基于食堂消費記錄的特困學(xué)生挖掘方法

摘要：如何挖掘高校中特別困難學(xué)生的信息是高校學(xué)生資助工作的一項重要內(nèi)容，為了在不影響學(xué)生自尊心前提下更好地發(fā)現(xiàn)高校中的特困學(xué)生，利用學(xué)校食堂后臺刷卡記錄，采用正態(tài)分布理論，構(gòu)建了特困學(xué)生的挖掘模型。經(jīng)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(shù)2.79%的特困學(xué)生。為學(xué)校特困學(xué)生的認(rèn)定提供了重要的科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：食堂刷卡記錄；正態(tài)分布；特困學(xué)生

一、引言

隨著高等教育的發(fā)展，貧困地區(qū)和貧困家庭的孩子進入大學(xué)人數(shù)越來越多，據(jù)教育部的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截至2013年，全國高校貧困學(xué)生已經(jīng)達到500余萬，高校中的貧困學(xué)生比例已經(jīng)高達20%，其中特困學(xué)生的比例達到總在校人數(shù)的5%以上。貧困生的資助工作也成各高校的一項重要的學(xué)生工作。

由于種種原因，各高校在貧困學(xué)生的認(rèn)定和資助工作中，還存在很多問題。

1. 高校學(xué)生的貧困認(rèn)定一般以學(xué)生在戶籍所在地村委、鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府或民政部門出據(jù)的相關(guān)證明材料為主要的依據(jù)之一，而這些證明材料中的數(shù)據(jù)往往以相關(guān)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(xué)校以劃分比例或設(shè)定名額的方式進行“推選”，從而使特困生的認(rèn)定結(jié)果在不同院系存在很大差異，最終認(rèn)定的特困生不一定特困，而真正特困的學(xué)生有可能沒有被發(fā)現(xiàn)。

3. 很多學(xué)生為了獲得資助每當(dāng)進行貧困認(rèn)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(xué)生相關(guān)部和老師每年只是按程序進行了相關(guān)貧困生的認(rèn)定和資助工作，對特困學(xué)生的日常生活方面缺乏較合理的跟蹤手段，不能及時發(fā)現(xiàn)真假特困生。

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

二、研究現(xiàn)狀

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

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

陳曉等利用高校中的學(xué)生信息、學(xué)生家庭成員信息、學(xué)生家庭經(jīng)濟狀況信息、成績信息、月消費信息、助學(xué)貸款信息和貧困生申請表等學(xué)生多方面的信息，構(gòu)建加權(quán)約束的決策樹，用于提高貧困生的認(rèn)定效率。該作者的研究綜合了高校中幾乎與學(xué)生有關(guān)的信息偷出，綜合考慮學(xué)生的所有情況，但就學(xué)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(xué)生食堂消費記錄為依據(jù)，采用正態(tài)分布理論，構(gòu)建基于學(xué)生食堂消費記錄的特困學(xué)生挖掘模型，從學(xué)生日常的餐飲消費記錄中挖掘出真正需要資助的特困學(xué)生，也可以從中發(fā)現(xiàn)假的特困學(xué)生。為高等學(xué)校的特困學(xué)生認(rèn)定和資助提供科學(xué)的參考依據(jù)。

三、特困生挖掘模型

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

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

定義1：設(shè)全校共有M個學(xué)生在食堂就餐，學(xué)生xi在校食堂總消費次數(shù)為Ni，每次消費金額為hi，單個學(xué)生的消費均值記為μi，全體學(xué)生的消費均值記為μ，全體學(xué)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(xué)生與其它學(xué)生的區(qū)別，列出學(xué)生消費閾值的定義。

定義2：設(shè)食堂消費記錄采樣天數(shù)為N，把學(xué)生的消費次數(shù)閾值記為N0，則有

N0=λN（4）

其中λ表示均值消費次數(shù)閾值系數(shù)，用于限制只有在食堂消費次數(shù)達到一定數(shù)量的學(xué)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(xué)生的挖掘方法，下面給出離群點的定義。

假設(shè)每個學(xué)生就餐的消費均值服從正態(tài)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(cè)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(jù)正態(tài)分布規(guī)律，將低于全體學(xué)生均值γσ的部分學(xué)生定義為特困學(xué)生。

根據(jù)（1）、（2）、（3）、（4）式和定義3，設(shè)學(xué)生xi每月在食堂消費的次數(shù)為Ni，每次的平均消費額為ui，則可構(gòu)建特困學(xué)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(xué)生x為特困學(xué)生，f（x）=0，則表示該學(xué)生不是特困學(xué)生。

四、實驗分析

根據(jù)實驗需要，某普通高等學(xué)校食堂后臺采集到2014年2月26日至5月8日共71天的學(xué)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(jīng)過去噪后有效記錄為737252條。

預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進行以刷卡賬號為分組依據(jù)分別統(tǒng)計其刷卡次數(shù)和平均刷卡消費金額，得到7792人的相關(guān)信息，這也與該校的在校生人數(shù)基本相符，然后畫出其散點圖如圖2所示。

從統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，在圖2中有5521名學(xué)生在食堂就餐的次數(shù)低于每天2次，即λ取值為2，根據(jù)前面的假設(shè)，這部分學(xué)生對于計算并無意義，將這些學(xué)的數(shù)據(jù)進刪除后只剩下2271名學(xué)生的消費情況。將這些學(xué)生的平均消費金額進行統(tǒng)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(tài)分布。

因為全部學(xué)生人數(shù)為7792人，經(jīng)過清洗后剩余學(xué)生2271人，按全體學(xué)生的5%來挖掘特困學(xué)生，則應(yīng)找出389名學(xué)生，其占經(jīng)過去噪處理后2271名學(xué)生的17.1%。根據(jù)圖1可知， γ≈0.89，經(jīng)過統(tǒng)計可知2271名學(xué)生的單次消費均值μ為2.382元，方差σ為0.634元，因此，根據(jù)（5）式可得特困學(xué)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(xué)生判定結(jié)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(xué)生。經(jīng)過與該校學(xué)生資助管理中心提供的2014年5月全校特困學(xué)生數(shù)據(jù)對比，發(fā)現(xiàn)特困學(xué)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(jīng)過核實確認(rèn)為原未被認(rèn)定的特困學(xué)生。同時發(fā)現(xiàn)了該校某學(xué)院2011級預(yù)科有一名非常特殊的學(xué)生，其平均每天的生活費用為6.06元。后經(jīng)調(diào)查核實，該生的確因家庭情況特殊，生活費用非常有限。

五、結(jié)語

本文針對當(dāng)前特困學(xué)生的認(rèn)定中存在的問題，利用學(xué)校食堂后臺的學(xué)生刷卡消費記錄，利用正態(tài)分布理論構(gòu)建了特困學(xué)生的挖掘模型，為特困學(xué)生的認(rèn)定工作帶來科學(xué)的決策數(shù)據(jù)，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(yè)學(xué)生也有不同的較大的區(qū)別，這些都將是下一步需要研究的內(nèi)容。

參考文獻：

[1]黃永斌.新形勢下高校貧困生認(rèn)定及資助模式探析[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2010（02）.

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

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

[4]岑道權(quán).高校貧困生認(rèn)定的難點及對策探析[J].陜西理工學(xué)院學(xué)報（社會科學(xué)版），2007（04）.

*基金項目：貴州省2014年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目（20141066801）。

（作者單位：貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院。張仕學(xué)為本文通訊作者）