基于大數(shù)據(jù)的學(xué)生成績影響因素分析系統(tǒng)

胡繼明 辛海源 李揚陽 牛文鈺 付航

摘 要： 針對學(xué)生成績影響的問題，對學(xué)生成績和其所在的環(huán)境進行分析，找出學(xué)生成績影響的因素，首先運用爬蟲原理對所需數(shù)據(jù)的爬取工作，在爬取的過程中刪掉噪聲數(shù)據(jù)，保存有效數(shù)據(jù)，安裝Hadoop，Linux環(huán)境，進行聯(lián)機操作，對數(shù)據(jù)進行分析，最后制圖進行可視化工作。

關(guān)鍵詞： 數(shù)據(jù)收集；數(shù)據(jù)清洗；數(shù)據(jù)挖掘；數(shù)據(jù)可視化；

【中圖分類號】 G632 【文獻標識碼】 A【文章編號】 2236-1879（2018）14-0046-01

第一章 概述

1.1研究背景：

當今的學(xué)生成績在科技的發(fā)展下影響其成績的方式已經(jīng)變得多種多樣，很多學(xué)生不知道自己被什么影響了學(xué)習(xí)成績，平時感覺學(xué)的很好，可考試時成績卻不稱心如意。而我們要做的就是分析出有哪些因素影響了學(xué)，為學(xué)生的成績的提高提供參考。

1.2 項目意義：

認識大數(shù)據(jù)，處理大數(shù)據(jù)，挖掘大數(shù)據(jù)的應(yīng)用價值，從實踐中學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)技術(shù)是本項目學(xué)習(xí)和實踐大數(shù)據(jù)技術(shù)的重要意義。

第二章 大數(shù)據(jù)技術(shù)相關(guān)介紹

2.1數(shù)據(jù)收集。

利用網(wǎng)絡(luò)爬蟲從各個教育網(wǎng)爬取所需數(shù)據(jù)：對于爬取回來的網(wǎng)頁內(nèi)容，可以通過re、beautifulsoup4等函數(shù)庫來處理，其中最重要且最主流的兩個函數(shù)庫：requests 和beautifulsoup4，它們都是第三方庫。requests 庫是一個簡潔且簡單的處理HTTP請求的第三方庫，建立在Python 語言的urllib3 庫基礎(chǔ)上。get（）是獲取網(wǎng)頁最常用的方式。 Beautiful Soup提供一些簡單的、python式的函數(shù)用來處理導(dǎo)航、搜索、修改分析樹等功能。

2.2數(shù)據(jù)清洗。

數(shù)據(jù)的格式無法滿足我們的要求，或者是數(shù)據(jù)出現(xiàn)缺省值等，以至于達不到對數(shù)據(jù)處理的基本要求，需要對該數(shù)據(jù)進行預(yù)處理。數(shù)據(jù)集成通過實體識別、冗余和相關(guān)性分析來實現(xiàn)。

2.3數(shù)據(jù)挖掘。

從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機的實際數(shù)據(jù)中，提取隱含在其中的、人們所不知道的、但又是潛在有用信息。一般方法有決策樹方法、聚類方法、數(shù)學(xué)建模法等。根據(jù)數(shù)據(jù)的大小、形式等用不同的方法挖掘潛在的有價值的信息。

2.4數(shù)據(jù)可視化。

借助于圖形化手段，繪制折線、柱形、扇形、雷達圖等，清晰有效地傳達與溝通信息。數(shù)據(jù)可視化與信息圖形、信息可視化、科學(xué)可視化以及統(tǒng)計圖形密切相關(guān)。數(shù)據(jù)可視化技術(shù)包括：數(shù)據(jù)空間、數(shù)據(jù)開發(fā)等。

2.5環(huán)境搭建。

在虛擬機上裝好 Ubuntu 系統(tǒng)，在Ubuntu上安裝必要的python，java，Hadoop環(huán)境，java可以選用系統(tǒng)自帶的Java環(huán)境配置，python我們選用的是python3.6。

第三章 分析方法總結(jié)及結(jié)果展示

3.1 學(xué)生成績分類標號。

對爬蟲方式收集的數(shù)據(jù)。將獲得的數(shù)據(jù)進行標號，對是否是班干部的同學(xué)進行標注，是班干部為1，不是為0，家境，教育資源等因素都標號，任何一個因素都標號為1或0。

3.2對學(xué)生成績進行分類。

為了實現(xiàn)分析我們將學(xué)生成績逐級從低到高分為5類，首先我們分析學(xué)習(xí)在優(yōu)良以上的學(xué)生情況，從側(cè)面反映出學(xué)習(xí)差的原因

從中我們選取百分制分數(shù)60-100段來分析我們對學(xué)生家境進行了0和1標號，對家庭富裕的學(xué)生進行標號

家庭有車有房為家境較好的

一線城市為教育資源較好的

0代表家境很好的學(xué)習(xí)成績差的，1代表學(xué)習(xí)成績好的家境也好的，運用python進行可視化操作進行繪圖。

如上圖所示家庭條件好的，學(xué)習(xí)成績好的占優(yōu)勢。

在對家庭條件不好的學(xué)生進行標號，0代表學(xué)習(xí)差的，1代表學(xué)習(xí)好的，同樣運用python進行可視化操作的如圖所示：

同樣可以看出學(xué)習(xí)好學(xué)生的比例反而比家境好學(xué)習(xí)好的占的比例更高了。

從圖中可以看出家境好的學(xué)習(xí)好的人數(shù)明顯比家境不好的學(xué)習(xí)人數(shù)多了很多。對這個問題我們進行了分析發(fā)現(xiàn)家境不好，學(xué)習(xí)不好的學(xué)生早早出去打工了。

我們還對學(xué)生是否當班干部進行了分析發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)好的占了很大一部分比例，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生都是學(xué)習(xí)好了之后才當上班干部的。從而來促進學(xué)生的學(xué)習(xí)。我們又對不同的地區(qū)城市的成績進行了分析，發(fā)現(xiàn)城市越發(fā)達學(xué)生成績好的比例越高。最后發(fā)現(xiàn)在外在原因越有利的情況下學(xué)習(xí)好的比例越高，這個結(jié)果也很符合道理。

第四章 總結(jié)概括

4.1項目總結(jié)。

系統(tǒng)的分析方法可以有效地挖掘出學(xué)生成績背后所蘊含的價值，提供衡量校園教學(xué)質(zhì)量信息，讓學(xué)生更好的掌握專業(yè)技能，幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率，提升學(xué)習(xí)質(zhì)量，為社會提供更多的價值。

4.2結(jié)束語。

本文論述了大數(shù)據(jù)技術(shù)對學(xué)生學(xué)習(xí)成績的分析，大數(shù)據(jù)技術(shù)僅是分析學(xué)生學(xué)習(xí)成績的一種手段，通過數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)可視化對學(xué)生學(xué)習(xí)成績進行分析，在分析數(shù)據(jù)的同時挖掘出隱藏在數(shù)據(jù)背后的價值，以便學(xué)校更好地制定教學(xué)計劃。

參考文獻

[1] 羅福強 李瑤 陳虹君.大數(shù)據(jù)技術(shù)基礎(chǔ)——基于Hadoop與Spark[M].人民郵電出版社.2017-05

[2] 肖睿 雷剛躍.Hadoop & Spark 大數(shù)據(jù)開發(fā)實踐[M].中國水利水電出版社.2017-07-01

[3] Tom Wbite.Hadoop 權(quán)威指南[M].華東師范大學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)與工程學(xué).2017-07-01

[4] 劉增杰.MySQL 5.7從入門到精通（視頻教學(xué)版）.清華大學(xué)出版社.2016-08-01

[5] 明日科技.Java精彩編程200例 全彩版.吉林大學(xué)出版社.2017-09-01

[6] 張良均，王路，譚立云，蘇劍林.Python數(shù)據(jù)分析與挖掘?qū)崙?zhàn).機械工業(yè)出版社.2015-11-01

[7] 明日科技.零基礎(chǔ)學(xué)Android.吉林大學(xué)出版社.2017-09-01