基于校園一卡通數(shù)據(jù)的高校貧困生認(rèn)定應(yīng)用研究

王新雷 史瑞剛

關(guān)鍵詞：貧困生；校園一卡通；貧困認(rèn)定；貧困識(shí)別

1引言

大學(xué)生貧困認(rèn)定是當(dāng)前社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)之一。它不僅是一個(gè)簡(jiǎn)單的貧困生問(wèn)題[1]，更是一個(gè)關(guān)系到家庭和社會(huì)的問(wèn)題。為了促進(jìn)教育公平，國(guó)家、高校、社會(huì)各界共同努力，建立了較為完善的學(xué)生資助政策體系，從多方面保證各學(xué)生能夠順利入學(xué)和完成學(xué)業(yè)。貧困生的認(rèn)定一直是大學(xué)生資助管理的難題，貧困生的正確認(rèn)定直接影響大學(xué)生資助管理的效果。但是，根據(jù)目前對(duì)我國(guó)高校學(xué)生資助管理中貧困生認(rèn)定情況的調(diào)查，所有高校學(xué)生資助管理人員都承認(rèn)貧困生認(rèn)定的重要性，但同時(shí)也表示，在具體認(rèn)定過(guò)程中，很難保證貧困生認(rèn)定的合理性和正確性。

目前，一些研究人員已經(jīng)利用學(xué)生的三餐消費(fèi)、學(xué)校超市購(gòu)物、上網(wǎng)消費(fèi)等日常生活數(shù)據(jù)來(lái)識(shí)別和分析貧困學(xué)生。陳曉等[2]使用基于加權(quán)約束的決策樹(shù)方法構(gòu)造了加權(quán)約束的決策樹(shù)來(lái)識(shí)別貧困生，提高了貧困生的識(shí)別效率。劉亮等[3]采用K-Means聚類方法來(lái)構(gòu)造貧困生聚類指數(shù)，由此確定貧困大學(xué)生的貧困程度。王文娟等[4]使用校園一卡通數(shù)據(jù)進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)和非參數(shù)檢驗(yàn)分析，得到了大學(xué)生在校園內(nèi)的消費(fèi)行為特征以及不同學(xué)生的消費(fèi)差異，為貧困大學(xué)生的認(rèn)定提供主要依據(jù)。趙丙賀[5]采用機(jī)器學(xué)習(xí)中的K-Means算法對(duì)校園一卡通的學(xué)生消費(fèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析，根據(jù)聚類結(jié)果將學(xué)生消費(fèi)等級(jí)分為三個(gè)層次，并結(jié)合學(xué)生成績(jī)等數(shù)據(jù)得到貧困生認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)。伍智鑫[6]利用聚類方法分析了學(xué)生校園一卡通消費(fèi)特征數(shù)據(jù)，并對(duì)聚類的結(jié)果進(jìn)行分類，實(shí)現(xiàn)了貧困生的高效精準(zhǔn)認(rèn)定。

本文通過(guò)采集學(xué)生三餐消費(fèi)、學(xué)校超市購(gòu)物、網(wǎng)絡(luò)消費(fèi)等日常生活數(shù)據(jù)，將校園一卡通數(shù)據(jù)接人大數(shù)據(jù)平臺(tái)，結(jié)合學(xué)校大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，對(duì)貧困生的家庭情況和消費(fèi)水平，以及學(xué)生的日常行為數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析和研究，建立科學(xué)合理的貧困生精準(zhǔn)認(rèn)定模型，精準(zhǔn)確定貧困生資助對(duì)象，實(shí)現(xiàn)對(duì)貧困大學(xué)生的識(shí)別和監(jiān)控，為差異化精準(zhǔn)資助貧困生提供決策基礎(chǔ)，進(jìn)一步提高學(xué)生資助部門(mén)的大學(xué)生資助工作的準(zhǔn)確性和實(shí)效性。

2高校貧困生認(rèn)定存在的問(wèn)題

2.1認(rèn)定模式單一

目前，高校認(rèn)定貧困生的流程一般是通過(guò)學(xué)生提交的本年度貧困證明或相關(guān)困難證明（如《低保證》《建檔立卡證》）根據(jù)貧困程度進(jìn)行認(rèn)定。同時(shí)，建立班級(jí)貧困生鑒定工作組，經(jīng)過(guò)鑒定組成員的民主鑒定，最終建立班級(jí)貧困生數(shù)據(jù)庫(kù)。

這種認(rèn)定模式主要是班級(jí)評(píng)議小組根據(jù)材料和學(xué)生在校表現(xiàn)進(jìn)行民主評(píng)議，過(guò)于依賴學(xué)生在校表現(xiàn)來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生。在沒(méi)有實(shí)地調(diào)查或有效取證的情況下，僅憑這兩項(xiàng)工作很難客觀了解學(xué)生家庭的真實(shí)情況。

2.2貧困認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一

由于不同地區(qū)居民收入水平存在較大差異，各地區(qū)貧困家庭的認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)也必然不統(tǒng)一。學(xué)生在當(dāng)?shù)爻鼍叩呢毨ёC明只表明該學(xué)生家庭在當(dāng)?shù)刎毨?，并不表明該學(xué)生在學(xué)校與其他同學(xué)相比貧困。因此，貧困是一個(gè)相對(duì)的概念，由于缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，貧困生認(rèn)定工作在實(shí)際操作中存在較大的難度。

2.3貧困證明材料不真實(shí)，貧困生身份難以分辨

由于相關(guān)部門(mén)對(duì)發(fā)放貧困證明不夠嚴(yán)謹(jǐn)，出現(xiàn)不審查家庭情況直接蓋章、找關(guān)系開(kāi)證明、求人偽造貧困證明等情況，導(dǎo)致貧困生人數(shù)激增。另一方面，一些真正貧困的大學(xué)生為了自身的自尊心，會(huì)多填寫(xiě)人均家庭年收入，這樣一來(lái)就會(huì)影響貧困生認(rèn)定模型的正確構(gòu)建，并且學(xué)校也沒(méi)有能力逐一分辨這些數(shù)據(jù)的真?zhèn)?，最終將貧困資助指標(biāo)下發(fā)給“假貧困生”，占了貧困生資助名額，致使真正貧困的大學(xué)生未能得到實(shí)際資助，給學(xué)校的貧困資助工作帶來(lái)潛在影響。

3基于校園卡平臺(tái)的貧困生數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)建設(shè)

3.1貧困生數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)建設(shè)

基于校園一卡通平臺(tái)和大數(shù)據(jù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)，收集學(xué)生三餐、學(xué)校超市購(gòu)物、網(wǎng)絡(luò)消費(fèi)等日常生活數(shù)據(jù)，使用大數(shù)據(jù)平臺(tái)分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)，完成貧困生大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，將貧困生數(shù)據(jù)與學(xué)生日常消費(fèi)行為數(shù)據(jù)深度整合，建立學(xué)校貧困生大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，如圖1所示。

3.2基于人工干預(yù)的高效數(shù)據(jù)降維

在現(xiàn)有線性相關(guān)降維方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合校園卡數(shù)據(jù)特點(diǎn)，引人人工干預(yù)方法，有助于直接提取、標(biāo)記、篩選學(xué)生就餐消費(fèi)信息和網(wǎng)絡(luò)消費(fèi)等數(shù)據(jù)。然后，可以應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，對(duì)學(xué)生的飲食和網(wǎng)絡(luò)消費(fèi)等數(shù)據(jù)建立一組強(qiáng)有力的關(guān)聯(lián)變量，為貧困生的評(píng)定分析做準(zhǔn)備。

3.3貧困生數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的更新

由于每年都會(huì)有新生人校、畢業(yè)生離校，這就使得貧困人員信息處在動(dòng)態(tài)變化中，為了更加精確地評(píng)定貧困生，我們需要對(duì)貧困生數(shù)據(jù)樣本開(kāi)展數(shù)據(jù)治理，主要采用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和大數(shù)據(jù)分析算法，過(guò)濾已經(jīng)畢業(yè)的學(xué)生以及不能反映學(xué)生真實(shí)貧困情況的數(shù)據(jù)，及時(shí)完成貧困生數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的更新，確保貧困生數(shù)據(jù)的真實(shí)性和有效性。

3.4構(gòu)建貧困生主題域

貧困生主題庫(kù)建設(shè)決定了對(duì)貧困生認(rèn)定業(yè)務(wù)的支撐，須建立相關(guān)主題庫(kù)對(duì)校內(nèi)學(xué)生消費(fèi)信息進(jìn)行統(tǒng)一整理與規(guī)范，還原校園一卡通學(xué)生消費(fèi)的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，將每個(gè)環(huán)節(jié)拆解后分析，圍繞一卡通消費(fèi)的對(duì)象、消費(fèi)行為、一卡通業(yè)務(wù)辦理展開(kāi)，針對(duì)各類群體、各類消費(fèi)類型、消費(fèi)時(shí)間等維度，分析消費(fèi)金額、消費(fèi)次數(shù)、消費(fèi)時(shí)間等，同時(shí)可以根據(jù)消費(fèi)行為，分析低消費(fèi)人群，作為貧困生資格的參考。貧困生主題庫(kù)的建設(shè)須結(jié)合校園卡平臺(tái)和學(xué)生實(shí)踐活動(dòng)，了解數(shù)據(jù)產(chǎn)生與發(fā)展的狀況，充分理解數(shù)據(jù)內(nèi)容，并在此前提下遵循以下兩大原則進(jìn)行建立。

第一原則：遵循既定的校級(jí)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。需要在建立相關(guān)主題表單的過(guò)程中嚴(yán)格遵循既定的校標(biāo)數(shù)據(jù)項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，確保貧困生數(shù)據(jù)主題庫(kù)中數(shù)據(jù)項(xiàng)的唯一性與規(guī)范性。

第二原則：建立校內(nèi)統(tǒng)一且認(rèn)可的貧困生數(shù)據(jù)分類規(guī)則與方式。通過(guò)與大數(shù)據(jù)平臺(tái)對(duì)接，整理出貧困生主題域。

4基于校園卡數(shù)據(jù)的貧困生認(rèn)定框架構(gòu)建

隨著高校信息化建設(shè)的不斷完善，各種信息系統(tǒng)積累了大量的學(xué)生日常校園生活數(shù)據(jù)，如學(xué)生食堂消費(fèi)、家庭經(jīng)濟(jì)狀況、移動(dòng)賬單、一卡通、圖書(shū)借閱、網(wǎng)上消費(fèi)等數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以對(duì)學(xué)生在校行為給出更準(zhǔn)確的畫(huà)像，并結(jié)合同學(xué)和教師的民主評(píng)議結(jié)果，將這些數(shù)據(jù)采集到大數(shù)據(jù)平臺(tái)，通過(guò)構(gòu)建貧困生識(shí)別模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)高校貧困生的準(zhǔn)確認(rèn)定，其認(rèn)定過(guò)程如圖2所示。

4.1貧困生數(shù)據(jù)庫(kù)采集

通過(guò)貧困生數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)收集學(xué)生日常生活、學(xué)習(xí)、消費(fèi)記錄，這些流水記錄包括學(xué)生身份信息、校園卡號(hào)碼、使用場(chǎng)所、消費(fèi)金額等信息。

4.2數(shù)據(jù)預(yù)處理

學(xué)生一卡通數(shù)據(jù)來(lái)自不同數(shù)據(jù)庫(kù)，信息量大，數(shù)據(jù)類型多樣，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不完整、不一致、異常等問(wèn)題。為了解決低質(zhì)量數(shù)據(jù)的問(wèn)題，需要對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，本文使用Python語(yǔ)言工具，首先對(duì)學(xué)生食堂消費(fèi)、家庭經(jīng)濟(jì)狀況、移動(dòng)賬單、一卡通、圖書(shū)借閱、網(wǎng)上消費(fèi)等數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，深度分析學(xué)生食堂消費(fèi)、家庭經(jīng)濟(jì)狀況、一卡通、圖書(shū)借閱、網(wǎng)上消費(fèi)等學(xué)生個(gè)人信息。其次，結(jié)構(gòu)化學(xué)生校園卡平臺(tái)數(shù)據(jù)，完成貧困生歷史數(shù)據(jù)、學(xué)生日常消費(fèi)數(shù)據(jù)的融合。然后，針對(duì)貧困生數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)項(xiàng)有缺失的字段，進(jìn)行缺失值填充，將貧困生樣本數(shù)據(jù)集中的缺失值評(píng)估填充為貧困生數(shù)據(jù)樣本屬性均值。最后，完成貧困生樣本數(shù)據(jù)離群數(shù)據(jù)挖掘，并對(duì)離群數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)注，完成貧困生大數(shù)據(jù)預(yù)處理工作。

4.3數(shù)據(jù)降維階段

通過(guò)采集學(xué)生的消費(fèi)數(shù)據(jù)、上網(wǎng)數(shù)據(jù)、圖書(shū)借閱數(shù)據(jù)、家庭基本情況等數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)特征異常復(fù)雜，但是有一些字段的數(shù)據(jù)對(duì)于結(jié)果沒(méi)有影響，或者影響極小，我們需要根據(jù)實(shí)際情況，采用主成分分析方法對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行降維，盡量減少原指標(biāo)包含信息的損失，以達(dá)到對(duì)所收集數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析的目的。

4.4貧困生識(shí)別模型構(gòu)建

將校園一卡通中學(xué)生的三餐消費(fèi)、上網(wǎng)數(shù)據(jù)、圖書(shū)借閱等數(shù)據(jù)采集到大數(shù)據(jù)平臺(tái)后，采用機(jī)器學(xué)習(xí)算法中的Logistic方法，使用貧困生的基本消費(fèi)數(shù)據(jù)和家庭情況數(shù)據(jù)構(gòu)建貧困生認(rèn)定模型。然后，利用往年的貧困生數(shù)據(jù)對(duì)貧困生識(shí)別模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到最佳的模型參數(shù)，使得貧困生預(yù)測(cè)模型的結(jié)果更加精確。最后，使用優(yōu)化后的貧困生識(shí)別模型對(duì)新貧困生進(jìn)行識(shí)別和分析。由此可見(jiàn)，關(guān)于高校貧困生認(rèn)定模型的建立是一個(gè)不斷優(yōu)化的過(guò)程，隨著時(shí)間的推移和貧困生數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的增加，貧困生識(shí)別模型將更加準(zhǔn)確和有效。

4.5貧困生認(rèn)定

將待識(shí)別的貧困學(xué)生數(shù)據(jù)導(dǎo)人大數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，通過(guò)Python工具來(lái)計(jì)算學(xué)生近一個(gè)月的三餐消費(fèi)、超市消費(fèi)金額、上網(wǎng)消費(fèi)等數(shù)據(jù)，形成貧困生特征向量?；谶@些特征向量，形成貧困生數(shù)據(jù)集。同時(shí)，使用貧困生識(shí)別模型對(duì)形成的貧困生數(shù)據(jù)集進(jìn)行識(shí)別，找出真實(shí)的貧困生，生成初步的貧困生名單。然后，由負(fù)責(zé)學(xué)生資助工作的老師對(duì)模型輸出的貧困生和貧困等級(jí)進(jìn)行審核，最終確定貧困生名單。最后，將識(shí)別出的貧困生數(shù)據(jù)輸入貧困生數(shù)據(jù)庫(kù)，更新貧困大學(xué)生數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的數(shù)據(jù)，為貧困生認(rèn)定模型的優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐。

5結(jié)束語(yǔ)

本文利用校園一卡通采集學(xué)生三餐消費(fèi)、超市購(gòu)物、上網(wǎng)消費(fèi)等日常生活數(shù)據(jù)，建立貧困生數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，提出基于一卡通數(shù)據(jù)的貧困生認(rèn)定流程，實(shí)現(xiàn)高校貧困生的識(shí)別和監(jiān)控，為實(shí)施精準(zhǔn)資助提供決策依據(jù)，從而建立科學(xué)合理的資助管理體系，提高學(xué)校貧困生資助工作的準(zhǔn)確性。