周旭東，馬朝珉，劉淇文

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 文理學(xué)院，哈爾濱 150030；2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 高教研究與教學(xué)質(zhì)量評估中心，哈爾濱 150030）

學(xué)生學(xué)習(xí)成績受眾多因素影響，近年來研究者從不同角度分析影響學(xué)生學(xué)習(xí)成績的因素，并嘗試進(jìn)行有效干預(yù)?？挡┑系萚1]通過對西安文理學(xué)院學(xué)生信息的采集，分析學(xué)習(xí)成績的影響因子并建立回歸模型，從而預(yù)測出各因子和大學(xué)生學(xué)習(xí)成績相關(guān)性；馬永梅等[2]利用灰色關(guān)聯(lián)分析法分析內(nèi)在因素對學(xué)生學(xué)習(xí)成績的影響；李雪梅等[3]采用主成分分析的方法，研究分析影響學(xué)生數(shù)學(xué)成績的主要因素；王曉嬌等[4]研究發(fā)現(xiàn)大學(xué)生學(xué)習(xí)成績受個人、學(xué)校、家庭以及社會4個層面各種因素的影響，其中性別、戶籍、家庭受教育程度、學(xué)習(xí)動機(jī)、學(xué)習(xí)興趣、自習(xí)次數(shù)、逃課次數(shù)、作業(yè)情況、宿舍氛圍、兼職、參與社團(tuán)和學(xué)生會等11個變量顯著影響大學(xué)生學(xué)習(xí)成績；李思思等[5]研究發(fā)現(xiàn)影響學(xué)生學(xué)習(xí)成績的主要因素包括：學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)明確度、學(xué)習(xí)勤奮度、對待教師授課的滿意度、學(xué)生的聽課感覺、考前準(zhǔn)備時間、知識來源途徑、撫養(yǎng)人嚴(yán)格程度及是否跟得上學(xué)習(xí)進(jìn)度等諸多方面；閆波等[6]研究發(fā)現(xiàn)對學(xué)生學(xué)習(xí)影響較大的因素，主要有學(xué)生家庭社會和文化地位指數(shù)、學(xué)習(xí)動機(jī)、課堂紀(jì)律氛圍、教學(xué)方式和師生消極行為等。

本文主要研究的是學(xué)生學(xué)習(xí)成績影響因素，不考慮教師教學(xué)因素，即在教師教學(xué)因素固定的情況下進(jìn)行分析，也不考慮難以觀測的主觀意愿，如對課程的喜好程度、學(xué)習(xí)意愿和興趣熱情動機(jī)等，僅選取分析學(xué)?？捎^測、可量化的影響因素，進(jìn)而改善教學(xué)管理，提高教學(xué)質(zhì)量。

1 數(shù)據(jù)集與數(shù)據(jù)預(yù)處理

1.1 數(shù)據(jù)集

UCL-Math及UCL-Portuguese數(shù)據(jù)集來源于UCL數(shù)據(jù)庫，其中的因變量分別是學(xué)生的數(shù)學(xué)成績以及葡萄牙語成績，包含的成績影響因素主要分為3大類，分別是個人因素、家庭因素、學(xué)校因素。NEAU-stu數(shù)據(jù)集來自于我國一所211農(nóng)業(yè)院校2020屆部分學(xué)生的相關(guān)信息。其因變量是某學(xué)期學(xué)生的智育成績，包含的成績影響因素主要是個人因素和家庭因素。

1.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理

本文的數(shù)據(jù)預(yù)處理主要為以下3項(xiàng)：

（1）對于“是”和“否”的屬性分別賦值1、0。

（2）對于可以取多個值的屬性賦值0、1、2等，而后將其歸一化到[0，1]區(qū)間內(nèi)。

（3）對于連續(xù)變量直接將其歸一化到[0，1]區(qū)間內(nèi)。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

本文實(shí)驗(yàn)環(huán)境為：Win10 64 bit操作系統(tǒng)，Jupyter Notebook（Python 3.8），利用Python中的Sklearn工具包實(shí)現(xiàn)回歸算法。

本文擬采用套索回歸和嶺回歸對學(xué)生的學(xué)習(xí)成績進(jìn)行影響因素分析[7]。具體的策略為：通過建立回歸模型，觀察回歸方程中對應(yīng)各個屬性的變量前的回歸系數(shù)來確定每個因素對學(xué)生學(xué)習(xí)成績的影響程度，若回歸系數(shù)大于0，則此因素為正向影響，反之則為負(fù)向影響。回歸系數(shù)的絕對值越大則說明對學(xué)習(xí)成績的影響越深。且通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該回歸模型的MSE、MAE、R2這3種評價指標(biāo)值也均在合理的區(qū)間內(nèi)。

嶺回歸和套索回歸的主要差別在于損失函數(shù)中的正則項(xiàng)不同。嶺回歸采用的為L2正則項(xiàng)，而套索回歸采用的為L1正則項(xiàng)[8]。因而在影響因素分析中套索回歸可以剔除一些對因變量影響較小的變量，更有利于進(jìn)一步分析。

表1為UCL-Math及UCL-Portuguese數(shù)據(jù)集回歸系數(shù)，從個人因素、家庭因素、學(xué)校因素3大類別進(jìn)行分析，其中個人因素分為背景信息、前期成績、學(xué)習(xí)投入及其他4個分項(xiàng)。分析數(shù)據(jù)見表1。

通過分析發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)成績與所在學(xué)校、性別、年齡、家庭住址、父母是否同居、父親工作、選擇學(xué)校原因、監(jiān)護(hù)人、談戀愛情況、放學(xué)后的課余時間、健康狀況和前一階段的成績等情況關(guān)系最為密切。其中女同學(xué)比男同學(xué)平均學(xué)習(xí)成績更優(yōu)；同一年級情況下年齡小的學(xué)生比年齡大的學(xué)生成績更優(yōu)；在城市居住的孩子比在鄉(xiāng)鎮(zhèn)居住的孩子成績要更優(yōu)；同居的父母要比分居的父母的孩子成績更優(yōu)；父親是在家工作或者其他工作的其孩子成績更優(yōu)；更看重學(xué)校聲譽(yù)的孩子成績更優(yōu)；監(jiān)護(hù)人為父親的孩子成績更優(yōu)；不談戀愛的孩子成績更優(yōu)；放學(xué)后有更多課余時間的孩子成績更優(yōu)；健康狀況較差的孩子反而學(xué)習(xí)成績更優(yōu)；前一階段成績更好的孩子一般成績也會更優(yōu)。另外，與學(xué)生的學(xué)習(xí)成績關(guān)系相對沒有特別密切的有家庭人數(shù)、父母受教育情況、母親工作、居住地到學(xué)?；ㄙM(fèi)時間、每周學(xué)習(xí)時間、過去失敗的次數(shù)、學(xué)校和家庭對教育的額外支持、是否補(bǔ)課、是否有課外活動、是否上過幼兒園、想接受高等教育、家庭是否有網(wǎng)絡(luò)、家庭關(guān)系情況、和朋友外出次數(shù)和飲酒情況等。其中家庭人數(shù)超過3人的家庭其孩子學(xué)習(xí)成績更優(yōu)；母親學(xué)歷越高孩子成績越好、父親學(xué)歷越高孩子成績相對較差、母親的工作為教師等職業(yè)孩子學(xué)習(xí)成績更優(yōu)；家庭住址與學(xué)校距離越近的孩子學(xué)習(xí)成績越優(yōu)；每周的學(xué)習(xí)時間越長孩子的學(xué)習(xí)成績越優(yōu)；失敗次數(shù)越少的孩子成績越優(yōu)；家庭和學(xué)校有額外教育支持的孩子成績更優(yōu)；不參加補(bǔ)課的孩子比參加補(bǔ)課的孩子成績更優(yōu)；沒有課外活動的孩子學(xué)習(xí)成績比有課外活動的孩子成績更優(yōu)；上過幼兒園、想接受高等教育、家庭有網(wǎng)絡(luò)等情況的孩子學(xué)習(xí)成績更優(yōu)；家庭關(guān)系較好、與朋友外出較多以及無論是工作日還是休息日都不飲酒的孩子成績更優(yōu)；另外，有一定量的缺勤次數(shù)的孩子學(xué)習(xí)成績更優(yōu)。

表2為NEAU-stu數(shù)據(jù)集回歸系數(shù)表，結(jié)合本國國情和高校實(shí)際情況，在表1的基礎(chǔ)上作了影響因素補(bǔ)充，其中個人因素的背景信息中新增政治面貌及民族；前期成績新增高考成績與一本線分差及上學(xué)期智育學(xué)分成績；新增第二課堂參與情況，包括思想品德修養(yǎng)模塊、創(chuàng)新能力培養(yǎng)模塊、人文素質(zhì)拓展模塊、社會能力提升模塊。家庭因素新增省份、居住地類別及家庭條件。分析數(shù)據(jù)見表2。

表1 UCL-Math及UCL-Portuguese數(shù)據(jù)集回歸系數(shù)

表2 NEAU-stu數(shù)據(jù)集回歸系數(shù)

通過分析發(fā)現(xiàn)：學(xué)生的學(xué)習(xí)成績與政治面貌、民族、上學(xué)期智育學(xué)分成績、是否為城市生源、是否為鄉(xiāng)村生源、綜合素質(zhì)中查寢、晚自習(xí)、早操等情況關(guān)系最為密切。其中政治面貌為群眾的同學(xué)成績要略優(yōu)于共青團(tuán)員；漢族同學(xué)成績要優(yōu)于少數(shù)民族、上學(xué)期成績優(yōu)的同學(xué)新學(xué)期成績也較優(yōu)、城市生源地的同學(xué)學(xué)習(xí)成績更優(yōu)；鄉(xiāng)村生源地的同學(xué)成績略低于其他生源地；綜合素質(zhì)中查寢以及早操得分高的學(xué)生成績差于得分低的，而晚自習(xí)得分高的學(xué)生成績好于得分低的。

對學(xué)生學(xué)習(xí)成績影響不太突出的因素有性別、是否為貧困生、是否辦理校園地貸款及生源地貸款、省份、是否城鎮(zhèn)、綜合素質(zhì)分?jǐn)?shù)中創(chuàng)新能力得分、人文活動、各類社團(tuán)及學(xué)生組織任職情況、高考成績等。其中女生較男生成績較好；貧困生較非貧困生成績較好；非黑龍江省生源學(xué)生成績較好；非城鎮(zhèn)生源要好于城鎮(zhèn)生源；綜合素質(zhì)得分中創(chuàng)新能力及人文活動對成績是負(fù)向影響，而任職情況為正向影響；高考成績與當(dāng)年一本線分差越大反而成績?nèi)跤诜植钚〉膶W(xué)生。

3 結(jié)論

通過對UCL-Math及UCL-Portuguese數(shù)據(jù)集分析發(fā)現(xiàn)：①適齡上學(xué)對學(xué)習(xí)成績的提高是很有幫助的；②選擇一個好的學(xué)校對孩子的學(xué)習(xí)是極其重要的，而且在選擇學(xué)校時，學(xué)校的聲譽(yù)是關(guān)鍵的因素；③監(jiān)護(hù)人為父母以及父親為體制外工作，母親為體制內(nèi)工作對孩子成績提高最有幫助；④保持一個良好的家庭關(guān)系以及在教育上多做支出對孩子的學(xué)習(xí)成績提高是很有幫助的；⑤增加學(xué)習(xí)的時間、做適當(dāng)?shù)恼n外活動也可以有助于提高學(xué)習(xí)成績；⑥學(xué)生期間談戀愛對成績是有負(fù)面影響的。

對NEAU-stu數(shù)據(jù)集分析發(fā)現(xiàn)：在客觀因素上，女同學(xué)的成績平均要比男同學(xué)更優(yōu)，這可能與她們在性格上更加細(xì)心有關(guān)系；高考生源地為外省的學(xué)生平均學(xué)習(xí)成績要好于黑龍江本省的生源，這可能與外省的教學(xué)質(zhì)量以及進(jìn)入NEAU的考試難度有關(guān)；城市生源的同學(xué)學(xué)習(xí)成績要更好，這也與其在中學(xué)階段可以受到更好的教育有關(guān)；是否貧困對學(xué)生成績的影響不大，但是貧困在一定程度上會激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績。在主觀因素上，上更多的晚自習(xí)，在自習(xí)中表現(xiàn)得更好有助于提高學(xué)習(xí)成績；適當(dāng)?shù)膶W(xué)生工作任職不僅無害于學(xué)習(xí)，反而有助于成績的提高；大學(xué)中的各類科創(chuàng)、人文活動以及類似查寢和早操等常規(guī)化的檢查與學(xué)習(xí)成績的好壞沒有直接聯(lián)系。