面向?qū)W生行為理解的數(shù)據(jù)挖掘方法研究.pdf

1、近幾年來，隨著教育數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域的快速興起，結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘方法對(duì)學(xué)生行為數(shù)據(jù)進(jìn)行分析成為一種流行趨勢(shì)，主要致力于對(duì)未來行為與興趣的發(fā)現(xiàn)、對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)的預(yù)測(cè)、以及學(xué)生個(gè)人或者群體特征的提取。學(xué)生行為模式的相關(guān)研究被廣泛地關(guān)注，教育學(xué)、社會(huì)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的研究發(fā)現(xiàn)學(xué)生的行為模式對(duì)于其學(xué)習(xí)表現(xiàn)、情感狀態(tài)以及心理健康等各方面均有著客觀的反映，如何對(duì)學(xué)生行為建模并對(duì)行為特征進(jìn)行準(zhǔn)確、全面的描述，均是需要考慮的重要問題。隨著一卡通系統(tǒng)的完善與云存儲(chǔ)技術(shù)

2、的升級(jí)，大量的行為記錄被采集，這也為刻畫學(xué)生的個(gè)體行為模式提供了有力的數(shù)據(jù)支持。本文工作主要對(duì)學(xué)生行為模式上的數(shù)據(jù)挖掘方法進(jìn)行探索，并將對(duì)行為模式的理解應(yīng)用于學(xué)習(xí)表現(xiàn)的相關(guān)預(yù)測(cè)問題中。具體的研究內(nèi)容總結(jié)如下。
　　(1)學(xué)生行為識(shí)別與行為建模。規(guī)范化從校園記錄中識(shí)別學(xué)生行為序列的解決算法與提取學(xué)生行為模式的一系列過程。馬爾科夫模型是目前應(yīng)用于行為建模最廣泛的模型之一，本文研究假設(shè)學(xué)生的日常行為符合馬爾科夫性，并構(gòu)造隱馬模型捕獲學(xué)生

3、行為的規(guī)律性。對(duì)學(xué)生行為模式的構(gòu)建是行為特征描述的基礎(chǔ)，也是建立學(xué)生畫像系統(tǒng)的重要前提。
　　(2)基于校園行為模式的學(xué)習(xí)表現(xiàn)預(yù)測(cè)。學(xué)習(xí)表現(xiàn)是衡量一個(gè)學(xué)校教學(xué)水平最關(guān)鍵的指標(biāo)，也是當(dāng)前教育數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域的主要研究點(diǎn)之一。行為模式在一定程度上間接的反應(yīng)著學(xué)生的心理狀態(tài)、健康狀態(tài)以及努力程度。本文提出一種基于行為模式的學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)預(yù)測(cè)框架，從多個(gè)角度提取特征以更全面的描述行為，包括統(tǒng)計(jì)特征與關(guān)聯(lián)特征，并且設(shè)計(jì)使用多任務(wù)模型，對(duì)學(xué)生在課程

4、上的學(xué)習(xí)表現(xiàn)進(jìn)行細(xì)粒度的預(yù)測(cè)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，所提框架對(duì)學(xué)習(xí)表現(xiàn)的預(yù)測(cè)有著較高的召回率，對(duì)提前預(yù)警工作也表現(xiàn)出一定的實(shí)用性。進(jìn)一步地，根據(jù)模型對(duì)學(xué)生行為模式與學(xué)習(xí)表現(xiàn)間的相關(guān)性進(jìn)行了探討。
　　(3)基于在線學(xué)習(xí)行為的掌握度預(yù)測(cè)。在線學(xué)習(xí)方式在使用戶的學(xué)習(xí)擺脫時(shí)間、空間限制的同時(shí)，也容易使其模糊判斷自己的掌握情況，盲目于所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，造成學(xué)習(xí)效果降低。本文提出一個(gè)基于在線學(xué)習(xí)行為的掌握度預(yù)測(cè)框架，于協(xié)同過濾算法中加入了附加上下文信息，