数据挖掘技术在初中物理成绩评定中的应用

摘    要：利用N评价和马尔可夫链方法，评定、预测了无先前学习物理课程的初二学生的成绩。然后，通过具体的实例收集并分析了学生第一学期的物理成绩，获得了学生学习物理的特点和规律。文章采用的方法，能够客观评定学生个体成绩和中学教师教学质量，可供教师参考借鉴。

关键词：N评价；马尔可夫链；教学评价；转移状态

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2022）11-0065-5

初中生自控力差、叛逆性较强、学习状态不稳定，因此，分析学生教育数据，预测学生的学习状况，及时提醒异常学生非常有必要。中学班级规模基本在五十到六十人之间，师生比例较低，教师不易了解学生的学习近况。而考试可以监测和促进学生的学习，但需要对学生的考试成绩进行客观评定和合理预测。文章利用N评价和马尔可夫链方法对学生考试数据进行分析和预测，并通过具体的案例分析成绩数据，实时地把分析结果反馈给教师，来评估中学生对知识的掌握能力和应用水平。

1    采用N评价方法评定学生个体学习效度

1.1    成绩测量分析

2    采用马尔可夫链模型评价学生学习效度的理论基础

2.1    马尔可夫链的建模思想

马尔可夫链评估法：某一事件在时刻t0所处的状态为已知条件，过程在时刻t>t0所处状态的条件分布与过程在时刻t0之前的状态无关[4]。它是一种以概率论和随机过程理论为基础，运用随机数学模型来分析现实活动发展变化过程中的数量关系的一种统计方法。

选取初二学生为研究对象，之前其他学科的成绩与当前学习物理课程的状态无关，即某中学初二第一学期学生物理考试成绩具有马尔可夫性或无后效性，可利用齐次马尔可夫链进行预测。马尔可夫链方法进行计算的一个必要过程是转移概率，它是指一个马尔可夫链在同一时间内不能有两个以上的状态。但是，它可以从一个状态转移到另一个状态，称为从Sn状态到Sn+1状态的转移，即马尔可夫链表示从时间n到时间n+1可以转移到不同状态或保持相同状态[4]。

2.2    马尔可夫链的建模步骤

3    以某中学初二年级1、2班物理课程成绩分析研究

3.1    数据介绍

3.2    测量学生个体动态物理成绩的案例研究

3.3    采用马尔可夫链方法评价两个班级学生的学习效果

4    结果分析与启示

通过该方法可以全面、客观地评定学生一学期期间的学习效果，从而针对性地补短板、强弱项，提升学生学习物理的积极性。还可以帮助学生明确在此阶段的学习状态，并为他们合理规划下一阶段的学习目标及努力方向。

经计算，1班和2班的第四次平均成绩分别为71.51分和71.91分。马尔可夫链方法预测1班的第四次平均分为67.747，误差为5.26%；预测2班的第四次平均分为73.993，误差为2.9%。这表明，马尔可夫链方法可以较为准确地预测成绩走势。

以上两种方法作为评定学生个体和教师教学质量的分析方法，利用学生个体一学期学习成绩来反馈学生对于知识点的内化程度，从而判断教师实施的教学模式和教学策略是否有效，使得教师能够对教学信息有定量的认识。

参考文献：

［1］陈玉琨.教育评价学［M］.北京：人民教育出版社，1999：43-45.

［2］谢伟.如何进行考试分析［M］.北京：清华大学出版社， 2001：30-56.

［3］王羽沙. 经典测量理论在高中考试成绩分析中的应用研究——以石河子市××中学高三物理为例［D］.石河子：石河子大学，2019.

［4］Agbinya J I. 应用数据分析：原理与应用［M］.北京：机械工业出版社，2021：2-3.

［5］朱丽波.马尔科夫链模型在学生学习评价中的应用［J］.内蒙古师范大学学报（教育科学版），2015，28（8）：115-117.

（栏目编辑    贾伟尧）