基于数据挖掘的大学生选课心理调查研究平台及方法技术

本发明专利技术公开了一种基于数据挖掘算法的大学生选课心理研究工作平台及方法。该平台采用B/S模式，由问卷管理子系统、信息采集子系统和信息处理子系统3个子系统组成，其中问卷管理子系统由问卷导入、问卷制作和问卷修订3个模块组成；信息采集子系统由问卷调查、外部调查结果导入2个模块组成；信息处理子系统由简单统计、数据挖掘2个模块组成。其方法是利用平台进行问卷准备，实施网站调查采集调查记录集数据，提取大学生选课心理规则。本发明专利技术适应教务和教研工作的电子化、网络化和智能化的发展趋势，便于大学生选课管理及研究工作质量的改善和效率的提高。

Platform and method for psychological investigation of College Students' course selection based on Data Mining

The invention discloses a psychological research work platform and method for college students selecting courses based on data mining algorithms. The platform adopts B/S model, consisting of questionnaire management subsystem, information acquisition subsystem and information processing subsystem 3 subsystems, including the questionnaire management system by questionnaire, questionnaire and questionnaire revised into 3 modules; the results of the survey by questionnaire, the external information collection subsystem into 2 modules of information; processing subsystem by simple statistics, data mining of 2 modules. The method is to use the platform to prepare questionnaires, implement website survey, collect survey records, collect data, and extract the mental rules of college students selecting courses. The invention adapts to the development trend of the electronic, networking and intellectualized of the educational administration and the teaching and research work, and is convenient for the management of the course selection of the college students and the improvement of the quality of the research work and the improvement of the efficiency.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及大学生选课心理调查研究
，属于计算机辅助应用领域。
技术介绍
当前是信息技术的时代，大部分高校都完成了管理信息化及网络化，特别是教务 处等部门都存有大量学生与课程的信息。随着高校开设了越来越多的选修课，长期观察表 明，学生选课心理具有一定的规律性，教务管理人员如果能够获取这些规律，便于合理调整 课程设置，减少教学资源的浪费，而且学生工作部门能及时把握具体学生群的学风学情信 息。但目前高校的信息系统尚不能用于大学生选课心理规律研究。目前，对学生选课心理的研究方式是一般由经验丰富的研究专家采用计算机统计 调查数据，为便于归类，一般问卷涉及的问题项数量较小，且分析容易受研究者主观因素影 响较多，从而影响到结论的客观性和精确性；同时，实施调查数据来源于纸质问卷调查后手 工转换为电子文档，工作效率低下；而在组织问卷发放到收回过程中，难以保证以足够的精 力跟踪监督一个个具体的答题行为，实践中存在一人代替多人答题、敷衍了事地乱答现象， 造成废卷多、调查数据质量不高，成为后继研究工作的障碍；而且这种研究方式繁琐、周期 长。因此，该方法不利于推广到日常的教务实践。随着网络技术的发展，网站调查技术成为替代纸质问卷调查采集数据的新方法， 对被调查对象的身份识别普遍采用锁定用户的注册方式，或锁定IP地址两种方式，但在进 行大学生选课心理网站调查时，前者操作繁琐，浪费调查实施时间，后者虽然操作简单，但 同前者一样都不能锁定实际答题人，存在一人可以反复答卷的可能，失去一人只作答一次 的约束。本专利技术适合于高校大学生选课心理调查及研究工作，也适合相似性工作，得到的 规律结论受研究者主观影响较小。特别的，通过调整问卷设计，可以适合不同课程的选课心理调查。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服目前技术中的上述不足。本专利技术基于数据挖掘的大学生 选课心理调查研究平台采用B/S模式，由3个部分组成，即问卷管理子系统、信息采集子系 统和信息处理子系统，主要实现调查数据的采集和处理两大功能。平台的系统结构框图见 附图说明图1。问卷管理子系统有3个功能模块问卷导入模块用于将系统外部的选修课调查问 卷文档(所有问题及对应答案单选项)导入；问卷制作模块是在利用系统本身创建新的选 修课调查问卷；问卷修订模块可将废弃的问卷删除掉和对现有的问卷进行修改，三个模块 均能实现对选修课问卷的网页预览。信息采集子系统有2个功能模块，完成调查数据的采集功能外部调查结果导入 模块用于纸质问卷调查汇集的调查记录集表文档导入到数据库服务器；问卷调查模块用于网站问卷调查并将文字信息转为便于计算机处理的统一数据格式的调查记录集表存入学 生选课调查问卷答案数据库服务器。采用网站问卷调查形式时，可以组织被调查学生群体 在固定区域、规定时间段，只需凭自己清楚的个人信息学号和身份证号便迅速可登陆调查 系统，以此既可识别实际的答卷人，也方便学生不用花费太多时间配合完成调查任务。而同 时掌握其他同学学号和身份证号因涉及个人隐私，故替别人作答可能性可大大减少；在数 据库中设置标识限制每位学生只能作答一次，避免同一学生反复答题现象；系统中设提示 功能可减少未作答完毕就提交的现象，降低胡乱作答的可能性。采用网站调查方式可以大 大降低大学生选修课问卷调查工作的劳动强度，减少废卷，迅速归集原始调查记录集数据。信息处理子系统有2个功能模块，具有对原始调查记录集数据进行整理和清洗 后，完成调查数据的处理功能简单统计模块可以将数据库中的某一问卷的调查记录集表 输出到Excel中，进行简单统计分析；数据挖掘模块可对具体的数据记录表进行数据挖掘， 寻找隐藏在大量的学生答卷信息记录数据中的、能够体现学生选课的规则集。数据挖掘算 法有多种选择，本专利技术采用ID3算法生成决策树，并从该树提取规则(可对决策树进行剪 枝)。本系统中某门课程所有学生答卷信息的调查记录集数据可看成一张决策表，由条 件属性和决策属性构成，条件属性(Ci)对应问题项，决策属性(D)对应学生最终的选课决 定，每条记录对应的是每份问卷对应的答案和选课决定。其中，表示第i个学生其第j 个问题项的选项，Di代表第i个学生的对某调查课程的选课决定。决策表模型如下序号C1CnD1XnXlnD1mXmlXmnDm设S是m个训练数据样本的集合，一个数据样本即为一条记录，所有属性值均为离 散型。该算法选择使信息增益率(^airuratio(Ci)最大的属性Ci作为分枝属性，这种方法使 生成的决策树平均深度较小，从而有较快的分类速度。条件属性Ci中信息增益率定义，见 公式(I)0 Gain(Ci)为条件属性Ci的信息增益，计算见公式(5)。Split(Ci)为其分裂熵， 计算见公式(6)。Gainjatio(Ci) = Gain(Ci)ZSplit(Ci)，i = 1，...，n (1)假定决策属性D具有X个不同取值(本专利技术中X = 3，其中1代表“弃选”，2代表 “试听”，3代表“必选”)，该属性的不同值将数据样本集合分为X个不同类，Sj是其中的同 种类型样本数，ν= 1，…，X。Pv是任意样本属于Sv的概率。计算见公式O)。对一个给 定的训练数据样本集分类所需的期望信息由见公式(3)。Pv= I Sv I/m(2)χ/(51, ’…, ) = -Σ 尸νIog2Pv(3)设条件属性Ci具有Y个不同值，则S可被划分为Y个子集，其中|s」在该条件属 性中具有相同的值…的样本数，则在条件属性Ci的熵或信息期望计算见公式0)。其在该 属性分枝上将获得的信息增益，见公式(5)。熵值越小，子集划分的纯度越高，对于给定的子 集Sp Svj为在条件属性值为…时的子集。γ权利要求1.一种基于数据挖掘算法的大学生选课心理研究工作平台，其特征在于平台采用B/S 模式，由3个子系统组成问卷管理子系统有3个功能模块问卷导入模块用于将系统外部的选修课调查问卷文 档(所有问题及对应答案单选项)导入；问卷制作模块是在利用系统本身创建新的选修课 调查问卷；问卷修订模块可将废弃的问卷删除掉和对现有的问卷进行修改，三个模块均能 实现对选修课问卷的网页预览；信息采集子系统有2个功能模块，完成调查数据的采集功能外部调查结果导入模块 用于纸质问卷调查汇集的调查记录集表文档导入到数据库服务器；问卷调查模块用于网站 问卷调查并将文字信息转为便于计算机处理的统一数据格式的调查记录集表存入学生选 课调查问卷答案数据库服务器；信息处理子系统有2个功能模块，具有对原始数据进行整理和清洗后，完成调查数据 的处理功能简单统计模块可以将数据库中的某一问卷的调查记录集表输出到^ccel中， 进行简单统计分析；数据挖掘模块可对具体的数据记录表进行数据挖掘，寻找隐藏在大量 的学生答卷信息记录数据中的、能够体现学生选课的规则集。2.一种基于数据挖掘算法的大学生选课心理研究工作方法，其特征在于以下具体步骤(1)问卷制作。将该课程问卷文档分为问题项和对应答案选项两部分分别存入问卷数 据库。问题项对应于决策表中的条件属性项和决策项；而对应的答案选项表示为属性项的 值，为便于数据处理，属性值用对应的数字表示；(2)问卷修订。在实施调查前，可对问卷进行修改，增加或减少问题项及答案项，修改有 关文字内容，也可删本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于数据挖掘算法的大学生选课心理研究工作平台，其特征在于平台采用Ｂ／Ｓ模式，由３个子系统组成：问卷管理子系统有３个功能模块：问卷导入模块用于将系统外部的选修课调查问卷文档（所有问题及对应答案单选项）导入；问卷制作模块是在利用系统本身创建新的选修课调查问卷；问卷修订模块可将废弃的问卷删除掉和对现有的问卷进行修改，三个模块均能实现对选修课问卷的网页预览；信息采集子系统有２个功能模块，完成调查数据的采集功能：外部调查结果导入模块用于纸质问卷调查汇集的调查记录集表文档导入到数据库服务器；问卷调查模块用于网站问卷调查并将文字信息转为便于计算机处理的统一数据格式的调查记录集表存入学生选课调查问卷答案数据库服务器；信息处理子系统有２个功能模块，具有对原始数据进行整理和清洗后，完成调查数据的处理功能：简单统计模块可以将数据库中的某一问卷的调查记录集表输出到Ｅｘｃｅｌ中，进行简单统计分析；数据挖掘模块可对具体的数据记录表进行数据挖掘，寻找隐藏在大量的学生答卷信息记录数据中的、能够体现学生选课的规则集。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：纪滨，马丽，秦锋，李伟，姚文锐，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：34