李效偉

(山東女子學院 信息技術(shù)學院，山東 濟南 250300)

學生評教留言的傾向性分析*

李效偉

(山東女子學院 信息技術(shù)學院，山東 濟南 250300)

學生評教留言經(jīng)過逐年累積，已經(jīng)形成一個巨量的信息資源，如何進行挖掘和分析這些資源已經(jīng)成為一項緊迫的任務。本文采用頻率、信息增益、條件概率比、期望值差異等四種特征選取方法對留言進行分析，采用ICTCLAS分詞軟件進行分詞，利用MATLAB軟件進行矩陣奇異值分解和降維，使用支持向量機進行訓練和預測數(shù)據(jù)，從而能夠?qū)W生留言的情感傾向性給出很好的預測結(jié)果。最后通過實例說明了文中算法的有效性。

傾向性分析；分詞；特征選擇；降維；支持向量機

0 引言

學生評教留言經(jīng)過逐年累積，已經(jīng)形成一個巨量的信息資源，對其進行數(shù)據(jù)挖掘已經(jīng)成為刻不容緩的工作，如何更好地利用大量的留言體現(xiàn)了一個學校對其教學水平和方法進行提升和改進的能力，一個高水平的學校應積極發(fā)展對學生留言的挖掘，對其進行分析、處理并最后得出結(jié)論，及時了解和分析教師的教學現(xiàn)狀和學生們的聽課反饋。

國內(nèi)外相關(guān)學者對文本傾向性分析進行了大量研究[1-5]，雖然英文的傾向性研究已經(jīng)很成熟并得到了豐碩成果[6-17]，但是中文文本的傾向性研究還處在發(fā)展階段，有著廣闊的發(fā)展空間。柴玉梅等[1]通過分析中文文本內(nèi)容褒貶色彩的客觀性和褒貶傾向性分類的可行性，將特征選擇方法和褒貶特征提取技術(shù)結(jié)合起來，實現(xiàn)了名人網(wǎng)頁的褒貶傾向性分類；唐慧豐等[2]通過對中文文本不同分類方法的對比分析，提出采用BiGrams特征表示方法、信息增益特征選擇方法和SVM分類方法，在足夠大訓練集和選擇適當數(shù)量特征的情況下，在情感分類方面取得較好的效果；Tan等[6]針對中文文本，通過對四種特征選擇方法和五種學習方法進行實驗，提出信息增益特征選擇方法與SVM進行組合，能夠得到較好的預測結(jié)果；Prabowo等[7]提出一種規(guī)則分類、監(jiān)督學習和機器學習相結(jié)合的方法，能夠?qū)﹄娪霸u論、產(chǎn)品評論和MySpace留言進行傾向性分析；Li等[8]提出結(jié)合K-means聚類算法和SVM來實現(xiàn)無監(jiān)督學習的方法，并利用此算法進行在線論壇熱點的偵探和預測。

Tan等[6]針對中文文本，通過使用MI(Mutual Information)、IG(Information Gain)、CHI(CHI Statistics)和DF(Document Frequency)四種特征選擇方法和質(zhì)心分類、K近鄰、Window分類、貝葉斯分類、支持向量機五種分類方法進行實驗，提出信息增益特征選擇方法與SVM進行組合，得到較好的預測結(jié)果，但是其只是針對1 021個文本數(shù)據(jù)進行實驗，并未能夠?qū)⑵鋺玫綄W生評教留言中，學生評教留言具有一定的特殊性，它是對教師教學活動的評價，其中含有對教師豐富的情感，并非只是對一件物品的評價。針對學生評教留言，本文提出了一個學生評教留言的傾向性分析算法。首先，利用ICTCLAS對2 500條留言文本進行分詞，其次，進行詞性過濾，保留名詞、動詞、形容詞和副詞四類詞語，再次，進行詞語過濾，使用基于頻率、信息增益、條件概率比和期望值差異四種方法進行實驗，然后，生成詞頻矩陣，并將矩陣進行奇異值分解、降維、去除冗余數(shù)據(jù)操作，最后，利用SVM將生成的矩陣進行訓練和預測。本文特別針對學生評教留言，為實際的教學評價活動提供一定的決策支持，能夠生成較好的預測結(jié)果，使得此算法能夠更好地應用于實際的教務系統(tǒng)和教學活動中。

1 算法流程

本文特別針對學生評教留言，提出一種基于期望值差異的詞語過濾方法與支持向量機相結(jié)合的傾向性分析算法，算法流程如圖1所示。

圖1 算法流程圖

算法流程如下：

輸入： 500條留言作為訓練數(shù)據(jù)， 2 060條留言作為預測數(shù)據(jù)。

輸出：2 060條預測數(shù)據(jù)的傾向性結(jié)果，以及本算法的正確率和拒識率。

(1)分詞。用ICTCLAS50分別對訓練數(shù)據(jù)和預測數(shù)據(jù)進行分詞。

(2)詞性過濾。保留名詞、動詞、形容詞和副詞四類詞性詞語。

(3)詞語過濾。利用基于頻率、信息增益、條件概率比和期望值差異的過濾方法對詞語進行過濾。

(4)生成詞頻矩陣。以“詞項×文檔矩陣”的格式生成詞頻矩陣。

(5)矩陣處理。獲得訓練文件，對矩陣進行奇異值分解、降維、去除冗余數(shù)據(jù)后生成訓練文件。

(6)訓練。用LIBSVM對訓練集進行訓練，獲得訓練模型。

(7)預測。將預測集導入LIBSVM，利用上一步獲得的訓練模型進行預測。獲得傾向性結(jié)果，計算本算法的正確率和拒識率。

2 學生留言的傾向性分析

2.1 學生留言的預處理

2.1.1 訓練數(shù)據(jù)的選取

訓練數(shù)據(jù)的質(zhì)量直接決定預測的效果，訓練數(shù)據(jù)是需要精挑細選的一些留言數(shù)據(jù)，必須具有良好的分類代表性，選取遵循以下原則：

(1)需要過濾掉所有空留言、只含有標點符號的留言以及不包含任何詞語的文本。

(2)重復性留方過濾。完全重復的留言，以及留言文字相同但是有標點符號不同的文本需要刪除，因為它們的向量基本相同。向量相同的留言放到libsvm中處理只會增加計算量。

(3)訓練數(shù)據(jù)中各類的數(shù)目要大體相當。

(4)刪除部分表達意思相近的留言。

(5)訓練數(shù)據(jù)不宜選取過多，也不宜過少，如果過多就會存在很多重復性的向量，如果過少，訓練集太小，不能很好地進行預測。訓練集的大小在500條左右即可。

基于以上選取數(shù)據(jù)的原則，本文從數(shù)據(jù)庫中抽取了500條數(shù)量相當?shù)牟钤u留言和好評留言。

2.1.2 雙重否定短語的確定

一般情況下，一條留言中出現(xiàn)否定詞就會被判定為差評。例如：“講課太過于粗糙，條例不太清晰”，這樣的留言中含有“不”，會被判定為差評，這樣進行判定看似是理所當然的，實則不然，例如留言“注意啟發(fā)學生課外閱讀，不拘泥于課本，能調(diào)動學生積極性，活躍課堂氣氛”，其中含有“不”，但是“不”后面跟的是“拘泥”，在語言中，雙重否定表達的是肯定意思，根據(jù)語義分析這是好評，但是訓練器把它標記成差評了，這樣不符合客觀事實。為了解決這個問題，本文把兩個表達否定意義的詞語組合成一個短語，形成一個表示肯定意義的短語，優(yōu)先對這些組合起來的二元詞語匹配，并在后續(xù)處理過程中把這些短語當做一個詞語對待。

在留言中經(jīng)常出現(xiàn)的雙重否定詞語包括：不拘泥、不單純、不忘、不脫離、不失、不死、不死板、不拘于、不枯燥、不只、不少、不錯、不容易等等。

2.2 特征詞的四種選擇標準

2.2.1 基于頻率的過濾方法

基于頻率的過濾方法中，一條留言中一個詞語出現(xiàn)一次以上都是按照一次計算。本文采用了長匹配優(yōu)先的方式對其進行匹配。如果一個詞語包含另一個詞語，則被包含的詞語的次數(shù)不能加一，例如第一條留言中出現(xiàn)“清楚”，包含“清”，第二條留言中包含“清”，則“清”出現(xiàn)的次數(shù)只能是一次，而不是兩次，還有一種特殊情況是“松”被分作了兩個詞性，“松/a”和“松/ng”，對于這種情況需把所有詞語的詞性去掉之后再統(tǒng)計這個詞語出現(xiàn)的次數(shù)。去掉出現(xiàn)頻率低于二次的留言之后，還剩下407個詞語。

2.2.2 基于信息增益的過濾方法

基于信息增益的過濾方法中，根據(jù)IG計算公式計算需要留下的IG值：

c表示類別，屬于此類或者不屬于；τ表示此特征出現(xiàn)與否，布爾型。若特征與類別無關(guān)，則IG=0。按照IG值的大小排序，獲取IG值較大的407個詞語。

2.2.3 基于條件概率比的過濾方法

基于條件概率比的過濾方法，根據(jù)下面公式計算P(word)，P1=P(word|C1),P2=P(word|C2)：

在這里P(word)越小越有意義，說明word在不同類別中出現(xiàn)的概率差異大。若P1/P2=1或者P2/P1=1，則說明word的出現(xiàn)與類別判斷無關(guān)，可去掉；若P1/P2=0或者P2/P1=0，則說明word的出現(xiàn)與類別高度有關(guān)，此類詞語需保留。

2.2.4 基于期望值差異的過濾方法

基于期望值差異的過濾方法，其具體計算方法是：一個詞項word在類i中出現(xiàn)的期望值ei=word在所有數(shù)據(jù)表中出現(xiàn)的總次數(shù)×P(Ci)，令fi表示word在類i中出現(xiàn)的實際次數(shù)，則

其中E的值越大越有意義。

3 實驗結(jié)果分析

在Intel雙核CPU、主頻3.06 GHz、內(nèi)存2 GB的臺式機上實現(xiàn)一個實例，來驗證本文算法的有效性。

3.1 數(shù)據(jù)集

本文使用山東女子學院教務系統(tǒng)2011年評教數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)來源，原始數(shù)據(jù)來源于教務系統(tǒng)中的學生留言，共計3 000條。由于這些數(shù)據(jù)包含無意義數(shù)據(jù)，經(jīng)過篩選，從前1 000條數(shù)據(jù)中選出500條作為訓練數(shù)據(jù)集，預測數(shù)據(jù)集為從后2 000條中篩選出的1 309條數(shù)據(jù)。

3.2 訓練

本文基于真實數(shù)據(jù)集，利用四種詞語過濾算法，使用SVM進行訓練。訓練結(jié)果如表1和圖2所示，表1中標記為“0”的訓練結(jié)果為負面評價，標記為“1”的訓練結(jié)果表示為正面評價，每個單元格中的三個數(shù)字分別表示正確率、錯誤率和拒識率。

表1 訓練集實驗結(jié)果

圖2 訓練集實驗結(jié)果統(tǒng)計

從表1和圖2可以看出，基于頻率的過濾方法、基于信息增益的過濾方法、基于期望值差異的過濾方法訓練數(shù)據(jù)的正確率達到了80%以上，錯誤率都低于20%，但是基于條件概率比的過濾方法正確率不到50%。從這些數(shù)據(jù)來看，針對學生評教留言文本，選擇基于頻率、信息增益、期望值差異的詞語過濾方法能夠達到較好的效果。

3.3 預測

預測結(jié)果如表2和圖3所示，表2中標記為“0”的訓練結(jié)果表示為負面評價，標記為“1”的訓練結(jié)果表示為正面評價，每個單元格中的三個數(shù)字分別表示正確率、錯誤率和拒識率。

表2 預測集實驗結(jié)果統(tǒng)計

圖3 預測集實驗結(jié)果統(tǒng)計

從表2和圖3可以看出，基于頻率的過濾方法、基于信息增益的過濾方法、基于期望值差異的過濾方法預測數(shù)據(jù)的正確率達到了70%以上，錯誤率都低于30%，基于期望值差異的過濾方法錯誤率低于20%，與其他三種算法相比，基于期望值差異的詞語過濾算法效果最好。從這些數(shù)據(jù)來看，針對學生評教留言文本，基于期望值差異的詞語過濾算法與SVM結(jié)合能夠達到較好的效果。

4 結(jié)論

本文特別針對高等學校學生評教留言，通過實驗研究了基于頻率、信息增益、條件概率比、期望值差異的四種詞語過濾方法與支持向量機結(jié)合，最終給出文本傾向性結(jié)果的效果，通過對比分析，得出基于期望值差異的詞語過濾方法與支持向量機結(jié)合的算法，能夠?qū)W生評教留言的傾向性給出較優(yōu)的預測結(jié)果。

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展訊通信推出紫潭安全解決方案

北京，中國 2016年1月24日——展訊通信(上海)有限公司(以下簡稱“展訊”)，作為中國領(lǐng)先的2G、3G 和4G無線通信終端的核心芯片供應商之一，今日正式推出面向智能手機及物聯(lián)網(wǎng)等應用領(lǐng)域的紫潭安全解決方案。該方案作為中國首款搭載可控芯片及操作系統(tǒng)的雙OS安全解決方案，將實現(xiàn)硬件平臺、操作系統(tǒng)以及生物識別等關(guān)鍵技術(shù)的高度安全，從而重新定義國產(chǎn)安全智能終端的標準。

為了應對移動終端及物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中日益普及而爆發(fā)的信息安全問題，紫光集團旗下的展訊開發(fā)了基于自主安全可信架構(gòu)的智能終端解決方案——紫潭，該方案具備生物識別、公私分離、硬件加密、安全通信、可管可控、整機安全六大特色。特別是其硬件平臺采用展訊自主研發(fā)的安全定制芯片——椒圖，支持可信計算STEE安全級別的安全應用處理器，代碼安全認證的安全啟動模塊，符合國際和中國標準加解密算法的加密模塊，實現(xiàn)語音/數(shù)據(jù)加密通信的安全通信處理器，以及敏感數(shù)據(jù)特殊區(qū)域存儲的存儲加密。

通過專用加密通信技術(shù)、代碼防篡改技術(shù)、安全運算區(qū)隔技術(shù)，椒圖從最核心的芯片硬件源頭解決整個移動終端系統(tǒng)的完整性和安全性。作為一款采用28 nm工藝的八核五模LTE智能安全手機芯片，它具有更強運算能力的ISP、GPU及更低功耗。該芯片從硬件源頭解決系統(tǒng)完整性、關(guān)鍵應用完整性等問題，可防止篡改Boot、OS、服務及應用，杜絕惡意代碼運行。

展訊通信有限公司董事長兼首席執(zhí)行官李力游博士表示：“手機安全和芯片有200%的關(guān)聯(lián)，從安全意義上將，芯片的自主可控、自主設計顯得極其重要。作為中國本土的芯片設計企業(yè)，展訊通信責無旁貸地扛起這份重任。此次推出的紫潭安全解決方案是第一次真正實現(xiàn)了從硬件、周邊附件、芯片物理層、底層基礎軟件到上層應用軟件安全可信，自主可控的目的?！?/p>

中國工程院倪光南院士對紫潭安全解決方案表示肯定：“在信息核心領(lǐng)域，我們不能受制于人，要做到真正的自主可控，安全可信。很高興看到基于紫潭方案的安全手機的推出，搭載展訊自主研發(fā)的芯片并集成雙OS操作系統(tǒng)，在保密通話、虹膜識別技術(shù)上的應用創(chuàng)新，實現(xiàn)了技術(shù)上的巨大突破，它的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化將對信息安全具有重要的意義?！?/p>

更多信息，敬請訪問：www.spreadtrum.com

(展訊通信供稿)

Orientation analysis for student comments

Li Xiaowei

(School of Information Technology, Shandong Women’s University, Jinan 250300, China)

In the teaching evaluation system of most universities, student comments accumulate year by year, and have been a source with huge amount of information. How to use these comments to reflect the capability of a university to enhance and improve its level and methods of teaching has been an urgent lask. This paper fell in the scope of text orientation and gave orientation analysis of student comments using feature selection such as frequency, information gain, probability ratio, and difference in expectation, and used the software named ICTCLAS to get the segmentation of comment text. Then it used LIBSVM to train and predict data and used Matlab software to run singular value decomposition and dimensionality reduction. The system can give emotional tendentiousness as the result of the comment analysis. Examples are given to show the performance of our algorithm.

orientation analysis; segmentation; feature selection; dimension reduction; support vector machine

山東省高等學校人文社會科學研究項目(J14WJ02)；全國統(tǒng)計科學研究計劃(2012LY022)；山東省自然科學基金(ZR2011FL005)

TP391

A

1674- 7720(2016)03- 0024- 04

李效偉．學生評教留言的傾向性分析[J] .微型機與應用，2016，35(3)：24- 27,30.

2015-10-05)

李效偉(1989-)，男，研究生，助教，主要研究方向：人機交互與虛擬現(xiàn)實。E-mail：xiaowei_li@hotmail.com。