基于大數據的高校學風建設的分析與研究

王瑜晗 王乙如 劉超富 秦曉博 張子康 宋瑩

摘要：高校的學風建設是高校辦學目標中的重點建設對象，是體現高校辦學質量的重要所在。這篇文章正以北京信息科技大學的學風基礎數據為例，從不同維度對基礎數據進行統計分析、計算及比較，發現和挖掘影響學風建設的各種因素，提出有利于學風建設的建議。

關鍵詞：大數據;學風建設;關聯分析

中圖分類號：G641 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）11-0188-04

0 引言

近年來，隨著“大數據”成為互聯網信息技術行業的流行詞匯，教育逐漸被認為是大數據可以大有作為的一個重要應用領域。利用大數據對學生的數據進行分析，挖掘，可以得出有利于高校學風建設的信息與知識，探索加強和改進學風建設的有效途徑，為高校教學提供決策，推進教育教學改革，提高學生的教育培養質量。此外，優良學風是進行教育改革的前提條件，加強學風建設更是教育改革深入進行的需要，但當前高校學風建設仍存在很多問題。

首先是理想和現實的落差，一些學生由于盲目報考專業以及入校后專業選擇上的限制，使許多學生往往學非所愿、學非所長，這些使他們消極苦悶、缺乏學習動力。其次是不能盡快適應大學的環境和學習方式。部分學生不能夠盡快適應從高中到大學的角色轉變，不知如何合理規劃自己的生活，從而影響學習。再者是缺乏持之以恒、勤奮刻苦的學習精神，脫離了家長和老師束縛的大學生難免會放松對自己的要求。最后是學習目的不明確，學習態度不端正，功利性太強。有些學生缺乏人生目標和理想信念，對自己的大學生活沒有合理的規劃，沒有明確的學習目的，導致學習動力不足，與他人差距越來越大。

本項目主要是以本學校數據為主，在了解其他學校數據的基礎上，對學生的一些數據進行分析、挖掘得出結論，提出一些加強和改進高校學風建設的指導意見，為高素質人才培養打好基礎，促進高校人才培養的特色建設、品牌建設，以及人才培養質量的不斷提升。

1 高校學風數據的獲取與預處理

1.1 影響因素的確定

學風建設是一所學校發展的重中之重，基于當前大學生的學風問題，我們構建了科學、全面、合理的評價模型，遵循科學性、導向性、全面性、可行性、發展性等原則，確定了評價體系的各個指標要素：學校排名情況、出勤率、人均學習時間、圖書館借閱情況、參加社團情況。

1.2 數據采集

我們通過進入各大高校調研、對同學們發放調查問卷以及向相關老師獲取數據等方法進行數據的采集，對于采集不到足夠數據的情況，我們隨機抽取現有數據進行復制，獲得足夠大的數據量，保證結果的準確度，我們發出問卷1800份，實際有效問卷1748份，此外我們還利用Python作為處理工具，收集到了各大高校的排名情況。

1.3 數據清洗

本項目的預處理選擇Python作為數據處理工具，首先查看元數據即調查問卷中我們所收集到的信息，另外是隨機抽取一部分的數據，通過人工查看的方式，對數據本身做一個比較直觀的了解，并且初步發現一些問題，為之后的數據做準備。

其次抽取部分數據進行刪除錯誤字段來構建模型，模型效果達到預期效果后，再在整體數據中進行刪除錯誤字段的操作，以免效果不理想對數據進行損壞出現誤差。

然后進行對異常值的處理，通過各項頻數分析判斷是否存在異常值，當項目發現存在異常值之后，項目對各項數據分別求出其標準差，設定與平均值的偏差超過三倍標準差的值為異常值，對于檢測出來的異常值，項目采用了填補法，即處理掉異常值并在相應位置隨機填補平均值、中位數或眾數。

最后項目根據各個學校的綜合情況，將所有學校分成三組，如表1為數據清洗部分結果。

2 數據關聯分析及可視化

2.1 關聯分析法

因為本項目中有多個因素，關聯分析能更好的分析各個因素之間的關系，作出對數據中變量之間關系的最佳解釋，本項目計算了支持度，置信度，提升度，確信度。計算支持度的意義在于，預判這條規則是否值得繼續挖掘，支持度越高，這些項出現的越頻繁，這暗示了他們可能蘊藏著的值得挖掘并利用的關聯規則;置信度反映了這條規則的可靠程度，但是置信度存在一個盲點，就是沒有考慮到規則后繼單獨發生的概率，所以，本項目又選擇了提升度，提升度越高，這條關聯規則越有潛在意義，一般情況下使用支持度，置信度，提升度作為參考，當然也會參照確信度。

2.2 Apriori算法

由于Apriori算法原理簡單，容易被人理解，易于并行化，對大數據有優勢，而且算法結果可以在實踐中直接使用，因此項目采取了Apriori算法進行關聯分析。

（1）構建模型。

1）發現頻繁項集。

①找出頻繁“1項集”的集合，該集合記作L1，L1用于找頻繁“2項集”的集合L2，而L2用于找L3，如此下去，直到不能找到“K項集”，找每個Lk都需要一次數據庫掃描。

②連接步和剪枝步，連接步是自連接，原則是保證前k-2項相同，并按照字典順序連接。剪枝步是使任一頻繁項集的所有非空子集也必須是頻繁的。反之，如果某個候選的非空子集不是頻繁的，那么該候選肯定不是頻繁的，從而可以將其刪除。

③重復以上步驟直到不能發現更大的頻集。

2）產生關聯規則，根據前面提到的置信度的定義，關聯規則的產生如下：

①對于每個頻繁項集L，產生L的所有非空子集;

②同時滿足最小支持度閾值和最小置信度閾值的規則為強規則。

（2）我們以社團活動對自己的影響和一學期去圖書館借閱圖書次數關系為例，大致流程如下：

1）首先掃描數據庫，計算社團活動對自己的影響和一學期去圖書館借閱圖書次數的每個選項的支持度得到候選項集C1，如表2，然后比較產生L1，進行連接，得到候選項集C2，如表3;

2）設定一個支持度閾值k為 0.100，支持度大于等于0.100的為高頻項集，反之為低頻項集，對C2進行掃描比較產生L2，得出高頻項集為{提高個人素養，4-7}=0.176，{豐富課余生活，4-7}=0.118，{提高個人素養，8-11}=0.103，{效果不明顯，8-11}=0.105;

3）設定一個置信度閾值為0.400，置信度越高，A出現與B出現的關系較大，計算置信度后得到表4，得出關系較大的為{提高個人素養，0-3}=0.918，{豐富課余生活，0-3}=0.985，{效果不明顯，0-3}=0.496，{提高個人素養，4-7}=0.468，{豐富課余生活，12及以上}=0.420;

4）同時滿足最小支持度閾值和最小置信度閾值的規則為強規則，參照表5的提升度和表6的確信度得出：（效果不明顯，8-11）、（提高個人素養，4-7）關系較大。

（3）根據以上事例采用的算法可得出：

1）第一部分和第二部分學校的學生以“提高個人素養為目的參加社團活動”和“去圖書館借閱圖書4-7次”關系較大，第三組各因素之間均無較大關聯。

2）第一部分學校的學生“以提高個人素養為目的參加社團活動”與“學校的硬件措施完全滿足教學要求”有較大關聯;第二部分和第三部分學校認為“社團活動對自己的影響不明顯”和“學校硬件措施勉強滿足教學要求”有較大關聯。

3）第一部分學校學生認為“學校的硬件設計基本滿足教學要求”與“一學期去圖書館借閱圖書4-7次”關聯較大;第二部分和第三部分學校學生認為“學校的硬件設計勉強滿足教學要求”與“一學期去圖書館借閱圖書0-3次”關聯較大。

4）第一部分學校學生“每周每天上自習”與“課堂出勤都不錯”關聯較大，“時常上自習”與“課堂出勤考試課高考查課低”關聯較大;第二部分“時常上自習”與“偏理科目高，偏文科目低”關聯較大，“偶爾上自習”與“各課程出勤都不錯”關聯較大;第三部分“時常上自習”與“考試科目高考查科目低”關聯較大。

5）第一部分學校學生“每周每天上自習”與“績點3-5”關聯較大，“視心情身體狀況而定”與“績點1-2”關聯較大;第二部分學校學生“偶爾上自習”與“績點3-4”關聯較大，“視心情身體狀況而定”與“績點1-2”關聯較大;但第三部分各因素之間關聯均不大。

6）第一部分“各課程出勤都不錯”與“績點3-5”關聯情況較大，“偏理科目出勤高，偏文科目出勤低”與“績點2-3”關聯較大;第二部分“各課程出勤都不錯”、“各課堂出勤勉勉強強，亟待提高”與“績點3-5”關聯情況較大，“偏文科目出勤高，偏理科目出勤低”與“績點2-3”關聯較大;第三部分“各課堂出勤勉勉強強，亟待提高”與“績點4-5”關聯情況較大，“偏文科目出勤高，偏理科目出勤低”與“績點1-2”關聯較大。

2.3 可視化

以高校學生績點情況為例，利用Python進行可視化展示如圖1、圖2、表7、表8。

本部分主要是利用前面得到的分析結果，利用可視化工具，協助數據分析得出結果，有助于與各種數據的橫縱向比較，得出分析結論，提出更有效的改進學風的各種意見。

2.4 結果分析

經過以上數據分析和可視化，我們得出以下結論：

在學風建設中，影響高校學風建設的因素可以分為內部因素和外部因素，內部因素是指學生的自身情況，如出勤率，學習情況，自習情況等，外部因素是指學校的條件，如學校硬件措施，學校管理等，經過綜合分析，我們得出，學風建設由老師，學生，與學校的硬件措施以及學校舉辦相應的活動共同決定，經過數據分析，得出內部因素占比33.2%，即學生自身問題（33.2%），外部因素占比66.8%，其中校園文化氛圍（24.5%），學校管理（18.6%），教師的影響（14.7%），其他（9%）。

在社團建設方面：部分學校不重視社團，參與社團建設較少導致社團建設管理工作“松散化”，領導層面的不重視直接導致學校老師的不重視，社團的工作開展困難，使得學生在社團沒有參與感，這不利于學風的建設。

在圖書館建設方面：部分學校硬件比較全面，對圖書館的建設比較重視，學生則可以得到很多資源;部分學校設施不太全面，管理不到位，使得圖書館沒有更好的為學生服務。

在出勤率，自習情況與績點方面：部分學校高校看重科研成果而輕視基本教學，導致許多教師把重點放在科研上，對教學不夠重視，使得許多學生對學習不夠重視，許多學校為了更好地利用教師和教室資源，通常采取上大課的形式，這樣就難以保證課堂出勤率。而有的學校較重視課堂出勤率，采取了一些提高出勤率的方法，如教師隨機點名，學生聽課情況較好，績點較高;但考慮到各學校文理側重點方面，因此各部分學校文理科出勤情況不同;對于自習，部分學校較重視學生自習情況，學生自習次數多，掌握的知識多，績點較高，但是部分學生自制力較差，不能經常自習，績點較低;部分學校學生自制力較差，自習時間過于分散，但是在績點方面還要考慮到學校與學校出的題難度不同，在一些學校題的難度較低，學生很容易取得較高的績點。

3 對策意見

綜合上述結論，可以得出，學生自習情況較好，課堂出勤率較高，積極去圖書館，勤于做練習，并且社團建設較好，硬件措施較齊全的學校學風建設情況比較好。

為此提出以下意見，學校要加強制度建設，注重對學生的鼓勵引導，促進學生主動學習，學校也可以加大發放獎學金、助學金的力度，對于那些學習成績好，自覺性高，勇于創新的學生給予鼓勵與支持，同時，學校也要有懲罰措施，對于那些不思進取的學生要教育懲罰，學校應結合獎勵與懲罰措施，為學風建設保駕護航。

社團活動對學風建設也很重要，學校應加強對社團的重視程度，建立完善的社團管理體系，加強對學生社團的技術、經濟等的幫扶，可實施獎罰制度，對于辦得好的社團加以獎勵和規劃進一步發展方向，而對于辦得差的社團，應及時查明原因，做到有錯必查、查錯必改，使社團向好的方向發展，以深化社團的存在意義，讓社團在學風建設方面發揮應有的作用。學校要鼓勵社團多舉辦提高學生的文化修養和有關優良學風創建的活動，在開展此類活動時，要求每一位學生按照學風要求進行自我檢查，確立學習目標，尋求改進學風的辦法。

在圖書館問題方面，對于部分學校圖書館館舍實際的使用面積不夠，無法達到高校在校學生的人均實際使用面積，建議加大圖書館的館舍使用面積，此外應該合理配置圖書館專業圖書，使各專業發展均衡，要破除圖書館陳舊觀念，使圖書館圖書利用率達到最佳效果。

學校應該認識到自身對于硬件設施建設的不足，充分了解學生要求的情況下，進一步完善硬件設施，為學生的學習提供更好的資源。

參考文獻

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