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| 用python实现非结构化教育数据分析 摘 要 在教育领域，对知识掌握情况有一个全面的认识是相对重要的，但获取却困难的。现代教育理论不仅要求给定一个能够评价受试者能力水平的分数，还要求提供受试者的知识结构、认知缺陷等信息。知识空间理论提供了一种表达知识结构的方法，在指导教师教学、学生学习方面起到辅助、建议功能。该理论已经发展成为测试系统中有效直观的知识表示语言。本文选取了101位学生的统计学试卷A、B卷成绩数据，运用知识空间理论进行分析。本文主要工作包括： 1．对两份试卷进行基本的描述性分析和聚类分析。 计算得出52人A卷及49人B卷数据的均值、方差、众数等指标，对两份试卷分数分布情况等信息进行基础统计分析，初步了解A、B卷难度信息，章节覆盖及出题难度分布情况，粗略判断两份试卷A卷难度高于B卷。 本文采用K-means聚类，以学生答题正确率为聚类标准（正确率高、正确率较高、正确率较低、正确率低），分别将A、B卷试题各聚为4类，对4类试题群数据分别和出题难度、章节设置结合进行交叉分析，得出试卷出题人和学生对试题理解的差异，分析学生对章节内容的掌握情况。聚类的结果有助于简化知识空间理论计算的复杂度，有利于知识结构的简化和进一步分析。 2. 分别对聚类结果进行知识空间理论分析，建立知识结构。 由于知识空间理论随着试题数量的上升，知识状态愈发庞杂，导致计算复杂度急剧上升，本文将题目数量较多的正确率高的试题群随机分为3组，与其他试题群构成6个试题群，依据试题间的猜测关系和蕴含关系等，构建试题间的关系，完成知识状态的表达，进行知识空间理论分析。本文假设试题难度连续递增，将每个试题群构建对应的知识结构连接成整份试题的知识网络，并对该网络进行简要分析。本文对2个具有代表性的知识结构进行重点分析，分析了知识最长链及试题难度层次等内容。 最后，结合本文试题数据内容及理论结果，我们给出了基于知识空间理论的相关建议和结论，把实践过程中的感受和知识空间理论相应缺陷、发展空间写在最后。 关键词：知识空间理论 K-means聚类 数据分析 目录 1绪论 2 1.1课题背景及研究意义 2 1.2本文工作 2 1.3本文组织结构 2 2 知识空间理论综述 2 2.1 知识空间理论综述 2 2.2 国内外研究现状 3 2.3知识空间理论的优缺点 4 3 模型介绍 5 3.1 知识空间理论 5 3.2 K-means聚类 6 4 结果分析 7 4.1 描述性统计分析及聚类分析结果 7 4.1.1 描述性统计分析 7 4.1.2 聚类分析结果 9 4.2 知识空间理论结果分析 12 5 结论 16 参考文献 18 |
