：65-69.
[4] 李军.“教、学、做”一体化任务驱动型高技能教学模式构建[J].职业技术教育，2009（8）：39-40.
[5] 黄冶斌.利用任务驱动教学模式提升学生信息素养的探索[J].中国电化教育，2005（4）：53-55.endprint
