基于系统聚类的大学生在校学习成绩分析

刘 菲 严建渊 邱玉霞

(山西财经大学 管理科学与工程学院，山西太原030006）

0 引言

大学时期是人生中非常宝贵的一段时期,其中大部分时间被紧张的课程学习所占。大学生在校学习成绩作为大学生在校期间学习任务完成情况的综合表现，其不仅直接影响大学生们能否顺利完成学业,而且对今后的求职和职业选择都有着重要的影响。因而，对大学生在校学习成绩进行分析，探索其影响因素，不仅对于提高大学生综合素质意义重大，而且能为高校有关部门进行教育与管理提供有效的辅助作用。

1 聚类分析方法概述

聚类分析又称群分析，它是研究如何将研究对象按照多个方面的特征进行综合分类的一种统计方法［1］。聚类分析将个体或对象分类，使类内对象的同质性最大化和类间对象的异质性最大化［2］。聚类分析的内容非常丰富，有系统聚类法、动态聚类法、模糊聚类法、K-均值法、有序样品的聚类、分解法、加入法等。聚类分析的应用十分广泛，其中应用最为成熟的方法为系统聚类法，这也是本文将采用的方法。

系统聚类分析方法的基本思想是：对一个统计问题，若其中有n个样品,每个样品测得P项指标。通过考察，便可得到样本观测矩阵为：

其中，Xij为第i个样品第 j个指标的观测数据。第i个样品Xi为矩阵X的第i行所描述。

对样品分类常用距离法,即将一个样品看作 P维空间的一个点,并在空间定义距离。类与类之间用不同方法来定义距离,就产生了不同的系统聚类方法［3］。在统计分析软件 SPSS 19.0中,所提供的系统聚类方法有组间联系法、组内联系法、最短距离法、最长距离法、重心聚类法等。距离测度主要有欧式距离、平方欧式距离 、明氏距离等。本文中系统聚类分析方法采用最短距离法。距离测度选择平方欧式距离,其计算公式为：

2 大学生在校学习成绩及其影响因素分析

2.1 大学生在校学习成绩

“成绩”是一个耳熟能详的名词，虽然成绩一词经常出现在日常生活中，但目前“成绩”的概念不多，仅有的概念也大不一致。结合本研究的特点，将“成绩”定义为：学生在校学习期间，校方对学生各学科课程考试分数经过累加或加权等方式，对学生的阶段性学习活动所取得的效果及学习能力所做出的量化的有针对性的评价和反馈的综合考试成绩。

本研究中，大学生在校学习成绩包括德育成绩、智育成绩、体育成绩。每一部分均分为基本分、加分、减分三部分。其中，德育成绩包括导师、任职、荣誉、处分成绩等；智育成绩包括学习成绩、发表学术论文、承担科研课题、学术科研获奖、文学美术音乐获奖、社会实践、不及格成绩等；体育成绩包括校内外运动会、其他体育竞赛、无故缺席处分成绩等。

2.2 大学生在校学习成绩的影响因素分析

影响大学生在校成绩的因素复杂多样，通常有生源地、性别、家庭出身、所学专业、学习习惯、个性特征、自控能力等。李瑾[4]（2005）指出学习成绩是智力因素与非智力因素相互作用的产物，以意志、态度、兴趣为主的非智力因素对学习成绩起决定作用；曾志嵘、夏欧东[5]等（2006）认为，学习活动是内在因素和外在因素共同发挥作用的过程,各种因素之间的积极和消极的作用都会影响学生的学习成绩；高丽红[6]（2007）认为学习兴趣、基础知识、努力程度、教师水平和教学方法对大学生学习成绩有较大的影响，学习方法、学习氛围和家庭因素对大学生学习成绩有较小的影响。

综合先前的观点，本研究认为，影响大学生在校学习成绩的因素可分为外部因素与内部因素。内部因素主要包括：学习态度、努力程度、性别、基础知识、智力因素；外部因素主要包括：学习环境、家庭因素、生源地、教师水平和教学方法。

2.3 大学生在校学习成绩影响因素的实证分析

2.3.1 数据说明及来源

在数据、时间等条件的限制下，为了尽可能典型、全面、准确地把握每个大学生的真实学习情况，在描述现状时，本文选取山西财经大学管理科学与工程学院08级项目管理系48名学生4年7个学期的综合成绩作为统计指标。以上所有指标数据，均来自《山西财经大学管理科学与工程学院2008级项目管理系在校学习成绩汇总表》。

2.3.2 聚类结果统计分析

本文运用 SPSS 19.0软件进行计算，通过多次聚类可以得出聚类图谱。由系统聚类结果可知，学生总体可分为3类，各个类别的基本特征如下∶

第一类∶构成学生成绩的基础结构。由27名学生组成，占总人数的56.25%，呈现出总成绩均分81～91之间的特点，虽然学生个人成绩时有波动，但成绩总体较为稳定。这类同学学习态度积极，日常学习中认真听课，努力程度较大，且同学之间积极沟通学习。而且，仅有5名男同学,可见，学生学习成绩与性别表现出密切相关性。此外，这27名同学的成绩分布带有明显的宿舍效应，即同一宿舍的同学之间，其学习成绩往往联系紧密。值得注意的是，这27名学生的生源地遍布全国各地，并未表现出较为明显的特征。

第二类：学生共19个人组成，占总人数的39.58%，该组学生的总成绩均分位于73～81之间。这类同学，学习态度一般，日常学习中可以做到按时听课，但努力程度一般，同学之间缺乏沟通，行动较为自由，迟到早退现象时有发生。值得一提的是，这组学生中有12名男同学，学生学习成绩与性别之间关系密切。此外，这19名同学成绩分布的宿舍效应、圈子效应也很明显。

第三类：学生共2个人组成，占总人数的4.17%，两位同学的总成绩均分较低，位于67～73之间，且成绩波动密切。这类同学学习态度消极，经常迟到早退，甚至逃课；经常挂科，偶尔高挂；值得注意的是，这2名学生为同一宿舍的男同学，圈子效应明显。

3 结论与建议

通过以上聚类结果的分析，可以发现：大学生在校学习成绩主要集中在第一类与第二类，其影响因素是多方面的。影响因素的主要方面，归结起来有以下三点：

第一，大学生在校学习成绩与其学习态度与努力程度联系最为密切。往往越是学习态度积极，日常学习中认真听课，努力程度大，沟通积极的同学，其学习成绩越好。

第二，大学生在校学习成绩与性别关系密切。在此样本中，男同学学习成绩普遍没有女同学学习成绩高，女同学相对更注重学习成绩。

第三，大学生在校学习成绩与其学习环境有很大联系，同学的成绩分布带有明显的宿舍效应与圈子效应，即同一宿舍或同一朋友圈的同学，其学习成绩往往较为相近。

另外，研究发现：此样本中，山西籍同学有18个，非山西籍同学有30个，但学习成绩与生源地没有显著关系；学生入学时的成绩排名，与大学生在校学习成绩之间也无显著关系。

因此，在高校日常的教学与管理中，要着重从以下四方面着手：

首先，要格外注重端正大学生的学习态度，培养学生良好的学习态度；其次，要注重大学生学习氛围的熏陶，好的学习氛围是提高大学生学习成绩与综合素质的重要保证；再次，要注意“男女有别”，对男同学学习动态要密切关注与辅助调整，对女同学要在鼓励的基础上继续发扬；最后，针对重点个别学生，要具体问题具体分析，帮助同学找到自身存在的问题与解决方法，引导学生养成良好积极的学习习惯。

在系统聚类分析的基础上，进行研究可以看出：根据这些聚类结果，高校有关部门可以查找出大学生在校学习成绩出现显著差异的原因，然后有针对性地提出一些方法建议，全面提升学生的培养质量，为进行更好的高校教育与管理提供了积极有效的辅助作用。

［1］袁志发,周静芋.多元统计分析[M].北京：科学出版社，2002∶241.

［2］何晓群.多元统计分析[M].3版.北京：中国人民大学出版社，2012∶41.

［3］刘洋,张凤君,等.大连地区地震的空间分布聚类分析[J].防灾减灾学报，2011,6∶30-35.