多元层次大学课程教学数据的可视分析研究
发布时间：2021-03-19 19:57
深入分析学生成绩及其影响因素对于优化大学课程安排和提升教学质量具有重要意义。然而,学生成绩数据涉及多个相互关联的分析主体,具有多元多属性、层次化以及时序相关等特征,传统的分析工具和展示手段功能有限,难以有效探索影响课程成绩的众多关联因素,对异常现象也难以做出深入分析和解释。信息可视化与可视分析技术能够将人的经验和认知推理能力与计算机自动化处理能力融合,具有直观获取规律、迅速发现异常以及交互探索成因等独特优势,已经成功应用于多个领域的大规模复杂数据分析。为此,本文从课程、学生和教师多个角度对分析任务进行提炼,在此基础上根据成绩数据特点设计了多视图协同交互的学生成绩可视分析技术和原型系统——SPVAS。首先采用支持多维属性集成展示的矩阵热力图揭示学生成绩在年级和学期上的时序分布;其次为展示学生成绩中的多元统计特征以及相关联的课程和教师等主体特征,对平行坐标的交互展示能力进行扩充;最后为揭示课程成绩的影响因素以及课程间的相关性,设计弧长链接图与平行坐标和节点链接树相结合的创新布局,并应用多视图交叉筛选和动态关联等交互技术实现完整的学生成绩可视分析与探索过程。基于真实课程数据的案例研究表明,S...
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SPVAS界面概览图
多角度和多侧面对多元属性数据集进行可视表达与分析（G2）。（2）为了探索课程间的成绩相关性（G6），并结合课程轴上圆沿直线纵向排列的特点，通过在每 2 个圆之间添加一条有宽度的弧线（课程相关矩阵中对应相关系数大于某一阈值时显示）来表示 2 门课程成绩间的相关性，弧线宽度编码相关性大小。采用 Barycenter 启发式算法对圆序列化，以减小弧线长度和减少交叉；并设置了调节相关度阈值的滑动按钮（默认值为 0.7），以控制界面内的弧线数量多少。（3）为支持交互式探索分析，实现了刷选（Brushing）和鱼眼等技术，可以方便用户快速筛选符合某一分布特征要求的考试记录或局部观察某个轴上的属性值分布。如图 4.1 中区域 b 所示，进行刷取操作时，范围外的考试记录对应曲线变为白色，没有关联的课程和教师对应的圆或矩形变为灰色；若弧线连接的 2 门课程都在刷取范围内，则显示该弧线，否则隐藏。当刷取学期轴时，屏幕左侧矩阵热力图中表示相应学期开课数量的柱形高亮为红色。a b
中国石油大学（北京）硕士学位论文示框显示该课程或教师的细节信息。当点击课程圆时（Route2），圆和该课程的所有年级考试记录对应曲线变为黑色，相应授课教师矩形和与该课程具有连接的其他课程圆变为白色。当鼠标置于白色圆上时，课程间相关性弧线高显示具体相关系数值。为支持对课程间相关性的分析，还设计了平行坐标的模式。点击全部或部分相关性高的白色课程圆，则通过矩阵热力图可以观察间影响的各门课程在时序上的前后关系，如图 4.4 中有颜色外框的几门课程。
【参考文献】：
期刊论文
[1]大数据相关分析综述[J]. 梁吉业,冯晨娇,宋鹏. 计算机学报. 2016(01)
[2]大数据可视分析综述[J]. 任磊,杜一,马帅,张小龙,戴国忠. 软件学报. 2014(09)
[3]DaisyVA:支持信息多面体可视分析的智能交互式可视化平台[J]. 杜一,任磊. 计算机辅助设计与图形学学报. 2013(08)
[4]Simple Algorithms for Network Visualization:A Tutorial[J]. Michael J.McGuffin. Tsinghua Science and Technology. 2012(04)
[5]研究生课程教学质量评估体系构建初探[J]. 王芳,贾青青,邓慧萍,黄宏伟. 学位与研究生教育. 2011(01)
[6]让数据说话:决策支持系统在教育中的应用[J]. 顾小清,黄景碧,朱元锟,袁成坤. 开放教育研究. 2010(05)
[7]多元统计分析在大学各学科能力因素分析中的应用[J]. 李素兰,陈建兰. 数学的实践与认识. 2005(06)
博士论文
[1]本科生及研究生培养质量及其影响因素分析[D]. 丁澍.中国科学技术大学 2009
硕士论文
[1]MVC模式在系统框架设计中的研究与应用[D]. 杜爱华.西安建筑科技大学 2005
本文编号：3090140
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SPVAS界面概览图
多角度和多侧面对多元属性数据集进行可视表达与分析（G2）。（2）为了探索课程间的成绩相关性（G6），并结合课程轴上圆沿直线纵向排列的特点，通过在每 2 个圆之间添加一条有宽度的弧线（课程相关矩阵中对应相关系数大于某一阈值时显示）来表示 2 门课程成绩间的相关性，弧线宽度编码相关性大小。采用 Barycenter 启发式算法对圆序列化，以减小弧线长度和减少交叉；并设置了调节相关度阈值的滑动按钮（默认值为 0.7），以控制界面内的弧线数量多少。（3）为支持交互式探索分析，实现了刷选（Brushing）和鱼眼等技术，可以方便用户快速筛选符合某一分布特征要求的考试记录或局部观察某个轴上的属性值分布。如图 4.1 中区域 b 所示，进行刷取操作时，范围外的考试记录对应曲线变为白色，没有关联的课程和教师对应的圆或矩形变为灰色；若弧线连接的 2 门课程都在刷取范围内，则显示该弧线，否则隐藏。当刷取学期轴时，屏幕左侧矩阵热力图中表示相应学期开课数量的柱形高亮为红色。a b
中国石油大学（北京）硕士学位论文示框显示该课程或教师的细节信息。当点击课程圆时（Route2），圆和该课程的所有年级考试记录对应曲线变为黑色，相应授课教师矩形和与该课程具有连接的其他课程圆变为白色。当鼠标置于白色圆上时，课程间相关性弧线高显示具体相关系数值。为支持对课程间相关性的分析，还设计了平行坐标的模式。点击全部或部分相关性高的白色课程圆，则通过矩阵热力图可以观察间影响的各门课程在时序上的前后关系，如图 4.4 中有颜色外框的几门课程。
【参考文献】：
期刊论文
[1]大数据相关分析综述[J]. 梁吉业,冯晨娇,宋鹏. 计算机学报. 2016(01)
[2]大数据可视分析综述[J]. 任磊,杜一,马帅,张小龙,戴国忠. 软件学报. 2014(09)
[3]DaisyVA:支持信息多面体可视分析的智能交互式可视化平台[J]. 杜一,任磊. 计算机辅助设计与图形学学报. 2013(08)
[4]Simple Algorithms for Network Visualization:A Tutorial[J]. Michael J.McGuffin. Tsinghua Science and Technology. 2012(04)
[5]研究生课程教学质量评估体系构建初探[J]. 王芳,贾青青,邓慧萍,黄宏伟. 学位与研究生教育. 2011(01)
[6]让数据说话:决策支持系统在教育中的应用[J]. 顾小清,黄景碧,朱元锟,袁成坤. 开放教育研究. 2010(05)
[7]多元统计分析在大学各学科能力因素分析中的应用[J]. 李素兰,陈建兰. 数学的实践与认识. 2005(06)
博士论文
[1]本科生及研究生培养质量及其影响因素分析[D]. 丁澍.中国科学技术大学 2009
硕士论文
[1]MVC模式在系统框架设计中的研究与应用[D]. 杜爱华.西安建筑科技大学 2005
本文编号：3090140
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