数据挖掘技术在学生成绩分析中的应用
基于数据挖掘技术的学生成绩分析系统之欧阳美创编
本科毕业设计(论文)题目: 基于数据挖掘技术的学生成绩分析系统的设计与实现姓名张宇恒学院软件学院专业软件工程班级 2010211503学号 10212099班内序号 01指导教师牛琨2014年5月基于数据挖掘技术的学生成绩分析系统的设计与实现摘要随着科技的不断发展和中国教育制度的日趋完善,各大高校对教务管理工作提出了越来越高的要求。
各大高校不再满足于传统的成绩管理方式,开始运用数据挖掘领域的先进方法对学生成绩进行分析和研究。
教务工作人员使用关联规则挖掘算法分析课程间的内在联系,可为学校的改进教学工作提供依据,并为学生的选课和学业规划提供指导;对学生进行分类,让学生能够对自己在校期间所学课程的成绩有一个全面而清晰的了解,方便学生扬长避短选择选修课程,及时对可能在学习上遇到困难的学生进行预警;运用聚类算法对学生进行聚类,找出具有共同特征的学生,并对不同学生群体分别采取不同的教学方法,初步体现因材施教的教育理念,最终探索出适合中国国情和教育制度的个性化培养模式。
本系统采用Eclipse作为开发平台,以Java作为开发语言。
通过对高校学生成绩分析系统的需求分析,本系统设计实现了可以使用关联规则挖掘算法分析课程间的内在联系,使用分类算法对学生进行分类,使用聚类算法对学生进行聚类。
希望本系统能对今后高校学生成绩分析系统的开发提供一定的参考价值。
关键词成绩分析关联规则分类聚类Design and implementation of student achievement analysis system based on data mining technologyABSTRACTWith the continuous development of technology and the Chinese education system maturing, Universities have put higher requirements to their academic administration.Universities are no longer satisfied with traditional performance management, began to apply advanced data mining methods to analyze and study students’ achievement.Staffof academic affairs use association rule mining algorithm to analysisintrinsic link between courses, which can provide the basis for improving the teaching of the school and guidance for the student's enrollment and academic ing classification algorithm to classify the students, so that students can have a clear understanding in their academic performance, and facilitate students in selecting courses.Warning students who probably face difficulties in the ing clustering algorithm to cluster the students to identify students with common characteristics, so that teachers can teach different students in different way,embodies the concept of individualized education, finally discover a personalized education model, which is suitable for China's national conditions and education system.The system was developedinEclipse, with java as a development language.By analyzing the need of student achievementanalysis system, this system uses association rule mining algorithm to analysisintrinsic link between courses, uses classification algorithm to classify the students, uses clusteringalgorithm to cluster the students to identify students.I hope this system can provide some reference value to the f uture development of college students’ achievement analysis system.KEYWORDS achievement analysisassociation rulesclassificationclustering目录第一章引言11.1选题的背景和意义11.2个性化培养的重要意义11.3国内外个性化培养的现状21.3.1国外个性化培养现状21.3.2 国内个性化培养现状31.4成绩分析系统的现状和存在的问题31.4.1成绩分析系统开发使用的现状31.4.2成绩分析系统建设存在的问题4第二章相关技术42.1相关数据挖掘知识理论42.1.1数据挖掘42.1.2 关联规则52.1.3 分类62.1.4 聚类62.2开发工具的选择72.2.1 Eclipse简介72.2.2 Eclipse的优势7第三章系统分析83.1软件过程模型83.2需求分析93.2.1 用例图93.2.2 需求的结构化描述10第四章系统设计与实现144.1系统概要设计144.1.1系统体系结构144.1.2 系统数据结构154.2系统详细设计164.2.1 文件导入数据164.2.2 数据预处理164.2.3 关联规则184.2.4 分类194.2.5 聚类204.2.6 导出文件224.3系统实现234.3.1 文件导入数据234.3.2 数据预处理234.3.3 关联规则234.3.4 分类244.3.5 聚类244.3.6 导出文件254.4系统应用26第五章结论30参考文献31致谢32第一章引言1.1 选题的背景和意义进入新世纪以来,我国的高等教育事业正在快速发展,各个领域的重大科研成果不断涌现,各知名院校的国际排名和知名度也不断攀升。
数据挖掘在学生成绩预测中的应用研究
数据挖掘在学生成绩预测中的应用研究随着教育的普及和信息技术的发展,学生的学习数据越来越丰富,如何利用这些数据来预测学生成绩已成为教育领域的一个热门话题。
数据挖掘作为一种从大规模数据中发现规律的技术,被广泛应用于学生成绩预测。
本文将从数据挖掘技术的角度出发,探讨在学生成绩预测中数据挖掘的应用研究。
一、数据挖掘技术的分类数据挖掘技术可以分类为分类、聚类、关联规则和预测四大类。
其中,预测是指根据历史数据和特征预测未来的趋势或者状态。
在学生成绩预测中,应用比较广泛的是回归分析、决策树、神经网络等预测模型。
这些模型可以根据已有的学生数据,建立预测模型,对未来的学生成绩进行预测。
二、数据挖掘应用于学生成绩预测的方法1. 数据预处理在进行学生成绩预测之前,需要对数据进行预处理。
其中包括数据清洗、特征选择、数据变换等。
数据清洗是指对数据进行去除重复、填充缺失值等操作;特征选择是指对数据中的特征进行筛选,选取对成绩影响较大的特征;数据变换是指对数据进行规范化处理,将数据进行归一化或者标准化。
2. 回归分析回归分析是一种常用的预测模型,可以根据历史数据,建立一个函数来预测未来的学生成绩。
回归分析可以分为线性回归和非线性回归。
线性回归是指建立一个线性函数来预测未来的学生成绩,非线性回归是指建立一个非线性函数来预测未来的学生成绩。
通过对历史数据的回归分析,可以建立一个适用于预测的模型。
3. 决策树决策树是一种分类和预测的算法,可以根据历史数据和特征,建立一个决策树,用来预测未来的学生成绩。
决策树可以根据历史数据和特征构建出一个树形结构,每个叶子节点表示一个预测结果。
对于一个新的学生,可以通过决策树进行预测。
4. 神经网络神经网络是一种模仿人类神经网络的模型,可以对非线性模型进行预测。
神经网络一般由输入层、隐藏层和输出层组成,可以根据历史数据和特征,训练一个神经网络模型,用来预测未来的学生成绩。
三、数据挖掘在学生成绩预测中的应用研究已经取得了一定的进展。
基于数据挖掘的高校学生学习成绩分析应用研究
( Mo d e m E d u c a t i o n T e c h n o l o g y C e n t e r o f X i ’ a n I n t e r n a t i o n a l U n i v e r s i t y , X i ’ a n 7 1 0 0 7 7, C h i n a )
樊 同科 , 孙 姜 燕
( 西安外事学院现代教 育技术 中心, 陕西 西安 7 1 0 0 7 7 )
摘要 : 高校的 学生成绩管理是各 高校教务 管理 工作 的核心和基础 。大多数 高校 的学生成 绩是 以 多种形式保存 , 一般 只限 于对成绩的查询及 简单的统计上面 , 没有 对这 些积 累的海量数据 背后的 有用信 息进行挖掘 分析 。针 对这些 海量数据 构
Ab s t r a c t :Ma n a g e me n t o f c o l l e g e s t u d e n t s ’a c a d e mi c r e c o r d i S a n i mp o r t a n t p a r t o f w o r k i n e d u c a t i o n l a a d mi n i s t r a t i o n .Mo s t c o 1 . 1 e g e s s t o r e s t u d e n t s ’r e c o r d s i n v a r i o u s w a y s ,ma i n l y l i mi t e d t o s e a r c h i n g a n d s i mp l e s t a t i s t i c s ,a n d u s e f u l i n f o r ma t i o n b e h i n d s u c h ma s s d a t a i s n o t a n a l y z e d .A d a t a b a s e j s c o n s t r u c t e d b a s e d o n s u c h d a t a a n d s t u d e n t s ’a c a d e mi c r e c o r d i S a n a l y z e d b y u - s i n g c l a s s i i f c a t i o n a n d p r e d i c t i o n a l g o r i t h m ,s h o wi n g t h a t s t u d e n t s ’a c a d e mi c p e r f o r ma n c e i s r e l a t e d t o s t u d e n t s ’p a r t i c u l a r i t y, o r - i g i n a n d t e a c h e s ’e r d u c a t i o n b a c k g r o u n d.S u c h p e r t i n e n c e c a n p r o v i d e e v i d e n c e f o r d e c i s i o n — ma k i n g a n d a d mi n i s t r a t i o n d e p a t r - me n t s o f s c h o o l s or f a n ly a s i s a n d a d mi n i s t r a t i o n .I n t u r n .i t c a l l i n s t r u c t e d u c a t i o n nd a i mp r o v e o v e r a l l e d u c a t i o n a l q u a l i t y . Ke y wo r d s :d a t a mi n i n g ;d e c i s i o n t r e e ;a n ly a s i s o f s t u d e n t ’ s a c a d e mi c r e c o r d
数据挖掘技术在高校学生综合素质测评及分析中的应用研究
数据挖掘技术在高校学生综合素质测评及分析中的应用研究焦啸云
【期刊名称】《电脑编程技巧与维护》
【年(卷),期】2011(000)020
【摘要】介绍了数据挖掘有关知识,并选取关联规则挖掘算法应用到学生综合素质测评及分析中,找出影响学生综合素质提升的关联因素,为教育工作者提供决策支持信息,从而促使科学地开展干预工作,提高教育教学质量,推进高校学生工作的科学化水平.
【总页数】3页(P54-55,98)
【作者】焦啸云
【作者单位】桂林电子科技大学生命与环境科学学院,广西桂林 541004
【正文语种】中文
【相关文献】
1.数据挖掘技术在学生综合素质测评中的应用 [J], 王莺
2.基于粗糙集理论的数据挖掘技术在学生综合素质测评中的应用 [J], 姚蓓蓓
3.高校综合素质测评管理中数据挖掘技术的应用探索 [J], 陈凤;
4.高校综合素质测评管理中数据挖掘技术的应用探索 [J], 陈凤
5.数据挖掘技术在高校学生成绩分析中的应用研究 [J], 陈潇潇
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浅谈数据挖掘技术在学生成绩分析中的应用
关键词 : 数据挖掘 ; 关联规则 ; 成绩 管理
Ke y wo r d s : d a a t mi n i n g ; a s s o c i a t i o n ul r e s ; p e f r o r ma n c e ma n ge a me n t
中图分类号 : T P 3 1 1 . 1
文献标识码 : A
文章编号 : 1 0 0 6 — 4 3 1 1 ( 2 0 1 3 ) 2 1 — 0 2 3 3 — 0 2
蠢 一
种联 系即为数据关联 , 它是数均 可中存在 的一种 重要的 相应 的关联 , 课程 之间的密切 关系或影 响程 度与专业和研 可以被 发现的知 识。 为了挖掘 隐藏在数据之间 的关系通常 究 方 向有关。本 文在分析 学生 的学 习成 绩时采用 A p i f o i f 进行关联 分析 。设 I = f i 1 , i , …, i ) 是项 的集合。设任务相 算法 , 在 为教学 管理者提供决 策的同时也为学生的选课提 关 的数据 D是数据库 事务 的集合 ,其 中每 个事务 T是一 供 了支持。 个非空项 集, 使得且 T I 。 每一个事务都 有一个标识符 , 1 基本原理 称为 T I D 。设 A是一个项集 , 事务 T包含 A, 当且仅当 A
高 效 性 的主 要 因素 网 。
目标 , 有效地节省资金 投入和 防止资源浪 费。在 未来发展 中, 将面 向全国高校提供辐射服务 。奖成 为高校 图书馆信
魏巍 W E I We i ; 王蕊 WA N G R u i ; 王君祥 WA N G J u n - x i a n g
( 黑龙 江 工 程 学 院 , 哈尔 滨 1 5 0 0 5 0 )
数据挖掘技术在学生成绩分析中的应用
・1 2 9・
数据挖掘 技术在学 生成 绩分析 中的应用
刘春辉 1 李 芳 , , 2 (、 1 沈阳理 工大学信息与工程学院 。 宁 沈阳 10 6 2 北票市职教 中心计算机 系, 宁 朝 阳 12 0 ) 辽 118 、 辽 2 10 摘 要: 随着, 国内职业教 育规模扩 大, 学生的数量越来越 多, 充分地利 用这些数据 , 其潜在 的使 用价值得到 充分的挖掘和利 用, 何 使 为学校 决策者提供 决策依 据 , 学指 导教 学 , 科 将是职 业学校 迫切 需要 解决的 问题 。本 文利 用现 有学生成绩数据库 , 应用改进 的数据挖掘 A f f 算法进行 了情况分类 , po ii 分析 结果 , 出了“ 电一体化” 得 机 专业分课程之 间的影响学生成 绩的内部原 因, 为学校的教学管理提供参考。 关键词 : 数据挖掘 ; 成绩分析 ; 关联 规则; pi i算法 A rr o 首先对成绩表中的“ 成绩” 进行离散化处理 , 具体分数的成绩按 二十一世 纪 以来 , 国内在不 断扩大职业教 育规模 , 成立 职业教 照百 分制 1 0 9 0 ~ 0对应 “ ”8 ~ 0对 应 “ ”7 0对应 … ,9 6 A, 8 9 B ,9 7 C’6 ~0 育 中心 , 学校规模不断扩 大 , 专业设置 日趋多样化 , 学校运行着各种 对应“ ,9 0对应“ ” D”5 ~ E 五个具体分数段等级 。 为了找到具有较高典 系统和各类 数据库 , 学生入 学后 的学籍管理 , 教务处 的学生成 绩管 型性 的规则 , 只对 “ ” “ ” “ ” A 、B 、E 三个等级的成绩进行分析 , 出影 找 理, 就业处对毕业生 的就业管理等 , 都积 累了大量 的数据 。 如何充分 响成绩 的内在因素 , 而分析 出课程之 间的先后 次序 , 从 为我们制定 地利用 这些数据 ,使其潜在 的使用价值得到充分 的挖掘和利用 , 是 合理 、 有效 的教学计划提供决策支持 。对于… 、D 两类成绩 , C’“ ” 由于 职业学校在今后 的工作 中努力要解决 的问题 。 不 具 有 典 型性 , 以 不 考虑 挖 掘 。 所 2 数 据 挖 掘 技 术 3 模 型 的选 定 . 3 21数据挖掘 中关联规则方法 . 分 析学生各科 目成绩的之间的影响关 系 , 例如 : 学生 “ 某 机械制 关联规 则挖掘是 在大量数据 中项集之 间发 现有趣 的关联或相 图” 优秀一车工技 能优 秀的关系 。 根据我们前 面分析学习 , 在此我们 关联系 , 一种 简单 却很 实用 的分 析规则 。满足 x的数据库元组也 采用关联规则 中最著名的 A f f算法。 是 po ii 很可能会满足 Y, 我们说这就是关联规则 的一般描述 。 34数据采集 . 般地 , 关联规则挖掘 问题可 以划分成两个子问题 : () 1 学生 调查信息 ( ) 现频 繁项 目集 1发 内容包 括任课教师 的平时考核 , 对学 生调查问卷 , 由学生填 写 通过 用户 给定 的 m nu p r isp ot ,寻找所 有频 繁项 目集 (rq e t 产 生 。 Fe un I mst, t e)即满足 sp o e u p  ̄不小 于 mispot nu p r的项 目集 。事实上 , 这些 () 2 成绩数据库 频繁项 目集可能具有包含关系。 成绩数据库 中包括 了学生 的平 时作业成绩及课程 的考试成绩。 ( ) 成 关 联 规 则 2生 这 个 数 据 库 由教 师在 教学 过 程 中产 生 。 子问题( ) 1是近年来关联规则挖掘算法研究的重点。 35数据 预处理 . 2 . 2关联规则挖掘算法 数据的预处理是数据挖掘过程 中一个非常重要的环节 , 一般需 ( ) p o 算法 1A f f ii 要用掉挖掘过程 中百分之七八十 的工作量 。经验表明 , 如果数据准 充分 , 在模型建立 阶段就会节省大量的精力 。 算法的第一次遍历仅仅 计算每个项 目的具体值 的数量 , 以确定 备工作做得非常细致 、 频繁 1 项集 L。 1随后 的遍历 , k 第 次遍历 , 包括两个阶段。 首先 , 使用 ( ) 据 集 成 1数 数 据 挖 掘 所 应 用 的数 据 如 果 来 自多 个 数 据 源 , 需 要 进 行 数 据 就 第 (一 ) k 1次遍历 中找到的频 繁项集 k 。 和根据 L一产生候选项集 。 k . 接 本研 究中 , 将数据采集得 到的多个数据库文件 , 利用数据库 着 扫描数据库 , 计算 c 中候选 的支持 度 , 从而生成频 繁项集 。如 的集成 。 技术生成学生成绩分析基本数据库 1 。随机抽取一些学生的专业课 此下 去 , 直到不能找到维度更高 的频繁项集为止。 程( 机械基础 , 钳工工艺 , 车工工艺 ) 的成绩 , 如表 1 。 () 2 基于链表 的 A f f算法的改进 po ii k l为机械基础 ,e c k 2为钳工工艺 ,c 为车工工艺。 k3 在经典的 A f f基础上 , 用新 的数据结构 , po ii 采 改进后 的算 法拟 采用 基于链 表的数据结 构 , 链表涉及三种结点 , 分别为项集头结点 、 ( ) 据 清 理 2数 如 果 没 有好 的数 据 环 境 , 不 会 有 好 的 挖 掘效 果 。 就 项结 点 、 事务结点 。 对数据库或者数据仓库只需要 进行 一次扫描 , 这 在学生成绩分析基本数据库及调查表 中我们看到 , 有一些我们 样就 可以避免 A f f算法 中对数据库 的多次扫描 , po ii 减少 了大量 的 I , 感兴趣 的属 性缺少属性值 , 对于这些空缺 , 以使用数据 清理技术 可 0开销 , 大大提高 了系统的性能 。 因为某位 同学 的缺考 链 表的一级 兄弟结点从左 到右按照 子集支持度 计数 的递 增顺 来填补 。我们发 现在我们所调用的成绩表 中, 还有的就是 问卷调查 , 序排 列 ,这样 即使 1 一项集很大 的情况下 ,也将 只产 生较少的候选 而导致值的空缺 , 表 1学 生成 绩 分 析 基 本 表 1 2 项集 ,. 集再 产生更少 的候选 3 2项 一项集 等等 ,从 而提高了系统
基于数据挖掘的学生成绩分析与预测研究
基于数据挖掘的学生成绩分析与预测研究随着社会的进步和教育的发展,学校中的数据量已经逐渐增多,包括学生的学习成绩、行为记录、教师评价等等。
如何利用这些数据为学校管理和教育教学提供重要参考,成了一个值得探讨的话题。
数据挖掘技术是一种可以帮助我们从大量数据中挖掘出有价值的信息和知识的方法,因此成为了一个重要的工具。
一、数据挖掘在学生成绩分析方面的应用学生成绩是学校管理和教学中最重要的数据之一,是评估学生学习情况的重要参考。
采用数据挖掘技术对学生成绩进行分析和预测,有如下优点:1.更好地了解学生的真实情况,对学生做出合理评价;2.获取学生学习特征和发现学习规律,为教学提供有益参考;3.针对个别学生进行分析,为教师提供差异化的教学服务;4.预测学生未来成绩,帮助学生制定合理的学习计划和目标;5.全面评价教学效果,了解教学质量和课程设计的优劣。
二、数据挖掘在学生成绩分析方面的方法1. 聚类分析聚类分析是一种对数据进行分类和分组的方法,通过找到不同数据的相似之处,将它们分组,进而了解这些数据的共性和特征。
在学生成绩分析中,聚类分析可以根据学生的成绩、性别、专业等特征,将学生分成不同的群组,从而指导教师制定分组教学方案。
2. 关联分析关联分析可以找到数据之间的关联关系,比如学生的物理成绩和数学成绩之间的关系。
在学生的学习中,不同科目之间存在着一定的关联关系,理解这些关系可以帮助教师更好地设计科目课程,提高学生学习效率。
3. 分类预测分类预测是利用已有的数据,通过挖掘有用信息,对新数据进行分类预测的技术。
在学生成绩方面,可以根据历史数据预测学生未来的成绩,为教学管理提供有益的参考和指导。
三、学生成绩分析与预测的案例研究为了更好地了解数据挖掘在学生成绩分析与预测方面的应用,以下列举一些案例研究的实例:1. 基于学生成绩的聚类分析通过对学生的成绩数据进行聚类分析,可以将学生分成不同的群组,方便教师进行个性化、差异化的教学。
基于本体的数据挖掘在成绩分析中的应用研究
基于本体 的数据挖掘在成 绩分析 中的应用研究
连 利 河 。 筑 英 林
( 贵州师范大学 数学与计算机科学学院 , 贵州 贵 阳 50 0 ) 50 1
摘 要: 本文分析 了 目前成绩管理方面存在 的问题 , 阐述本体和数据挖掘技 术在本领域 的具体应用需求。通过对课程相关信息
进行数据挖掘 , 发现课程相 关知识点 中各种 隐藏的 关系以及 各知识 点学习更适用的方法 , 为教学和学生管理提供 决策 支持。
一
l — 42
系统 首先要 建 立课程 领 域知识 模型 和各 课程 相
关 系 ,主要 是为 了分 析对相 关 知识点 学 习的影 响和
关 的知识点的子本体。通过领域本体将各种不同的
数据转化为标准模式 ,确定要进行挖掘的目标和范 围, 选取合适的挖掘算法进行数据挖掘 , 对得到的结 果进行分析和评估 , 得到数据相关规则 , 最后把相关
收稿 日期 :0 1 0 2 2 1 — 9— 7
图 1 基 于本 体 的数据 挖掘模 型
作者简 介: 连利河 (9 3一) 男, 18 。 硕士研 究生 , 究方 向为 网络 多媒 体技 术及应 用; 研 通讯作者 : 林筑英 (9 8一) 女, 14 。 教授 , 研究方 向为网络多媒体与远程教育。
行为, 相关的约束 , 以及具体实践 。领域模型可通过
x 和数 据库来 实现 。 ml
2 数据挖掘
2 1 数 据 挖 掘 概 述 .
数据挖掘是为 了发现事先未知的规则和联系而 对大量数据进行选择 、 探索和建模的过程 , 目的在于 得到对数据库的拥有者来说清晰而有用的结果。
2 2 数 据挖 掘 工作 的流程 .
B s ) E— a 列表中提出的定义, “ ae 的 s mi l 即:本体是关 于共享概念的协议。共享概念包括对领域知识建模 的概念框架 、可互操作的系统通信协议和特定领域
教育数据挖掘技术在学生学习中的应用
教育数据挖掘技术在学生学习中的应用1. 引言教育数据挖掘技术(Educational Data Mining,简称EDM)作为数据挖掘技术的一种应用,旨在帮助教育工作者从海量的教育数据中提取有价值的信息,以指导学生学习和教学改进。
本文将探讨教育数据挖掘技术在学生学习中的应用,并分析其优势和挑战。
2. 教育数据挖掘技术概述教育数据挖掘技术是运用数据挖掘、机器学习和统计分析等方法,挖掘学生学习过程中所产生的各类数据,如学生作业成绩、课堂表现、在线学习行为等,从中发现有效的模式、规律和趋势,提供有针对性的学习指导和决策支持。
3. 学生学习分析通过教育数据挖掘技术,教育工作者可以对学生学习过程进行深入分析。
首先,可以根据学生的历史数据,预测学生未来的学习成绩和可能面临的困难。
其次,可以发现学生学习过程中的行为模式和学习风格,以便进行个性化的教学设计。
最后,可以通过分析学生的课堂表现和提交的作业,及时发现学生的学习困难和误区,提供针对性的辅导措施。
4. 课程改进与优化教育数据挖掘技术可以帮助教育工作者改进和优化教学过程。
通过对大量学生学习数据的分析,可以发现教学中的问题和瓶颈,及时调整教学策略。
同时,还可以对学生对不同教学内容的学习效果进行评估,有针对性地调整课程内容和教材选取,提高学生的学习效果。
5. 学习者建模教育数据挖掘技术可以通过学习者建模来帮助教育工作者更好地理解学生的学习过程和学习需求。
通过对学生的学习行为、学习动机和学习策略等方面的研究,可以建立学生的个性化学习模型。
这些模型可以为教育工作者提供指导,使他们在进行教学设计和学习支持时更加有效和个性化。
6. 教育数据挖掘技术的优势教育数据挖掘技术有以下几个优势。
首先,可以提供大规模、全面的学生学习数据分析,帮助教育工作者发现隐藏在数据背后的规律和趋势。
其次,可以实现个性化的学习和教学,根据学生的学习特点和需求进行有针对性的教学设计。
最后,可以提供决策支持,帮助教育工作者做出基于数据的优化决策,提高教学质量。
教育数据挖掘技术在学生学习评估中的应用
教育数据挖掘技术在学生学习评估中的应用随着信息技术的迅速发展,教育领域也逐渐意识到了利用数据挖掘技术来优化学生学习评估的重要性。
数据挖掘技术,作为从大量数据中挖掘出潜在信息的一种方法,具有广泛的应用前景。
而在教育领域,数据挖掘技术可以帮助教师和学校更加全面和准确地评估学生的学习情况,并制定针对性的教学方案。
首先,数据挖掘技术可以帮助教师分析学生的学习行为和学习习惯。
现如今,学生们的学习活动都离不开电子设备,许多教育软件和在线学习平台都会记录学生的学习轨迹和行为数据。
通过对这些数据进行挖掘,教师可以了解学生的学习偏好,如他们更喜欢何种学习方式,对哪些学科感兴趣等。
通过这些了解,教师可以有针对性地调整教学方式和内容,以提高学生的学习效果和积极性。
另一方面,数据挖掘技术还可以帮助教师分析学生的学习成绩和学习进度。
通过对学生成绩的数据进行挖掘,教师可以得到学生在各个知识点上的掌握程度和差距,从而判断教学的重点和难点。
同时,数据挖掘技术还可以将学生的学习进度和预期目标进行对比,帮助教师及时发现学习困难,采取相应的帮助措施。
通过对学生学习成绩和进度的分析,教师可以更好地指导学生,使他们能够更加有针对性地进行学习,提高学习效果。
此外,数据挖掘技术还可以帮助学校和教育管理部门进行教育政策的制定和评估。
通过对教育数据的挖掘,可以了解学生的整体学习水平和学校的整体教育质量,以便针对性地制定教育改革措施。
同时,数据挖掘技术还可以进行教育政策的效果评估,了解教育改革的成果和不足之处,以便及时进行调整和改进。
通过数据挖掘技术的应用,教育管理部门可以更好地了解教育现状,提出相应的政策措施,推动教育的进步。
然而,教育数据挖掘技术的应用也面临一些挑战和问题。
首先,教育数据的采集和整理需要大量的人力和资源投入。
每个学生的学习数据都需要被记录和分析,这需要学校和教师投入大量的时间和精力。
其次,教育数据挖掘技术的应用要求教师和学校具备一定的技术水平和数据分析能力。
基于大数据技术的教育数据挖掘技术研究及应用
基于大数据技术的教育数据挖掘技术研究及应用随着大数据时代的到来,数据挖掘技术在各个领域中得到广泛的应用。
其中,教育领域也不例外。
基于大数据技术的教育数据挖掘技术正逐渐成为教育界的热门研究领域,其应用将为教育工作者提供丰富、准确、详尽的数据和信息,帮助他们实现更有效的教学和学习。
本文将深入探讨基于大数据技术的教育数据挖掘技术的研究及其应用。
一、基于大数据技术的教育数据挖掘技术的研究现状在教育领域,数据挖掘技术已被广泛运用,这得益于互联网技术的发展和大规模教育资源的数字化。
教育数据挖掘技术将大数据技术与教育知识体系相结合,通过对学生、教师、课程、评价、资源等各方面的数据进行分析、挖掘和应用,帮助教育工作者更好地了解学生的学习状态及学习行为,发现问题并提供相应的解决方案。
目前,基于大数据技术的教育数据挖掘技术的研究已经逐渐展开。
国内外各高校和科研机构积极投入到这一领域的研究中,涉及到学生成绩预测、课程评价、个性化推荐、学生行为分析等多个方面。
其中,个性化推荐和学生行为分析被广泛应用于在线学习平台。
而学生成绩预测和课程评价的研究则更受重视,目的在于更准确地评估学生的学习效果和帮助教师优化教学。
二、基于大数据技术的教育数据挖掘技术的应用案例1. 学生行为分析学生行为分析是基于大数据技术的教育数据挖掘技术中的重要应用之一。
在线学习平台可以轻松收集大量学生学习数据,如视频观看时间、观看顺序、课程材料下载情况等。
通过学生行为数据的分析,可以了解学生的学习模式、学习状态、学习兴趣等,帮助教育工作者制定更适合学生特点的教学策略。
2. 学生成绩预测学生成绩预测是基于大数据技术的教育数据挖掘技术的一大应用。
学生成绩预测可以帮助教育工作者更准确地评估学生的学习效果,及时发现学生的学习问题并采取相应措施。
学生成绩预测的主要目的是通过分析学生的历史学习记录、作业成绩、考试成绩等数据,预测其未来的学习成绩以及可能存在的风险。
3. 课程评估课程评估是基于大数据技术的教育数据挖掘技术应用的另一个重点。
数据挖掘算法在学生成绩分析中的应用
数据挖掘算法在学生成绩分析中的应用随着教育的发展和技术的进步,学生成绩的分析和评估变得越来越重要。
学校和教育机构通过分析学生成绩,可以更好地了解学生的学习情况,并根据这些数据进行个性化教育和提供有针对性的支持。
数据挖掘算法作为处理大量学生成绩数据的强大工具,在学生成绩分析中发挥着重要的作用。
本文将介绍数据挖掘算法在学生成绩分析中的应用,并探讨其优势和挑战。
首先,数据挖掘算法可以帮助发现学生成绩数据中的隐藏模式和规律。
例如,关联规则算法可以用来寻找学生成绩之间的关联性。
通过分析学生的学科成绩,学校可以发现某些科目之间的关联,比如,数学和物理成绩高的学生更有可能在科学竞赛中取得好成绩。
这种分析结果可以为学校提供改进教学内容和方法的指导,以帮助学生更好地学习。
其次,数据挖掘算法还可以进行聚类分析,将学生根据其成绩表现分为不同的群组。
通过聚类分析,学校可以发现不同群组中学生的共同特点和学习特点。
例如,通过分析学生的数学和语文成绩,可以将学生分为优秀组、中等组和较差组。
这种分析结果可以为学校提供个性化教育和有针对性的辅导,帮助学生提高学习成绩。
另外,数据挖掘算法还可以用于预测学生成绩。
通过建立预测模型,学校可以预测学生未来的成绩表现。
这种预测可以帮助学校及时发现学习困难的学生,并提供针对性的支持和监督。
预测模型可以根据学生的历史成绩、学习时间和学习习惯等因素进行构建,从而预测学生在不同科目中的成绩表现。
这种预测对学生提出合理的学习要求和目标也具有重要意义。
数据挖掘算法在学生成绩分析中的应用虽然具有诸多优势,但也面临一些挑战。
首先,数据质量问题可能影响算法的准确性。
学生成绩数据可能存在错误、缺失或异常值,这些问题会对数据挖掘算法的分析结果造成影响。
因此,在应用数据挖掘算法之前,需要对数据进行预处理和清洗,以提高算法的可靠性和准确性。
其次,数据隐私问题也是一个需要关注的重要问题。
学生成绩数据属于个人隐私范畴,学校和教育机构在使用数据挖掘算法进行分析时,需要遵守相关的数据保护法律和规定,确保学生的隐私权益得到有效保护。
基于数据挖掘的学情分析研究
基于数据挖掘的学情分析研究学情分析是指通过对学生学习过程中产生的大量数据进行分析和挖掘,以获取对学生学习状况、学习行为、学习成果及学习难点等方面的深入了解和洞察。
基于数据挖掘的学情分析研究旨在利用数据挖掘技术,深入挖掘学生学习数据背后的信息,为教学改进、个性化教学、学习辅导等提供决策支持和科学依据。
以下是基于数据挖掘的学情分析研究的内容。
一、学习状况分析通过学习平台上学生的学习行为数据,可以对学生的学习状况进行分析。
例如,通过分析学生的学习时间、访问频率、学习任务完成情况等指标,可以了解学生的学习积极性和学习效果。
同时,还可以通过学习成绩、作业提交情况等数据,对学生的学习成果进行评估和分析,发现学生的学科优势和学科短板,为个性化学习提供科学依据。
二、学习行为分析学生的学习行为数据是学情分析的重要来源之一。
通过对学生在学习平台上的学习行为数据的挖掘和分析,可以了解学生的学习习惯、学习过程、学习策略等方面的信息。
例如,通过分析学生的学习路径和点击行为,可以发现学生在学习过程中的兴趣点和掌握程度。
通过分析学生的笔记记录和问题提问,可以发现学生的学习问题和困惑,为教师提供指导和辅导的线索。
三、学习难点分析学习难点对学生的学习有着重要的影响。
通过对学生学习数据的挖掘和分析,可以发现学生在学习过程中的难点和困惑。
例如,通过分析学生的错题数据和课后作业成绩,可以发现学生常犯的错误和易错的知识点。
通过分析学生的在线提问和问题反馈,可以发现学生在学习中遇到的问题和困惑。
这些分析结果可以为教师提供教学改进的方向和策略,帮助学生克服学习困难。
四、个性化学习分析基于数据挖掘的学情分析可以为个性化学习提供支持。
通过对学生学习数据的挖掘和分析,可以了解学生的学习特点、学习兴趣和学习能力,并根据不同学生的特点,为其提供个性化的学习服务。
例如,通过学习数据的挖掘和分析,可以为学生推荐适合其学习风格的教学内容和学习资源。
同时,还可以通过学习数据的挖掘和分析,为学生提供个性化的学习辅导和学习反馈,帮助学生充分发挥自身潜能。
数据挖掘技术在成绩分析中的应用
计 算机 科学 C o n s u me r E l e c t r o n i c s Ma g a z i n e 2 0 1 3 年 1 O月下
数据挖掘技术在成绩分析中的应用
吴 梨 梨
( 福州英华职业学院计算机 系,福 州 3 5 0 0 1 8 ) 摘 要 :在 学生成绩 管理 系统 中,学生成绩是一个重要的组成部分 , 体现 了教师 的教 学水平 以及 学生的学习情 况。 如何合理 利用这些成绩数据 ,从 中找 出能 够影 响成绩 高低 的因素,对提 高教 学质量有 着非常重要的作用 。利 用数据 挖 掘的关联规则算 法可以科 学的分析 出影 响成 绩变化 的主要 因素。 关键词 :成绩 分析 ;数据挖掘 ;关联 规则 中图分类号 :T P 3 1 1 . 1 3 文献标识码 :A 文章 编号 :1 6 7 4 — 7 7 1 2 ( 2 0 1 3 ) 2 0 — 0 1 1 2 — 0 1 随着高职 院校 的不断扩 招,生源质量 在下 降,生源 的数 量也在逐 步 出现 萎缩。在这种情 况下 ,如何有 效 的利用 现有 的教学 资源 ,改善教 学质量 ,使人才 的培养质 量得到进 一步 的提高,在 逆境中成长,是每一所高职院校面临 的重大挑战 。 目 前各个高职院校 的教务管理基 本上都是采用基于数据库 的教务管理系统软件。 教务软件在这么多年的应用中积累了大量 的数据, 学生的成绩信息在教务软件 的数据库中就大量的存在。 般情况下, 成绩数据仅仅只是作为一种备份数据存放于数据库 中, 大部分只是进行简单的查询修改操作等, 对于数据之间潜在 的联系, 影 响成绩 的因素等这些信息, 我们却无从得知, 并没有 做到充分的利用这些数据。 利用数据挖掘技术 , 我们可以从这些 成绩数据中挖 掘出可以指导我们教学的、 有意义 的信息, 主要表 现在:( 1 ) 可 以全面地认识学生 的学习状况。 对学生学习成绩的 全面分析, 不仅能够获得 学生学习的整体情况 , 还可 以了解学生 对具体课程 内容的掌握情况。( 2 ) 可以分析课程之间的相关性。 分析各个专业的核心课程, 可以了解学生对这些课程 的理解情况 , 以及学生在这 些课程 中的得分情况, 找出课程之间的联系, 还可 以对排课情况进行指导。( 3 ) 可 以分析入学成绩对在校学习情况 的影响。 跟踪学生在本专业的学习情况 , 结合入学的成绩 , 找出入 学成绩对专业相关课程 的影口 I 句 J 隋况 , 从而指导学生的专业学习。 数据挖掘的概念 与技术 ( 一 )什么 是数据挖 掘。数据挖掘 是一门涉及面很 广的 交叉学科 ,受到 了各种 不同领域 的专家学者 的关注,关于数据 挖掘的定义也有非常多种,但归纳起来数据挖掘主要就是从大 量的没有经过处理的数据 中发现未知的有价值的规律的过程 。 ( 二) 数 据挖掘的过程 。 数据挖 掘的过程一般 由五个 阶段 组成 : ( 1 ) 定义问题 , 明确数据挖掘的 目的是什么。 ( 2 ) 数据准备, 包括要选择什么样的数据以及对选择到的数据如何进行预处理 等。( 3 ) 数据挖掘 , 根据数据 的特点, 选择合适的数据挖掘算法, 在 已经处理过的数据上进行数据挖掘。( 4 ) 结果分析, 对数据挖 掘 的结果进行合理的解释, 给出能够被用户所接受的知识 。( 5 ) 知识运用, 将数 据挖掘出来 的结果应用到相应的领域中。 数据挖掘的过程并不是一个简单的按流程完成任务的过程 , 在数据挖掘的过程 中往往会出现循环往复, 精益求精的过程。 例 如, 在任务过程 中发现之前选择 的数据 不是很好或者对数据 的 预处理没有达到我们 的效果 , 那么这个 时候我们就需要重新对 数据进行选择或者重新对数据进行处理直 到达到我们 的效果。 ( 三 )常用 的数据挖掘方 法。数据挖掘 技术是一 门交叉 学科 ,充分结合 了人工智 能与机器学习的特 点,因此如聚类分 析,决策树 ,统计分析等在机器学习,模式识别,人工智能等 这些领域 中的一些常规技术经过改进,大部分都可以作为数据 挖掘 的方法进行使用 。模糊集方法 , 关联规则方法 ,遗传算法 , 神经 网络方法,覆盖正例排斥反例方法 ,决策树方法 ,统计分 析方法和粗集理 论方法等都是数据挖掘技术中常用 的方法 。 二、成绩分析 中的数据挖掘方法 成 绩分析 中主要是采 用关联规则算 法作为数据 挖掘 的方 法。关联是指两个或两个 以上 的事务 间存在着某种 的规 律性, 数据关联 是数据库 中普遍存 在的可被发现 且重要 的知识 。关
数据挖掘技术在学生成绩分析中的应用
数据挖掘技术在学生成绩分析中的应用作者:费建刚梁建国来源:《电脑知识与技术》2013年第24期摘要:数据挖掘技术应用广泛。
该文采用数据挖掘技术对我院学生成绩进行了分析,并探讨了其原因。
关键词:数据挖掘;成绩分析;数据处理中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)24-5391-03数据挖掘是按照既定目标,对大量数据进行探索和分析,揭示隐藏的、未知的或验证已知的规律性,并进一步将其模型化的有效方法[1]。
数据挖掘的常用方法有决策树、神经元网络技术、遗传算法、关联规则等。
决策树的典型应用是分类规则挖掘,国际上出现最早、最有影响的决策树方法是由Quiulan研制的ID3方法,在系统中采用此方法有美国的IDIS、法国的SIPINA、英国的Clementinc和澳大利亚的C5.0[2]。
神经元网络技术模拟人脑的神经元结构,完成类似统计学中的判别、回归、类聚等功能,是一种非线性的模型。
俄罗斯的Poly Analyst、美国的Brain Maker、Neurosell和OWL等以神经元为主导技术。
遗传算法是一种基于自然群体遗传演化机制的高效探索算法[3]。
美国的Gene Hunter使用遗传算法[4]。
关联规则挖掘是描述数据之间存在关系的规则,形式为A1∧A2∧...An→B1∧B2∧...Bn。
一般分为两个步骤:①求出大数据项集;②用大数据项集产生关联规则。
数据挖掘技术近年来在国内外发展迅猛。
我国的数据挖掘技术在理论上也有长足发展,但具体应用稍显不足[5]。
为了研究计算机专业学生的学习情况,探讨计算机专业学生各门课程之间的学习关联,该文选取我院计算机专业部分学生成绩使用数据挖掘技术进行分析。
并将分析结果应用于指导教学实践。
该文使用是数据挖掘方法属于关联规则挖掘方法。
数据挖掘工作的具体步骤如下:1 数据选取和预处理数据选取我院计算机专业在校生的基础课、专业基础课和专业课真实成绩。
基于数据挖掘的高校学生成绩预警状况分析
定义 1 设x I 且 x≠ , 项 目集 x在 事 务数 据 库 D上 的 支持 度 指 在 事 务 数 据 库 中包 含 项 目集 x 的
百分 比, 即S u p p o r t ( X ) =l 】 { t 仨 D l x t }l l /I I D l l 。 定义 2 设有关联规则 x Y, 所谓关联规则 的置信度 指在只包含 x的事务数 中包含 x和 Y的百分
数S 。
定 义 4 对给 定样 本 所 需 的期 望 信 息 : , ( s 。 , s , …, s )=
l 0 g “
其 中P 是类 c 的 概率 , 设 每 个 样本 具 有 相 同概 率 , 则P 可 以表 示 为 s 。 定义 5 设有 t 个 不 同值 的属性 , 根 据 属性 可 将 s分 为 t 个子 集 { S , s , …, S } , 设S i 是 某个 子 集 ,
再从各个子集中再次找出最高信息增益的属性 , 再进行划分 , 以此类推 , 直到所有子集 只含 同一类型数据。
数据挖掘比赛 学生成绩排名 数据集介绍
数据挖掘比赛是指利用数据挖掘技术,对给定的数据集进行分析和建模,以解决特定问题或预测特定结果的比赛。
这类比赛通常由相关领域的学术机构、企业或组织举办,旨在促进数据科学、机器学习和人工智能等领域的发展,以及挖掘并利用数据集中的信息来解决实际问题。
学生成绩排名是一个常见的实际问题,可以通过数据挖掘技术来对学生的学习情况进行分析和预测,以实现更科学、客观的排名。
在进行学生成绩排名的数据挖掘比赛时,首先需要一个合适的数据集,用于构建模型和进行分析。
数据集的选择对于比赛的结果至关重要,一个好的数据集应该具有以下特点:1. 数据质量高:数据完整、准确、无重复,能够真实反映学生成绩的情况;2. 数据量大:包含足够多的样本数据,以保证模型的训练和预测具有统计意义;3. 数据多样性:包含不同学科、不同年级或不同学校的学生成绩数据,以及其他与成绩相关的信息,以提高模型的泛化能力和适用性。
在比赛中,选手可以使用各种数据挖掘技术和机器学习算法来对数据集进行分析和建模。
下面列举了一些常用的技术和算法:1. 数据预处理:包括数据清洗、特征选择、特征变换等,以准备好的数据用于模型训练;2. 分类算法:如决策树、逻辑回归、支持向量机等,用于对学生成绩进行分类和预测;3. 聚类算法:如K均值聚类、层次聚类、密度聚类等,用于对学生进行分裙分析;4. 关联规则挖掘:用于发现学生成绩与其他因素之间的关联规则;5. 集成学习:如随机森林、梯度提升树等,用于提高模型预测的准确度和鲁棒性。
除了技术和算法,选手在比赛中还需要注重模型的评估和优化。
评估模型的好坏通常需要使用一些指标来衡量,如准确率、精确率、召回率、F1值等。
而模型的优化则需要不断调整算法参数、特征选择、模型融合等手段,以提高模型的性能和泛化能力。
通过数据挖掘技术进行学生成绩排名的比赛,需要选择合适的数据集、应用适当的技术和算法、注重模型评估和优化,才能取得好的成绩和实际应用效果。
教育训练过程数据挖掘与学习效果评估
教育训练过程数据挖掘与学习效果评估在当今信息爆炸的社会中,教育已经变得越来越重要。
对于教育领域中的训练过程数据的挖掘和学习效果的评估,成为了现代教育研究的重要课题。
数据挖掘技术的应用可以帮助教育工作者更好地理解学生的学习行为和学习特征,从而改进教育训练过程,提高学习效果。
一、数据挖掘在教育训练过程中的应用数据挖掘是从大量数据中发现隐藏在其中的有用信息和模式的过程。
在教育训练过程中,通过挖掘学生的学习行为数据、学习资源数据以及评估结果数据等,可以获得关于学生学习过程和学习效果的有用信息。
1. 学习行为数据挖掘学习行为数据包括学生在学习过程中的各种操作行为,如点击、浏览、提交、做题等。
通过对这些行为数据的挖掘,可以发现学生的学习习惯、学习兴趣以及学习行为模式,并可以进一步通过对比分析不同学生之间的差异,找出学习行为与学习效果之间的关联。
2. 学习资源数据挖掘学习资源数据包括学习材料、课件、视频等多种资源。
通过挖掘学生对于不同学习资源的选择和利用情况,可以了解学生对不同资源的偏好和使用效果,从而根据学生的需求和兴趣,优化教学资源的分配和推荐。
3. 评估结果数据挖掘评估结果数据是教育训练过程中的重要指标,包括考试成绩、作业完成情况、学习成果等。
通过对这些评估结果的挖掘,可以发现学生在不同知识点或学习任务上的优劣,并可以通过学习行为和学习资源的数据挖掘结果,找到影响学习效果的关键因素。
二、学习效果评估方法的改进学习效果评估是对学习过程和学习成果进行综合评价的过程。
传统的学习效果评估方法主要基于考试成绩和学科知识掌握程度,往往无法全面、客观地评估学生的学习效果。
基于数据挖掘的学习效果评估方法可以综合考虑学生的学习行为、学习资源利用情况和评估结果等多个方面的数据信息,进行更全面、准确的评估。
1. 基于数据挖掘的学习效果指标体系构建通过对学习行为、学习资源和评估结果数据的挖掘,可以构建一套基于数据的学习效果指标体系。
数据挖掘技术在高校学生成绩分析中的应用
数 据挖 掘技 术 是一种 以海量 数据 为基础 的有效 知识 挖
特 点 的教学 信息 是现代 科学化 教 学的 主要考虑 问题 。
助 高校 对现 有 的教 学 内容和 教学 计划 等进行 调 整或 重新 规 划 ,以便于 让 学生 更好 的利 用教 学资源 ,获得 更高 的教 学 质 量 。需要 说 明 的是 ,进行 数据 挖掘 时所 使用 的数 据信 息
中 图分 类 号:T P 3 1 1 . 1 3
集 算法 在 进 行数 据 挖掘 时 具有 以下几 点特 性 : ( 1 )该 算 法对 包含 噪 声的 、分类 不 明确 、具 有模 糊性 的数 据 分类 具 有很 好 的应 用效 果 。 ( 2 )相对 而 言 算法 更 加注 重 挖 掘 隐 藏在 数据 样 本 中的事 实 ,故按 照其 进行 的规 则更 信息化
数据挖掘技术在 高校学生成绩分析 中的应用
张勤, 刘 宇 /南京 邮 电大学
,
校 教育 中,学 生成 绩 能够 反 映学 生对 所 学 知
三 识的理解与掌握程度,是教师用于评估教学
I H ’ J效 果 的 主 要 依 据 之 一 。随 着 高 等 教 育 的普 及 ,现 代 高校 的教 学规 模逐 年扩 大 ,学 生数 量不 断增 加 , 影 响 学生学 习效果 的 因素从 以个 人 因素 为主 逐渐 拓 展到 多 种 因 素的综 合 作用 ,高 校 教务 管理 系统 中也积 累 了大量 的 学 生 数据 资源 。信 息 时代 中 ,数据 收集 、存 储 与处 理 已经 成 为推 动 社会 进步 的主 要 动力 之一 ,特 别 是在 目前 对教 学 方式 和学 习 内容依 赖性 较 强 高校教 育 中 ,如何 应用 先进 数 据分析算法从海量数据 中提取有价值的信息协助制定和完 善教 学决 策 ,帮助 学 生获 得更 具针 对性 ,更符 合个 人学 习
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28.1%
90.4%
[A5,I4] ⇒ C5
16.3%
85.3%
[A5,I3] ⇒ C5
11.1%
79.3%
[ I5,A2] ⇒ C2
10.3%
90.2%
[G1,L1] ⇒ C1
15%
95.3%
C5 ⇒ L5
25.0%
94.6%
L5 ⇒ A5
31.2%
91.2%
5.知识获取
对于所有的关联规则,本人重点分析学生内在因素对成绩的影响。可以发现上课座位位
G5
态度综合 A1
A2
A3
A4
A5
项目 事务
表 2 教师相关事务表
性别
职称
学历
教 副教
男女
讲师 本科 硕士 博士
授授
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
T8
行政职位
兼政 专 职
T9
T10
4.2 生成关联规则 采用 Apriori 递推算法[4] [5],对所有学生数据进行分析,本人主要统计有三个专业四个
Yi Xue- Ming (Information College of Guangdong Ocean University, ZhanJiang 524025, China) Abstract: A present, there are so much data around with us, and much information hide in the sea of data. So data ware house and data mining technology is applied widely. The author have practiced for a few years and collected many data. Using data ware house and data mining technology, author mined data of students’ scores and found many important correlation factors of scores. These factors provide some useful consult for teachers and managers. Key words: data warehouse; data mining; students’ score; association rule; apriori algorithm 1. 引言 近年来,为适应时代的发展,满足社会的需求,中国高等教育规模越来越大,正从精英 教育转向大众教育。在当前竞争日益激烈,就业形势日益严峻的大背景下,社会对大学生的 素质提出了更高的要求,大学生的技能、素质、就业问题等均成为社会的热点。所以如何培 养一个合格的大学生,关注学生成绩和能力,是所有高校教师所面临的问题。作者经过三年 的数据收集和准备,在收集大量的事实数据前提下,使用数据仓库和数据挖掘技术,建立雪 花型数据仓库模型,使用 Apriori 关联规则算法,对数百名学生的成绩进行综合挖掘,分析 发现一些重要信息和原因,为工作的展开提供一些理论和事实依据。 2. 数据仓库的建立 2.1 集市数据的收集和集成 数据分析是建立在大量的数据基础上,作者经过 3 年的数据收集和准备,收集了大量的 集市数据。集市数据来源于需求不同的部门,数据类型也各有千秋,先对其集成处理,将数 据集成到下面的几个关系表里。 (1)学生基础数据表 高中基础是大学的起跑线,高考成绩不仅反映学生的基础,同时在一定的程度上反映学 生学习习惯和态度。高考成绩数据表数据来源于学生高考原始成绩整理和录入。集成后的模 型为:学生基础表(学生编号,年龄,性别,高考分数)。 (2)大学考试成绩表 大学成绩数据来源于教学管理部门每学期成绩表,由于课程性质、学习时间等因素的不 同,必需将其整合和简化,去掉一些不需要的字段,同时构造“课程编号”字段。建立的模 型为:学生成绩表(学生编号,课程编号,成绩)。 (3) 学生智商数据表 学生智商表数据来源于对学生智商进行测试和统计,建立的数据模型为:学生智商表(学 生编号,测试 1,测试 2,学生评测)。数据来源于具体 IQ 测试软件进行测试得分[1] 。为了 数据更有说服力,使用两个测试软件,在规定的时间内进行测试,同时还组织同学进行评测,
学生信息维表
学生编号 性别 姓名 年龄 ...
事实表
学生编号 成绩键 教师键 态度键 智商值 基础值
成绩维表
成绩键 课程键 成绩值
课程维表
课程键 课程名 学期 性质 ...
教师信息维表
教师键 职称 学历 性别 ...
态度维表
态度键 座次健 作业统计 课外表现 课堂表现 综合值
座次维表
座次键 前5排 中5排 其它排
出勤率以实际到课率百分数值表示,作业率以实际统计百分数值表示。教室一般不超过
15 排,座位统计分别统计上课时坐在前 5 排(n1)、中间 5 排(n2)、其它排(n3)的实际 次数,并指定权值 Qi,其值分别为 1,0.7,0.3。同时也换成百分制分数,分别计为 L1、L2、 L3,按公式:Li=ni/N*100*Q (其中 i=1,2,3,N=n1+n2+n3)进行计算。最后座次得分 L 取 Li 的平均值。
考虑外部因素对学生的成绩也有影响,如环境、设备、教师等。经过多年的发展,全国 大部分高校的教学硬件和软件相当好,这些条件对所考查的学生来讲均是一样的,在此主要 考虑任课教师因素,建立教师信息,其数据来源于学校统计的教师的综合信息。同时建立课 程信息表。 2.2 雪花型模型数据仓库的建立
基于上面的讨论,建立如图 1 所示的数据仓库雪花型仓库模型[2]。每一门成绩作为考虑 样本,主要考虑样本的“成绩,基础、态度、智商、教师”等因素。由于“智商”和“基础” 是一个相对稳定的值,所以将其作为事实表的量度值,其余的作为维表的键[3]。
习态度的引导,强调课堂座次重要性,对于高考成绩不理想学生要及时鼓励,让其树立成功
的信心。同时对学校有关部门也有一定的参考价值,如上课合班人数的安排,教室大小建设
等方面均有很好的借鉴价值。当然文章分析不全面,对于学生的外在因素,如教师水平、教
学计划等方面没有作过多讨论。
本文作者创新点:经过几年一手数据收集,从上课座次到课内外态度,使用数据挖掘知
年级的学生数据,设定最小支持度为 0.10,最小可信度为 0.5,生成相关的频繁项集和关联
规则。这里只选择实践结果的部分关联规则进行说明。
关联规则(association rule) 支持度(support)
置信度 (confidence)
[B5,C5] ⇒ A5
16.2%
92.3%
[L5,A5] ⇒ C5
数据挖掘技术在学生成绩分析中的应用
易学明 (广东海洋大学信息学院,广东 湛江 524025) 摘要:目前,人们正被海量数据所淹没,大量的信息隐藏在数据的海洋中,正因为如此,数 据仓库和挖掘技术得到广泛应用。作者从工作实际出发,经过多年的实践和思考,在收集大 量数据前提下,使用数据仓库和数据挖掘知识对学生的成绩进行综合分析,找出影响学生成 绩的一些重要因素,为教师和管理者提供一些有价值的参考。 关键词:数据仓库;数据挖掘;学生成绩;关联规则;Apriori 算法 中国图书分类号:TP311.13 文献标识码:A Application of data mining technology in students’ scores investigation
表 1 学生相关事务表
等级
事 务
[0,40]
[40,60) [60,75) [75,85) [85,100]
项目
成绩
C1
C2
C3
C4
C5
基础
B1
B2
B3
B4
B5
智商
I1
I2
I3
I4
I5
座 次 L1
L2
L3
L4
L5
态 作 业 H1
H2
H3
H4
H5
度 出勤率 D1
D2
D3
D4
D5
课外表现 G1
G2
G3
G4
得分 M 按计算按公式:M=[m/h*100]进行计算。 (2)智商数据转换
智商测试分数大多数在百分左右,过高和过低的分数均较少,也进行百分制转换。和学
生高考分数处理方法一样,以最高分为满分,将每一个学生得分转换成百分制分数,记为 I。 (3)学习态度数据的转换
对学习态度统计考查项目进行“数字化”处理。计统计次数为 K,实际游戏或其它非学 习次数为 g,得分计为 G 按分式 G=(1-g/K)*100 公式进行计算。
[3]周虹.电信数据仓库设计[J].微计算机信息,2009,2-3:174-175。
[4] Jiawei Han Micheline Kamber(加),范明 孟小峰译 数据挖掘概念与技术[M].北京:机械
工业出版社,2003:70-95 151-157
[5]姜晚云,胡学钢.关联规则挖掘在学生成绩管理中的应用[J].安庆师范学院学报(自然科
学版)2006,20-21
作者简介:易学明(1971-),男,湖北黄冈人,讲师,硕士研究生,研究方向为数据库、数
据仓库、数据挖掘及应用。
Biography: Yi Xue- Ming(1971-), male, ying shan county, Hubei province, lecturer, master,
于少数学生没有考试的空数据作不处理标记。
3.3 离散化处理 对百分制分数进行离散化处理,将百分制分数按成绩考核等级分成五个等级。参照表 1。
4.数据挖掘 4.1 事务数据库生成
对数据仓库中事实表的一个数据记录项作为一个事务,并对其进行维度下钻,对每一个