K-means算法的改进及其在高师教学技能考评系统中的应用
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中 图 分 类 号 ： ＴＰ １ ． ３ １ １ ３ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： １ ０ — ５ ８ ｆ ０ ０ ０ ０ ； — ０ ０８ ６ ８ １ ） ４ ２ ０２ ３
０ 弓 言 Ｉ
高等师范 院校在实 际工作 中积 累 了大量 师范专业 学生 的教学 技能考 核数 据 ，利 用聚 类分析技 术对这些 数据进行 数据挖掘 ，将大 量 的数据转 化为 聚类结果 ，从而更 好地分 析这 些数据 ，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ依据 评价结果 制定 出有 效的教学技 能培养计 划 ，指导 高等师 范 院校教 学技 能培养工 作 ，有 针对 性地进 行教 学改革 ，真正 提高师范 专 业学生教 学技能水 平．
３ ３
挖 掘做好 数据 准备口 ． ］
２ ２ 数 据 预 处 理 ．
采集来 的数 据容 纳 了学校 各个 系部 的不 同专 业 、不 同年级 、多 个班 级师 范 生 的原始 考核信 息 ，具 有信
２ １ 数 据 准 备 ．
朝 阳师范 高等专科 学校 为 了提高 师范生 的教学技 能 ，每学 期都要 按 照学校 制定 的师 范生教学技 能考核 标 准表进行教 学技能 考核 ，每年 都积 累大量 教学技能 考核数 据 ，所 以本 系统 以此原 始数 据为挖 掘对象 ，进
行科 学研究．通 过对 ２０ ０ ８级 六 个 专 业 两 个 年 级 的 师 范 生 教 学 技 能 考 核 标 准 表 的 汇 集 、 整 理 ，生 成 教 学 技
后 的 Ｋ ｍｅｎ 算 法 应 用 到 高 校 师 范 生教 学技 能 考 核 评 价 系 统 中， 充 分 利 用 高 等 师 范 院 校 积 累 的教 学 技 能 考 核 — ａｓ
数据 ，从 而有 效 提 高 师 范 专 业 学 生教 学 技 能水 平 ．
关 键词 ：数 据 挖 掘 ；聚 类 分析 ；Ｋ ｍｅ ｎ — ａ ｓ算 法 ；教 学 技 能
ｋ个 类 ，得 到 ｋ个 类 中 心 ；最 后 对 Ｓ个 样 本 集 所 产 生 的 Ｓ×ｋ 聚 类 中心 再 进 行 一 次 层 次 凝 聚 ， 得 到 最 优 的
ｋ个初始类 中心．该方 法 的优点是 提 出一 种 自动选择初 始聚类 中心 的方法 ， 由于该算 法 可 以选 出代 表性 较 高 的初始 聚点 ，使 整个数 据集 的划分 效率 大大提高 ｌ ．经过 实验 的验证 ，所得 数据 与采 用原始算 法得 出的 ＿ ２ ］ 结果一致 ，同时效 率较 高 ，证 明该算 法切实 可行．
第１ 卷 第 ２ 期 ２ １ 年 １４ ０２ ０ 月
辽 宁 师 专 学报
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＬｉｏ ｉ ｇＴｅ ｃ ｅｓＣｏ ｌｇ ｏ ｒ ａ ａ ｎ ｎ ａ ｈ ｒ ｌ ｅ ｏ ｅ
Ｖｏ．１ １ ２ Ｎｎ ４ Ｄｅ ．２ ０ １ ０ ｃ
【 术 研 究】 学
１ Ｋ ｍ ａ ｓ 法 的 改 进 思 想 － ｅｎ 算
通过对数 据挖掘 聚类分 析技术 中 Ｋ— ａ ｓ 法 的研究 ，针 对算 法 中初始 聚 类 中 心选 取方 法存 在不 稳 ｍｅｎ 算 定 、算法受 噪声和孤立 点影 响很 大等 问题 ，提 出一种新 的初 始 聚类 中心 选 取方 法 ：通过 提取 ｓ个 样本 集 ， 应用 层次凝 聚聚类 技 术 ，最 终 达 到 选 取 的初始 聚类 中心 分 别 属 于 不 同 的 类 ，并 且 其 代 表 性 也 较 强 的 要 求 ｌ ．选取初始 聚类 中心 的新方法 如下 ：首 先从 原始 数 据 中集 中抽 取 ｓ个 样 本集 ；接着 分 别 在每 个样 本 ＿ １ ］ 中集 中进行层次 凝聚 ，将每个 样本集 首 次分 为 是类 ，将类 成员 数 等于 或小 于 ＭＩ ＮＮＵ ＮＣ ＡＳ （ 取 ＭＩ Ｌ Ｓ 可 １ ）的类删除 ，这样可 以去 除孤立 点 ，确保 聚类 中心 的代表性 ；然 后对 每 个样 本 集 应 用层 次凝 聚算 法聚 成
收稿 日期 ：２ Ｏ 一 Ｏ ～ １ 。８ ９ ５ 作 者 简 介 ：刘 兴 波 （９ ８ ） １ ７ 一 ，女 ，辽 宁北 票 市人 ，讲 师 ，主要 从 事 数 据 挖 掘 方 面研 究
刘 兴 波 ，等
Ｋ— ａｓ算 法 的 改 进 及 其 在 高师 教 学技 能 考 评 系统 中的 应 用 ｍｅｎ
２ 改 进 Ｋ ｍｅｎ 算 法 在 高 师 教 学 技 能 考评 系统 中 的 应 用 － ａｓ
利用改 进后 的 Ｋ ｍｅｎ 算法 开发 的考核评 价系统 ，对教学 技 能考核结 果 进 行 聚类 ，在 “ — ａｓ 较好 、中等 、 较 差”三个 类别 中对考核数 据进 行分 析 ，得 出高校 师范生教 学技 能的整 体状 况 ，并分析 影 响考 核结果 的因 素 以 及 因素 之 间 的关 系 ，用 以指 导 教 学 工 作 ．
能 考核信息数 据库． 为 了在 ｓ ｅｖ ｒ 据库 中进 行数据 挖掘 ，需要 将 以 Ａｃｅｓ 储 的源数 据 “ 学技 ＱＬ Ｓ ｒｅ 数 ｃｓ 存 教
能 考核数据 ”导入 、存 储到 服务器 端 Ｓ ｅｖｒ ＱＬ Ｓ ｒｅ 数据 库 中．本 系统 采用 ｓ ｅｖ ｒ ＱＬ Ｓ ｒ ｅ 中的数据导 人工具完 成数 据的导人工 作 ，这 样不 同源数 据就 可以统一 有序 地存 储在 服 务器 端 的 ｓ ｅｖ ｒ 据库 中，为 数据 ＱＬ Ｓ ｒｅ 数
Ｋ— ａ ｓ 法 的 改 进 及 其 ｍｅ ｎ 算 在 高 师教 学 技 能考 评 系统 中的应 用
刘 兴 波 ，都 春
（ 阳师 专 ，辽 宁 朝 阳 １ ２０ ） 朝 ２ ０ ０
摘 要 ：通 过 研 究聚 类 分 析 技 术 中 的 Ｋ ｍｅｎ — ａ ｓ算 法 ， 对 其 初 始 聚 类 中心 的 选 择 方 法 进 行 改 进 ， 并将 改进
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高等师范 院校在实 际工作 中积 累 了大量 师范专业 学生 的教学 技能考 核数 据 ，利 用聚 类分析技 术对这些 数据进行 数据挖掘 ，将大 量 的数据转 化为 聚类结果 ，从而更 好地分 析这 些数据 ，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ依据 评价结果 制定 出有 效的教学技 能培养计 划 ，指导 高等师 范 院校教 学技 能培养工 作 ，有 针对 性地进 行教 学改革 ，真正 提高师范 专 业学生教 学技能水 平．
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挖 掘做好 数据 准备口 ． ］
２ ２ 数 据 预 处 理 ．
采集来 的数 据容 纳 了学校 各个 系部 的不 同专 业 、不 同年级 、多 个班 级师 范 生 的原始 考核信 息 ，具 有信
２ １ 数 据 准 备 ．
朝 阳师范 高等专科 学校 为 了提高 师范生 的教学技 能 ，每学 期都要 按 照学校 制定 的师 范生教学技 能考核 标 准表进行教 学技能 考核 ，每年 都积 累大量 教学技能 考核数 据 ，所 以本 系统 以此原 始数 据为挖 掘对象 ，进
行科 学研究．通 过对 ２０ ０ ８级 六 个 专 业 两 个 年 级 的 师 范 生 教 学 技 能 考 核 标 准 表 的 汇 集 、 整 理 ，生 成 教 学 技
后 的 Ｋ ｍｅｎ 算 法 应 用 到 高 校 师 范 生教 学技 能 考 核 评 价 系 统 中， 充 分 利 用 高 等 师 范 院 校 积 累 的教 学 技 能 考 核 — ａｓ
数据 ，从 而有 效 提 高 师 范 专 业 学 生教 学 技 能水 平 ．
关 键词 ：数 据 挖 掘 ；聚 类 分析 ；Ｋ ｍｅ ｎ — ａ ｓ算 法 ；教 学 技 能
ｋ个 类 ，得 到 ｋ个 类 中 心 ；最 后 对 Ｓ个 样 本 集 所 产 生 的 Ｓ×ｋ 聚 类 中心 再 进 行 一 次 层 次 凝 聚 ， 得 到 最 优 的
ｋ个初始类 中心．该方 法 的优点是 提 出一 种 自动选择初 始聚类 中心 的方法 ， 由于该算 法 可 以选 出代 表性 较 高 的初始 聚点 ，使 整个数 据集 的划分 效率 大大提高 ｌ ．经过 实验 的验证 ，所得 数据 与采 用原始算 法得 出的 ＿ ２ ］ 结果一致 ，同时效 率较 高 ，证 明该算 法切实 可行．
第１ 卷 第 ２ 期 ２ １ 年 １４ ０２ ０ 月
辽 宁 师 专 学报
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＬｉｏ ｉ ｇＴｅ ｃ ｅｓＣｏ ｌｇ ｏ ｒ ａ ａ ｎ ｎ ａ ｈ ｒ ｌ ｅ ｏ ｅ
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【 术 研 究】 学
１ Ｋ ｍ ａ ｓ 法 的 改 进 思 想 － ｅｎ 算
通过对数 据挖掘 聚类分 析技术 中 Ｋ— ａ ｓ 法 的研究 ，针 对算 法 中初始 聚 类 中 心选 取方 法存 在不 稳 ｍｅｎ 算 定 、算法受 噪声和孤立 点影 响很 大等 问题 ，提 出一种新 的初 始 聚类 中心 选 取方 法 ：通过 提取 ｓ个 样本 集 ， 应用 层次凝 聚聚类 技 术 ，最 终 达 到 选 取 的初始 聚类 中心 分 别 属 于 不 同 的 类 ，并 且 其 代 表 性 也 较 强 的 要 求 ｌ ．选取初始 聚类 中心 的新方法 如下 ：首 先从 原始 数 据 中集 中抽 取 ｓ个 样 本集 ；接着 分 别 在每 个样 本 ＿ １ ］ 中集 中进行层次 凝聚 ，将每个 样本集 首 次分 为 是类 ，将类 成员 数 等于 或小 于 ＭＩ ＮＮＵ ＮＣ ＡＳ （ 取 ＭＩ Ｌ Ｓ 可 １ ）的类删除 ，这样可 以去 除孤立 点 ，确保 聚类 中心 的代表性 ；然 后对 每 个样 本 集 应 用层 次凝 聚算 法聚 成
收稿 日期 ：２ Ｏ 一 Ｏ ～ １ 。８ ９ ５ 作 者 简 介 ：刘 兴 波 （９ ８ ） １ ７ 一 ，女 ，辽 宁北 票 市人 ，讲 师 ，主要 从 事 数 据 挖 掘 方 面研 究
刘 兴 波 ，等
Ｋ— ａｓ算 法 的 改 进 及 其 在 高师 教 学技 能 考 评 系统 中的 应 用 ｍｅｎ
２ 改 进 Ｋ ｍｅｎ 算 法 在 高 师 教 学 技 能 考评 系统 中 的 应 用 － ａｓ
利用改 进后 的 Ｋ ｍｅｎ 算法 开发 的考核评 价系统 ，对教学 技 能考核结 果 进 行 聚类 ，在 “ — ａｓ 较好 、中等 、 较 差”三个 类别 中对考核数 据进 行分 析 ，得 出高校 师范生教 学技 能的整 体状 况 ，并分析 影 响考 核结果 的因 素 以 及 因素 之 间 的关 系 ，用 以指 导 教 学 工 作 ．
能 考核信息数 据库． 为 了在 ｓ ｅｖ ｒ 据库 中进 行数据 挖掘 ，需要 将 以 Ａｃｅｓ 储 的源数 据 “ 学技 ＱＬ Ｓ ｒｅ 数 ｃｓ 存 教
能 考核数据 ”导入 、存 储到 服务器 端 Ｓ ｅｖｒ ＱＬ Ｓ ｒｅ 数据 库 中．本 系统 采用 ｓ ｅｖ ｒ ＱＬ Ｓ ｒ ｅ 中的数据导 人工具完 成数 据的导人工 作 ，这 样不 同源数 据就 可以统一 有序 地存 储在 服 务器 端 的 ｓ ｅｖ ｒ 据库 中，为 数据 ＱＬ Ｓ ｒｅ 数
Ｋ— ａ ｓ 法 的 改 进 及 其 ｍｅ ｎ 算 在 高 师教 学 技 能考 评 系统 中的应 用
刘 兴 波 ，都 春
（ 阳师 专 ，辽 宁 朝 阳 １ ２０ ） 朝 ２ ０ ０
摘 要 ：通 过 研 究聚 类 分 析 技 术 中 的 Ｋ ｍｅｎ — ａ ｓ算 法 ， 对 其 初 始 聚 类 中心 的 选 择 方 法 进 行 改 进 ， 并将 改进