決策樹(shù)在成績(jī)分析中的應(yīng)用

吳煥瑞

【摘 要】數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)能夠從海量信息中獲取有用的知識(shí)，有利于輔助管理者制定決策。分析《計(jì)算機(jī)信息技術(shù)》的課程成績(jī)時(shí)，挖掘得出影響學(xué)生成績(jī)的潛在的因素，目的在于改善課程教學(xué)。

【關(guān)鍵詞】決策樹(shù)；數(shù)據(jù)挖掘；成績(jī)分析

一、引言

傳統(tǒng)的學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)分析大多只是將學(xué)生的考試成績(jī)檔和查詢(xún)做簡(jiǎn)單的排序和分析，如果將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)運(yùn)用到高校學(xué)生成績(jī)分析中來(lái)，對(duì)成績(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行更深層次的有效分析處理，可以更加全面地分析各種影響學(xué)生成績(jī)的因素以及學(xué)生各項(xiàng)成績(jī)之間的潛在聯(lián)系，可以幫助教師們認(rèn)清同學(xué)們的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，從而更加靈活和有效的組織教學(xué)，同時(shí)，還可以進(jìn)一步幫助同學(xué)們科學(xué)的、有針對(duì)性的提高學(xué)習(xí)成績(jī)。

二、決策樹(shù)介紹

決策樹(shù)是一種類(lèi)似于流程圖的樹(shù)結(jié)構(gòu)，它對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)，以此達(dá)到預(yù)測(cè)的目的。決策樹(shù)由決策結(jié)點(diǎn)、分支和葉子組成，每個(gè)決策結(jié)點(diǎn)代表一個(gè)問(wèn)題或決策，最上面的結(jié)點(diǎn)為根結(jié)點(diǎn)，每個(gè)分支代表一個(gè)新的測(cè)試輸出，每一個(gè)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)代表在一個(gè)屬性上的測(cè)試，每一個(gè)葉子結(jié)點(diǎn)代表一種可能的分類(lèi)結(jié)果。決策樹(shù)結(jié)構(gòu)是采用自上而下的遞歸算法，由內(nèi)部結(jié)點(diǎn)屬性值的比較來(lái)判斷下面再根據(jù)哪個(gè)結(jié)點(diǎn)進(jìn)行分支，最后找到?jīng)Q策樹(shù)的葉節(jié)點(diǎn)。

三、決策樹(shù)算法在《計(jì)算機(jī)信息技術(shù)》成績(jī)分析中的應(yīng)用

《計(jì)算機(jī)信息技術(shù)》在學(xué)生在大一時(shí)上的一門(mén)基礎(chǔ)課，包含選擇題、windows操作、word操作、excel操作、PPT、網(wǎng)絡(luò)等，利用決策樹(shù)技術(shù)研究在計(jì)算機(jī)等級(jí)考試中，各個(gè)模塊對(duì)成績(jī)影響的程度，通過(guò)構(gòu)造決策樹(shù)可以很容易看出，哪些屬性對(duì)成績(jī)起決定作用最大。

（一）數(shù)據(jù)采集

本文利用的數(shù)據(jù)源是2013級(jí)計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的《計(jì)算機(jī)信息技術(shù)》成績(jī)，由于現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)是不完整和包含噪聲的，對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，是進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘操作前必須要做的一個(gè)非常重要的步驟。數(shù)據(jù)預(yù)處理部分包括數(shù)據(jù)清理、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)變換等操作。

數(shù)據(jù)清洗：采用忽略元組的方式，將采集到的原始數(shù)據(jù)中缺考、緩考、曠考、作弊的學(xué)生記錄刪除。

數(shù)據(jù)選擇：因?yàn)橹饕槍?duì)各個(gè)模塊對(duì)成績(jī)的影響進(jìn)行分析，所以學(xué)生的學(xué)號(hào)姓名等無(wú)關(guān)字段一并刪除。

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：因?yàn)橹攸c(diǎn)分析成績(jī)及格和不及格決定因素，因此將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為表：

（二）數(shù)據(jù)分析

利用C5.0算法，在Spss Clementine下建立“成績(jī)分析”表的決策樹(shù)模型。

流中將“分析結(jié)果.xls”作為源文件節(jié)點(diǎn)。用到了Excel、類(lèi)型、C5.0模型三個(gè)對(duì)象。將三個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)象拖如流中，并建立其連接。在建立成績(jī)是否及格決策樹(shù)模型時(shí)，以等級(jí)屬性作為分類(lèi)屬性。運(yùn)行后對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析，得出了基于等級(jí)字段類(lèi)型的決策樹(shù)模型為圖2，分類(lèi)規(guī)則如圖3.

（三）結(jié)果分析

通過(guò)以上分析，可以看到對(duì)EXCEL決定這最終成績(jī)的影響是最為重要的，其次是網(wǎng)絡(luò)，word。因此，同學(xué)們?cè)谟?jì)算機(jī)信息技術(shù)的等級(jí)考試的時(shí)候可以將excel作為重點(diǎn)來(lái)進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練。另一方面，任課教師也可以根據(jù)通過(guò)等級(jí)的幾種規(guī)則有所了解，在日常的教學(xué)工作中，合理制定教學(xué)計(jì)劃，適時(shí)調(diào)整教學(xué)方法。授課教師要在課堂上多進(jìn)行excel強(qiáng)化訓(xùn)練，經(jīng)常提醒同學(xué)們多重視、多練習(xí)。因此根據(jù)數(shù)據(jù)挖掘分析結(jié)果教師對(duì)同學(xué)們學(xué)習(xí)進(jìn)行科學(xué)的指導(dǎo)，幫助學(xué)生進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)效率。

四、總結(jié)

本文運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘的技術(shù)建立了分類(lèi)處理模型，探究了《計(jì)算機(jī)信息技術(shù)》這門(mén)課中，找出規(guī)律，從而不斷改進(jìn)教學(xué)工作，指導(dǎo)學(xué)生調(diào)整學(xué)習(xí)計(jì)劃、完善學(xué)習(xí)方法、科學(xué)有效提高學(xué)習(xí)成績(jī)。

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