厲丹 孫金萍 康曉鳳

摘要：通過對多維度教育大數(shù)據(jù)進行深度挖掘，可以精準有效地對學生行為數(shù)據(jù)進行研究和分析，幫助教師更深入地了解學生知識的掌握情況以及學習偏好，有助于推動傳統(tǒng)以“教師為中心”的教學方式向v2"學生為中心”教學方式的轉變。

關鍵詞：大數(shù)據(jù);多維度;數(shù)據(jù)挖掘;行為分析

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）29-0047-03

1概述

隨著大數(shù)據(jù)與云計算技術的快速發(fā)展，教育部門也日益關注起大數(shù)據(jù)的發(fā)展，我國高校中教育大數(shù)據(jù)的多樣性、關聯(lián)性、可追溯性等特點為教育大數(shù)據(jù)分析提供了絕佳條件。傳統(tǒng)的學生信息管理系統(tǒng)往往只提供數(shù)據(jù)展示和對信息的增刪改查功能，本系統(tǒng)除了涵蓋傳統(tǒng)學生管理系統(tǒng)的基本功能外，還增加了數(shù)據(jù)可視化與分析功能，系統(tǒng)準備、處理、分析和應用傳統(tǒng)課堂、教學系統(tǒng)的線下數(shù)據(jù)構成的學生校園行為的教育大數(shù)據(jù)，能為教師的教學評價與教學指導提供依據(jù)，從而實現(xiàn)精準評價與精準指導，為教學工作提供更好的保障。

2相關技術介紹

數(shù)據(jù)存?。喝缃翊髷?shù)據(jù)存取的數(shù)據(jù)不外乎分為三大類：1）非結構化數(shù)據(jù)，比如音頻，視頻等;2）半結構化數(shù)據(jù)：清洗后的數(shù)據(jù)表中有些記錄中會有字段缺失，對于這些數(shù)據(jù)我們通常把它用hbase來存取和處理;3）結構化數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)表的記錄里面字段完整，我們平時開發(fā)過程中最常遇到的就是這種類型的數(shù)據(jù)。由于校園數(shù)據(jù)是結構化的比較規(guī)整的，所以既可以用hive存儲，也方便使用mysql存儲，系統(tǒng)在hive配置文件里設置mysql為元數(shù)據(jù)庫。

數(shù)據(jù)處理：采用hadoop分布式存儲以及mysql關系型數(shù)據(jù)庫存儲。對于復雜的校園數(shù)據(jù)，首先分門別類，各自建表，然后再對每個表或者表與表之間需要的字段進行統(tǒng)計計算。在后續(xù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)予以展示時，可以通過idbc建立與hive數(shù)據(jù)庫的連接執(zhí)行hive sql得到結果，也可以使用ipa處理得到結果。

數(shù)據(jù)挖掘與可視化顯示：分析各種數(shù)據(jù)之間的關系，采用echarts技術針對性的將統(tǒng)計出的數(shù)據(jù)通過其適配的圖，比如折線圖、柱狀圖、餅狀圖等，在頁面呈現(xiàn)，從而一目了然數(shù)據(jù)統(tǒng)計的結果，從而為系統(tǒng)的分析和研究工作提供數(shù)據(jù)可視化支持。

3系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

用戶注冊賬號后登錄進人系統(tǒng)主頁，系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)可視化與分析兩大模塊，在數(shù)據(jù)管理頁面可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的添加，修改，刪除和友好的查詢操作，其次還能將頁面數(shù)據(jù)導出，打印等;在數(shù)據(jù)可視化頁面，echarts提供對被hive或ipa操作后的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的展示，圖分為折線圖，柱狀圖以及餅狀圖等，從圖上可以精準有效的對學生行為數(shù)據(jù)進行研究和分析。系統(tǒng)功能模塊圖如圖1所示。

3.1前臺數(shù)據(jù)可視化界面

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可視化與分析部分主要有：折線圖展示學生進入圖書館、折線圖顯示學生入館次數(shù)與成績關聯(lián)、柱狀圖顯示學生選修課程記錄、餅圖對比不同學生入館次數(shù)對比、餅圖對比不同學生不同消費類型的消費金額。以下是部分功能界面截圖及說明。

圖2展示入館圖，圖橫軸表示時間，記錄從早上8點到晚上8點半的記錄，縱軸表示人館人數(shù)。從圖上我們可以看出那個時間點學生入館人數(shù)最多、最少以及哪些時間段人館人數(shù)持續(xù)增加或減少等。要是想看一天、一周或者其他時間范圍內(nèi)的人館數(shù)據(jù)所呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)可視化情況，可以在右上角進行選擇，該組件提供強壯的兩個時間戳之間的搜索功能。此外，右上角還提供區(qū)域縮放功能、查看頁面數(shù)據(jù)功能、折線圖和柱狀圖切換展示功能以及刷新和下載圖功能。

圖3為學生選修課程情況統(tǒng)計圖，橫軸表示課程名稱，縱軸表示選修課程的學生人數(shù)。從上圖可以一目了然所有課程開課情況。同時可以看出學生的選課傾向，看哪些課程比較受到學生的喜愛，哪些課程沒多少人選修，少于額定值就不滿足開課情況，給學校、教育工作者以警示。右上角的按鈕提供區(qū)域縮放、還原、查看頁面數(shù)據(jù)、折線圖和柱狀圖切換以及刷新和下載功能。

圖4是學生成績與人館次數(shù)關聯(lián)圖，由于該頁面數(shù)據(jù)的獲取在后臺需要嵌套查詢加以實現(xiàn)，用ipa處理數(shù)據(jù)時，頁面加載速度比其他頁面都稍微緩慢一些，又由于橫軸數(shù)據(jù)量比較大，而且是折線圖，頁面初加載時，線條會很密集，但是可以區(qū)域縮放，這樣就能看清整體趨勢以及每個人的入館次數(shù)和成績的關聯(lián)情況。

圖5是按照學生中學生成績好的和學習成績較差的進行人館學習次數(shù)的對比，之前的關聯(lián)圖只能看清學生個人的成績和人館次數(shù)的關聯(lián)關系，但是并不能得出什么有效的結論，而現(xiàn)在從整體上去進行統(tǒng)計分析，有了學生入館數(shù)據(jù)以及學生成績，用springdata就可以很好地把二者給統(tǒng)計在一個map里面，然后傳值到前端用echarts餅圖作關聯(lián)展示。

圖6是學習成績較好的和較差的同學之間的文具書籍消費對比情況?？梢詮脑擄瀳D上看出的是，在文具書籍的文學消費上，成績好的同學花費了21990.5元，占比59.45%，相對于成績較差的學生接近六四開。那么我們不妨預測學生成績的好壞和文學消費是有一定的關聯(lián)的。

3.2后臺數(shù)據(jù)管理界面

數(shù)據(jù)管理頁面采用layui框架，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫所有表數(shù)據(jù)的實時展示與增刪改查等功能。表格自身提供選擇展示列、導出為CSV或Excel格式的文件、打印以及分頁功能。此外，對數(shù)據(jù)還提供其添加新數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫、刪除數(shù)據(jù)、修改數(shù)據(jù)、查詢數(shù)據(jù)等操作功能。以下是部分功能界面截圖及說明。

圖7能夠分頁展示學生數(shù)據(jù)，搜索學生信息時可以按照ID或者成績查詢時是精確查詢，按照學生姓名查詢時是模糊查詢。點擊“添加一條數(shù)據(jù)”會有一個彈出框，填入字段信息，點擊“添加”，經(jīng)過前后端的校驗即可添加入庫。點擊刪除，彈出提示框，確認后直接刪除，頁面和數(shù)據(jù)庫同步刷新。點擊修改，同樣有個彈出框，填入信息，經(jīng)過前后端校驗，成功后更新，頁面和數(shù)據(jù)庫同步刷新。

圖8由于人館數(shù)據(jù)是歷史數(shù)據(jù)，這部分數(shù)據(jù)主要提供展示和查詢功能。按條件搜索分為按照ID，入館日期、入館時間戳、入館時間和學生ID進行搜索，ID和學生ID的查詢?yōu)榫_查詢，其余是模糊查詢，其中人館的時間和日期三項有前端的正則驗證，要按照指定格式輸入才能往下進行;學生ID必須是存在的而且是格式正確的才能不被攔截。

4總結

對學生行為的研究是對校園內(nèi)的學生的日常學習習慣等行為分析和挖掘得出學生的各種行為傾向與規(guī)律，通過此系統(tǒng)分析出學生的行為特征，掌握學生的行為發(fā)展趨勢，同時對比成績較好和較差的學生行為，以便于學校采取對應的策略或者措施引導學生健康的生活學習。