大數(shù)據(jù)挖掘班級(jí)薄弱點(diǎn)的軟件實(shí)現(xiàn)

嚴(yán)劍 陳粵暉 韓建保 姚穎筠

一、大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)挖掘班級(jí)薄弱點(diǎn)的可行性和必要性

我市10多年來(lái)在高三模擬考試運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)化閱卷，大大提高了閱卷效率。但針對(duì)海量的閱卷數(shù)據(jù)還處于粗略統(tǒng)計(jì)層面，每次考后很少有針對(duì)班級(jí)甚至個(gè)人進(jìn)行精準(zhǔn)診斷分析，數(shù)據(jù)利用率比較低，非?？上?，為此我們課題組對(duì)此進(jìn)行深入研究。

尤其是針對(duì)高三學(xué)生考試存在的薄弱點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性的教學(xué)，的確能快速有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)成績(jī)。而如何快速精準(zhǔn)地找到班級(jí)學(xué)生的薄弱點(diǎn)，則成為我們普通教師教學(xué)工作中的一個(gè)難題。

我們已經(jīng)有了海量的閱卷數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)每一位學(xué)生、每一學(xué)科、甚至于每一道考題進(jìn)行挖掘，可以對(duì)全市每一個(gè)班級(jí)（學(xué)校）的成績(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)分析量化診斷出每個(gè)班級(jí)乃至每位學(xué)生的薄弱點(diǎn)，供各科任課教師有針對(duì)性地查漏補(bǔ)缺、因材施教。因此，我市開(kāi)發(fā)出一個(gè)有針對(duì)學(xué)生知識(shí)薄弱點(diǎn)的分析系統(tǒng)勢(shì)在必行。

二、“網(wǎng)絡(luò)閱卷知識(shí)薄弱點(diǎn)分析系統(tǒng)”開(kāi)發(fā)環(huán)境及系統(tǒng)功能介紹

考慮到目前大多數(shù)教育工作者已經(jīng)能夠較熟練運(yùn)用Excel。因此，本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)選用了Excel+VBA環(huán)境開(kāi)發(fā)，目前已完成以班級(jí)（學(xué)校）為單位進(jìn)行診斷，其針對(duì)性較強(qiáng)，功能相對(duì)簡(jiǎn)潔。其Excel界面結(jié)構(gòu)如圖1所示：

三、算法原理

“薄弱點(diǎn)”并不是指班級(jí)（學(xué)校）的學(xué)生得分率低的知識(shí)點(diǎn)，因?yàn)榈梅致实臀幢厥菍W(xué)生水平低，很有可能是題目難度大。因此，我們?cè)谒兄R(shí)點(diǎn)中找出“應(yīng)該得分而未能得到”或者“應(yīng)該得到某個(gè)分?jǐn)?shù)但明顯低于該得分”的部分，這就是薄弱點(diǎn)。按照該班級(jí)（學(xué)校）、學(xué)生能力水平（可簡(jiǎn)化為“總分”）對(duì)應(yīng)全部學(xué)生應(yīng)該獲取的得分率明顯低于其總體水平，這說(shuō)明它的出現(xiàn)與該學(xué)生的實(shí)際水平有較大差距，屬于可糾正的范疇。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期大量的探討研究和數(shù)據(jù)分析，初步確定了各校各班薄弱點(diǎn)數(shù)據(jù)的計(jì)算方法如下：以某校某次生物考試成績(jī)?yōu)槔?，其公式引?個(gè)數(shù)據(jù)，a是該校生物的平均分，b 是全市生物的平均分，a/b表示該校生物在全市中的占比;c是該校生物第1題的平均分，d 是全市生物第1 題的平均分，c/d表示該校生物第1題 在全市中的占比;再比較a/b和 c/d，如果（a/b）/（c/d）<=80%就說(shuō)明第1題是該校明顯薄弱環(huán)節(jié)。

四、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

（一）原始表格結(jié)構(gòu)

為使系統(tǒng)能滿足各科各類考試成績(jī)的錄入需求，經(jīng)過(guò)調(diào)查研究，將原始表格表頭設(shè)計(jì)為“學(xué)?！薄鞍嗉?jí)”“題號(hào)”“總分”共四大字段。其中“題號(hào)”部分統(tǒng)一采用“T1”“T2”…等標(biāo)號(hào)來(lái)表示各題。具體狀況如圖2所示：

（二）以“班級(jí)情況分析”為例具體代碼實(shí)現(xiàn)

（1）為提高程序運(yùn)行效率，將原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)組處理。如圖3所示：

（2）先求出全體學(xué)生各題總平均分并輸出，如圖4所示：

（3）以學(xué)校為單位分類統(tǒng)計(jì)各校各題平均分并輸出，如圖5所示：

（4）根據(jù)公式以學(xué)校為單位計(jì)算各校薄弱點(diǎn)數(shù)據(jù)，具體代碼如圖6所示：

將薄弱點(diǎn)數(shù)據(jù)以紅色加粗字體顯示，代碼如圖7所示：

最終結(jié)果如圖8所示：

同樣的原理，可以實(shí)現(xiàn)“班級(jí)情況分析”，最終效果如圖9所示：

五、結(jié)束語(yǔ)

至此，基本完成了預(yù)訂目標(biāo)，經(jīng)過(guò)多個(gè)學(xué)科、多次考試試運(yùn)行，效果良好。滿足了在大數(shù)據(jù)環(huán)境背景下，利用本系統(tǒng)快捷、高效、智能地分析各班各校各科薄弱點(diǎn)的基本要求。解決了一線教育工作者因進(jìn)行大量而繁重的數(shù)據(jù)分析處理而帶來(lái)的巨大工作負(fù)擔(dān)和困擾。有效地各科查漏補(bǔ)缺、二次復(fù)習(xí)做了充分的準(zhǔn)備。

參考文獻(xiàn)：

[1]基于大數(shù)據(jù)與云計(jì)算技術(shù)的精準(zhǔn)教學(xué)平臺(tái)實(shí)踐應(yīng)用，李岸，謝松興，盤(pán)俊春，中國(guó)信息技術(shù)教育，2019.8

★ 基金項(xiàng)目：江西省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題《基于大數(shù)據(jù)挖掘的高中學(xué)科知識(shí)薄弱點(diǎn)診斷分析的應(yīng)用研究》，課題編號(hào)：18ZXZD008