基于數(shù)據(jù)挖掘的學(xué)生成績預(yù)警模型研究論文
摘要：本文通過分析得出學(xué)業(yè)預(yù)警的難點(diǎn)在于成績預(yù)警，然后提出了基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的成績預(yù)警模型，并對該模型進(jìn)行了詳細(xì)說明。
關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)挖據(jù)；成績預(yù)警；模型研究
在我國高校擴(kuò)招的大背景下，高等教育已不再是精英教育，越來越多的高中生得到進(jìn)入高校學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。隨之而來出現(xiàn)了生源質(zhì)量下降，師資不足，人才培養(yǎng)水平下降等一系列問題。如何幫助學(xué)生避免在學(xué)習(xí)中出現(xiàn)問題和克服學(xué)習(xí)中的各種困難，學(xué)業(yè)預(yù)警機(jī)制就是在這一背景下應(yīng)運(yùn)而生。
1．學(xué)業(yè)預(yù)警的內(nèi)涵
學(xué)業(yè)預(yù)警是學(xué)校將嚴(yán)重影響學(xué)業(yè)的情況，及時(shí)告知學(xué)生本人和家長，并通過學(xué)校、學(xué)生和家長之間的溝通和協(xié)作，從而采取針對性措施，幫助學(xué)生完成學(xué)業(yè)的教育危機(jī)干預(yù)制度。學(xué)業(yè)預(yù)警的對象包括曠課預(yù)警、考試預(yù)警、成績預(yù)警三大類。而如何利用學(xué)生成績中隱含的可用信息，挖掘內(nèi)在聯(lián)系，則是學(xué)業(yè)預(yù)警的難點(diǎn)。
2．成績預(yù)警模型設(shè)計(jì)
通過分析，本文提出了基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的成績預(yù)警模型。該模型可以有效發(fā)現(xiàn)偏低型、滑坡型和潛在型三種問題類型。結(jié)合預(yù)警情況的嚴(yán)重性，可將模型劃分為一般預(yù)警、嚴(yán)重預(yù)警、非常嚴(yán)重預(yù)警三個(gè)級別。
3．常見預(yù)警設(shè)計(jì)分析
3.1偏低型預(yù)警設(shè)計(jì)
偏低型預(yù)警主要包含以下兩個(gè)方面：一是不及格門次統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)輸出某一學(xué)期分專業(yè)、年級、班級的不及格門次信息。二是不及格詳情統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)輸出某一學(xué)期分專業(yè)、年級、班級的不及格詳細(xì)情況，如不及格課程名稱。
3.2滑坡型預(yù)警設(shè)計(jì)
傳統(tǒng)計(jì)算成績是否滑坡的依據(jù)是按總分或平均分計(jì)算名次，若名次下降幅度超過某一界限，則認(rèn)為成績滑坡。這種方法計(jì)算簡單、結(jié)果直觀，但不能準(zhǔn)確地反映成績的分布情況。為解決此問題，本文利用聚類技術(shù)把成績分為5個(gè)等次，各等次內(nèi)部的差距最小，等次之間的'差距最大，從而準(zhǔn)確地反映成績的分布情況。具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：(1)對上學(xué)期成績用改進(jìn)的加權(quán)Wk-means算法進(jìn)行聚類，設(shè)置簇?cái)?shù)=5，課程權(quán)重=該課程學(xué)分/總學(xué)分?jǐn)?shù)，將聚類結(jié)果按質(zhì)心各維加權(quán)平方之和從大到小排列，簇號依次設(shè)為1、2、3、4、5，則所有成績被劃分到A、B、C、D、E5個(gè)等次；(2)本學(xué)期成績作相同處理；(3)比較每名學(xué)生兩學(xué)期成績的聚類結(jié)果，若等次下降或兩學(xué)期都處于第D、E等次，則進(jìn)行預(yù)警，輸出相關(guān)信息。
3.3潛在型預(yù)警設(shè)計(jì)
潛在型預(yù)警是利用關(guān)聯(lián)技術(shù)對學(xué)生歷史成績進(jìn)行挖掘，生成成績關(guān)聯(lián)規(guī)則庫，進(jìn)而預(yù)測學(xué)生今后學(xué)習(xí)中潛在的危機(jī)。潛在型預(yù)警模塊的實(shí)現(xiàn)步驟如下：(1)數(shù)據(jù)預(yù)處理。①從待處理的所有成績記錄中篩選出成績不及格的記錄。②為方便課程排序，將課程的編碼設(shè)置為“學(xué)期”+“課程序號”。某課程成績將被轉(zhuǎn)換成一個(gè)2位數(shù)，第一位表示學(xué)期，第二位表示課程序號。如“計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)(1)”被轉(zhuǎn)換成10。③原數(shù)據(jù)庫表數(shù)據(jù)格式為“學(xué)號，姓名，不及格課程名稱”，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)置變?yōu)椤皩W(xué)號，姓名，不及格課程1，不及格課程2，……”。(2)挖掘頻繁項(xiàng)集。支持度反映項(xiàng)集在數(shù)據(jù)庫中的普遍性。設(shè)置合適的支持度，使得出的關(guān)聯(lián)規(guī)則具有一定的普遍性。(3)生成預(yù)警規(guī)則庫。按照傳統(tǒng)方法生成的關(guān)聯(lián)規(guī)則不能直接作為預(yù)警規(guī)則。因?yàn)闊o用的規(guī)則會(huì)降低預(yù)警的準(zhǔn)確率和效率。為解決此問題特做如下限定：一是設(shè)置合適的置信度。二是按學(xué)期順序規(guī)則前、后件。三是同一學(xué)期的課程成績不能同時(shí)出現(xiàn)在規(guī)則的前件和后件。四是規(guī)則的后件只包含一學(xué)期課程。(4)搜索預(yù)警規(guī)則庫，進(jìn)行匹配。將當(dāng)前學(xué)期成績進(jìn)行預(yù)處理，搜索預(yù)警規(guī)則庫，進(jìn)行匹配，輸出結(jié)果。
4．結(jié)語
及時(shí)發(fā)現(xiàn)偏離正常發(fā)展軌道的學(xué)生，并進(jìn)行有針對性的學(xué)業(yè)干預(yù)，有利于高校教學(xué)水平的提升。而成績預(yù)警則是學(xué)業(yè)預(yù)警的核心和難點(diǎn)，為此，本文利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，針對成績預(yù)警設(shè)計(jì)了三種模型，使學(xué)業(yè)預(yù)警更具實(shí)用性和有效性�；痦�(xiàng)目：安徽省高校質(zhì)量工程項(xiàng)目（編號：2015zjjh051）,淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院自然科學(xué)重點(diǎn)項(xiàng)目（編號：2016-A-4）。
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