淺談基于web日志挖掘的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
論文關(guān)鍵詞：web日志挖掘 網(wǎng)絡(luò)教學(xué) 聚類
論文摘要：現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，雖然自身信息量極其豐富，但教師對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況缺乏了解，無法滿足學(xué)生個(gè)性化的學(xué)習(xí)需求。Web日志全面記錄學(xué)生網(wǎng)上學(xué)習(xí)的行為，是解決問題的有效方法，文章設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了Web日志挖掘系統(tǒng)，從中發(fā)現(xiàn)相似的學(xué)生群體，以及瀏覽興趣路徑，幫助教師及時(shí)調(diào)整站點(diǎn)結(jié)構(gòu)提供寶貴的建議參考。
一、引言
針對(duì)某課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)網(wǎng)站的服務(wù)器上每天記錄了大量的學(xué)生網(wǎng)上學(xué)習(xí)的行為記錄的，通過對(duì)Web日志進(jìn)行挖掘可[1]以幫助任課教師了解哪些教學(xué)內(nèi)容學(xué)生比較感興趣，網(wǎng)站的使用情況，根據(jù)發(fā)現(xiàn)的信息對(duì)網(wǎng)站結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，以吸引更多的學(xué)生來進(jìn)行網(wǎng)上學(xué)習(xí)，提高網(wǎng)站的服務(wù)效率。
二、系統(tǒng)需求分析
基于以上的目的，以某職業(yè)院校的某課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了Web日志挖掘系統(tǒng)，取得了較好的實(shí)驗(yàn)效果。系統(tǒng)主要是對(duì)該網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的日志數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣、預(yù)處理[2]，然后運(yùn)用基于選擇路徑和瀏覽頁面的`聚類算法對(duì)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行模式分析，獲得Web站點(diǎn)用戶的瀏覽興趣路徑和用戶聚類群。
三、系統(tǒng)功能模塊
系統(tǒng)的功能包含員和用戶兩部分。管理員主要是設(shè)置采樣時(shí)間、配置挖掘參數(shù)，修改網(wǎng)站拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息；用戶主要是實(shí)施Web日志挖掘，進(jìn)行用戶[3]識(shí)別、會(huì)話識(shí)別、事務(wù)識(shí)別、最后得到用戶瀏覽興趣路徑。
（一）管理員功能
管理員主要是該網(wǎng)站的建設(shè)者以及該課程的實(shí)訓(xùn)教師負(fù)責(zé)設(shè)置采樣時(shí)間、設(shè)置挖掘參數(shù)、添加網(wǎng)頁改變網(wǎng)站結(jié)構(gòu)。
1.設(shè)定采樣時(shí)間：實(shí)現(xiàn)從大量的Web日志數(shù)據(jù)中選取基于配置文件中的采樣時(shí)間段的日志數(shù)據(jù)的功能，并將獲取該時(shí)間段的日志數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中。管理員通過修改配置文件更改采樣時(shí)間段（以天為單位）。
2.設(shè)置挖掘參數(shù)：挖掘參數(shù)包括會(huì)話超時(shí)時(shí)間、選擇路徑興趣度所占的權(quán)重wr、瀏覽頁面興趣度所占的權(quán)重wn、瀏覽興趣[4]路徑使用的閾值。會(huì)話超時(shí)時(shí)間前人實(shí)驗(yàn)得到的經(jīng)驗(yàn)值為25.5分鐘，管理員可重新設(shè)定；選擇路徑興趣度所占權(quán)重與瀏覽頁面興趣度所占權(quán)重之和為1。默認(rèn)設(shè)定為wr=0.5，wn=0.5，可進(jìn)行更改。
3.調(diào)整網(wǎng)站拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：包括調(diào)整頁面順序，添加新的頁面，刪除過時(shí)的頁面等。
（二）普通用戶功能
普通用戶主要指該課程的任課教師、學(xué)生以及該系部的教務(wù)員。
1.用戶識(shí)別：依據(jù)規(guī)則從日志中識(shí)別不同用戶，并保存用戶訪問信息。主要有2個(gè)規(guī)則：第一，不同的用戶名（UserID）代表不同的用戶；第二，不同的IP地址代表不同的用戶。
2.會(huì)話識(shí)別：根據(jù)會(huì)話識(shí)別規(guī)則，對(duì)用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行會(huì)話識(shí)別，得到用戶一系列的會(huì)話數(shù)據(jù)。同時(shí)提供了基本的會(huì)話信息，如用戶的瀏覽路徑序列。會(huì)話識(shí)別后，將會(huì)話信息保存會(huì)話信息表中，以備事務(wù)識(shí)別使用。
3.事務(wù)識(shí)別：根據(jù)規(guī)則將用戶會(huì)話序列分割為事務(wù)，并將事務(wù)序列信息存儲(chǔ)事務(wù)信息表中，作為用戶聚類的數(shù)據(jù)輸入。
4.用戶聚類：依照聚類算法，把所有用戶劃分為不同的用戶群，并將用戶群信息存入用戶群表中，作為系統(tǒng)的最終數(shù)據(jù)。
5.瀏覽興趣路徑：找出用戶瀏覽興趣模式，同時(shí)得到瀏覽興趣路徑的相關(guān)信息，包括瀏覽興趣路徑序列。
四、系統(tǒng)結(jié)果分析
實(shí)驗(yàn)以某職業(yè)院校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理系統(tǒng)服務(wù)器上的日志為研究對(duì)象，搜集了8周的數(shù)據(jù)，作為系統(tǒng)的測試用例。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可以看到，瀏覽興趣路徑的長度一般不超過5。這就表示在設(shè)計(jì)教學(xué)網(wǎng)站時(shí)網(wǎng)站深度不要太深，避免給用戶訪問造成不便。從總體來看，學(xué)生瀏覽的路徑分為3大類，分別是查看作業(yè)、通知、課件。而教學(xué)大綱以及視頻查看的人寥寥無幾。本算法的執(zhí)行時(shí)間與網(wǎng)站的URL數(shù)目n有關(guān)系，它的時(shí)間復(fù)雜度為O（n2）。因此在該網(wǎng)站中當(dāng)不斷的增加新的頁面時(shí)，算法的執(zhí)行時(shí)間也會(huì)隨之增加。當(dāng)網(wǎng)站的頁面數(shù)目超過20時(shí)，該算法有待于進(jìn)一步驗(yàn)證。
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