基于大數(shù)據(jù)的高校學(xué)風(fēng)建設(shè)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(xué)風(fēng)建設(shè)是高校辦學(xué)目標(biāo)中的重點(diǎn)建設(shè)對(duì)象，是體現(xiàn)高校辦學(xué)質(zhì)量的重要所在。這篇文章正以北京信息科技大學(xué)的學(xué)風(fēng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為例，從不同維度對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、計(jì)算及比較，發(fā)現(xiàn)和挖掘影響學(xué)風(fēng)建設(shè)的各種因素，提出有利于學(xué)風(fēng)建設(shè)的建議。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);學(xué)風(fēng)建設(shè);關(guān)聯(lián)分析

中圖分類號(hào)：G641 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）11-0188-04

0 引言

近年來，隨著“大數(shù)據(jù)”成為互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)行業(yè)的流行詞匯，教育逐漸被認(rèn)為是大數(shù)據(jù)可以大有作為的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域。利用大數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，挖掘，可以得出有利于高校學(xué)風(fēng)建設(shè)的信息與知識(shí)，探索加強(qiáng)和改進(jìn)學(xué)風(fēng)建設(shè)的有效途徑，為高校教學(xué)提供決策，推進(jìn)教育教學(xué)改革，提高學(xué)生的教育培養(yǎng)質(zhì)量。此外，優(yōu)良學(xué)風(fēng)是進(jìn)行教育改革的前提條件，加強(qiáng)學(xué)風(fēng)建設(shè)更是教育改革深入進(jìn)行的需要，但當(dāng)前高校學(xué)風(fēng)建設(shè)仍存在很多問題。

首先是理想和現(xiàn)實(shí)的落差，一些學(xué)生由于盲目報(bào)考專業(yè)以及入校后專業(yè)選擇上的限制，使許多學(xué)生往往學(xué)非所愿、學(xué)非所長，這些使他們消極苦悶、缺乏學(xué)習(xí)動(dòng)力。其次是不能盡快適應(yīng)大學(xué)的環(huán)境和學(xué)習(xí)方式。部分學(xué)生不能夠盡快適應(yīng)從高中到大學(xué)的角色轉(zhuǎn)變，不知如何合理規(guī)劃自己的生活，從而影響學(xué)習(xí)。再者是缺乏持之以恒、勤奮刻苦的學(xué)習(xí)精神，脫離了家長和老師束縛的大學(xué)生難免會(huì)放松對(duì)自己的要求。最后是學(xué)習(xí)目的不明確，學(xué)習(xí)態(tài)度不端正，功利性太強(qiáng)。有些學(xué)生缺乏人生目標(biāo)和理想信念，對(duì)自己的大學(xué)生活沒有合理的規(guī)劃，沒有明確的學(xué)習(xí)目的，導(dǎo)致學(xué)習(xí)動(dòng)力不足，與他人差距越來越大。

本項(xiàng)目主要是以本學(xué)校數(shù)據(jù)為主，在了解其他學(xué)校數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)學(xué)生的一些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、挖掘得出結(jié)論，提出一些加強(qiáng)和改進(jìn)高校學(xué)風(fēng)建設(shè)的指導(dǎo)意見，為高素質(zhì)人才培養(yǎng)打好基礎(chǔ)，促進(jìn)高校人才培養(yǎng)的特色建設(shè)、品牌建設(shè)，以及人才培養(yǎng)質(zhì)量的不斷提升。

1 高校學(xué)風(fēng)數(shù)據(jù)的獲取與預(yù)處理

1.1 影響因素的確定

學(xué)風(fēng)建設(shè)是一所學(xué)校發(fā)展的重中之重，基于當(dāng)前大學(xué)生的學(xué)風(fēng)問題，我們構(gòu)建了科學(xué)、全面、合理的評(píng)價(jià)模型，遵循科學(xué)性、導(dǎo)向性、全面性、可行性、發(fā)展性等原則，確定了評(píng)價(jià)體系的各個(gè)指標(biāo)要素：學(xué)校排名情況、出勤率、人均學(xué)習(xí)時(shí)間、圖書館借閱情況、參加社團(tuán)情況。

1.2 數(shù)據(jù)采集

我們通過進(jìn)入各大高校調(diào)研、對(duì)同學(xué)們發(fā)放調(diào)查問卷以及向相關(guān)老師獲取數(shù)據(jù)等方法進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，對(duì)于采集不到足夠數(shù)據(jù)的情況，我們隨機(jī)抽取現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制，獲得足夠大的數(shù)據(jù)量，保證結(jié)果的準(zhǔn)確度，我們發(fā)出問卷1800份，實(shí)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(shù)據(jù)清洗

本項(xiàng)目的預(yù)處理選擇Python作為數(shù)據(jù)處理工具，首先查看元數(shù)據(jù)即調(diào)查問卷中我們所收集到的信息，另外是隨機(jī)抽取一部分的數(shù)據(jù)，通過人工查看的方式，對(duì)數(shù)據(jù)本身做一個(gè)比較直觀的了解，并且初步發(fā)現(xiàn)一些問題，為之后的數(shù)據(jù)做準(zhǔn)備。

其次抽取部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行刪除錯(cuò)誤字段來構(gòu)建模型，模型效果達(dá)到預(yù)期效果后，再在整體數(shù)據(jù)中進(jìn)行刪除錯(cuò)誤字段的操作，以免效果不理想對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行損壞出現(xiàn)誤差。

然后進(jìn)行對(duì)異常值的處理，通過各項(xiàng)頻數(shù)分析判斷是否存在異常值，當(dāng)項(xiàng)目發(fā)現(xiàn)存在異常值之后，項(xiàng)目對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)分別求出其標(biāo)準(zhǔn)差，設(shè)定與平均值的偏差超過三倍標(biāo)準(zhǔn)差的值為異常值，對(duì)于檢測出來的異常值，項(xiàng)目采用了填補(bǔ)法，即處理掉異常值并在相應(yīng)位置隨機(jī)填補(bǔ)平均值、中位數(shù)或眾數(shù)。

最后項(xiàng)目根據(jù)各個(gè)學(xué)校的綜合情況，將所有學(xué)校分成三組，如表1為數(shù)據(jù)清洗部分結(jié)果。

2 數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析及可視化

2.1 關(guān)聯(lián)分析法

因?yàn)楸卷?xiàng)目中有多個(gè)因素，關(guān)聯(lián)分析能更好的分析各個(gè)因素之間的關(guān)系，作出對(duì)數(shù)據(jù)中變量之間關(guān)系的最佳解釋，本項(xiàng)目計(jì)算了支持度，置信度，提升度，確信度。計(jì)算支持度的意義在于，預(yù)判這條規(guī)則是否值得繼續(xù)挖掘，支持度越高，這些項(xiàng)出現(xiàn)的越頻繁，這暗示了他們可能蘊(yùn)藏著的值得挖掘并利用的關(guān)聯(lián)規(guī)則;置信度反映了這條規(guī)則的可靠程度，但是置信度存在一個(gè)盲點(diǎn)，就是沒有考慮到規(guī)則后繼單獨(dú)發(fā)生的概率，所以，本項(xiàng)目又選擇了提升度，提升度越高，這條關(guān)聯(lián)規(guī)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(dāng)然也會(huì)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(duì)大數(shù)據(jù)有優(yōu)勢，而且算法結(jié)果可以在實(shí)踐中直接使用，因此項(xiàng)目采取了Apriori算法進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析。

（1）構(gòu)建模型。

1）發(fā)現(xiàn)頻繁項(xiàng)集。

①找出頻繁“1項(xiàng)集”的集合，該集合記作L1，L1用于找頻繁“2項(xiàng)集”的集合L2，而L2用于找L3，如此下去，直到不能找到“K項(xiàng)集”，找每個(gè)Lk都需要一次數(shù)據(jù)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(xiàng)相同，并按照字典順序連接。剪枝步是使任一頻繁項(xiàng)集的所有非空子集也必須是頻繁的。反之，如果某個(gè)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(fù)以上步驟直到不能發(fā)現(xiàn)更大的頻集。

2）產(chǎn)生關(guān)聯(lián)規(guī)則，根據(jù)前面提到的置信度的定義，關(guān)聯(lián)規(guī)則的產(chǎn)生如下：

①對(duì)于每個(gè)頻繁項(xiàng)集L，產(chǎn)生L的所有非空子集;

②同時(shí)滿足最小支持度閾值和最小置信度閾值的規(guī)則為強(qiáng)規(guī)則。

（2）我們以社團(tuán)活動(dòng)對(duì)自己的影響和一學(xué)期去圖書館借閱圖書次數(shù)關(guān)系為例，大致流程如下：

1）首先掃描數(shù)據(jù)庫，計(jì)算社團(tuán)活動(dòng)對(duì)自己的影響和一學(xué)期去圖書館借閱圖書次數(shù)的每個(gè)選項(xiàng)的支持度得到候選項(xiàng)集C1，如表2，然后比較產(chǎn)生L1，進(jìn)行連接，得到候選項(xiàng)集C2，如表3;

2）設(shè)定一個(gè)支持度閾值k為 0.100，支持度大于等于0.100的為高頻項(xiàng)集，反之為低頻項(xiàng)集，對(duì)C2進(jìn)行掃描比較產(chǎn)生L2，得出高頻項(xiàng)集為{提高個(gè)人素養(yǎng)，4-7}=0.176，{豐富課余生活，4-7}=0.118，{提高個(gè)人素養(yǎng)，8-11}=0.103，{效果不明顯，8-11}=0.105;

3）設(shè)定一個(gè)置信度閾值為0.400，置信度越高，A出現(xiàn)與B出現(xiàn)的關(guān)系較大，計(jì)算置信度后得到表4，得出關(guān)系較大的為{提高個(gè)人素養(yǎng)，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(gè)人素養(yǎng)，4-7}=0.468，{豐富課余生活，12及以上}=0.420;

4）同時(shí)滿足最小支持度閾值和最小置信度閾值的規(guī)則為強(qiáng)規(guī)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(gè)人素養(yǎng)，4-7）關(guān)系較大。

（3）根據(jù)以上事例采用的算法可得出：

1）第一部分和第二部分學(xué)校的學(xué)生以“提高個(gè)人素養(yǎng)為目的參加社團(tuán)活動(dòng)”和“去圖書館借閱圖書4-7次”關(guān)系較大，第三組各因素之間均無較大關(guān)聯(lián)。

2）第一部分學(xué)校的學(xué)生“以提高個(gè)人素養(yǎng)為目的參加社團(tuán)活動(dòng)”與“學(xué)校的硬件措施完全滿足教學(xué)要求”有較大關(guān)聯(lián);第二部分和第三部分學(xué)校認(rèn)為“社團(tuán)活動(dòng)對(duì)自己的影響不明顯”和“學(xué)校硬件措施勉強(qiáng)滿足教學(xué)要求”有較大關(guān)聯(lián)。

3）第一部分學(xué)校學(xué)生認(rèn)為“學(xué)校的硬件設(shè)計(jì)基本滿足教學(xué)要求”與“一學(xué)期去圖書館借閱圖書4-7次”關(guān)聯(lián)較大;第二部分和第三部分學(xué)校學(xué)生認(rèn)為“學(xué)校的硬件設(shè)計(jì)勉強(qiáng)滿足教學(xué)要求”與“一學(xué)期去圖書館借閱圖書0-3次”關(guān)聯(lián)較大。

4）第一部分學(xué)校學(xué)生“每周每天上自習(xí)”與“課堂出勤都不錯(cuò)”關(guān)聯(lián)較大，“時(shí)常上自習(xí)”與“課堂出勤考試課高考查課低”關(guān)聯(lián)較大;第二部分“時(shí)常上自習(xí)”與“偏理科目高，偏文科目低”關(guān)聯(lián)較大，“偶爾上自習(xí)”與“各課程出勤都不錯(cuò)”關(guān)聯(lián)較大;第三部分“時(shí)常上自習(xí)”與“考試科目高考查科目低”關(guān)聯(lián)較大。

5）第一部分學(xué)校學(xué)生“每周每天上自習(xí)”與“績點(diǎn)3-5”關(guān)聯(lián)較大，“視心情身體狀況而定”與“績點(diǎn)1-2”關(guān)聯(lián)較大;第二部分學(xué)校學(xué)生“偶爾上自習(xí)”與“績點(diǎn)3-4”關(guān)聯(lián)較大，“視心情身體狀況而定”與“績點(diǎn)1-2”關(guān)聯(lián)較大;但第三部分各因素之間關(guān)聯(lián)均不大。

6）第一部分“各課程出勤都不錯(cuò)”與“績點(diǎn)3-5”關(guān)聯(lián)情況較大，“偏理科目出勤高，偏文科目出勤低”與“績點(diǎn)2-3”關(guān)聯(lián)較大;第二部分“各課程出勤都不錯(cuò)”、“各課堂出勤勉勉強(qiáng)強(qiáng)，亟待提高”與“績點(diǎn)3-5”關(guān)聯(lián)情況較大，“偏文科目出勤高，偏理科目出勤低”與“績點(diǎn)2-3”關(guān)聯(lián)較大;第三部分“各課堂出勤勉勉強(qiáng)強(qiáng)，亟待提高”與“績點(diǎn)4-5”關(guān)聯(lián)情況較大，“偏文科目出勤高，偏理科目出勤低”與“績點(diǎn)1-2”關(guān)聯(lián)較大。

2.3 可視化

以高校學(xué)生績點(diǎn)情況為例，利用Python進(jìn)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(jié)果，利用可視化工具，協(xié)助數(shù)據(jù)分析得出結(jié)果，有助于與各種數(shù)據(jù)的橫縱向比較，得出分析結(jié)論，提出更有效的改進(jìn)學(xué)風(fēng)的各種意見。

2.4 結(jié)果分析

經(jīng)過以上數(shù)據(jù)分析和可視化，我們得出以下結(jié)論：

在學(xué)風(fēng)建設(shè)中，影響高校學(xué)風(fēng)建設(shè)的因素可以分為內(nèi)部因素和外部因素，內(nèi)部因素是指學(xué)生的自身情況，如出勤率，學(xué)習(xí)情況，自習(xí)情況等，外部因素是指學(xué)校的條件，如學(xué)校硬件措施，學(xué)校管理等，經(jīng)過綜合分析，我們得出，學(xué)風(fēng)建設(shè)由老師，學(xué)生，與學(xué)校的硬件措施以及學(xué)校舉辦相應(yīng)的活動(dòng)共同決定，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析，得出內(nèi)部因素占比33.2%，即學(xué)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(xué)校管理（18.6%），教師的影響（14.7%），其他（9%）。

在社團(tuán)建設(shè)方面：部分學(xué)校不重視社團(tuán)，參與社團(tuán)建設(shè)較少導(dǎo)致社團(tuán)建設(shè)管理工作“松散化”，領(lǐng)導(dǎo)層面的不重視直接導(dǎo)致學(xué)校老師的不重視，社團(tuán)的工作開展困難，使得學(xué)生在社團(tuán)沒有參與感，這不利于學(xué)風(fēng)的建設(shè)。

在圖書館建設(shè)方面：部分學(xué)校硬件比較全面，對(duì)圖書館的建設(shè)比較重視，學(xué)生則可以得到很多資源;部分學(xué)校設(shè)施不太全面，管理不到位，使得圖書館沒有更好的為學(xué)生服務(wù)。

在出勤率，自習(xí)情況與績點(diǎn)方面：部分學(xué)校高?？粗乜蒲谐晒p視基本教學(xué)，導(dǎo)致許多教師把重點(diǎn)放在科研上，對(duì)教學(xué)不夠重視，使得許多學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)不夠重視，許多學(xué)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(xué)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(jī)點(diǎn)名，學(xué)生聽課情況較好，績點(diǎn)較高;但考慮到各學(xué)校文理側(cè)重點(diǎn)方面，因此各部分學(xué)校文理科出勤情況不同;對(duì)于自習(xí)，部分學(xué)校較重視學(xué)生自習(xí)情況，學(xué)生自習(xí)次數(shù)多，掌握的知識(shí)多，績點(diǎn)較高，但是部分學(xué)生自制力較差，不能經(jīng)常自習(xí)，績點(diǎn)較低;部分學(xué)校學(xué)生自制力較差，自習(xí)時(shí)間過于分散，但是在績點(diǎn)方面還要考慮到學(xué)校與學(xué)校出的題難度不同，在一些學(xué)校題的難度較低，學(xué)生很容易取得較高的績點(diǎn)。

3 對(duì)策意見

綜合上述結(jié)論，可以得出，學(xué)生自習(xí)情況較好，課堂出勤率較高，積極去圖書館，勤于做練習(xí)，并且社團(tuán)建設(shè)較好，硬件措施較齊全的學(xué)校學(xué)風(fēng)建設(shè)情況比較好。

為此提出以下意見，學(xué)校要加強(qiáng)制度建設(shè)，注重對(duì)學(xué)生的鼓勵(lì)引導(dǎo)，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)校也可以加大發(fā)放獎(jiǎng)學(xué)金、助學(xué)金的力度，對(duì)于那些學(xué)習(xí)成績好，自覺性高，勇于創(chuàng)新的學(xué)生給予鼓勵(lì)與支持，同時(shí)，學(xué)校也要有懲罰措施，對(duì)于那些不思進(jìn)取的學(xué)生要教育懲罰，學(xué)校應(yīng)結(jié)合獎(jiǎng)勵(lì)與懲罰措施，為學(xué)風(fēng)建設(shè)保駕護(hù)航。

社團(tuán)活動(dòng)對(duì)學(xué)風(fēng)建設(shè)也很重要，學(xué)校應(yīng)加強(qiáng)對(duì)社團(tuán)的重視程度，建立完善的社團(tuán)管理體系，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生社團(tuán)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等的幫扶，可實(shí)施獎(jiǎng)罰制度，對(duì)于辦得好的社團(tuán)加以獎(jiǎng)勵(lì)和規(guī)劃進(jìn)一步發(fā)展方向，而對(duì)于辦得差的社團(tuán)，應(yīng)及時(shí)查明原因，做到有錯(cuò)必查、查錯(cuò)必改，使社團(tuán)向好的方向發(fā)展，以深化社團(tuán)的存在意義，讓社團(tuán)在學(xué)風(fēng)建設(shè)方面發(fā)揮應(yīng)有的作用。學(xué)校要鼓勵(lì)社團(tuán)多舉辦提高學(xué)生的文化修養(yǎng)和有關(guān)優(yōu)良學(xué)風(fēng)創(chuàng)建的活動(dòng)，在開展此類活動(dòng)時(shí)，要求每一位學(xué)生按照學(xué)風(fēng)要求進(jìn)行自我檢查，確立學(xué)習(xí)目標(biāo)，尋求改進(jìn)學(xué)風(fēng)的辦法。

在圖書館問題方面，對(duì)于部分學(xué)校圖書館館舍實(shí)際的使用面積不夠，無法達(dá)到高校在校學(xué)生的人均實(shí)際使用面積，建議加大圖書館的館舍使用面積，此外應(yīng)該合理配置圖書館專業(yè)圖書，使各專業(yè)發(fā)展均衡，要破除圖書館陳舊觀念，使圖書館圖書利用率達(dá)到最佳效果。

學(xué)校應(yīng)該認(rèn)識(shí)到自身對(duì)于硬件設(shè)施建設(shè)的不足，充分了解學(xué)生要求的情況下，進(jìn)一步完善硬件設(shè)施，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供更好的資源。

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