[發明專利]一種發現大學生日常生活習慣的神經網絡結構與方法

有效

• 申請號: 202010798992.2
• 申請日: 2020-08-11
• 公開（公告）號: CN111950708B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 周東波;喻宏偉;余雅瀅;王小梅;涂悅
• 申請（專利權）人: 華中師范大學
• 主分類號: G06N3/0464
• 分類號: G06N3/0464;G06N3/042;G06N3/045;G06N3/08;G06F18/23213;G06F18/24;G06F16/215;G06F16/2458;G06Q50/20
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理有限公司 11562
• 代理人: 張換君

本發明公開了一種發現大學生日常行為習慣的神經網絡結構與方法，包括：獲取大學生校園生活基本數據并存入數據庫；對生活基本數據預處理工作，將數據分為不同數據集；針對所采集數據，構建基于特征的行為分類，獲取數據分類結果；根據數據分類結果，先利用空間化圖卷積網絡分類模型，再引入基于注意力機制的圖卷積神經網絡結構與方法，建立學生行為習慣基于外顯行為數據的發現機理與表示計算；針對習慣定性化描述中內容混雜的問題，利用神經網絡模型輸出的結果，構建習慣基于其外顯行為的集合化表達與形式化描述。最終構建出行為習慣可發現模型，根據不同學生行為數據進行分析，可以解決教育數據深層次挖掘的問題，實現教育數據利用和分析。

技術領域

本發明屬于教育學\教育技術學與計算機科學、地理信息科學等多學科交叉領域，具體涉及一種發現大學生日常生活習慣的神經網絡結構與方法。

背景技術

教育大數據的發展十分迅速，圍繞教育大數據的數據處理、信息挖掘與應用服務等研究成為一系列研究熱點。同樣，應用校園大數據分析學生的成才過程，構建有效保障，也已經成為教育大數據新的研究方向。

我國教育家葉圣陶先生說過：“教育就是培養習慣。”拋開對習慣與教育目標的關系爭議，自古以來，不論是國內還是國外，教育家們對于習慣的重要性有著統一的認識，習慣對人極為重要。所謂習慣，是在長久過程中經反復練習，并發展成個體自動化的行為方式。習慣是變化的，若不注意養成過程中的不當行為影響，好習慣會變成壞習慣。然而良好的習慣不能在無意識狀態下自發形成，一般自發形成的習慣大多是不良習慣，壞習慣一旦形成，其改良的過程將變得漫長而苦難。

大學生是當代社會的重要組成部分，也是最生動最具有活力的群體，其綜合素質的高低，直接關系國家與社會的長遠發展。大學教育應當在學生進入大學初期就有目的地幫助學生培養或維護良好的學習生活習慣。然而當代大學生，特別是剛剛進入大學的低年級學生，從高中進入大學后，由高中的強監督學習變成大學的弱監督學習，由于對自身學習行為缺乏控制與約束，一些不良的日常行為導致學習習慣發生變化，導致輟學甚至最終影響到學生成才。對習慣的研究刻不容緩，良好的習慣來自于對行為的正確認識，而良好的行為習慣的建立除了需要靠自身努力外，還要靠同學、朋友、老師和家長等多方監督與指導，是內因外因共同作用的結果。因而，研究大學生的日常校園活動數據，從日常的行為與活動中，去判斷、分辨生活中習以為常的行為，及時干預不良行為活動，是幫助大學生培養良好習慣的重要途徑。

大數據技術的發展，智慧校園的建設，基于物聯網感知類技術、視頻錄制類技術、圖像識別類技術等，進行校園范圍內教育、學習、活動等數據的全面、自然、動態、持續采集，構建教育大數據已經成為常態。進入數字化生活時代，日常生活與學習各類活動已被各類設備默默記錄，應用校園大數據分析學生的成才過程，構建有效保障，已經成為大數據應用的重要方向。

因此，應用大數據技術，從校園大學生日常學習生活行為數據出發，通過發現其習慣，判斷其行為活動對習慣變化的影響，并及時進行精準的干預是確保大學生養成良好習慣，順利成才的重要保障。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種發現大學生日常生活習慣的神經網絡結構與方法。本發明技術方案的方法，針對大學生校園日常生活數據的多樣性、多維度、多類型特性，構建學生數據的圖結構化表示，引入圖神經網絡實現大學生日常生活習慣可發現的方法。對教育數據的深層次挖掘，實現了教育數據的利用和分析。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：本發明提供一種發現大學生日常生活習慣的神經網絡結構，其特征在于，包括依次相連的數據獲取模塊、數據預處理模塊、校園生活數據分類模塊、習慣數據發現模塊以及習慣數據描述模塊；

所述數據獲取模塊，用于獲取大學生日常生活數據，并存入數據庫；

所述數據預處理模塊，用于對大學生日常生活數據進行過濾、清洗和離散化數據預處理；