数据挖掘技术在美国院校研究中的应用
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数据挖掘技术在美国院校研究中的应用数据挖掘(data mining)是一项新兴技术。
作为商业智能(business intelligence)的重要组成部分,它已被广泛应用于企业及金融领域,成为产品分析、市场预测、欺诈防范等工作流程中举足轻重的技术手段,并取得了卓著的成效。
近年来,随着高校数据收集量的不断增加以及教育决策对量化分析结果的愈加依赖,数据挖掘在美国高校管理中的应用呈显著上升趋势。
本文将简要介绍数据挖掘技术及其在美国高校管理中的应用现状,并通过个案分析,详细阐述数据挖掘建模步骤。
一、数据挖掘技术:定义与方法(一)数据挖掘技术数据挖掘是集数据库结构、统计学原理、机器学习、高性能计算等为一体的复杂技术融合体,是通过抽样、整合处理、建模、评估等一系列科学运作,从数据中探寻隐藏的信息和知识的过程。
这些知识和信息可能体现了挖掘对象的个体特征,也可能反映了研究群体的发展变化趋势,等等。
例如,我们可利用数据挖掘技术将具有共同或者相近属性的案例分群、分类,也可估算和预测未来某种事件发生的可能性,亦可探究某些事件发生的规律。
(二)数据处理与整合数据处理与整合是数据挖掘的关键步骤之一。
数据不准确、不完整都会导致分析挖掘结果的误差,从而影响获取暗藏在数据中的有用知识和信息。
目前,绝大多数用于挖掘的数据都来自于数据库。
但由于数据往往来自于不同的组织或者数据库,变量的定义不尽相同,也没有可以用来合并数据集的通用变量,因此,挖掘人员在建模之前必须对数据进行整合,并检查变量值的类别、分布状况,等等。
在许多挖掘项目中,处理数据所花费的时间比建模的时间花费要多几倍。
在处理数据时,常见的棘手问题是对数据集缺失值的填补和对偏态分布变量值的转换。
处理缺失值有许多方法。
一种是在分析数据时只包括具有完整数据的个体。
但这种方法的弊端是有时缺失值本身反映了数据的某种特征,因此删除具有缺失值的个体会影响研究结果;另外,如果数据集含有非常多的缺失值,那么删除缺失值将使研究个体数量锐减,同样会影响研究结果。
数据挖掘技术在高校学生管理中的运用数据挖掘技术是指通过分析大量的数据,从中发现隐藏的模式、关联和规律,以进行决策和预测的一种技术手段。
在高校学生管理中,数据挖掘技术的运用可以帮助学校对学生的发展进行深入的了解和分析,从而提供个性化的教育和管理措施,促进学生的全面发展。
数据挖掘技术可以帮助学校对学生的学习情况进行分析。
通过对学生的课堂表现、作业成绩、考试成绩等数据进行挖掘和分析,学校可以了解学生的学习习惯、学习能力以及对不同学科的兴趣程度。
这样一来,学校可以针对学生的特点和需求,制定个性化的学习计划和辅导方案,帮助学生提高学习成绩。
数据挖掘技术可以帮助学校对学生的身心健康进行监测和预测。
通过分析学生的体能测试、心理测试、健康档案等数据,学校可以了解学生的身体素质、心理健康状况以及潜在的问题和风险。
这样一来,学校可以及时发现问题,采取相应的措施,保障学生的身心健康。
数据挖掘技术可以帮助学校对学生的社会交往进行分析。
通过分析学生的社交网络、社团活动记录等数据,学校可以了解学生的社交能力、交友圈子以及参与社团活动的情况。
这样一来,学校可以针对不同学生的社交需求,提供相应的社会交往指导和活动支持,帮助学生提升社交能力和拓展交际圈子。
数据挖掘技术还可以帮助学校进行学生行为预测。
通过对学生的行为数据进行挖掘和分析,学校可以预测学生的行为趋势,如学生是否会旷课、是否会逃课、是否会违纪等。
这样一来,学校可以提前采取相应的干预措施,预防和减少学生的不良行为,维护良好的学校秩序。
数据挖掘技术在高校学生管理中的运用是非常重要和有效的。
通过数据挖掘技术,学校可以获取大量的学生数据,并通过分析这些数据,为学生提供个性化的教育和管理服务,促进学生的全面发展。
学校也可以及时发现学生的问题和需求,采取相应的措施,提升学生的学习、身心健康和社会交往能力,为学生的未来发展打下坚实的基础。
大数据的教育领域应用之研究——基于美国的应用实践大数据的教育领域应用之研究——基于美国的应用实践摘要:随着信息技术的快速发展和数据的爆炸增长,大数据在各个领域中的应用越来越广泛。
教育领域也不例外,大数据在教育中的应用已经成为研究的热点。
本文以美国为例,探讨教育领域中大数据的应用,并从数据挖掘、预测分析、个性化教育、教学优化和学生管理等角度进行论述。
一、引言随着技术的不断发展,教育领域的变革也越来越迫切。
大数据作为信息时代的一个重要特征,正在改变着人们的生活和工作方式。
在教育领域,大数据的应用也引发了广泛关注。
本文以美国为例,探讨教育领域中大数据的应用实践,以期为其他国家和地区的教育改革提供借鉴和启示。
二、大数据在教育领域中的应用1.数据挖掘数据挖掘技术可以帮助教育从业者挖掘出潜在的规律和知识。
美国许多学校已经开始使用数据挖掘技术对学生的学习行为和表现进行分析,以便更好地了解学生的学习特点和需求,进而制定相应的教学策略。
2.预测分析通过对大量的学生数据进行分析,可以预测学生的学习成绩和未来的学习方向。
美国一些高等教育机构利用大数据的预测分析技术,帮助学生选择适合自己的专业和课程,并提前发现潜在的学业问题,及时进行干预和辅导。
3.个性化教育大数据的应用可以实现教育的个性化,根据学生的不同需求和能力进行个性化的教学设计和评估。
美国一些学校已经开始使用大数据分析技术,根据学生的学习情况和兴趣爱好,设计出更适合他们的学习内容和方式,提高学生的学习效果和积极性。
4.教学优化大数据可以帮助教师对自己的教学进行分析和优化。
美国一些学校使用大数据分析技术,对教师的教学过程和教学效果进行评估,为教师提供专业的反馈和指导,帮助其提高教学质量和效果。
5.学生管理大数据的应用可以帮助学校管理学生的信息和行为。
美国的一些学校使用大数据分析技术,对学生的行为进行监控和分析,及时发现学生的问题和需求,为学生提供个性化的辅导和支持。
大数据视角分析学习变革——美国《通过教育数据挖掘和学习分析促进教与学》报告解读及启示大数据视角分析学习变革——美国《通过教育数据挖掘和学习分析促进教与学》报告解读及启示近年来,随着大数据技术的发展和应用,教育领域也开始逐渐探索并利用大数据分析的方法来促进教与学的发展和提升。
美国教育部在这一背景下,于2012年发布了《通过教育数据挖掘和学习分析促进教与学》的报告,深入探讨了大数据对教育领域的影响,以及如何利用大数据分析推动学习变革的问题。
首先,该报告明确指出,教育领域的大数据分析是一项潜力巨大的工作,具有许多重要的应用和意义。
通过大数据分析,教育机构可以更加全面和准确地了解学生的学习情况、行为和需求,为学生提供个性化的学习支持和教学计划。
同时,大数据分析还能够帮助教育机构改进教学方法和策略,提高教学质量和学生的学习效果。
此外,大数据还可以推动教育研究的发展,为决策者提供科学依据和决策支持。
在教育数据挖掘方面,报告提到了一些重要的应用方式和项目案例。
例如,可以通过分析学生的学习数据来预测学生的学习成绩和表现,并及时提供帮助和引导。
还可以利用大数据来发现学生的学习特点和模式,定制个性化的学习计划和资源。
另外,教育数据挖掘还可以帮助教师发现和排除教学中的障碍,并对教学过程进行优化和改进。
在学习分析方面,报告强调了学习过程的数据化和量化的重要性。
通过收集和分析学生的学习数据,可以更加细致地了解学生的学习行为和方式,从而为学生提供个性化的教学和学习支持。
同时,学习分析还可以揭示学习过程中的潜在问题和挑战,并帮助学生建立有效的学习策略和方法。
此外,学习分析还可以为教师提供教学反馈和评估,提高教学效果和学生的学习成果。
总体而言,美国《通过教育数据挖掘和学习分析促进教与学》报告提出了许多重要的观点和思考,对于促进教与学的发展和提升具有重要的指导意义。
首先,大数据在教育领域的应用是必然趋势。
在信息技术发展的背景下,教育机构应该充分利用大数据分析的方法和技术,实现对学生学习行为和需求的深入了解,为学生提供个性化的学习支持和教学计划。
数据挖掘技术在科学研究中的应用随着信息技术的不断发展和应用,人们储存和处理数据的能力越来越强,数据的规模和复杂度也越来越大。
数据挖掘是一种从大量数据中自动发现隐藏的模式、关系或知识的过程,涉及到多个学科和领域,如计算机科学、统计学、数学、工程学等。
数据挖掘技术在科学研究中的应用越来越广泛,可以帮助研究者在繁杂的数据中发现规律、提取特征、建立模型、进行预测,大大提高科学研究的效率和准确性。
一、医学研究在医学研究中,数据挖掘可以帮助研究人员挖掘大量的医学数据,根据不同疾病的特征建立预测模型,可以用来预测病情的发展和预测治疗效果。
例如,美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)使用了数据挖掘技术,分析了5000份来自世界各地的癫痫病人的数据,构建了一个预测模型,可以帮助医生更好地预测癫痫病人的发作时间和模式。
二、社交网络分析社交网络分析是近年来研究较为热门的方向,在社交网络中,人与人之间的联系构成了庞大的人际关系网络,社交网络分析可以帮助我们更好地了解人际关系,分析网络中的某些群体、个体特征和信息传递规律。
例如,有研究者使用社交网络分析技术,对美国国会议员之间的连接进行了深入研究,发现议员之间的联系和政治立场密切相关,通过这些分析可以更好地观测政治局势变化和政策形成。
三、气象研究气象研究是一种需要大规模观测数据的研究,气象数据的分析和处理对相关气象服务和应用的发展极为重要。
而数据挖掘技术可以在海量的气象数据中挖掘出有用的气象特征和规律,有助于建立准确的气象预测模型,提高气象预测精度。
例如,国内外的一些大型气象机构和研究单位都纷纷采用数据挖掘技术,并取得了显著的效果。
四、环境监测环境监测工作需要全面、准确地掌握环境数据,例如空气质量、水质、土壤、声音、光线等方面数据。
数据挖掘技术可以帮助研究人员在大量数据中挖掘出环境变化的规律和特征,有效预测和预警环境事件,并在环境保护工作中提供科学的参考。
大数据在美国教育评价中的应用路径分析随着信息技术的迅猛发展,大数据已成为推动社会进步的重要驱动力之一。
在教育领域,大数据的应用也日益受到关注和重视。
本文将分析大数据在美国教育评价中的应用路径,并探讨其对提高教育质量与效能的潜力。
一、基于大数据的学生评估系统美国教育评价的目标是全面了解学生的学习情况和能力,并为学生提供有针对性的学习资源和支持。
传统的学生评估主要依赖于标准化考试和教师的主观判断,评估结果有时难以客观准确。
而基于大数据的学生评估系统可以收集和分析庞大的学生数据,从而提供更有效的评估结果与反馈。
这些数据包括学生的学习成绩、出勤记录、作业完成情况以及在线学习平台上的行为记录等。
基于大数据的学生评估系统可以通过自动化分析学生数据来识别学生的学习需求和潜在问题。
系统可以挖掘学生的学习习惯和学习行为模式,为学生提供个性化的学习建议和学习资源。
通过及时反馈和指导,系统可以帮助学生更好地理解学习内容,提高学习效果。
同时,学生的学习数据也可以帮助教师更好地了解学生的学习状况,及时调整教学策略,提供有针对性的教学支持。
二、基于大数据的教师评估系统教师是教育质量的重要决定因素之一。
传统的教师评估主要依赖于学生的评价和教师自评,评估结果容易受到主观因素的影响。
而基于大数据的教师评估系统可以收集和分析教师的教学数据,从而提供客观准确的评估结果与反馈。
这些数据包括教师的教学效果、学生成绩的变化、学生评价以及教师的专业发展等。
基于大数据的教师评估系统可以通过自动化分析教师数据来评估教师的教学质量。
系统可以分析教师的教学方法和策略,挖掘有效的教学模式。
通过比较学生成绩的变化和教师的教学数据,系统可以评估教师的教学效果。
同时,系统还可以收集学生对教师的评价以及教师的专业发展情况,全面了解教师的教学水平与发展需求。
三、基于大数据的教育政策制定教育政策制定是保障良好教育环境和提高教育质量的重要环节。
传统的教育政策制定主要依赖于调查问卷和专家意见,制定结果有时难以针对性和准确度。
数据挖掘技术及应用研究一、引言数据挖掘技术是指从大量数据中提取出有价值的信息,并利用这些信息进行决策、规划等活动的技术。
它涉及多个学科领域,如数据管理、统计学、机器学习等。
随着信息技术的迅速发展,数据挖掘技术在各行各业得到了广泛的应用。
本文将重点介绍数据挖掘技术的基本概念、主要方法和应用领域。
二、数据挖掘技术的基本概念1. 定义数据挖掘技术是指从大量数据中自动发现隐藏在其中的有价值的信息和知识的一种机器学习技术。
2. 特点数据挖掘技术主要具有以下特点:(1)可处理大规模数据;(2)能够自动发现数据中的关联性和趋势;(3)可以处理复杂的数据类型和结构,例如文本、图像等;(4)能自动学习人类难以发现的知识和模式。
三、数据挖掘技术的主要方法1. 关联规则挖掘关联规则挖掘是指从数据集中发现不同数据项之间的关系。
例如,超市销售数据中发现“啤酒”和“尿布”之间存在关联性,即购买尿布的顾客很有可能同时购买啤酒。
关联规则挖掘主要采用Apriori算法。
2. 分类和聚类分类是指将数据对象划分到不同的预定义类别中。
例如,将客户划分为“高消费”、“中等消费”、“低消费”等。
聚类是指将数据对象划分到若干个不同的组中,具有相似特征的对象被划分到同一组中。
3. 决策树和神经网络决策树和神经网络是两种常用的数据挖掘技术。
决策树是一种树形结构,用于对数据集进行分类或预测。
神经网络是一种模拟人脑构造的模型,能够学习从输入到输出的映射关系。
两种方法都需要大量的数据和计算资源。
四、数据挖掘技术的应用领域1. 金融行业数据挖掘技术在金融业中广泛应用。
例如,银行可以利用数据挖掘技术对客户进行分类,识别高风险客户;保险公司可以通过挖掘历史数据,预测赔付金额和风险等级。
2. 零售业数据挖掘技术可以帮助零售企业更好地了解客户需求和购买习惯,以便实施精准营销和促销策略。
例如,超市可以通过分析销售数据,预测客户对某种新产品的需求程度。
3. 医疗行业数据挖掘技术在医疗行业的应用非常广泛。
数据挖掘的应用数据挖掘是一种通过分析大量数据,发现其中隐藏模式、关联规则和趋势的技术。
它可以帮助企业和组织从海量数据中提取有价值的信息,以支持决策和预测未来的趋势。
以下是数据挖掘在不同领域的应用示例。
1. 零售业在零售业中,数据挖掘可以帮助商家了解消费者的购买行为和偏好。
通过分析顾客的购买历史、购物篮数据和促销活动的效果,商家可以制定个性化的推荐策略,提高销售额和客户满意度。
例如,根据购物篮分析,超市可以将经常一起购买的商品放在相邻位置,以增加交叉销售。
2. 金融业在金融业中,数据挖掘可以用于信用评估、风险管理和欺诈检测等方面。
通过分析客户的贷款历史、收入水平和其他相关因素,银行可以预测客户的信用风险,从而更好地决定是否批准贷款申请。
此外,数据挖掘还可以帮助发现潜在的欺诈行为,例如通过分析交易模式和异常行为来检测信用卡盗刷。
3. 医疗保健在医疗保健领域,数据挖掘可以用于疾病预测、药物研发和医疗资源管理。
通过分析患者的病历、基因数据和生活方式等信息,医生可以预测患者患某种疾病的风险,并采取相应的预防措施。
此外,数据挖掘还可以帮助医药公司发现新的药物靶点和优化药物配方,以提高疗效和减少副作用。
4. 交通运输在交通运输领域,数据挖掘可以用于交通流量预测、路径规划和交通事故分析。
通过分析历史交通数据和实时交通信息,交通管理部门可以预测道路上的交通流量,以优化信号灯控制和交通流调度。
此外,数据挖掘还可以帮助分析交通事故的原因和模式,以制定相应的交通安全措施。
5. 社交媒体在社交媒体领域,数据挖掘可以用于用户行为分析、情感分析和个性化推荐。
通过分析用户在社交媒体平台上的行为和互动,社交媒体公司可以了解用户的兴趣和偏好,从而向他们推荐相关的内容和广告。
此外,数据挖掘还可以帮助分析用户的情感倾向,以了解公众对某个事件或产品的态度和反应。
总结起来,数据挖掘在各个领域都有着广泛的应用。
通过挖掘大数据中的潜在信息和规律,企业和组织可以更好地理解客户、优化业务流程、提高效率和决策的准确性。
数据挖掘技术的发展及应用案例随着信息化时代的到来,数据变得越来越重要。
从数据中提取价值,成为企业决策、科学研究和社会治理的关键问题。
为了解决这个问题,数据挖掘技术应运而生。
数据挖掘技术是一种自动化、非显式的发现数据中有用信息的过程。
它通过分析、模式识别和机器学习等技术,从海量的数据中挖掘出有用的信息,为企业、政府和个人提供决策支持和业务优化的帮助。
数据挖掘技术的发展可以分为三个阶段。
第一阶段是手工分析阶段,它依靠专家经验和常识来进行数据分析和判断。
第二阶段是机器学习阶段,它利用计算机程序和算法,自动从数据中学习并提取有用信息。
第三阶段是深度学习阶段,它依赖于深度神经网络等技术,可以对复杂的非线性问题进行建模和优化。
在数据挖掘技术的应用方面,它已经广泛应用于金融、医疗、零售、制造业等领域。
以下是一些数据挖掘技术的应用案例。
1.金融行业。
在金融行业中,数据挖掘技术被用于风险管理、反洗钱、信用评分等方面。
例如,一些主流银行使用数据挖掘技术来预测客户的信用卡违约风险,并根据此信息采取相应的措施来降低风险。
此外,数据挖掘技术还可以帮助银行监测和预防支付诈骗活动。
2.医疗保健。
在医疗保健领域,数据挖掘技术被用于疾病预测、药物研发、医疗费用管理等方面。
例如,通过分析患者的生物信息和基因数据,医生可以预测患者是否患有某种疾病,从而提供个性化的治疗方案。
此外,数据挖掘技术还可以帮助医疗机构优化资源配置和医疗服务提供。
3.零售业。
在零售业中,数据挖掘技术被用于商品推荐、价格优化、库存管理等方面。
例如,通过分析消费者的购买行为和偏好,电商平台可以向其推荐更符合其需求的商品,并通过动态定价等策略提高销售额。
此外,数据挖掘技术还可以帮助零售企业优化库存管理,降低存储成本和运营风险。
4.制造业。
在制造业中,数据挖掘技术被用于生产过程优化、设备维护和品质控制等方面。
例如,通过分析生产数据和设备运行情况,企业可以找出生产过程中的瓶颈和问题,提高生产效率和产品质量。
数据挖掘技术的应用数据挖掘技术是一种从大量数据中发现隐藏信息和有用知识的过程,它利用数据挖掘算法和机器学习技术从各种来源收集的海量数据中挖掘出有价值的信息。
在当今社会,数据挖掘技术已经广泛应用于改进决策质量、加快业务流程、预测市场需求及差异化消费者偏好等方面。
用于改善决策质量的数据挖掘技术,是使用数据挖掘算法从大量数据中发现潜在的规律和隐藏关系,给出针对性建议,帮助决策者更好地分析问题,并有效地提升决策质量。
如使用Logistic回归算法构建预测模型,辅助判断潜在客户的响应行为,对客户的合作与流失做出正确的预测;使用决策树算法判断潜在消费者的购买倾向,从而给出适当的推荐产品;使用聚类算法将客户分组,为客户精准定位市场活动提供参考,以提高活动成功率。
数据挖掘技术还能够加快业务流程。
通过对自有数据的分析,公司能够发现现有流程中的瓶颈和不足,并可以改进和优化业务,缩短业务流程时间,提高效率。
有很多的数据挖掘方法可以用来加快业务流程,如使用关联分析和协同过滤技术可以确定客户之间的关系,可以更好地分析客户行为,改善客户体验,从而提高潜在客户的转化率;使用K-means聚类算法可以节省许多人力和经济成本,用于进行大规模数据聚类,预测客户消费行为,提前预警异常行为,减少客户损失等。
数据挖掘技术还可以用来预测市场需求,当新任务涉及市场营销时,使用机器学习算法根据客户的历史行为,对客户的未来行为和消费偏好进行预测。
同时,根据客户数据进行模型建模,可以发现潜在的客户分群,根据客户的不同群体特征提供相应的营销服务,以满足具有不同需求的客户群体。
数据挖掘技术还可以用来发掘消费者偏好不同的需求,根据客户的历史购买行为和消费习惯发现客户的消费偏好,通过定位偏好相同的客户群体,帮助客户更准确地获取自己的消费需求,从而提升消费者的满意度,建立良好的客户关系。
数据挖掘技术是实现数据价值的重要手段,在当今社会,它已经被广泛应用于改进决策质量、加快业务流程、预测市场需求及差异化消费者偏好等方面,为企业发展提供了有力支持。
数据挖掘技术在高校成绩管理中的应用研究摘要数据挖掘在知识发现方面与教育信息的挖掘的应用和研究目前还没有被广泛应用,高校对学生的信息等处理方式相对来说比较落后,还局限于单纯的查询和数据备份等初级应用阶段。
本文正是针对这一问题,通过运用数据挖掘技术来管理学生成绩信息,从而发现这些表面看起来似乎没有任何联系的数据之间的有用关联,有效的帮助管理者、教师和学生了解各门课程的教与学之间的相互关联,发现一些规律性的存在,并且理性的对这些规律进行分析。
学校以教书育人为本,学生以学习知识为本,相信在正确数据的指导下,高校未来的教师的教学与和学生的学习都会更上一个台阶,促进高校的更好更快发展。
关键词数据挖掘;关联分析;决策树分类中图分类号tp392 文献标识码a 文章编号 1674-6708(2013)83-0184-02在高校教育领域,就当前阶段数据挖掘还是一种较新的技术。
如何在高校的学生成绩管理中合理的利用数据挖掘技术,对存放了大量学生的信息的数据库中的数据进行挖掘处理,从而提取出可以对教师的教和学生的学都起到积极促进作用的关键性规律,获得更加良好的教学效果是我们目前高校的教育工作者面临的一大急需解决的有价值的问题。
随着数据挖掘技术的成熟,它的应用领域也在不断的扩展,被关注程度也不断提高,很多高校已经投入大量的人力物力在这项研究工作上,并逐渐的将其研究成果应用于日常的教学及管理工作中。
比如,将其应用在学生信息的管理、学生的各门课的成绩分析和考试系统、教育教学的评估工作等,这些应用都将对提高高校的教学和管理水平等各方面都起到十分显著的的指导作用[1]。
1 当前很多高校学生的成绩管理面临的问题目前大部分高校教务管理系统是采用联机的事务处理系统对学生成绩进行管理,成绩数据只能简单地存储于数据库中,而对数据的处理也停留在单纯的数据查询和插入修改等功能上,仅有的对成绩的分析可能也只是求总和、平均值、均方差和合格率等之类的统计。
国内外高校教育数据挖掘与分析比较研究随着社会经济的发展,高等教育的重要性越发凸显。
对于考生来说,在选择院校时,收集各种数据成为必不可少的参考。
同样,对于学校来说,了解各种信息,优化教育管理和教学,也愈发需要数字化手段。
在这个数字时代,对于高校来说,数据挖掘与分析成为了备受关注的话题。
本文将从国内外高校的数据挖掘与分析比较入手,深入探讨教育领域下数据挖掘的应用和意义。
一、国内高校教育数据挖掘发展在国内高等教育中,教育数据挖掘还处于初级阶段。
但是,越来越多的高校开始意识到了数据挖掘的重要性,并积极开展相关工作。
数据挖掘的应用主要包括学生学习和管理以及体验式教育。
在学生学习方面,许多高校已经开始尝试通过教学数据的收集和处理,来评估学生的学习情况。
例如,通过学生的考试成绩和课堂表现等数据,对学生进行“智慧学习”方面的诊断,进而为学生提供个性化的教学辅导。
在学生管理方面,各高校也开始利用数据挖掘进行精细化管理。
例如,学生作弊是高校面临的一个难题。
各高校可以通过数据挖掘技术,对考试过程中的非法行为进行分析和预测,从而及时发现并规范学生行为。
在体验式教育方面,很多高校开始尝试通过数据挖掘技术,在多方面收集学生的体验数据和感受。
通过分析学生的反馈和体验,针对性地改进课程设计和教学方法,更好地满足学生等多方面需求。
二、国外高校教育数据挖掘实践相比于国内,国外的高校在教育数据挖掘方面已经开展得更为广泛。
根据美国教育部门数据显示,约90%的高校已经投入教育数据挖掘和分析的研究和实践。
美国的高校教育数据挖掘应用主要集中在以下方面:1. 个性化教学。
通过分析学生的学习情况,为学生提供个性化的教学辅导。
2. 智能招生和留存。
利用数据挖掘技术来分析申请者档案和表现,预测学生的招生和留存情况。
3. 教师效能评估。
通过分析学生对教师的评价和作用,来评估教师的教学效果和质量。
4. 教育政策和规划。
教育部门可以通过数据分析,制定和优化教育政策和规划。
大数据视角分析学习变革美国《通过教育数据挖掘和学习分析促进教与学》报告解读及启示一、本文概述随着信息技术的迅猛发展,大数据已逐渐渗透到社会生活的各个领域,其中,教育领域亦不例外。
大数据在教育领域的应用,不仅推动了教育信息化的进程,更为教育变革提供了新的视角和动力。
本文将以美国教育部教育技术办公室发布的《通过教育数据挖掘和学习分析促进教与学》报告为蓝本,深入探讨大数据视角下的学习变革,并结合我国教育实际,分析该报告对我国教育领域的启示与影响。
该报告从教育数据挖掘和学习分析的角度出发,深入剖析了大数据在教育领域的应用现状与发展趋势,提出了通过数据驱动的教与学的新模式。
报告强调了数据在提升教育质量、优化教学方法、个性化学习路径设计等方面的重要作用,也指出了在数据收集、处理、分析和应用过程中需要注意的问题和挑战。
本文将对报告的主要内容进行解读,分析大数据在教育领域的应用如何推动学习变革,探讨数据驱动的教与学模式如何在我国教育实践中落地生根。
本文还将结合我国教育实际,探讨如何借鉴美国经验,推动大数据与教育教学的深度融合,为我国教育事业的持续健康发展提供新的思路和方向。
二、报告概述随着信息技术的迅猛发展,大数据在教育领域的应用逐渐显现出其巨大的潜力。
美国教育部发布的《通过教育数据挖掘和学习分析促进教与学》报告,便是对这一趋势的深入剖析和积极回应。
该报告以大数据为视角,深入分析了学习变革的诸多方面,为教育工作者和政策制定者提供了宝贵的参考。
报告首先界定了教育数据挖掘和学习分析的基本概念,强调了它们在提升教育质量、实现个性化教学等方面的重要作用。
随后,报告详细探讨了如何利用这些技术来收集、分析和利用学生在学习过程中产生的海量数据,以便更好地理解学生的学习需求、行为习惯和进步轨迹。
在报告的核心部分,美国教育部展示了多个利用大数据促进教与学的成功案例。
这些案例涵盖了从基础教育到高等教育的各个层面,充分展示了大数据在优化课程设计、提升教学效果、评估学生表现等方面的广泛应用。
大数据视角分析进修变革——美国《通过教育数据开掘和进修分析增进教与学》报告解读及启示随着信息技术的迅猛进步,大数据已经成为引领各个领域进步的关键因素之一。
教育领域也不例外,大数据的应用正在逐渐改变教育的方式和效果。
近期,美国发布了一份名为《通过教育数据开掘和进修分析增进教与学》的报告,该报告从大数据的视角出发,对教与学的变革提出了一系列有益的启示。
该报告起首强调了教育数据开掘和进修分析的重要性。
传统上,教育的评估和决策主要依靠于有限的数据和个别的阅历。
而随着教育过程中各种在线进修平台和教育技术的兴起,大量的教育数据产生并存储了下来,为教与学的探究提供了珍贵的资源。
通过数据开掘和进修分析技术,我们能够发现隐藏在数据背后的规律和趋势,提供更详尽、更精准的评估和决策依据。
其次,该报告指出了教与学中存在的问题和挑战。
在传统的教学模式中,老师往往只能凭借有限的阅历和感觉来评估同砚的进修状况,并难以精确地猜测同砚的需要和潜力。
同时,同砚也面临着来自学业肩负、进修动力不足等问题,影响了进修的效果和效果。
这些问题需要通过大数据的分析和应用来解决。
在教育数据开掘方面,该报告提出了几个重要的探究方向。
起首是进修过程的模型建立和优化。
通过分析同砚的进修轨迹、进修风格等数据,可以建立同砚效果猜测模型,提供进修过程中的指导和支持。
其次是进修资源的个性化推举。
通过了解同砚的进修需求和爱好,可以为他们推举合适的进修资源,提高进修的效果和爱好。
最后是同砚行为的监测和预警。
通过对同砚的进修行为数据进行监测和分析,可以准时发现同砚的进修困难和问题,并提供相应的援助和支持。
在进修分析方面,该报告强调了同砚进修行为和结果的评估和反馈。
传统的考试和评估方式只能提供一个静态的结果,很难全面了解同砚的进修状况。
而通过进修分析,可以实时监测同砚的进修行为,并提供相应的反馈和建议。
同砚可以通过这些反馈来了解自己的进修状态和问题,准时调整进修策略和方法。
学术研究中的数据挖掘技术随着大数据时代的到来,学术研究中的数据挖掘技术变得越来越重要。
数据挖掘技术可以帮助研究者从海量的数据中提取有价值的信息,从而为学术研究提供有力的支持。
本文将介绍数据挖掘技术在学术研究中的应用、技术原理、常用方法以及实践案例。
一、数据挖掘技术在学术研究中的应用数据挖掘技术在学术研究中的应用非常广泛,涉及到多个学科领域。
例如,在社会科学领域,数据挖掘技术可以帮助研究者分析大规模的社会调查数据,揭示社会现象背后的规律和趋势。
在医学领域,数据挖掘技术可以用于分析临床数据,发现潜在的疾病风险和治疗方法。
在自然语言处理领域,数据挖掘技术可以帮助研究者从海量的文本数据中提取有用的信息,如关键词、主题、情感倾向等。
二、数据挖掘技术的原理数据挖掘技术是一种从大量数据中提取有用信息的技术。
它通过一系列算法和工具,对数据进行清洗、转换、分析和建模,从而发现隐藏在数据中的有用信息和知识。
数据挖掘技术的主要原理包括:1.关联分析:通过分析大量数据之间的关联关系,发现隐藏在数据中的模式和规律。
2.聚类分析:将相似的数据对象归为一类,从而发现数据的分布结构和相似性。
3.决策树算法:通过构建决策树模型,对数据进行分类和预测。
4.机器学习算法:通过训练机器学习模型,自动从数据中学习有用的特征和规律。
三、常用方法在学术研究中,常用的数据挖掘方法包括:1.统计分析:利用统计学原理和方法,对数据进行定量分析。
2.数据可视化:将数据转换为可视化的形式,便于观察和理解数据。
3.人工神经网络:利用人工神经网络模型,对数据进行分类和预测。
4.深度学习:利用深度学习算法,对大规模数据进行高维度的特征提取和分类。
四、实践案例以下是一个数据挖掘技术在学术研究中应用的实践案例:某高校进行了一项关于大学生网络行为的研究,收集了数万名大学生的上网行为数据。
研究人员希望通过数据挖掘技术,分析大学生的网络行为特点、网络成瘾程度以及影响因素。
数据挖掘技术在高等教育中的应用作者:郭佳来源:《数字化用户》2013年第25期【摘要】数据挖掘技术是近几年发展比较迅速的数据处理技术,其能够在海量的数据中挖掘出满足用户需求的数据类型。
本文主要从数据挖掘在高校管理、高校选课系统、高校课堂教学评价系统、高校学生信息管理系统以及高校图书馆信息系统五个方面的应用来简要说明数据挖掘技术的优势。
【关键词】数据挖掘高校管理高校选课高校课堂教学评价系统学生信息管理图书馆信息管理一、高校管理中的应用数据挖掘技术在高校管理的内容主要包括:高校招生录取工作、贫困生选定以及优秀生评定等。
高校每年的招生工作是学校可持续发展的重要环节,直接影响到高校教学质量以及发展情况。
比如数据挖掘技术在高校管理中的应用主要是对学生高考成绩、志愿填报、以及生源来源地等多方面信息进行整理分类汇总。
具体步骤是通过进行数据的收集和预处理,建立相关数据模型,采用分类算法,提取和挖掘对用户有用的信息,然后进行数据挖掘的数据存储形式。
目前高校数据挖掘技术应用的范围比较广泛,由于高校管理内容比较复杂,因此在其管理内容的每个小部分也开始利用数据挖掘技术进行管理,比如学生成绩管理,课堂教学评价系统等。
二、高校选课系统数据挖掘技术在高校选课系统中的应用主要是利用其关联规则。
通过对学生真实成绩进行整理,分析得出教学调研以及学生成绩分布的特点,总结出影响学生学习的因素,比如选课的顺序以及教师的水平等,现阶段高校选课系统中只考虑学生的选课顺序。
关联规则技术就是从海量的数据中挖掘出对用户需求有价值的并且能够描述数据之间相互联系的内容,换句话说就是数据挖掘技术就是找出具有价值关联的数据群。
三、高校课堂教学评价中的应用数据挖掘技术在高校课堂教学评价系统中的应用主要也是利用关联规则,首先先对数据进行预处理工作,数据的预处理是数据挖掘技术的关键步骤,并且直接影响着数据挖掘技术的应用效率。
数据预处中要将教师的基本信息、教师教授课程以及教师的职称、学历、学生信息以及学生课表相关信息进行数据初始记录。
数据挖掘技术在美国院校研究中的应用数据挖掘(data mining)是一项新兴技术。
作为商业智能(business intelligence)的重要组成部分,它已被广泛应用于企业及金融领域,成为产品分析、市场预测、欺诈防范等工作流程中举足轻重的技术手段,并取得了卓著的成效。
近年来,随着高校数据收集量的不断增加以及教育决策对量化分析结果的愈加依赖,数据挖掘在美国高校管理中的应用呈显著上升趋势。
本文将简要介绍数据挖掘技术及其在美国高校管理中的应用现状,并通过个案分析,详细阐述数据挖掘建模步骤。
一、数据挖掘技术:定义与方法(一)数据挖掘技术数据挖掘是集数据库结构、统计学原理、机器学习、高性能计算等为一体的复杂技术融合体,是通过抽样、整合处理、建模、评估等一系列科学运作,从数据中探寻隐藏的信息和知识的过程。
这些知识和信息可能体现了挖掘对象的个体特征,也可能反映了研究群体的发展变化趋势,等等。
例如,我们可利用数据挖掘技术将具有共同或者相近属性的案例分群、分类,也可估算和预测未来某种事件发生的可能性,亦可探究某些事件发生的规律。
(二)数据处理与整合数据处理与整合是数据挖掘的关键步骤之一。
数据不准确、不完整都会导致分析挖掘结果的误差,从而影响获取暗藏在数据中的有用知识和信息。
目前,绝大多数用于挖掘的数据都来自于数据库。
但由于数据往往来自于不同的组织或者数据库,变量的定义不尽相同,也没有可以用来合并数据集的通用变量,因此,挖掘人员在建模之前必须对数据进行整合,并检查变量值的类别、分布状况,等等。
在许多挖掘项目中,处理数据所花费的时间比建模的时间花费要多几倍。
在处理数据时,常见的棘手问题是对数据集缺失值的填补和对偏态分布变量值的转换。
处理缺失值有许多方法。
一种是在分析数据时只包括具有完整数据的个体。
但这种方法的弊端是有时缺失值本身反映了数据的某种特征,因此删除具有缺失值的个体会影响研究结果;另外,如果数据集含有非常多的缺失值,那么删除缺失值将使研究个体数量锐减,同样会影响研究结果。
另一种方法是填充缺失值。
有许多统计方法可用来完成这项工作,比如平均值、中值、回归方程预测等等。
数据挖掘软件通常提供多种方法供研究人员根据数据的特点选择使用。
处理偏态分布或含有游离值的连续性变量同样有多种可选择的方法。
当然,建模者要根据使用的建模方法决定是否需要对这些变量进行数据转换。
如果决定需要对某些变量进行转换,建模者必须根据变量的分布状态选择转换方法。
(三)数据挖掘方法数据挖掘技术包括许多不同的方法,其中常用的有决策树(Decision Tree)、神经网络(Neural Network)、回归(Regression)、逻辑回归(Logistic Regression)、关联(Association Rules)、聚类(Clustering)、集成(Ensemble)等。
回归和逻辑回归方法和传统统计方法完全相同。
本文仅对第三部分个案分析中使用的决策树、神经网络和集成方法予以简单阐述。
决策树是利用一系列的决策规则将庞大的数据集分割成较小的具有同等或者非常相近属性的子数据集。
图1 显示了决策树的生成过程。
个案从根节点进入决策树,然后由函数变量和测试方法决定个案所归属的下一个子节点或叶节点。
类似的程序重复循环直到所有个案归属于某个叶节点。
从根节点到每一个叶节点的路径形成一条“规则”。
这些规则被用来对目标数据集进行预测分类。
例如,图1 所显示的决策树含有五个路径,分别代表一条规则。
神经网络通过模拟人的神经活动程序来处理一系列信息。
它是由类似于神经元的许多元素精密连接形成的网络,通常包括三个层次:输入层、隐藏层和输出层(图2)。
输入层是将原始数据输入到神经网络。
隐藏层包含许多类似于“神经元”的节点。
这些节点是通过对输入变量之间及其与目标变量之间关系进行复杂运算产生“权重”结果。
输出层所包含的变量可能是单一性的,也可能是多重性的。
它们是通过对隐藏层上的神经元和输出值之间的“权重”进行计算得到。
集成模型以其他挖掘方法建立的模型为基础构建而成。
如果预测变量是分类型,集成模型是通过对预测变量的百分比进行平均得到新的集成模型的预测百分比;如果预测变量是连续型,集成模型则是通过对预测值进行平均得到新的集成模型的预测值。
常用的建立集成模型的方法有两种:一种是从原始数据集中抽取不同的子数据集,然后利用同一种挖掘方法建立不同的模型,并将这些模型综合建立集成模型;另一种方法是用同一个数据集,利用不同的挖掘方法建立模型,然后再将这些模型综合建立集成模型。
图 1 决策树生成示意图图 2 神经网络生成示意图(四)模型的建立与评估建模时,通常需要将数据集分割(data partition)成运行(training)、确认(validation)和测试(test)三个子数据集。
运行数据集是用来建立最基本的数据模型;确认数据集是用来监测和调整利用运行数据样本所建立的模型,以避免过分拟合(overfitting),同时用来对模型进行评价;测试数据集顾名思义是用来对模型进行测试,其本身并无优化模型之功用,但通过测试,建模者对模型的评价参数有了进一步了解,因此有机会决定是否需要重新对数据进行处理或者选择建模方法。
当然,是否需要将原始数据集分割成三个子数据集以及每个子数据集所含案例的多少取决于原始数据集的大小。
如果原始数据集不够大,亦可不进行分割,但建模效果可能会受到影响。
建立一个高准确度的模型不仅取决于数据集的质量,同时受建模参数和标准的影响。
所有建模方法都有各自不同的参数和标准。
例如,利用决策树建模时,建模者需要决定个案“叶节点”、“归属”或“分支”评定标准(splitting rule),每个“叶节点”所含有的最少个案数,等等。
又如,建立集成模型时,可以选择平均概率,亦可选择最大概率作为分类标准。
这些都需要建模者预先制定。
当然,建模者可以反复尝试,选取最佳方案。
由于数据挖掘提供了多种建模方法以及技巧,因此模型评估和比较是建模不可或缺的程序。
几乎所有数据挖掘工具都提供了多元化和可视化的模型评估以及比较方法。
这也是数据挖掘技术与传统统计方法相比的优势之一。
本文第三部分将结合个案分析对有关评估与比较方法予以介绍。
二、数据挖掘技术在美国院校研究中的应用:领域与效果近年来,数据挖掘技术在美国高校管理及院校研究中的应用越来越广泛,例如,预估大学入学人数、优化课程设置、预测学生保留及毕业情况、评估学生的学习成果、研究学生学习生活经历,等等。
下面略述数据挖掘技术在院校研究中最常用的五个领域。
(一)大学入学预测美国大学招生由学校自主实施,每位申请学生可能被多所大学录取,从而导致大学入学率都很低。
例如,2007 年加州大学伯克利的新生入学率为41%,其他分校的入学率仅为20%左右。
这种招生方法虽然有利于学生,但给大学招生、入学管理、课程安排、财务计划等造成了许多困难。
因此,为了有效地制定有关政策,做好学前准备,许多大学在招生结束后都会根据学生的个人背景信息以及学业成绩对入学情况进行预测。
近年来,越来越多的管理人员利用数据挖掘方法,如分类回归树(C&RT)、神经网络、逻辑回归对学生的入学情况进行研究和预测。
有研究表明学生来源地区、学校和学生之间的联系方式等对学生的入学决定有显著影响。
这些结果促使学校重新考虑鼓励学生入学的方法,并加强这方面的投入,最终对提高入学率有一定效果。
(二)学生保留与毕业预测“宽进严出”、“自由转学”是美国大学的特点之一。
无论在久负盛名的“常春藤”大学,还是在闻名遐迩的伯克利、弗吉尼亚、密西根等公立大学,甚至在普通的本科大学和社区学院,学生的保留率和毕业率都很难达到100%。
学生离开的原因很多,例如为了寻求自己理想的大学而转学、学习成绩达不到要求而辍学、家庭经济出现困境而弃学,等等。
这对学校的办学质量有着不可估量的影响。
因此许多大学采取多种措施来提高保留率和毕业率。
其中之一就是通过对学生的学习成绩以及有关调查信息进行分析来了解学生离开的原因,并预测具有高风险辍学的学生,然后采取有效补救措施,帮助他们渡过难关(提高学习成绩、提供经济资助、排除心理障碍、进行专业调整,等等),使他们圆满完成大学学业。
近些年来,数据挖掘技术在类似研究中的应用越来越广泛。
这些研究表明,数据挖掘技术的预测准确率明显高于传统统计方法。
(三)学习成果评估随着大学教学模式由传统的“行为主义”方式向“构建主义”教学过渡,如何更有效地对学生成绩进行评估也成为广大教师和评估工作人员面临的挑战之一。
除了利用传统的考试方法对学生所学知识进行考核外,越来越多的授课教师侧重对学生的学习行为进行评价,譬如合作意识、创新精神、实践能力,等等。
这些评价结果更有利于帮助学生提高学习效率,特别是应用知识的能力。
但靠传统的评价方法很难有效地完成类似的评估工作,或者说评估结果的可靠性难以得到保证。
近几年来,许多学者尝试利用数据挖掘技术提高评估效度。
哈佛大学的研究人员娇蒂·克拉克(Jody Clark)和克里斯·戴迪(Chris Dede)在这方面的尝试非常值得借鉴和参考。
他们通过复杂的教育媒体收集丰富的与学生学习行为有关的数据,然后利用数据挖掘技术对其进行分析和研究。
其评估价值体现在:1)完成对学生的形成性评估,为教师及时提供信息反馈;2)完成对学生的总结性评估,以真实的实践表现为基础了解学生最终掌握知识的情况;3)根据学生的个性特征,深层了解学生的学习行为以及学习成效;4)合理评判学生合作学习和解决问题的能力;5)通过对学生的学习行为规律和学习成效之间的“路径”关系进行“挖掘”,洞察学生的学习动态。
(四)学生大学生活经历问卷调查研究利用调查问卷对学生的学习生活经历进行调查研究是美国大学评估重要的组成部分。
比如,2007 年使用NSSE的大学有610 所,加州大学每两年使用UCUES对本科学生的经历进行调查评估。
多年的经验早已证明,调查结果对学校制定相关政策,并采取措施来丰富学生校园文化生活有着非常重要的意义。
但在进行问卷调查时,各大学面临的一个共同问题是问卷回收率都比较低,例如,加州大学2006 年的调查,平均问卷回收率仅为38%,有的分校甚至更低。
亚利桑那州立大学的研究人员利用数据挖掘技术(分类树等)对影响问卷回收率的因素进行了研究。
他们发现学生的级别、性别以及种族并不是影响问卷回收率的关键因素;相反,调查内容以及方法(如网络方法与信函方法)对学生决定是否回复问卷影响更大。
(五)募集资金在美国大学教育经费来源中,捐赠款占相当大的比例,特别是在私立大学,校友以及社会友人的捐款更是不容小窥。
近几年来,美国经济衰退,政府给教育的拨款连年压缩,公立大学的生存遭到前所未有的威胁。