基于改进LSTM算法的学业预警系统研究

来源 :桂林电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wilinne
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
立德树人是高等教育的根本任务,在科学技术高速发展的今天如何利用先进的技术手段实现精准化思政教育成为现阶段的一个研究热点。对于学困生队伍(学业困难学生)的精准化帮扶是精准化思政教育的一个研究方向,而高校现有帮扶策略多以人工统计不及格科目、下达书面预警通知为主,或以简单关联算法实现对成绩的预测。本文在现有预警系统的基础上,对采用LSTM神经网络改进学业预警系统展开研究,具体工作如下:(1)针对学生行为数据种类复杂、特征提取困难的问题,提出了一种基于多维正态分布的前馈分类特征提取方法。为了降低数据缺失对模型的干扰,采用径向基函数对整理好的数据矩阵进行高维映射,在高维空间中采用前反馈多维正态分布对高维数据矩阵进行特征提取,并将通过特征矩阵提取后数据输送到不同训练网络、分类运算。实验证明,分类训练更能凸显数据特征,训练结果更优异。(2)为了更好的处理学生的长时间依赖数据,提出了基于改进LSTM神经网络的训练方法。实验用自适应激励函数的平均函数代替LSTM神经网络中的激励函数以提高LSTM神经网络的学习能力与学习速率,采用MLP神经网络与LSTM神经网络级联的方式进行数据分类预测并将输出概率融合计算从而实现提高输出准确率的效果。实验证明,改进LSTM学业预警模型具有更快的训练速度和更高的预测准确率。(3)开发了实用系统并实际投入使用。系统在实现学业预警预测功能后围绕核心算法搭建了一套系统,并根据实际使用需求设计实现了毕业概率预测、学分绩查询、班级成绩分布、班级学业预测等功能。目前该系统已正式在G大学计算机学院投入使用,反响良好。在实际实验过程中,实验收集了G大学2017-2020届四届毕业生共两万余人的第一学年必修课成绩、消费信息、图书借阅频率等数据,并将其清洗、整理形成了一个标准的数据集。经实验验证,模型预测准确率稳定在94.21%,最高能够达到98.17%,平均准确率较现有预警模型提升两个百分点,尤其在负召回率方面提升明显,在数据依赖性和结果稳定性方面也有大幅度提升。
其他文献
文字作为体现一个国家和民族文化的载体,其重要性不言而喻。通过使用计算机识别真实场景中的文字已经成为计算机视觉领域最重要的研究内容之一。然而现有的场景文字检测与识别算法大都针对于英文、中文等使用人数广泛的语言文字。越南文字作为一种声调语言表音文字,使用人数相对较少但具有代表性。与常见的拉丁文字不同,越南文字的书写中存在6种声调符号标记,使用不同的声调符号表达不同的语义信息,现有算法在检测与识别越南场
随着物联网的快速发展,越来越多的物联网设备接入网络,使得传感设备能够更方便的收集数据。数据采集是数据分析的前提。数据收集工作的缺乏将导致数据分析工作流于形式。因此,数据收集工作是实现大数据分析的关键步骤。然而,很多数据涉及到用户(数据提供者)的个人隐私,用户并不想提供这一部分的数据。例如,用户的身体指标数据(血压、心率等),这部分作为用户隐私被用户保护。这将导致数据收集工作的质量大打折扣。所以,隐
由于智能手机定位功能的普遍应用和数据地图的可访问性,基于位置的服务(LBSs)如雨后春笋般迅猛发展,并且已经成为了一种新的服务模式。在过去的几年里,我们目睹了基于位置的服务的广泛推广。许多LBSs相关产品应运而生。人们可以从软件平台下载许多关联应用,包括导航、社交、游戏等,来享受LBSs提供的一系列丰富的个性化服务。虽然LBSs服务便捷和市场规模广阔,但是它也引发了高度的安全担忧。例如,攻击者能够
随着网络和信息技术的飞速发展,人们已经身处于一个信息爆炸的时代。一方面人们感受到了科技发展所带来的前所未有的方便与便捷,另一方面也使得信息过载成为互联网时代的一大挑战。信息资源的急剧增加,使得用户想在纷繁复杂的网络资源中找到自己所需的内容变得十分困难。个性化推荐可以有效地缓解上述所存在的“信息过载”状况,让用户得到符合自身偏好的服务,以提升用户体验,因而具有重要的研究价值。近年来,越来越多的研究者
当前由于网络的快速普及,大量终端用户使用手机等移动设备观看视频的同时,由于对等网络技术(Peer-to-Peer,P2P)具有高扩展性、低成本等优点而受到研究者们广泛的关注。为了向终端用户更好的提供视频服务,云服务提供商与视频服务提供商结合构建一个高可用的对等网络视频点播云平台。通常,云服务提供商在不同地理区域部署大量的边缘云CDN节点,并通过租用高可用的ISP链路向终端用户提供视频服务。首先,视
近年来我国汽车保有量快速增长,停车难题也越发突出。停车场实时数据的缺乏严重制约了我国停车引导系统的建设,本文针对这一问题,将城市停车引导问题进行分解,从以下两个方面展开研究。首先,针对停车场停放需求的区域化特性,本文设计了一种停车场子网分割模型。模型基于停车场空间位置关系和初始影响力,使用Mean Shift聚类算法进行子网分割。对于子网内停车场,使用基于Page Rank算法的停车转移模型计算其
微小型无人机具有小尺寸、非金属材质和低速飞行等特点,可有效降低雷达发现概率,已成为新型雷达侦察工具。无人机集群克服了单架无人机自身性能与载荷能力的不足,并凭借其远超个体累加的侦察能力,可高效完成复杂的雷达侦察任务。无人机集群任务分配通过协调无人机与任务之间的匹配关系,实现对资源的合理调配。本文研究无人机集群侦察相控阵雷达模式转移规律过程中的任务分配优化,对集群任务分配的模型与方法进行了理论研究与仿
2020年初,新冠病毒爆发,受其影响在线课程成为学生上课的主要途径,在线教育带来极大便利的同时也产生了各种各样的问题,例如:学生反馈效果差,老师授课难度大,教学质量评估难等,为了解决这类问题,本文从课程评论出发获取评价对象的情感极性。通过对在线课程评论数据进行信息提取、情感分类和聚类分析,可以了解学习者对在线课程的观点和情感,从而对在线课程进行评估。在线课程评论数据的分析对于学习者选择课程、教学者
随着网络范围和规模的不断扩大,网络入侵的威胁比以往任何时候都要严峻。网络入侵检测系统是为了防止网络入侵而部署在计算机上的一种安全工具。由于攻击方法的日益复杂,新攻击不断出现,传统的入侵检测已无法满足检测要求,因此需要探索新的方法来检测网络中的入侵。近年来得益于深度学习的快速发展以及其在大数据分析、处理上的优势。本文以深度学习中的深度神经网络和卷积神经网络为基础,建立了一种能够自主学习的检测模型,该
计算机视觉已经在人工智能这个引领全球先进科技的领域中占有举足轻重的地位,目前研究者们在常规的图像增强、图像识别、目标检测等任务中已获得出色的研究成果。然而在我们日常的工作和生活场景中,仍有许多极端环境下的与图像相关的工作容易被忽视,譬如雨天、雾天、低照度、低分辨率等场景下的图像处理工作。针对其中的低照度场景,由于拍摄设备的曝光程度以及现实场景中的光线不充足等原因,通常会导致获取的图像亮度较低,并且