賀路路 阮曉龍

摘? 要： 分析學(xué)生成績(jī)有利于優(yōu)化課程設(shè)置，有利于提升教學(xué)質(zhì)量。由于學(xué)生成績(jī)具有多主體性和時(shí)序性等特征，大多數(shù)分析工具和展示方式均存在分析因子難以結(jié)合，異常數(shù)據(jù)分析缺乏針對(duì)性等現(xiàn)象。因此，本文提出從課程、學(xué)生和教師等任意主體出發(fā)，采用真實(shí)教學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。即，設(shè)計(jì)分析模型并邀請(qǐng)教學(xué)人員對(duì)其進(jìn)行修正，再利用可視化圖表庫(kù)ECharts對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行直觀展示。通過(guò)對(duì)近五年的學(xué)生成績(jī)進(jìn)行分析與可視化展示，可直觀地看到學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中以及教學(xué)過(guò)程中存在的優(yōu)勢(shì)與不足。

關(guān)鍵詞： 成績(jī)分析; 課程教學(xué); 教學(xué)質(zhì)量; ECharts; 教學(xué)數(shù)據(jù)

中圖分類號(hào)：G642.1? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1006-8228（2019）09-50-03

Research on data analysis model and visualization of college students'examination achievements

He Lulu， Ruan Xiaolong

（College of Information Technology， Henan University of Traditional Chinese Medicine， Zhengzhou City， Henan Province， 450046）

Abstract： The analysis of students' scores is conducive to optimizing the curriculum and improving the quality of teaching. Due to the multi-subjectivity and time series of students' performance， most of the analysis tools and display methods are difficult to combine the analysis factors and lack of pertinence in the analysis of abnormal data. Therefore， starting from any subject such as curriculum， student and teacher， this paper uses real teaching data to analyze. That is， design the analysis model and inviting the teaching staff to revise it， and then display the analysis results intuitively with charting and visualization library ECharts. Through the analysis and visualization of students' achievements in the past five years， the advantages and disadvantages of students' learning process and teaching process can be seen intuitively.

Key words： score analysis; curriculum teaching; teaching quality; ECharts; teaching data

0 引言

高校畢業(yè)生出現(xiàn)與其能力、素質(zhì)不匹配的問(wèn)題日漸突出[1]，對(duì)其成績(jī)分析不足，挖掘不夠的問(wèn)題也大量存在。如何展現(xiàn)這些數(shù)據(jù)所蘊(yùn)含的價(jià)值，是教學(xué)信息化的重要研究方向之一[2]。

對(duì)成績(jī)的分析多采用Excel等簡(jiǎn)單工具，僅獲得平均分、標(biāo)準(zhǔn)差、方差等內(nèi)容，并未對(duì)學(xué)生成績(jī)進(jìn)行深入挖掘。結(jié)果簡(jiǎn)單，很難促進(jìn)教學(xué)進(jìn)步，指導(dǎo)進(jìn)一步教學(xué)進(jìn)程。因此，建立一套能夠促進(jìn)學(xué)生成長(zhǎng)、促進(jìn)素質(zhì)提高的制度迫在眉睫，也已成為本科教學(xué)改革的重要任務(wù)。

結(jié)合我院實(shí)際情況，本文擬通過(guò)交叉分析模型來(lái)科學(xué)展示學(xué)生的成績(jī)，期望能夠幫助院系管理者發(fā)現(xiàn)學(xué)生成績(jī)的特點(diǎn)，更全面地展示教學(xué)效果、促進(jìn)我院學(xué)生綜合素質(zhì)得到進(jìn)一步的發(fā)展。

1 數(shù)據(jù)可視化技術(shù)

1.1 什么是數(shù)據(jù)可視化

簡(jiǎn)單的說(shuō)，數(shù)據(jù)可視化就是按照既定方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘處理，并按照一定的方式/方法將數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出來(lái)，幫助管理者更好地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，體現(xiàn)數(shù)據(jù)的巨大價(jià)值。

1.2 數(shù)據(jù)可視化的優(yōu)點(diǎn)

⑴ 高速信息傳播

人腦接收視覺(jué)信息的速度通常比文字信息快10倍。相比那些紛繁復(fù)雜的報(bào)告、電子表格，使用圖形化方式來(lái)總結(jié)、展示復(fù)雜數(shù)據(jù)中所蘊(yùn)含的重要信息，可有效提升信息展示效果，直觀查看數(shù)據(jù)的內(nèi)在聯(lián)系，可視化可以更快地幫助管理者理清事務(wù)本質(zhì)，緊抓工作內(nèi)涵。

⑵ 多維數(shù)據(jù)顯示

數(shù)據(jù)地可視化，可以是二維，也可以是三維，對(duì)之進(jìn)行排列、組合、分析、挖掘即可發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中隱含的規(guī)律及價(jià)值[3]。

⑶ 直觀信息呈現(xiàn)

數(shù)據(jù)可視化，通常使用較少的圖形來(lái)展示復(fù)雜的邏輯關(guān)系，甚至單個(gè)圖形也可深入挖掘數(shù)據(jù)內(nèi)涵。豐富且有意義的圖形有助于教師了解學(xué)生狀態(tài)，可更有針對(duì)性地幫助學(xué)生，同時(shí)也可減輕教師的工作量，使之管理效率得到提高。

2 數(shù)據(jù)預(yù)處理

本分析中的學(xué)生成績(jī)來(lái)源于河南中醫(yī)藥大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院近10年的積累，其中存在許多缺失數(shù)據(jù)、不規(guī)范數(shù)據(jù)、不標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)[4]，因此對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，特別是缺失值、異常值、冗余值等內(nèi)容操作很有必要，這樣的清洗過(guò)程，有利于保證成績(jī)數(shù)據(jù)的真實(shí)性和可用性。

預(yù)處理操作如下，首先將學(xué)生成績(jī)中標(biāo)記“沒(méi)寫”、“缺考”、“入伍”、“休學(xué)”、“緩考”、“無(wú)理論成績(jī)”等進(jìn)行格式化，并清除無(wú)效數(shù)據(jù)。之后再對(duì)數(shù)據(jù)得含義進(jìn)行解讀，數(shù)據(jù)中的字段內(nèi)容如表1所示。

基于河南中醫(yī)藥大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院的學(xué)生成績(jī)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)含義創(chuàng)建數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模型，并將清洗后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫(kù)中。

3 學(xué)生成績(jī)的總體分析

本數(shù)據(jù)分析中參與學(xué)生1927名，參與專業(yè)8個(gè)，參與年級(jí)10個(gè)，參與班級(jí)39個(gè)，參與課程433個(gè)，共50萬(wàn)余條。本文從不同角度對(duì)學(xué)生成績(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，建立了多個(gè)角度、多個(gè)體系地分析模型，可全面呈現(xiàn)本院系的學(xué)生成績(jī)。

3.1 學(xué)生成績(jī)整體分析

⑴ 分析方式

學(xué)生成績(jī)整體分析的目的是了解學(xué)生最終考試的整體情況。首先將成績(jī)劃分為0-59分，60-69分，70-79分，80-89分，90-100分五個(gè)區(qū)間，然后統(tǒng)計(jì)每個(gè)區(qū)間、每個(gè)人、每個(gè)課程成績(jī)，得到學(xué)生成績(jī)的最終區(qū)間分布。

⑵ 分析結(jié)果

整體分析的結(jié)果如圖1所示，可以看出學(xué)生成績(jī)呈正態(tài)分布，符合教學(xué)規(guī)律，多數(shù)處在70-79分和80-89分的區(qū)間內(nèi)，80-89分區(qū)間內(nèi)的學(xué)生最多，為32974人課，0-59分區(qū)間內(nèi)學(xué)生最少，為2623人課。

3.2 各年級(jí)學(xué)生平均分分析

⑴ 分析方式

從各年級(jí)學(xué)生成績(jī)平均分中，可看出每個(gè)年級(jí)的整體情況，與其他年級(jí)對(duì)比后，可查看院系各專業(yè)課程的教學(xué)情況。

⑵ 分析結(jié)果

學(xué)生成績(jī)平均分歷年變化不大，在78.68分上下，略有浮動(dòng);專科學(xué)生平均分歷年變化較本科生來(lái)大，在76.07分上下，如圖2所示。

3.3 各年級(jí)學(xué)生成績(jī)分布分析

⑴ 分析方式

從各年級(jí)學(xué)生成績(jī)，可獲取優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格人數(shù)的分布情況，有利于了解各年級(jí)學(xué)生的綜合素質(zhì)。

⑵ 分析結(jié)果

通過(guò)分析，可看出各年級(jí)學(xué)生成績(jī)呈正態(tài)分布，集中在中等、良好部分。同時(shí)各年級(jí)的優(yōu)秀率相對(duì)高于不及格率，如圖3所示。

3.4 所有學(xué)生成績(jī)分布分析

⑴ 分析方式

對(duì)所有學(xué)生的成績(jī)進(jìn)行分析匯總后，可利用散點(diǎn)圖繪制出學(xué)生成績(jī)的分布區(qū)間。

⑵ 分析結(jié)果

通過(guò)分析可看出，學(xué)生成績(jī)多分布在75分-85分之間，絕大部分學(xué)生的成績(jī)大于60分，在75分-85分之間，極少部分學(xué)生成績(jī)小于60分，如圖4所示。

4 學(xué)生成績(jī)的專業(yè)分析

4.1 各專業(yè)學(xué)生成績(jī)分布分析

⑴ 分析方式

從各專業(yè)學(xué)生成績(jī)分布中，可看出每個(gè)專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量[5]。統(tǒng)計(jì)各專業(yè)的人數(shù)、總分、課程數(shù)，算出每個(gè)專業(yè)的優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格人數(shù)，對(duì)展示各專業(yè)的學(xué)習(xí)效果來(lái)講也很重要[6]。

⑵ 分析結(jié)果

可以看出，各專業(yè)學(xué)生成績(jī)的分布類似，各專業(yè)相差不大，較多的學(xué)生分布在中等、良好部分，少數(shù)學(xué)生不及格，少數(shù)學(xué)生優(yōu)秀，如圖5所示。

4.2 各專業(yè)成績(jī)優(yōu)秀率分析

⑴ 分析方式

從各專業(yè)成績(jī)優(yōu)秀率分析當(dāng)中，可看出各專業(yè)的優(yōu)秀情況。先統(tǒng)計(jì)出各個(gè)專業(yè)的學(xué)生人數(shù)，再統(tǒng)計(jì)出優(yōu)秀學(xué)生人數(shù)，就可進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。

⑵ 分析結(jié)果

通過(guò)分析可知，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)成績(jī)優(yōu)秀率達(dá)0.27，其他專業(yè)優(yōu)秀率都在0.13左右，計(jì)算機(jī)信息管理專業(yè)優(yōu)秀率最低。如圖6所示。

5 結(jié)束語(yǔ)

利用可視化技術(shù)，將數(shù)據(jù)挖掘分析的思想與信息技術(shù)學(xué)院實(shí)際情況相結(jié)合后，為教學(xué)工作提供了大量有用信息。所使用分析模型均根據(jù)信息技術(shù)學(xué)院的教學(xué)特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)，所呈現(xiàn)的分析結(jié)果具有較高的參考意義[7]，這可為教學(xué)改革與教學(xué)質(zhì)量提升提供了有力數(shù)據(jù)支撐。從分析結(jié)果可以看出，目前學(xué)院學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中以及教師在教學(xué)過(guò)程中存在的優(yōu)勢(shì)與不足[8]，這也是本次研究的重要意義所在。

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