利用Apriori算法對醫(yī)學生成績進行課程關(guān)聯(lián)性分析

牛猛

（皖南醫(yī)學院 教務(wù)處，安徽 蕪湖 241002）

高校醫(yī)學生的培養(yǎng)方案，其課程的設(shè)置，是按照公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課的先后順序來安排的。從內(nèi)容上來說，公共基礎(chǔ)課是專業(yè)基礎(chǔ)課的基礎(chǔ)，專業(yè)基礎(chǔ)課是專業(yè)課的基礎(chǔ)；從學習效果上說，公共基礎(chǔ)課的學習效果對專業(yè)基礎(chǔ)課的學習有很大的影響，專業(yè)基礎(chǔ)課的學習效果對專業(yè)課的學習有很大的影響，前期開設(shè)的專業(yè)課的學習效果對與之有關(guān)聯(lián)的后期開設(shè)的專業(yè)課的學習也有很大的影響。

本文將從具體的課程關(guān)聯(lián)上，對醫(yī)學生成績進行分析，利用 Apriori算法對同一專業(yè)的課程成績進行關(guān)聯(lián)規(guī)則[1]挖掘：挖掘出有一定關(guān)聯(lián)的公共基礎(chǔ)課程成績對專業(yè)基礎(chǔ)課程成績的影響；有一定關(guān)聯(lián)的專業(yè)基礎(chǔ)課程成績對專業(yè)課程成績的影響；有一定關(guān)聯(lián)的專業(yè)課程成績對后續(xù)專業(yè)課程成績的影響。用挖掘出的規(guī)律反饋教學過程，在輔助教學決策、提高教師教學質(zhì)量和增加學生學習效果等方面都能給出指導性意見。

一、公共基礎(chǔ)課成績對專業(yè)基礎(chǔ)課成績的影響

以我校2008級臨床醫(yī)學專業(yè)學生學習基礎(chǔ)化學和生物化學為例，基礎(chǔ)化學，作為公共基礎(chǔ)課，是學習生物化學這門專業(yè)課的基礎(chǔ)。從教務(wù)系統(tǒng)中導出2008級臨床醫(yī)學專業(yè)的學生基本情況表，共 821人，包含學號、姓名、性別、院系、當前所在級、學籍狀態(tài)、專業(yè)、班級、身份證號等共53個字段；導出2008級臨床醫(yī)學專業(yè)包含基礎(chǔ)化學和生物化學的學生成績表，其中基礎(chǔ)化學共 824條記錄，生物化學共824條記錄，包含學年、學期、課程名稱、考核方式、成績、學分、當前所在級、專業(yè)、班級名稱、學號、姓名、課程性質(zhì)、課程類型等共22個字段。

然后，對導出的原始數(shù)據(jù)進行修改，如增加或刪除字段，增加或刪除記錄，將不同數(shù)據(jù)表連接至同一個數(shù)據(jù)挖掘庫中[2]。將學生基本情況與成績表中的學號、專業(yè)、基礎(chǔ)化學成績和生物化學成績這 4個字段導出生成用于挖掘的學生成績挖掘表1，其記錄共有820條，如表1-1所示。

表1-1 完成數(shù)據(jù)預處理的學生成績挖掘表1

之后，根據(jù) Apriori算法的要求，對學生成績挖掘表 1中的成績進行離散化。將平均成績按大于或等于75分（優(yōu)良）、小于75分（一般）分別劃分成“1”、“0”，分別表示學習成績?yōu)閮?yōu)良和學習成績?yōu)橐话慵耙韵拢绫?1-2所示。

表1-2 完成數(shù)據(jù)離散化的學生成績挖掘表2

之后，給定 min_sup[3]為 0.2，min_conf[4]為0.5，再通過Apriori算法挖掘所有的頻繁項集[5]，如表1-3所示。

表1-3 從學生成績挖掘表2中挖掘出的頻繁項集

最后，計算最終頻繁項集的所有非空子集的置信度，刪除小于min_conf的記錄，確定模型，生成關(guān)聯(lián)規(guī)則[6]，如表1-4所示。

表1-4 從學生成績挖掘表2中挖掘出的關(guān)聯(lián)規(guī)則

通過挖掘的關(guān)聯(lián)規(guī)則，我們可以發(fā)現(xiàn)下述關(guān)系：

學生的基礎(chǔ)化學成績，對學生的生物化學成績有很重要的影響，基礎(chǔ)化學成績是優(yōu)良的，其生物化學成績在非常大程度上都是優(yōu)良的。但基礎(chǔ)化學成績并非絕對因素，基礎(chǔ)化學成績是一般的學生，通過努力學習，有一些都能夠獲得優(yōu)良的生物化學成績。

根據(jù)上述關(guān)系，我們可以得出如下結(jié)論：

基礎(chǔ)化學屬于公共基礎(chǔ)課，生物化學屬于專業(yè)基礎(chǔ)課，并且基礎(chǔ)化學這門公共基礎(chǔ)課是學習生物化學這門專業(yè)基礎(chǔ)課的基礎(chǔ)。對于同一專業(yè)，有一定關(guān)聯(lián)的公共基礎(chǔ)課成績對專業(yè)基礎(chǔ)課成績有非常大的影響。

二、專業(yè)基礎(chǔ)課成績對專業(yè)課成績的影響

分析同一專業(yè)，有一定關(guān)聯(lián)的專業(yè)基礎(chǔ)課成績對專業(yè)課成績的影響。以2008級臨床醫(yī)學專業(yè)學生學習生理學和內(nèi)科學為例，生理學，作為專業(yè)基礎(chǔ)課，是學習內(nèi)科學這門專業(yè)課的基礎(chǔ)。

按照之前的方法，將2008級臨床醫(yī)學專業(yè)的學生基本情況表與生理學成績表和內(nèi)科學成績表連接至同一個數(shù)據(jù)挖掘庫中，并將學號、專業(yè)、生理學和內(nèi)科學成績這 4個字段導出生成用于挖掘的學生成績挖掘表 3，其記錄共有820條，如表2-1所示。

表2-1 完成數(shù)據(jù)預處理的學生成績挖掘表3

之后，按照成績是否大于或等于75分進行離散化，如表2-2所示。

表2-2 完成數(shù)據(jù)離散化的學生成績挖掘表4

之后，按照 min_sup為 0.2，min_conf為0.5挖掘所有的頻繁項集，如表2-3所示。

表2-3 從學生成績挖掘表4中挖掘出的頻繁項集

最后，計算最終頻繁項集的所有非空子集的置信度，刪除小于min_conf的記錄，確定模型，生成關(guān)聯(lián)規(guī)則，如表2-4所示。

表2-4 從學生成績挖掘表4中挖掘出的關(guān)聯(lián)規(guī)則

通過挖掘的關(guān)聯(lián)規(guī)則，我們可以發(fā)現(xiàn)下述關(guān)系：

學生的生理學成績，對學生的內(nèi)科學成績有很重要的影響，生理學成績是優(yōu)良的，其內(nèi)科學成績在非常大程度上都是優(yōu)良的。但生理學成績并非絕對因素，生理學成績是一般的學生，通過努力學習，有一些都能夠獲得優(yōu)良的內(nèi)科學成績。

根據(jù)上述關(guān)系，我們可以得出如下結(jié)論：

生理學屬于專業(yè)基礎(chǔ)課，內(nèi)科學屬于專業(yè)課，并且生理學這門專業(yè)基礎(chǔ)課是學習內(nèi)科學這門專業(yè)課的基礎(chǔ)。對于同一專業(yè)，有一定關(guān)聯(lián)的專業(yè)基礎(chǔ)課成績對專業(yè)課成績有非常大的影響。

三、專業(yè)課成績對專業(yè)課成績的影響

分析同一專業(yè)，有一定關(guān)聯(lián)的專業(yè)課成績對專業(yè)課成績的影響。以2008級臨床醫(yī)學專業(yè)學生學習手術(shù)學和外科學為例，雖同為專業(yè)課，但手術(shù)學是學習外科學的基礎(chǔ)。

按照之前的方法，將2008級臨床醫(yī)學專業(yè)的學生基本情況表與手術(shù)學成績表和外科學成績表連接至同一個數(shù)據(jù)挖掘庫中，并將學號、專業(yè)、生理學和內(nèi)科學成績這 4個字段導出生成用于挖掘的學生成績挖掘表 5，其記錄共有820條，如表3-1所示。

表3-1 完成數(shù)據(jù)預處理的學生成績挖掘表5

之后，按照成績是否大于或等于75分進行離散化，如表3-2所示。

表3-2 完成數(shù)據(jù)離散化的學生成績挖掘表6

之后，按照 min_sup為 0.2，min_conf為0.5挖掘所有的頻繁項集，如表3-3所示。

表3-3 從學生成績挖掘表6中挖掘出的頻繁項集

最后，計算最終頻繁項集的所有非空子集的置信度，刪除小于min_conf的記錄，確定模型，生成關(guān)聯(lián)規(guī)則，如表3-4所示。

表3-4 從學生成績挖掘表6中挖掘出的關(guān)聯(lián)規(guī)則

通過挖掘的關(guān)聯(lián)規(guī)則，我們可以發(fā)現(xiàn)下述關(guān)系

學生的手術(shù)學成績，對學生的外科學成績有很重要的影響，手術(shù)學成績是優(yōu)良的，其外科學成績在非常大程度上都是優(yōu)良的。但手術(shù)學成績并非絕對因素，手術(shù)學成績是一般的學生，通過努力學習，有一些都能夠獲得優(yōu)良的外科學成績。

根據(jù)上述關(guān)系，我們可以得出如下結(jié)論：

手術(shù)學、外科學均屬于專業(yè)課，并且手術(shù)學是學習外科學的基礎(chǔ)。對于同一專業(yè)，相互之間有關(guān)聯(lián)的先授課的專業(yè)課成績對后授課的專業(yè)課成績有非常大的影響。

四、總結(jié)

將之前挖掘出的規(guī)律反饋給授課的教師和聽課的學生，得到他們的認同。因此，教師和學生均要注意課程之間的關(guān)聯(lián)，在講授、學習課程的時候，要及時聯(lián)系、復習與之關(guān)聯(lián)的前期相關(guān)課程，這樣互相促進，對提高教師的教學質(zhì)量和增加學生的學習效果有重要的指導意義。這樣的規(guī)律，對于教學管理部門來說，在專業(yè)建設(shè)、培養(yǎng)方案制定、課程設(shè)置、輔助教學決策等方面具有重要的指導意義。

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