基于数据开发的基础教育信息配置及有效应用研

第1章引言
1.1 研究背景和意义
1.1.1研究背景
基础教育网络资源建设不仅足实现?基础教肖倍息化的重要环节,更足建设基础教育公共服务体系的重要内容。基础教育网络资源建设事关我国教育信息化推进大局,事关教育现代化的均衡、和谐和可持续发展。
1999年,国务院批准了教育部提出的《面向21世纪教育振兴行动计划》首次明确将“教育信息化”确定为教育发展的重要主题,并指出教育资源建设是贯点。2000年,教育部召开了全国中小学信息技术教育工作会议,拉幵了基础教育信息化的帷幕。此后十年间,为了配合我国基础教育信息化的推进、新课程改革和农远工程的实施,各级教倉管部门、企事业单位、学校和教倉技术工作者在甚础教育资源建设方面幵展了大量的探索和实践,人力、财力、物力的投入持续增加。目前,我国基础教育资源无论是从资源的数量和质量、资源的内容、学科和媒体类型,还是从资源的开发标准和组织模式上看,都取得了显著的进步和发展。
但是,从总体上看,我国现有的基础教育网络资源还存在一些问题和不足,如:资源零散、分散,关联性差;资源表现和多种媒体组合形式还不完善、资源搜索功能不够健全;资源结构性短缺、优质教育资源总量匮乏;资源库的适用性欠缺,资源有效共享和应用程度较低;资源动态更新和可扩充性差资源的提供较少关注学习者的个体差异和个性化需要。这些问题显然已经成为制约我国基础教育资源建设长足发展的主要瓶颈之一。
那么,在基础教育网络资源建设经历了一个投入巨大、集中建设的时期之后,我们有必要立足实际,清理基础教育网络资源建设的现状和问题,研究、分析和总结以往工作的经验和教训,探索--条由“量的扩充”转变为“质的提高”的有效开发和由“机械式检索”转变为“智能化推荐”的创新应用相结合的道路。
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1.2 研究对象和内容
1.2. 1研究对象
现阶段,我国基础教育网络资源建设正处于由“专项集屮建设”转入“以应用促建设”的关键时期,探索基础教育网络资源有效开发与创新应用的解决方案,则是实现这一转变的核心环节之一。
本研究以国家基础教育资源网为研究对象。国家基础教育资源网以提供基础教育网络资源共享服务为主
体、以教学资源开发和应用为重点、以提高教学效益、提升教学质量为发展方向的基础教育教学资源共享的网络平台。
国家基础教育资源网旨在提供各类教育教学网络资源,以适应新课程改革对教学资源的新需求,满足广大中小学师生对基础教育网络资源的需求,特别是欠发达地区农村中小学师牛对教育教学资源的迫切需求。。截止到2011年7月,国家基础教育资源网己有80余万注册用户,搜索和浏览次数近6000万次,下载次数超过800万次,累计资源总量10万多个,这些记求为本研究提供了丰富翔实的研究数据。
1.2.2研究内容
在中央电化教育馆的支持下,笔者结合文献研究、行动研究等方法,对国家基础教育资源网建设情况展开调研,力图从有效性的视角窥探我国基础教育网络资源开发的现状与问题,深入分析基础教育网络资源应用的现状和需求,探索性地提出了基础教育网络资源有效开发与创新应用的一些建议,以期为今后的相关工作和研究提供借鉴和启示。
据此,本研究首先从国内外基础教育网络资源幵发和共享的现状展开剖析,梳理和总结了各国基础教育网络资源建设的实践经验;然后确立了建构主义学习理论、人本主义学习理论和教育信息生态理论为本研究的指导思想和方法论;其次对数据挖掘的概念、过程和仟务进行了简单的介绍,厘清了现有概念的一混淆之处。
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第2章研究综述
2. 1 国内外基础教育网络资源研究现状
2. 1. 1国内基础教育网络资源研究现状
目前,我国的基础教育网络资源开发和共享已经初具雏形,形成了以中央电教馆、国家基础教育资源网为核心,各级电教馆、资源库为基础的通用性、开放性的资源共享模式。国内许多学者也针对上述各屋次基础教育网络资源的建设开展了许多相关研究。为了了解国内对基础教育网络资源的研究现状,笔者以“基础教育资源”、“中小学教育资源”、“教育信息资源”、“基础教育数据库”等为关键词和索引对中国知网的知识资源总库2011年9月以前的文献资料进行检索,然后剔除与“基础教育网络资源”不相关的文献资料进行统计,统计文献样本总数为263篇。文献统计从定量分析和定性分析两个视角进行。
(1)研究现状的定量分析
①研究样本的时间分布统计分析国内学术究论文的时间分布如上表所示,为了更加直观、清晰地分析国内相关研究的变化趋势,笔者了绘制的论文时间分布态势图,从上述图标中可以看出,我国学者对基础教育网络资源的研究总体呈上升趋势,国内对基础教育网络资源的关注度逐年增加。
据不完全统计,我国最早的关于基础教育网络资源的学术论文是2001年发表于《屮国远程教育》山浙江师范大学的余品撰写的《试论基于XML的网上教学资源建设》。该文章在分析了M上教育资源技术要素的基础上,论述了 XML的特征和优越性能,并阐明了 XML在推动网上教学资源建设和应用中的优势。
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2. 2 数据挖掘研究现状
这个世界到处都是数据。根据著名的“摩尔定律”,在过去的几年中,计算机的功能呈指数级增长。但不为人知的是,硬盘驱动器容量的增长速度远大于处理器的处理能力,二者的增长不属于一个数量级。也就是说,存储数据的能力大大超过了处理数据的能力因此,大量的数据被生成并存储在数据库中。不停地收集数据的结果是形成“数据过剩”而“知识匮乏”的局面。柏拉图说需耍足发明之母。为了从己有的数据中提炼知识,提高已有数据的内在价值,数据挖掘应运而生。
1993年,我国首个数据挖掘研究项目获准并由国家自然科学基金资助支持,此后,国内众多科研机构和高等院校也纷纷开展该领域的相关研究,如北京大学对对数据立方体的应用进行了较深入的研究研究;复旦大学、吉林大学、浙江大学、中科院数研所等申.位开展了对关联规则算法的研究;上海交通人学、南京人学等申.位对Web数据挖掘有关算法和技术进行了探讨。从数据挖掘著作上来看,国内学者编著的关于数据挖掘的书籍较少,而翻译的著作比较多。
2. 3 核心概念界定
2.3. 1基础教育网络资源
(1)资源和教育资源
“资源”在《现代汉语词典》中的释义是“可以利用的自然物质,是生产资料或生活资料等的天然来源”,可见资源具有自然的物质属性。知识、经验和技能被看作推动社会发展的动力源泉的时候,最初口耳相传的教育信息也就成了一种资源,即教育资源。
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第3章研究的理论基础..............................19
3.1建构主义学习理论...............................19
3.2人木主义学习理论..............................20
3.3教育信息生态理论................................20
第4章数据挖掘概述...............................23
4.1数据仓库和数据挖掘.........................23
4.2数据挖掘的任务...................................26
4.3数据挖掘的生命周期...........................30
4.4数据挖掘过程模型...............................32
4.5 DMX概述.............................................34
4.6数据挖掘工具..........................................35
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第7章基础教育网络资源有效开发与创新应用的策略
7.1基础教育网络资源有效开发的策略
7.1.1提高现有资源的利用率
整合现有资源包括两个方面的工作。一方面,随着新课程改革的深入、课标和教材的调整,原有资源很可能已经不能适应新环境下教育教学需求。这时,需要我们及时整理资源库,按照元数据标准和课标要求,对符合如上描述的资源进行重新编辑和修订,或者组织人员进行重新幵发。另一方面,在研究中,笔者发现部分现有资源利用率较低,资源浪费情况仍然存在。国家基础教育资源网数据库管理人员应定期分析数据库,蹄选出那些很少或几乎没有被下载过的资源,分析该资源利用率低的原因。经过系统分析,得到合理归因后,及时对该资源进行修订,并以此作为资源建设过程中改进的依据。
7.1.2扩大资源建设的开放性
资源建设的开放性包括三层含义:一是资源建设技术规范和标准的开放性,二是资源建设机制的开放性,三是资源建设类型的开放性。
从内涵上说,资源建设技术规范和标准的开放性是相对封闭性而言的,是指各地方、机构在开发网络资源库、网络资源平台时不应各自为政,而足要为网络资源的区域共建、共享提供标准化接口;从外延上说,开放性也是受到制约的,那就是底层技术架构、资源体系安排等需要遵循统一的规范和标准,这里主要是《基础教育教学资源元数据规范CELTS-42》。只有这样,网络教育资源库的互操作才能成为现实,资源区域共享才能有章可循。
资源建设机制的幵放性是指不仅要吸引实力雄厚的软件开发企业来参与资源建设,更要鼓励广人师生参与资源创作,使教育资源建设和教与学过程要紧密结合起来。教师和学生既是资源的受益者,也可以作为资源的创造者。
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第8章总结与展望
8. 1 研究成果
本研究以国家级基础教育资源库——国家基础教育资源网为背景,结合笔者在中央电化教育馆的实习工作和实践,采用数据挖掘技术,建立关联规则和聚类分析模型,对国家基础教育资源网开发和应用的现状进行数据分析,并在挖掘结果分析的基础上,提出了基础教育网络资源有效开发和创新应用的策略。具体研究成果如下:
(1)本研究立足我国基础网络教育资源的研究现状,在借鉴发达国家网络教育资源建设的理论与实践经验的基础上,结合我国基础教育信息化的进程和发展要求,系统地梳理了基础教育网络资源公共服务体系的理论框架——建构主义学习理论、人本主义学习理论和教育信息生态理论,从而为研究基础教育网络资源的有效幵发和创新应用提供了先进的理论指导。
(2)本研究对数据挖掘及其相关知识进行了详细的介绍,对数据挖掘的任务、生命周期、方法论及挖掘丄具进行了系统的阐述,同时还厘淸了现有一些文献中对数据挖掘概念的混淆,明确了数据挖掘与OLAP、知识发现在概念和方法上的异同。
(3)详细地介绍了国家基础教育资源网开发和应用的现状,并从标准化设计的角度向大家展示了系统数据库的构建模式,分析了若干核心数据表的结构,并绘制关系视图展示了各个数据表之间的关系。
(4)进行问题定义,通过数据的收集、清洗和转换,了解用户信息,分析用户的下载和搜索行为,分析现有资源数量和利用效率;建立聚类、预测、分类和关键影响因素分析模型,根据用户特征挖掘具有相似资源偏好的用户群组、分析用户下载的时间规律。.....
参考文献（略）