肖永良 羅永恒 李香寶 劉文彬 賀燦衛(wèi)

[摘 ? ?要] 全面、客觀、科學(xué)地對高校大學(xué)生綜合素質(zhì)進行評價是高校素質(zhì)教育一個棘手的問題?，F(xiàn)在較為常見的評價方案是把評價結(jié)果和評價指標(biāo)視為一個線性的關(guān)系，實際上兩者之間是一個非常復(fù)雜的非線性關(guān)系，把各個評價指標(biāo)進行加權(quán)處理而獲得評價結(jié)果的做法明顯與實際不符。針對此問題，文章提出利用機器學(xué)習(xí)方法構(gòu)建大學(xué)生綜合素質(zhì)評價模型，通過學(xué)習(xí)已有知識經(jīng)驗獲得評價結(jié)果和評價指標(biāo)之間的非線性關(guān)系，為科學(xué)評價大學(xué)生綜合素質(zhì)提供了新的理論支持。

[關(guān)鍵詞] 綜合素質(zhì);機器學(xué)習(xí);支持向量機;半監(jiān)督理論

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2020. 23. 089

[中圖分類號] G642.3 ? [文獻標(biāo)識碼] ?A ? ? ?[文章編號] ?1673 - 0194（2020）23- 0221- 02

0 ? ? ?引 ? ?言

互聯(lián)網(wǎng)時代提供給我們海量信息的同時也給我們的學(xué)習(xí)和生活帶來更多的誘惑，特別是自控能力較差的在校大學(xué)生。如何充分利用互聯(lián)網(wǎng)汲取更多有助于自身發(fā)展的知識和信息，這要求高校學(xué)生必須具有更高的綜合素質(zhì)。我們對高校學(xué)生綜合素質(zhì)進行評價的目的就是要幫助大學(xué)生正確認(rèn)識自己的優(yōu)點和缺點，通過不斷探索改進找到適合自己的學(xué)習(xí)思路和學(xué)習(xí)方法，而不是僅僅根據(jù)評價指標(biāo)對高校學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進行分析。本文通過對大學(xué)生綜合素質(zhì)評價過程進行深入研究，構(gòu)建出符合實際情況的綜合素質(zhì)評價框架，可以在此基礎(chǔ)上幫助大學(xué)生了解在成長過程中存在的某些問題，進而剖析產(chǎn)生這些問題的可能原因，不斷尋找解決這些問題的對策，最終有效促進大學(xué)生綜合素質(zhì)的全面提升。

1 ? ? ?研究現(xiàn)狀

我國高校對大學(xué)生綜合素質(zhì)的提升相當(dāng)重視，各高校不僅可以根據(jù)評價指標(biāo)對大學(xué)生進行一系列的評優(yōu)評先，而且還可以將評價結(jié)果反饋給學(xué)生，不斷促使廣大學(xué)生發(fā)現(xiàn)自身的優(yōu)勢和不足，不斷提高自身的綜合素質(zhì)，進而為國家和社會提供高質(zhì)量的綜合性人才。特別是近幾年，隨著互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，各行各業(yè)的就業(yè)壓力不斷增大，而高校大學(xué)生由于缺乏實踐經(jīng)驗，其就業(yè)的壓力與日俱增，因此對大學(xué)生綜合素質(zhì)進行客觀評價進而提升自身素質(zhì)的研究也越來越多。許多學(xué)者對高校大學(xué)生綜合素質(zhì)評價的理論和方法進行了深入研究和分析。周曉晶等人在考慮多方協(xié)同創(chuàng)新人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)建了包括有12個二級指標(biāo)的綜合素質(zhì)評價指標(biāo)。而董卓寧等人為了區(qū)別不同指標(biāo)的重要程度，根據(jù)經(jīng)驗把思想政治、專業(yè)知識、實踐創(chuàng)新、人文和身心等分配了不同的權(quán)值。趙曦等人通過分析學(xué)生行為數(shù)據(jù)與綜合素質(zhì)發(fā)展之間的聯(lián)系，提出了基于行為大數(shù)據(jù)的綜合素質(zhì)評價系統(tǒng)。為了解決當(dāng)前評價系統(tǒng)與學(xué)生實際情況之間的誤差，徐雪麗等人提出一種多級模糊綜合評判的方法。毛軍權(quán)等人則結(jié)合層次分析和模糊綜合提出了新的綜合素質(zhì)評價方法。這些優(yōu)秀的研究成果為我們研究大學(xué)生綜合素質(zhì)評價提供了很好的理論和技術(shù)支持。

2 ? ? ?評價框架

2.1 ? 評價特征提取

常見的大學(xué)生綜合素質(zhì)評價方案是把各個評價指標(biāo)進行加權(quán)處理而獲得評價結(jié)果，其缺點是無法準(zhǔn)確描述兩者之間存在的非線性關(guān)系，因此一般采用主成分分析方法，從眾高校大學(xué)生綜合素質(zhì)評價指標(biāo)中獲取有效的信息。主成分分析方法的思路是把高維空間投影到低維空間去分析，這些低維空間的數(shù)據(jù)之間互不相關(guān)，同時又能保留高維空間數(shù)據(jù)中包含的重要信息。

我們假設(shè)高維空間中有大學(xué)生綜合素質(zhì)數(shù)據(jù)集X=[x1，x2，…，xl，xl+1，…，xl+u]，l+u=N，其中前面的l個樣本X是有標(biāo)簽的數(shù)據(jù)樣本，各類樣本數(shù)為Ni，l=（1，2，…，c），c為類別數(shù)，后面的u個樣本Xu為無標(biāo)簽的數(shù)據(jù)樣本。

對比以上兩個式子可知，半監(jiān)督主成分分析方法在提取大學(xué)生綜合素質(zhì)評價指標(biāo)信息時，不僅考慮了整個數(shù)據(jù)樣本的分布情況，同時還綜合了已知樣本的標(biāo)簽信息來指導(dǎo)信息的提取，保留了指標(biāo)特征之間存在的非線性關(guān)系。很明顯，綜合利用樣本的分類標(biāo)簽信息和全局結(jié)構(gòu)信息構(gòu)建的半監(jiān)督模型更加符合大學(xué)生綜合素質(zhì)評價的現(xiàn)實情況。

2.2 ? 評價模型構(gòu)建

支持向量機模型是數(shù)據(jù)分析中的一項新技術(shù)，它通過統(tǒng)計學(xué)習(xí)理論和優(yōu)化理論解決機器學(xué)習(xí)的相關(guān)問題，已經(jīng)成功地運用于各種模式識別的領(lǐng)域。其核心思想就是通過構(gòu)建一個具有最優(yōu)分類面的判別函數(shù)，把已有標(biāo)簽的數(shù)據(jù)樣本準(zhǔn)確地進行區(qū)分，同時還要滿足樣本間隔最大的約束條件。該模型的優(yōu)點是只需少量的已知標(biāo)簽樣本，構(gòu)建出符合大學(xué)生綜合素質(zhì)評價要求的非線性模型。

在對大學(xué)生綜合素質(zhì)評價進行評價時，假設(shè)給定訓(xùn)練樣本：X={（xi，yi），i=1，2，…，n}，xi∈Rd，yi∈{+1，-1}，n為訓(xùn)練樣本個數(shù)，d為每個訓(xùn)練樣本向量的維數(shù)，y為分類類別。在線性可分的情況下，求解決策函數(shù)需要構(gòu)造如下優(yōu)化問題：

很明顯，我們在已知類別的樣本基礎(chǔ)上，還充分利用未標(biāo)記數(shù)據(jù)進行輔助訓(xùn)練。其優(yōu)點是半監(jiān)督支持向量機不但利用了有標(biāo)簽樣本對單個樣本精確描述的優(yōu)勢，而且發(fā)揮了無標(biāo)簽樣本對樣本集整體描述的重要作用。與常用的對評價指標(biāo)進行加權(quán)處理方法明顯不同的是，半監(jiān)督支持向量機通過學(xué)習(xí)算法可以獲得評價結(jié)果與評價指標(biāo)之間的非線性關(guān)系，這更有助于對大學(xué)生綜合素質(zhì)進行科學(xué)的評價。

3 ? ? ?總 ? ?結(jié)

本文對高校大學(xué)生綜合素質(zhì)評價的現(xiàn)狀進行了深入研究，在最新機器學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上提出了用于評價高校學(xué)生綜合素質(zhì)的理論框架。在有效指標(biāo)提取和評價模型構(gòu)建的兩個階段，充分利用了有標(biāo)簽樣本的類別信息和無標(biāo)簽樣本的整體結(jié)構(gòu)信息，提出的大學(xué)生綜合素質(zhì)評價框架可以很好地描述評價結(jié)果與評價指標(biāo)之間存在的非線性關(guān)系，與常用的指標(biāo)加權(quán)處理方法相比，可以獲得更為精確的高校大學(xué)生綜合素質(zhì)定量評價。下一步的研究計劃是將提出的綜合素質(zhì)評價模型進行實證分析，不斷修正評價模型再進行推廣試驗。

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