基于食堂消費記錄的特困學生挖掘方法

摘要：如何挖掘高校中特別困難學生的信息是高校學生資助工作的一項重要內容，為了在不影響學生自尊心前提下更好地發現高校中的特困學生，利用學校食堂后臺刷卡記錄，采用正態分布理論，構建了特困學生的挖掘模型。經實驗檢驗該模型判定的正確率為82.6%，還新挖掘出了特困生總數2.79%的特困學生。為學校特困學生的認定提供了重要的科學依據。

關鍵詞：食堂刷卡記錄；正態分布；特困學生

一、引言

隨著高等教育的發展，貧困地區和貧困家庭的孩子進入大學人數越來越多，據教育部的統計數據，截至2013年，全國高校貧困學生已經達到500余萬，高校中的貧困學生比例已經高達20%，其中特困學生的比例達到總在校人數的5%以上。貧困生的資助工作也成各高校的一項重要的學生工作。

由于種種原因，各高校在貧困學生的認定和資助工作中，還存在很多問題。

1. 高校學生的貧困認定一般以學生在戶籍所在地村委、鄉鎮政府或民政部門出據的相關證明材料為主要的依據之一，而這些證明材料中的數據往往以相關人員的主觀為主，缺乏可信度。

2. 特困和一般貧困的界限不清楚，很多學校以劃分比例或設定名額的方式進行“推選”，從而使特困生的認定結果在不同院系存在很大差異，最終認定的特困生不一定特困，而真正特困的學生有可能沒有被發現。

3. 很多學生為了獲得資助每當進行貧困認定時就哭窮，卻拿著貧困資助的錢去進行請客吃喝等非貧困的消費，而學生相關部和老師每年只是按程序進行了相關貧困生的認定和資助工作，對特困學生的日常生活方面缺乏較合理的跟蹤手段，不能及時發現真假特困生。

然而，學校食堂是學生在校期間的主要餐飲消費場所，信息時代學生的餐飲消費被全部記錄，而學生食堂的消費最能體現學生的消費情況，并反映到該學生的經濟情況。

二、研究現狀

貧困生的認定工作是高校貧困生資助中最重要的工作之一，貧困的認定標準制定、認定流程和認定方法等都有不少學者進行了研究。黃永斌提出了高校自身認定法、在校消費水平認定法和綜合認定法等三種方法；畢鶴霞等將校園判定與生源地判定相結合的方法，構建了貧困生的判定體系；葛超從貧困生證明真假難辨、貧困生的認定標準難以制定和認定方法的不科學性等三個方面分析的貧困生認定工作的難點，同時提出了完美相關法制、建立貧困生信息共享平臺和改進貧困生認定手段等機制和措施；岑道權將學生的生活費支出、家庭人均收入、繳納學費等方面相結合來完美貧困生的資助體系；肖蕾等從學生家庭真實經濟情況、學生的人際關系對貧困認定的影響、國家無償資助造成學生騙取資助現象等方面提出了完美家庭經濟情況的審核、加強誠信教育和誠信檔案建設，改變無償性資助的現狀等有效措施。

以上這些研究主要從貧困生的認定困難性、貧困生認定的判定體系和貧困相關政策等方面進行了研究，而尚無從所有學生中發現真正的貧困學生的研究成果。

陳曉等利用高校中的學生信息、學生家庭成員信息、學生家庭經濟狀況信息、成績信息、月消費信息、助學貸款信息和貧困生申請表等學生多方面的信息，構建加權約束的決策樹，用于提高貧困生的認定效率。該作者的研究綜合了高校中幾乎與學生有關的信息偷出，綜合考慮學生的所有情況，但就學生的真正貧困情況而言并不具體深入。

綜合以上情況，本文將以學生食堂消費記錄為依據，采用正態分布理論，構建基于學生食堂消費記錄的特困學生挖掘模型，從學生日常的餐飲消費記錄中挖掘出真正需要資助的特困學生，也可以從中發現假的特困學生。為高等學校的特困學生認定和資助提供科學的參考依據。

三、特困生挖掘模型

由于高等學校是開放式辦學，學生在校期間相對比較自由，因此學校并未要求學生必須要去學校食堂就餐，為挖掘特困學生，由于校外消費均遠高于校內學生食堂，所以，假設特困學生絕大多數時間都在學校食堂就餐。

為衡量學生在學校食堂就餐的情況，列出單個學生在校就餐消費均值、全體學生食堂就餐消費均值和方差的定義。

定義1：設全校共有M個學生在食堂就餐，學生xi在校食堂總消費次數為Ni，每次消費金額為hi，單個學生的消費均值記為μi，全體學生的消費均值記為μ，全體學生的消費方差記為μ則有

μi=hi（1）

μ=Ei（2）

σ2=（μi-μ）2（3）

為了界定特別困難學生與其它學生的區別，列出學生消費閾值的定義。

定義2：設食堂消費記錄采樣天數為N，把學生的消費次數閾值記為N0，則有

N0=λN（4）

其中λ表示均值消費次數閾值系數，用于限制只有在食堂消費次數達到一定數量的學生才參與貧困生的判定。

為了使用離群點的理論來研究特困學生的挖掘方法，下面給出離群點的定義。

假設每個學生就餐的消費均值服從正態分布（如圖1所示），記為N（μ，σ2），從圖中可以看出，X軸上μ左右兩側各1σ 間的面積為68.27%，各 1.96σ間的面積為95.00%，各2.58σ間的面積為99.00%。

定義3：根據正態分布規律，將低于全體學生均值γσ的部分學生定義為特困學生。

根據（1）、（2）、（3）、（4）式和定義3，設學生xi每月在食堂消費的次數為Ni，每次的平均消費額為ui，則可構建特困學生判定模型如下：

f（xi）=1 Ni≥N0且μi≤μ-γσ

0 其它（5）

上述式中，f（x）=1表示學生x為特困學生，f（x）=0，則表示該學生不是特困學生。

四、實驗分析

根據實驗需要，某普通高等學校食堂后臺采集到2014年2月26日至5月8日共71天的學生就餐刷卡記錄739029條，由于食堂消費普通不高，因此先將單次消費高于20元的記錄作為噪聲去掉，經過去噪后有效記錄為737252條。

預處理后的數據進行以刷卡賬號為分組依據分別統計其刷卡次數和平均刷卡消費金額，得到7792人的相關信息，這也與該校的在校生人數基本相符，然后畫出其散點圖如圖2所示。

從統計數據可知，在圖2中有5521名學生在食堂就餐的次數低于每天2次，即λ取值為2，根據前面的假設，這部分學生對于計算并無意義，將這些學的數據進刪除后只剩下2271名學生的消費情況。將這些學生的平均消費金額進行統計后得到如下的圖3所示。

從圖3可以看出，平均每次刷卡消費的金額主要集中在1元至4元之間，整體基本滿足正態分布。

因為全部學生人數為7792人，經過清洗后剩余學生2271人，按全體學生的5%來挖掘特困學生，則應找出389名學生，其占經過去噪處理后2271名學生的17.1%。根據圖1可知， γ≈0.89，經過統計可知2271名學生的單次消費均值μ為2.382元，方差σ為0.634元，因此，根據（5）式可得特困學生的判定模型為

f（xi）=1，Ni≥142且μi≤2.382-0.562

0，其它（6）

最后使用散點圖顯示（6）式的特困學生判定結果如圖4所示。

在圖4中紅色橫線以下部分，共394人即為挖掘出來的特困學生。經過與該校學生資助管理中心提供的2014年5月全校特困學生數據對比，發現特困學生的判定正確率為82.6%。另有2.79%共11人新挖掘出的特困生經過核實確認為原未被認定的特困學生。同時發現了該校某學院2011級預科有一名非常特殊的學生，其平均每天的生活費用為6.06元。后經調查核實，該生的確因家庭情況特殊，生活費用非常有限。

五、結語

本文針對當前特困學生的認定中存在的問題，利用學校食堂后臺的學生刷卡消費記錄，利用正態分布理論構建了特困學生的挖掘模型，為特困學生的認定工作帶來科學的決策數據，取得了一定的成果。但是，由于高校中男女生在飲食上消費的特點不同、體育等體能消耗較大的專業學生也有不同的較大的區別，這些都將是下一步需要研究的內容。

參考文獻：

[1]黃永斌.新形勢下高校貧困生認定及資助模式探析[J].合肥工業大學學報（社會科學版），2010（02）.

[2]畢鶴霞，沈紅.貧困生判定的難點與認定方法探究[J].高校探索，2008（05）.

[3]葛超.論高校貧困生認定工作中的難點及對策[J].中國電力教育，2012（02）.

[4]岑道權.高校貧困生認定的難點及對策探析[J].陜西理工學院學報（社會科學版），2007（04）.

*基金項目：貴州省2014年大學生創新創業訓練計劃項目（20141066801）。

（作者單位：貴州工程應用技術學院。張仕學為本文通訊作者）