数据驱动的教育决策支持系统（DDEDSS）设计与开发研究

【摘要】：随着教育信息化的快速发展,各类教育信息化平台中,逐步储存起各类数据,并且海量地增长着。充分整合利用这些数据,作为教育决策依据,可提高决策的客观性、科学性。DDEDSS (Data-Driven Educational Decision Support System,数据驱动的教育决策支持系统),则是辅助人们实现这些目标的软件系统,具有重要的研究意义。DDEDSS研究,跨教育、数据、软件多个领域,目前尚处于起步阶段。 论文对DDEDSS进行全面研究,设计开发了DDEDSS软件原型,作为教育决策的辅助工具。同时,采集两届(八年)的教育数据,进行了实践检验。包括：通过分类算法,发现学习者的学习兴趣；通过聚类算法,划分学习小组,以便协同学习；通过回归算法,实现成绩预测,预定教学目标；对不同时间(年份、学期)、不同生源地域(省、市)、不同性别学习者(男、女)、不同学科类别(哲学、情意、科学、技术、实践)的课程成绩进行多维求和汇总、求平均值等,从而可评价学习者的学习,进而为课程优化、课时调整等提供决策依据。 全文主要从五个部分论述。 第一部分是DDEDSS整体思路的研究。DDEDSS跨教育、数据、软件三个领域,论文通过三个领域的互通性研究,寻求DDEDSS的整体思路。即,发现了“信息互动系统”观→“系统原理与工程”框架→“教育系统原理与工程”框架→"DDEDSS系统原理与工程”框架→"DDEDSS软件系统原理与工程”框架的继承扩展关系。这些框架,可分别用来指导DDEDSS所必需的教育数据建模、系统分析、软件开发。从而可逻辑统一地、互为佐证地实现DDEDSS,提高DDEDSS研究的可信度。 第二部分是教育数据建模。以“教育系统原理与工程”为逻辑主线,构建教育数据模型,为DDEDSS奠定数据基础。 第三部分是DDEDSS系统分析。以"DDEDSS系统原理与工程”为逻辑主线,全面分析DDEDSS系统,为DDEDSS软件开发奠定基础。 第四部分是DDEDSS数据处理。以“教育数据采集、入库、集成进仓→教育数据多维分析→教育数据挖掘”为逻辑主线,研究设计DDEDSS所必需的教育数据仓库、教育多维数据集、教育数据挖掘结构,为DDEDSS奠定数据方法基础。 第五部分是DDEDSS软件开发。以"DDEDSS软件系统原理与工程”为逻辑主线,开发DDEDSS软件系统原型,作为教育决策的辅助工具。同时,基于两届(八年)的教育数据,进行了实践检验。并将DDEDSS软件功能与现实调查相结合,辅助相关决策。