王晗 郭必裕 戴秋霞

摘要：大學(xué)生的學(xué)習(xí)行為表現(xiàn)多種多樣，其階段性的學(xué)習(xí)狀態(tài)間接或直接地影響著他們所獲取的知識(shí)的多少及學(xué)習(xí)成績(jī)的好壞。為了更好地跟進(jìn)教學(xué)，及時(shí)準(zhǔn)確地檢測(cè)出學(xué)生的階段性學(xué)習(xí)狀態(tài)，并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整、引導(dǎo)是必要的。文章在調(diào)查分析的基礎(chǔ)上，運(yùn)用模糊集的理論建立數(shù)學(xué)模型，對(duì)大學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)。通過(guò)對(duì)比測(cè)試樣本的預(yù)測(cè)成績(jī)與期末真實(shí)成績(jī)，自檢模型的正確率達(dá)到為87.62%，實(shí)驗(yàn)表明該方法是較為有效的。

關(guān)鍵詞：大學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)；檢測(cè)模型；模糊集合；案例推理

中圖分類號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）31-0036-05

一、學(xué)習(xí)狀態(tài)是影響學(xué)習(xí)效果的重要因素

21世紀(jì)是一個(gè)知識(shí)與經(jīng)濟(jì)緊密聯(lián)系的時(shí)代，經(jīng)濟(jì)在高速發(fā)展的同時(shí)，帶動(dòng)著知識(shí)更新周期的縮短。隨著國(guó)家文化軟實(shí)力的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，各國(guó)對(duì)高質(zhì)量的復(fù)合型人才的需求也與日俱增[1]，這在一定程度上也改變著人們的學(xué)習(xí)觀念，“學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)”已經(jīng)成為這個(gè)時(shí)代的主題[2]，其中大學(xué)階段是人生的黃金時(shí)期，是人生的一個(gè)轉(zhuǎn)折驛站，是決定一個(gè)人成才與否的關(guān)鍵階段[3]，這便對(duì)新時(shí)代的大學(xué)生的學(xué)習(xí)行為提出了新的更高的要求。一方面，大學(xué)生在校園生活方面的適應(yīng)狀況較好[4]，在信息技術(shù)教學(xué)環(huán)境下，由于多媒體等現(xiàn)代教育技術(shù)的運(yùn)用，使教學(xué)內(nèi)容動(dòng)態(tài)化、生動(dòng)化，對(duì)學(xué)生具有較大的吸引力[5]，但是由于長(zhǎng)期受應(yīng)試教育的影響，很多學(xué)生不探索學(xué)習(xí)規(guī)律，不講究科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，以至于學(xué)習(xí)效率低下，學(xué)習(xí)能力提高緩慢[6]以及普遍存在的學(xué)習(xí)注意力不集中，情緒容易失控和學(xué)習(xí)動(dòng)力不足的問(wèn)題[7]。其次，大學(xué)生作為一個(gè)龐大的手機(jī)用戶群，手機(jī)在其生活、學(xué)習(xí)中已經(jīng)扮演了不可或缺的角色。他們用手機(jī)來(lái)獲取信息、交流情感、緩解壓力、消遣娛樂(lè)。依附于手機(jī)的微博、微信等應(yīng)用迅速進(jìn)入了他們的生活，并對(duì)其生活、學(xué)習(xí)產(chǎn)生了極大的影響[8]。還有一部分同學(xué)空談理想?yún)s不知道學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)需要付出多大的努力，直到上課后才發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)不簡(jiǎn)單[9]。因此，在這一時(shí)期，大學(xué)生不僅要有良好的學(xué)習(xí)心態(tài)、良好的學(xué)習(xí)環(huán)境、扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，更重要的是要有適合自己的學(xué)習(xí)策略、大量的學(xué)習(xí)時(shí)間、遇到難題不放棄的鉆研精神以及通過(guò)自主高效的學(xué)習(xí)來(lái)獲得精深先進(jìn)的專業(yè)知識(shí)，不斷提高自身的實(shí)踐能力、合作能力、創(chuàng)新能力等其他綜合能力，實(shí)現(xiàn)自身的自我發(fā)展與超越，為社會(huì)主義事業(yè)添磚加瓦。

大學(xué)生階段性學(xué)習(xí)狀態(tài)的預(yù)測(cè)是大學(xué)生階段性學(xué)習(xí)水平測(cè)試的重要內(nèi)容，它直接關(guān)系到學(xué)生現(xiàn)階段學(xué)習(xí)時(shí)間分配的合理性、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)烈性、對(duì)知識(shí)理解的深刻性以及學(xué)習(xí)方法的有效性。目前，國(guó)內(nèi)的許多學(xué)者在大學(xué)生學(xué)習(xí)行為、學(xué)習(xí)心態(tài)、學(xué)習(xí)狀態(tài)等方面進(jìn)行了大量的調(diào)查與研究，也進(jìn)行了一定的分析與探索，但大多數(shù)的研究還僅僅局限于理論方面。對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的定性分析是有效跟蹤和實(shí)施過(guò)程管理的關(guān)鍵。

二、階段性學(xué)習(xí)狀態(tài)檢測(cè)模型構(gòu)建過(guò)程

本文采用建立數(shù)學(xué)模型的方法，將模糊集與大學(xué)生學(xué)習(xí)狀況相結(jié)合，通過(guò)對(duì)大學(xué)生的學(xué)習(xí)心態(tài)、學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)時(shí)間、學(xué)習(xí)環(huán)境以及學(xué)習(xí)性格等五個(gè)方面的檢測(cè)來(lái)預(yù)測(cè)大學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，以便讓學(xué)生及早發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階段在學(xué)習(xí)中存在的不足之處并針對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題迅速做出相應(yīng)的調(diào)整。此次研究是在一定的調(diào)查基礎(chǔ)上進(jìn)行的，其研究的具體過(guò)程分為以下5步：（1）問(wèn)卷調(diào)查，其主要目的是收集數(shù)據(jù)，得到訓(xùn)練樣本以及檢測(cè)樣本。（2）提取特征，即將問(wèn)卷的問(wèn)題分為5大類，分別提取每一類問(wèn)題的特征，之后得到5種特征因素，分別為心理因素、學(xué)習(xí)方法、性格特點(diǎn)、學(xué)習(xí)時(shí)間的投入以及環(huán)境影響。（3）建立數(shù)學(xué)模型。（4）求解最優(yōu)解，即先將數(shù)據(jù)模糊化處理，之后將得到的數(shù)據(jù)代入數(shù)學(xué)模型之中，運(yùn)用得到的權(quán)重值等計(jì)算樣本的相似度，并將各個(gè)樣本的相似度進(jìn)行比較，相似度最大的即為最優(yōu)解。（5）獲取結(jié)論，即將測(cè)試樣本得到的最后的成績(jī)與調(diào)查所得相互對(duì)比，計(jì)算正確率，確定該研究的可行性。

（一）大學(xué)生學(xué)習(xí)行為問(wèn)卷設(shè)計(jì)

本文采用的調(diào)查問(wèn)卷題目主要是由心理因素、學(xué)習(xí)方法、性格特點(diǎn)、學(xué)習(xí)時(shí)間的投入以及環(huán)境影響等五個(gè)方面以及學(xué)生期末的平均成績(jī)組成，共35道題目。其中心理因素6題，具體命題例如：①心情不佳時(shí)，是否會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)任務(wù)產(chǎn)生拖延、逃避、抄襲等行為？（A）經(jīng)常 （B）偶爾 （C）不會(huì)。②上課時(shí)，是否會(huì)因?yàn)樽约旱那榫w而走神發(fā)呆？（A）經(jīng)常 （B）偶爾 （C）不存在的。問(wèn)卷有關(guān)學(xué)習(xí)方法方面6題，具體命題例如：

①上課時(shí)，你是否會(huì)做筆記？（A）經(jīng)常做 （B）偶爾做 （C）從不。②期末考試基本能夠抓住科目的重點(diǎn)復(fù)習(xí)，甚至預(yù)測(cè)到考題？（A）基本能 （B）偶爾能 （C）不能。問(wèn)卷有關(guān)性格特點(diǎn)方面5題，具體命題例如：①當(dāng)寢室同學(xué)都不去晚自習(xí)時(shí)，你會(huì)？（A）堅(jiān)持自己去自習(xí) （B）叫同學(xué)一起去自習(xí) （C）我也不去自習(xí)。②你對(duì)自己制定的計(jì)劃是否能夠嚴(yán)格按照其執(zhí)行？（A）80%以上執(zhí)行 （B）最多執(zhí)行50% （C）最多執(zhí)行20%（D）不執(zhí)行。問(wèn)卷有關(guān)學(xué)習(xí)投入時(shí)間方面5題，具體命題例如：①關(guān)于每周參加學(xué)院安排的晚自習(xí)的情況（A）5次全部參加 （B）參加3-4次 （C）參加1-2次 （D）晚自習(xí)是什么。②每天打游戲時(shí)間大概多久？（A）1小時(shí)內(nèi) （B）1-2小時(shí) （C）2小時(shí)以上。問(wèn)卷有關(guān)環(huán)境影響方面6題，具體命題例如：①你宿舍的學(xué)習(xí)風(fēng)氣如何？（A）比較濃厚 （B）一般 （C）比較差。②你與任課老師之間的關(guān)系如何？（A）經(jīng)常在課堂上進(jìn)行互動(dòng)，師生關(guān)系較好 （B）不會(huì)主動(dòng)去找老師，遇見(jiàn)會(huì)打招呼，師生關(guān)系一般 （C）課上與老師頂嘴，師生關(guān)系較差。

問(wèn)卷設(shè)計(jì)力求較為準(zhǔn)確地得出學(xué)生的近期學(xué)習(xí)狀態(tài)，也為后期研究大學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)、行為與成績(jī)之間的關(guān)系打下了良好的基礎(chǔ)。題目的答案由第一個(gè)選項(xiàng)到最后一個(gè)選項(xiàng)呈現(xiàn)出在程度上遞減的規(guī)律，如：很好，較好，一般，不好。這樣便于利用數(shù)學(xué)變量表示，也有利于進(jìn)一步的數(shù)學(xué)建模。

（二）問(wèn)卷數(shù)據(jù)特征提取

問(wèn)卷調(diào)查后經(jīng)篩選，從91份答卷中提取了69份有效的數(shù)據(jù)，其中55份作為訓(xùn)練樣本。本文，用ni表示第i個(gè)訓(xùn)練樣本（i=1，2，3…，55），則訓(xùn)練樣本集為N={n■，

n■，…，n■}，每一個(gè)訓(xùn)練樣本均有心理因素等5個(gè)特征因素，用mj表示第j個(gè)特征因素（j=1，2，3，4，5），其特征因素影響集為F={m■，m■，m■，m■，m■}。設(shè)特征因素的m■的影響權(quán)重為w■（j=1，2，3，4，5），特征因素影響權(quán)重集合為W={w■，w■，w■，w■，w■}，其中w■+w■+w■+w■+w■=1。

設(shè)η■（m■）表示訓(xùn)練樣本n■對(duì)特征因素m■的隸屬度，d■（k=1，2，3，4，5）表示根據(jù)成績(jī)所分類的訓(xùn)練樣本的成績(jī)。η■（m■）表示訓(xùn)練樣本按照成績(jī)分類之后對(duì)特征因素m■的平均隸屬度，η■（m■）可根據(jù)每一類成績(jī)的學(xué)生在每一種因素下選擇平均值的平均值所得到。

設(shè)η■（m■）（t=1，2，3…，14）表示測(cè)試樣本對(duì)特征因素m■的隸屬度，η■（m■）可由每一個(gè)測(cè)試樣本在每一種因素下的選擇的平均值所得到。

將訓(xùn)練樣本按照成績(jī)分為90分以上，80—90分，70—80分，60—70分以及不及格這5個(gè)源案例，每個(gè)源案例的影響因素集合為F={m■，m■，m■，m■，m■}，其中m■表示“大學(xué)的心理因素”，m■表示“大學(xué)生的學(xué)習(xí)方法”，m■表示“大學(xué)生的性格特點(diǎn)”，m■表示“大學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間的投入”，m■表示“大學(xué)生周邊的環(huán)境影響”。表1為得到的訓(xùn)練案例集以及測(cè)試案例的特征因素值等數(shù)據(jù)。

表1中成績(jī)一欄中，9代表90分以上，8代表80—90分，7代表70—80分，6代表60—70分，5代表不及格。此外，訓(xùn)練案例1至訓(xùn)練案例5均代表的是按照成績(jī)分類的第i類學(xué)生的成績(jī)。而測(cè)試樣本則為單獨(dú)的個(gè)人的成績(jī)。在測(cè)試案例中，測(cè)試案例1調(diào)查得到的實(shí)際成績(jī)?yōu)?0分以上的，測(cè)試案例2—8調(diào)查得到的實(shí)際成績(jī)?yōu)?0—90分的，測(cè)試案例9—11調(diào)查得到的實(shí)際成績(jī)?yōu)?0—80分的，測(cè)試案例12—13調(diào)查得到的實(shí)際成績(jī)?yōu)?0—70分的，測(cè)試案例14調(diào)查得到的實(shí)際成績(jī)?yōu)椴患案竦摹?/p>

（三）學(xué)習(xí)狀態(tài)自檢數(shù)學(xué)模型的建立

案例推理是人工智能領(lǐng)域中新崛起的一種重要的基于知識(shí)的問(wèn)題求解和學(xué)習(xí)方法，它解決問(wèn)題是通過(guò)重用或修改以前解決相似問(wèn)題的方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它將定量分析與定性分析相結(jié)合，具有動(dòng)態(tài)知識(shí)庫(kù)和增量學(xué)習(xí)的特點(diǎn)。本文利用模糊理論，根據(jù)訓(xùn)練案例的學(xué)習(xí)狀態(tài)以及成績(jī)來(lái)推理測(cè)試案例的成績(jī)，其數(shù)學(xué)模型建立的具體步驟如下。

1.特征影響因素的模糊化處理。由于各個(gè)樣本的影響因素通常有不同的衡量標(biāo)準(zhǔn)，因此可以對(duì)樣本的影響因素進(jìn)行模糊化處理，使所有的影響因素的值均在[0，1]之間。在取模糊值的過(guò)程中，設(shè)第一個(gè)選項(xiàng)的值為0.25，依次類推，第四個(gè)選項(xiàng)的值為1，每一個(gè)訓(xùn)練樣本的影響因素模糊值為該類樣本的按照影響因素分類后的所有樣本平均值的平均值，測(cè)試樣本的影響因素模糊值為每一個(gè)樣本按影響因素分類之后的平均值。表2為最后得到的訓(xùn)練案例集以及測(cè)試案例的特征因素值的模糊化處理后的數(shù)據(jù)。

2.訓(xùn)練案例特征因素影響權(quán)重值的確定。為了得出各個(gè)特征因素的影響程度以及影響最大的特征因素，需要計(jì)算各個(gè)特征因素的影響權(quán)值。設(shè)訓(xùn)練案例

c■的特征因素為a■、a■、a■、a■、a■與訓(xùn)練案例相對(duì)應(yīng)的成績(jī)分別為z■，則特征因素與成績(jī)之間的相關(guān)系數(shù)為

f■=■（1）

特征因素a■與成績(jī)z■之間的相關(guān)系數(shù)越大，則該特征因素對(duì)成績(jī)的影響程度就越高，相應(yīng)地由相關(guān)系數(shù)得出的影響權(quán)重值就會(huì)越高，特征因素的影響權(quán)重值為

w■=■ （2）

3.計(jì)算案例的相似程度。利用獲取的各個(gè)特征因素的影響權(quán)重分別為w■，w■，w■，w■，w■，利用這些權(quán)重值便可以得出各個(gè)測(cè)試樣本與訓(xùn)練樣本之間的相似程度。

Yc■，x■=■（3）

4.確定最佳訓(xùn)練案例。通過(guò)第三步的計(jì)算可以得出各個(gè)測(cè)試樣本與訓(xùn)練樣本之間的相似程度，相似程度最大的訓(xùn)練樣本即為最佳相似樣本，則測(cè)試樣本所獲得的成績(jī)即為最佳相似樣本的成績(jī)。

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在此次研究中，問(wèn)卷總共收回了91份，剔除無(wú)效數(shù)據(jù)之后得到了69份較為有效的數(shù)據(jù)。將有效的數(shù)據(jù)按照學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)（期末考試成績(jī)）分類，其中90分以上的有6人、80—90分的有36人、70—80分的有16人、60—70分有的8人、不及格的有3人。在每一類中，分別提取其中80%的人數(shù)作為訓(xùn)練樣本，20%的人數(shù)作為測(cè)試樣本。

（一）學(xué)習(xí)行為特征因素的量化分析

將表1中的測(cè)試數(shù)據(jù)代入式（1）中，可以得出相對(duì)應(yīng)的大學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)特征因素與其學(xué)習(xí)成績(jī)之間的相關(guān)系數(shù)，如表3所示。

將表3得到的相關(guān)系數(shù)分別代入式（2）中，可以計(jì)算得出各個(gè)特征因素的影響權(quán)重值，如表4所示。

由表4可以看出在本文定義的大學(xué)生學(xué)習(xí)行為五大特征因素中，學(xué)習(xí)方法對(duì)學(xué)生成績(jī)的影響最大，其次是學(xué)生的性格特點(diǎn)對(duì)成績(jī)的影響較大，而再次是學(xué)習(xí)時(shí)間的投入，接下來(lái)是周圍環(huán)境的影響，最后是學(xué)生的心理因素，其對(duì)學(xué)生的成績(jī)影響最小。

（二）學(xué)習(xí)狀態(tài)自檢準(zhǔn)確性分析

利用公式（1）—（3）可以求解出測(cè)試樣本與各個(gè)訓(xùn)練樣本之間的相似度。將測(cè)試樣本經(jīng)過(guò)計(jì)算得到的成績(jī)與統(tǒng)計(jì)時(shí)得到的成績(jī)真實(shí)值相比較，便可以得出各個(gè)成績(jī)段的檢測(cè)正確率。本文提出檢測(cè)方法的性能經(jīng)過(guò)測(cè)試樣本的測(cè)試結(jié)果如圖2所示。由圖可知，90分以上、60—70分、不及格的檢測(cè)正確率與統(tǒng)計(jì)得到的是一樣的，都為100%，但是80—90分的正確率低于100%，為71.4%，70—80分的正確率也沒(méi)有達(dá)到100%，為66.6%，但兩者的正確率均超過(guò)了60%。綜合各個(gè)成績(jī)段的檢測(cè)正確率，其綜合正確率為87.62%。

四、結(jié)論

本文利用模糊集的概念對(duì)大學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)進(jìn)行了一定的分析，并在此基礎(chǔ)上建立了數(shù)學(xué)模型，對(duì)大學(xué)生的階段性學(xué)習(xí)進(jìn)行了檢測(cè)，通過(guò)直觀數(shù)據(jù)讓學(xué)生對(duì)近期的學(xué)習(xí)狀態(tài)得到清晰的認(rèn)識(shí)，激勵(lì)他們?nèi)プ杂X(jué)主動(dòng)地彌補(bǔ)相對(duì)較為薄弱的環(huán)節(jié)，對(duì)學(xué)生具有一定的指導(dǎo)意義。研究采用了建立數(shù)學(xué)模型的方式，突破了傳統(tǒng)理論上對(duì)大學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)的研究方法，通過(guò)計(jì)算測(cè)試樣本與訓(xùn)練樣本之間的相似度，得出相似度最大的樣本即為最佳相似樣本，從而確定測(cè)試樣本最終所取得的成績(jī)。經(jīng)研究所得，研究的有效率為87.62%，超過(guò)了80%，較為有效。因此，利用該種方法可以實(shí)時(shí)快速地了解學(xué)生目前的學(xué)習(xí)狀態(tài)，并促使學(xué)生及時(shí)對(duì)其學(xué)習(xí)狀態(tài)做出相應(yīng)的調(diào)整。

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