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一、基于建構(gòu)主義理論進(jìn)行實踐教學(xué)設(shè)計

1.建構(gòu)主義理論與實踐教學(xué)目標(biāo)

建構(gòu)主義理論強調(diào)，學(xué)生通過以往的學(xué)習(xí)和經(jīng)歷已經(jīng)形成了對客觀事物的基本理解和認(rèn)識，已具備了一定的知識結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)的過程是學(xué)生個人的知識儲備與知識結(jié)構(gòu)和外界影響相結(jié)合，并在結(jié)構(gòu)過程中繼續(xù)主動地建構(gòu)自己新知識結(jié)構(gòu)的過程。基于建構(gòu)主義理論，給出數(shù)據(jù)挖掘課程實踐教學(xué)的主要目標(biāo)即為在原有理論知識理解的基礎(chǔ)上，在新的教學(xué)實驗情景下不斷學(xué)習(xí)和理解，最終熟悉了實驗情景、掌握了課程設(shè)計的應(yīng)用，還能改達(dá)到對原有知識的深刻理解，進(jìn)而能在新的實驗情景和新的應(yīng)用案例下有啟發(fā)式的想法和思路，進(jìn)行獨立的思考和研究。具體包括：鞏固已學(xué)習(xí)知識、加深對理論知識的理解，實驗內(nèi)容設(shè)計與教材理論體系一脈相承，有助于學(xué)生系統(tǒng)化理解本課程；深刻理解數(shù)據(jù)挖掘多步驟之間以分析為驅(qū)動、以數(shù)據(jù)相銜接的前后關(guān)系；訓(xùn)練學(xué)生對管理問題的抽象能力，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。通過管理實例深刻體會到數(shù)據(jù)挖掘方法的重要性和實用性，培養(yǎng)學(xué)生對課程的興趣，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會科學(xué)思考問題、提煉問題；熟悉主流軟件，為學(xué)生踏入數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域做好鋪墊。實驗使用業(yè)內(nèi)流行的數(shù)據(jù)整合軟件和商務(wù)智能軟件進(jìn)行實驗設(shè)計，使得學(xué)生的實踐適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展。

2.基于建構(gòu)主義理論選擇實驗工具與實驗案例

建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)是與一定的情境相聯(lián)系的。學(xué)習(xí)情境是學(xué)生可以在其中進(jìn)行自由探索和自主學(xué)習(xí)的場所，一個良好的實踐教學(xué)情景設(shè)計對學(xué)生學(xué)習(xí)要有明顯的激發(fā)和引導(dǎo)作用。在案例選擇時，教師可以為學(xué)生提供一種典型的案例背景，在這種背景下的研究方法可以給予較多的輔導(dǎo)，使學(xué)生首先熟悉實驗工具的環(huán)境，以及實驗工具、實驗案例與實驗內(nèi)容和原理的融合。再準(zhǔn)備一些其他的經(jīng)典案例供學(xué)生自由選擇，鼓勵學(xué)生用已有的知識來尋找最佳解決方案。這樣，就促進(jìn)了學(xué)生對知識、能力的遷移，并使得這一過程成為學(xué)生能力和自我有意識的調(diào)節(jié)過程。在確定軟件選擇方案方面，根據(jù)對國內(nèi)外調(diào)研情況的分析，數(shù)據(jù)挖掘?qū)嵺`模塊的工具的選擇，可以分為以下三種情況：一是使用基本工具編程實現(xiàn)算法；二是直接使用具備數(shù)據(jù)整合、多維數(shù)據(jù)建模等方法的商務(wù)智能工具；三是使用數(shù)據(jù)挖掘軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)建?；蚓幊涕_發(fā)。根據(jù)信管專業(yè)培養(yǎng)方案的培養(yǎng)目標(biāo)，后兩種模式較為適合?？梢葬槍W(xué)生基礎(chǔ)知識的掌握情況，選擇合適的工具為學(xué)生設(shè)計綜合性實驗，并在實驗后期留一部分自由度，讓學(xué)生自己設(shè)計數(shù)據(jù)倉庫、進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，并對挖掘結(jié)果進(jìn)行多種形式的展示。

3.基于建構(gòu)主義理論設(shè)計實驗原理與內(nèi)容

建構(gòu)主義理論認(rèn)為，意義建構(gòu)是整個學(xué)習(xí)過程的最終目標(biāo)，即認(rèn)識事物的性質(zhì)、規(guī)律以及事物之間的內(nèi)在聯(lián)系，通過“同化”和“順應(yīng)”來完善和豐富個體的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。“同化”是利用原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的有關(guān)經(jīng)驗去學(xué)習(xí)當(dāng)前的新知識，并對新知識進(jìn)行過濾或改變，原有框架的一部分。如果原有經(jīng)驗不能“同化”新知識，則要引起“順應(yīng)”過程，即對原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造與重組?；诮?gòu)主義理論進(jìn)行實踐教學(xué)活動設(shè)計，需要圍繞意義建構(gòu)目標(biāo)而展開，需要在安排實踐教學(xué)課程前，明確理論課程的主要框架，并遵循已有的理論框架和邏輯結(jié)構(gòu)安排實踐環(huán)節(jié)，這樣學(xué)生就能夠更有效地從學(xué)習(xí)過程中理解當(dāng)前實踐內(nèi)容所反映的事物性質(zhì)、規(guī)律及其互相聯(lián)系。實驗原理實際就是實驗所選擇的理論和方法基礎(chǔ)，在實驗設(shè)計時最好能依據(jù)課堂內(nèi)容進(jìn)行選擇，并注意最好選擇按照課堂內(nèi)容的順序前后銜接，這樣更加符合建構(gòu)主義的教育方法。實驗內(nèi)容就是以與學(xué)生專業(yè)相符合的案例和案例的數(shù)據(jù)，應(yīng)用實驗原理進(jìn)行實驗的設(shè)計。在本課程中主要的實驗原理是：應(yīng)用數(shù)據(jù)預(yù)處理抽取、轉(zhuǎn)換和裝載方法，對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和裝載；應(yīng)用數(shù)據(jù)倉庫的OLAP技術(shù)，建立星型模式的多維數(shù)據(jù)模型，并進(jìn)行OLAP操作，應(yīng)用多維數(shù)據(jù)展示技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)展示；應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘分類與預(yù)測方法，對多維數(shù)據(jù)建模、預(yù)測，并使用報表工具展示挖掘的結(jié)果。主要實驗內(nèi)容包括：數(shù)據(jù)集成與轉(zhuǎn)換，使用Pervasive軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲格式轉(zhuǎn)換、集成；進(jìn)行Mstr商務(wù)智能軟件的基本配置，并將實驗1的數(shù)據(jù)裝載到軟件的數(shù)據(jù)倉庫表中，為實驗3做準(zhǔn)備；數(shù)據(jù)倉庫與多維數(shù)據(jù)的OLAP操作，使用商務(wù)智能軟件針對原始數(shù)據(jù)建立星型模式多維數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)多維數(shù)據(jù)模型的OLAP操作，掌握商務(wù)智能軟件的數(shù)據(jù)展示功能；數(shù)據(jù)挖掘方法應(yīng)用，創(chuàng)建季度指數(shù)度量，進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘前的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，并創(chuàng)建訓(xùn)練度量實現(xiàn)對銷售量的預(yù)測。

4.基于建構(gòu)主義理論設(shè)計實踐教學(xué)方式和方法

在建構(gòu)主義理論下，教師需要由傳統(tǒng)的知識的傳授者與灌輸者轉(zhuǎn)而成為實踐教學(xué)的設(shè)計者、組織者、引導(dǎo)者。教師要引導(dǎo)學(xué)生形成分析問題的思路，啟發(fā)學(xué)生對實踐活動進(jìn)行評價、反思和討論，幫助學(xué)生深刻理解學(xué)習(xí)內(nèi)容并形成新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。從課程內(nèi)容安排上分析，建構(gòu)主義強調(diào)“支架式教學(xué)”，即為學(xué)習(xí)者的知識建構(gòu)提供一種概念框架。為此，要在安排實驗前對實驗任務(wù)加以分解，形成逐漸遞進(jìn)式的概念框架，便于由淺入深逐步引入實踐內(nèi)容。例如，對于第三個實驗———數(shù)據(jù)倉庫與多維數(shù)據(jù)的OLAP操作，教師首先帶大家回顧多維數(shù)據(jù)模型的星型模式、OLAP操作和多維數(shù)據(jù)展示三部分理論課內(nèi)容，再分析案例數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生思考如何對案例數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后給出答案，加深對原來這三部分內(nèi)容的理解。從對學(xué)生的引導(dǎo)和教學(xué)方法上來說，應(yīng)該充分發(fā)揮學(xué)生的主動性，鼓勵學(xué)生大膽探索，主動觀察和認(rèn)識客觀事物，并鼓勵學(xué)生在在實踐中重新整合頭腦中原有的知識，通過討論、思考的過程加深對客觀事物的認(rèn)識。在條件允許的前提下，為學(xué)生提供更多的案例訓(xùn)練的機會，加深對知識的理解和知識架構(gòu)的豐富與完善。本實驗選用的實驗?zāi)Ｊ綖樾〗M討論、教師引導(dǎo)、上機實驗相結(jié)合的方式，使用的具體方法有錄制實驗教學(xué)視頻，引導(dǎo)學(xué)生思考初始數(shù)據(jù)蘊含的管理問題，畫出課程知識點與實驗過程、軟件使用關(guān)系圖等方式。

二、實驗效果與結(jié)論

使用建構(gòu)主義理論設(shè)計實踐環(huán)節(jié)，事前給學(xué)生做好知識架構(gòu)的鋪墊，針對入門級實踐，進(jìn)行原理的講解與回憶、進(jìn)行實驗過程的引導(dǎo)思考與詳細(xì)講授，同時提供更多情景資源給學(xué)生訓(xùn)練；對深入研究型的部分，給學(xué)生較大自由度，由學(xué)生自己完成。該門課程多數(shù)學(xué)生能夠獨立完成實驗過程，并且能夠在實驗過程中較好地理解實驗原理，分析管理問題。本實驗綜合效果較好，隨著數(shù)據(jù)挖掘在信息管理專業(yè)中重要性的增強，在教學(xué)實踐中增加課時的可能性很大，繼續(xù)使用建構(gòu)主義理論進(jìn)行實踐環(huán)節(jié)設(shè)計對學(xué)生也更有好處。

作者：胡敏單位：北京信息科技大學(xué)信息管理學(xué)院