面向新高考选科的推荐方法及隐私保护研究
这是一篇关于新高考,推荐系统,隐私保护,差分隐私,联邦学习的论文, 主要内容为为了推行素质教育,我国开始实行新高考改革。本次改革从简单的文理分科改为了“3+1+2”模式,同时增强了高校专业与高中选科的关联性,如何科学、理性地选择高考科目成为了每一位高中生及家长最为关心的问题。而大数据和互联网可以为学生选科提供一些有效的帮助,因此研究一种适用于新高考选科的推荐方案的具有重大的理论和实际应用价值。但是推荐系统通常需要收集大量的、多维度的用户数据进行模型训练,若模型受到恶意攻击则会导致数据泄露。因此在考虑模型的推荐效果的同时,还需考虑如何保护训练数据的安全。同时,一个学校的数据量单独训练难以得到最佳性能的推荐模型,因此校际间的数据共享非常重要。而出于对数据隐私安全的考虑,多个数据所有方往往无法直接进行数据交换,数据孤岛问题亟待解决。根据以上问题,本文主要研究适用于新高考选科背景下的推荐方案及隐私保护方案,具体工作包括以下几部分:(1)以基于用户的推荐算法为依据,提出了一种基于sw Tab Net模型的选科推荐算法,挖掘用户的隐式特征,预测目标用户未来在所有科目组合的潜在表现,最终返回给用户科学合理的推荐结果。其中,sw Tab Net模型对原始的Tab Net模型进行了改进和优化,提升了神经网络在表格类数据上的表现,解决了不均衡数据影响分类准确率的问题。(2)对新高考背景下学生选科的现状以及影响学生选科的多个因素进行了分析,结合sw Tab Net模型的选科推荐算法构建模糊综合评价矩阵,提出了基于sw Tab Net模型的模糊综合推荐方案。最后通过对比实验,在三个数据集上,从多个评价指标,分别验证了sw Tab Net模型在不均衡数据集上的有效性、基于Sw Tab Net的推荐算法在新高考选科推荐上的有效性以及基于sw Tab Net的模糊综合选科推荐方案的有效性。(3)为了防止swTabNet模型训练时用户数据泄露,提出了一种基于类别的差分隐私算法(Category-based differential privacy,Cdp),并从理论上证明该算法满足差分隐私定义,同时根据该算法设计了Cdp-sw Tab Net隐私推荐模型。通过实验对比Cdp算法与直接在所有数据上直接添加拉普拉斯噪声的效果,观察使用Cdp算法对整个新高考选科推荐算法输出效用的影响,从推荐效果的有效性和隐私程度两个方面对Cdp-sw Tab Net隐私推荐模型进行评价,验证了该模型可以有效平衡推荐的准确性和隐私保护质量。(4)考虑到校际信息共享的重要性以及安全性,结合横向联邦学习技术设计了fl Cdp-sw Tab Net隐私推荐模型。在联邦学习框架下,各个参与方使用本地数据各自训练Cdp-sw Tab Net模型并进行参数更新,再将模型参数与中心服务器交互,以此训练得到fl Cdp-sw Tab Net隐私推荐模型。该模型通过联邦学习保证各参与方只交换参数,训练数据不共享,保护了所有参与方的数据安全的同时保证了最终推荐的效果。最终通过实验对比,fl Cdp-sw Tab Net隐私推荐模型能够保证联邦训练后的最终模型的有效性与全部数据集中训练的Cdp-sw Tab Net模型非常接近,在保障各参与方的数安全的同时有效提升了各参与方的准确率。
新高考背景下基于学业水平考试的体育课程设计研究
这是一篇关于课程,体育课程设计,新高考,学业水平考试,普通高中的论文, 主要内容为课程设计是一种教育术语,通常释义为“为掌握课程内容所进行的设计”,也可以诠释成“为一门课程进行教学策划的研究活动”。在我国课程改革大力推行素质教育的背景下,我国的体育课程改革正在发生着纵向深入发展,对体育课程的研究也表现出了百花齐放的局面,新课标为体育课程设计提供了政策上的保障。河北省普通高中体育课程在课程内容的多样性方面相对薄弱,缺少新鲜的内容,体育课程教学内容并没有因为新高考改革而发生改变,体育课程内容乏味、枯燥、学生高中三年并没有学会一项体育运动项目,学业水平考试(体育)形同虚设,所以,普通高中体育课程设计有待研究。高中生的身体和心理正处于发展的关键时期,体育运动对高中阶段的学生的身心健康发展有着极大的作用,本研究从普通高中体育课程设计出发,以河北省10所普通高中为调查对象,对普通高中体育课程设计进行了较为详细的背景分析以及设计方案研究,经过河北省普通高中体育课程设计现状和课程实施现状的调查分析,探究河北省普通高中体育课程设计存在的问题,通过以学年为单位,依据新高考、新课标、学业水平考试,结合学生的年龄、心理特点,将体育课程的目标、内容、评价进行了合理规划,对体育课程的实施提出了建议,体现出了体育课程内容的延展性,使学业水平考试与学生的身心健康发展更好地结合到一起。体育课程设计的合理性、创新性有利于调动学生体育运动的积极性,也有助于体育课程教学效果的提升。本研究采用文献资料法对相关的课程设计文献进行梳理,为本研究提供了理论基础;运用文本分析法对河北省普通高中现有的体育课程设计进行了分析;运用访谈法和问卷调查法对河北省普通高中体育课程实施的现状进行了调查,并运用数理统计法对调查结果进行了整理与分析;最后在体育课程设计的学业评价设计中运用到了特尔菲法,确定了最合理的评价标准。领略了新高考政策和《普通高中体育与健康课程标准(2017年版2020年修订)》的基本要求,依据实际调查结果和课程设计模式理论,以及高中生的身心发展特点和规律,并结合河北省普通高中的实际教学条件的情况下,有针对性地对河北省普通高中体育课程进行设计研究。研究内容主要是基于学业水平考试的高中体育课程设计的研究概述(新高考对高中体育课程设计的影响、学业水平考试对体育课程设计的影响、高中体育课程设计研究内容的确定)、基于学业水平考试的高中体育课程设计和课程实施的现状与分析,以及新高考背景下基于学业水平考试的高中体育课程设计(高中体育课程设计的理论依据、指导思想、基本原则,学年课程目标设计,学年课程内容构建与实施建议,学年课程评价开发)等方面进行了系统地阐述,研究结果如下:(1)对新高考对高中体育课程设计的影响、学业水平考试对体育课程设计的影响进行了概述,并确定了高中体育课程设计的研究内容。新高考改革后,对传统高中体育课程提出了新的要求,同时也提出了新的挑战,传统的体育课程设计已经无法满足当下课程需求。(2)河北省普通高中现有的体育课程设计大致符合新课标的要求,但与新高考政策和学业水平考试制度不符,课程实施存在着对体育课程重视程度不够、学校对体育设施投入不足,体育教师培训较少、老龄化严重、教学知识滞后、教学成就感不足、课程内容选择面小,学生对体育课程的学习目的不明确、对新课标、新高考、学业水平考试理解不彻底、三年学不会一项体育运动等情况。(3)本研究尝试性地在新高考改革的大环境下,依据《普通高中体育与健康课程标准》和体育课程的延续性,把水平五分为三个学年,设计的体育课程目标呈现出了层次性、构建的课程内容呈现出大单元教学合理性并提出了实施建议、开发了精准促进性的学业评价,这样既可以促进教师创设灵活的教学形式,合理的选择教学内容并有序组织,又不仅限于学业水平考试某一套试题的学习,把学业水平考试的内容巧妙地融合到体育课程教学中,做到学考一体,学生学会了体育项目并得到了健康发展。针对现有的课程设计和课程实施存在的问题提出了建议,首先提高普通高中学校对体育课程的注重程度,对体育教师的管理培训要更加合理,提高教师教学工作的热情,完善学校场地器材等教学媒介;其次部分学校要增加体育课程的课时安排,完善课程设计,在课程内容的选择安排上下功夫。
新高考背景下基于学业水平考试的体育课程设计研究
这是一篇关于课程,体育课程设计,新高考,学业水平考试,普通高中的论文, 主要内容为课程设计是一种教育术语,通常释义为“为掌握课程内容所进行的设计”,也可以诠释成“为一门课程进行教学策划的研究活动”。在我国课程改革大力推行素质教育的背景下,我国的体育课程改革正在发生着纵向深入发展,对体育课程的研究也表现出了百花齐放的局面,新课标为体育课程设计提供了政策上的保障。河北省普通高中体育课程在课程内容的多样性方面相对薄弱,缺少新鲜的内容,体育课程教学内容并没有因为新高考改革而发生改变,体育课程内容乏味、枯燥、学生高中三年并没有学会一项体育运动项目,学业水平考试(体育)形同虚设,所以,普通高中体育课程设计有待研究。高中生的身体和心理正处于发展的关键时期,体育运动对高中阶段的学生的身心健康发展有着极大的作用,本研究从普通高中体育课程设计出发,以河北省10所普通高中为调查对象,对普通高中体育课程设计进行了较为详细的背景分析以及设计方案研究,经过河北省普通高中体育课程设计现状和课程实施现状的调查分析,探究河北省普通高中体育课程设计存在的问题,通过以学年为单位,依据新高考、新课标、学业水平考试,结合学生的年龄、心理特点,将体育课程的目标、内容、评价进行了合理规划,对体育课程的实施提出了建议,体现出了体育课程内容的延展性,使学业水平考试与学生的身心健康发展更好地结合到一起。体育课程设计的合理性、创新性有利于调动学生体育运动的积极性,也有助于体育课程教学效果的提升。本研究采用文献资料法对相关的课程设计文献进行梳理,为本研究提供了理论基础;运用文本分析法对河北省普通高中现有的体育课程设计进行了分析;运用访谈法和问卷调查法对河北省普通高中体育课程实施的现状进行了调查,并运用数理统计法对调查结果进行了整理与分析;最后在体育课程设计的学业评价设计中运用到了特尔菲法,确定了最合理的评价标准。领略了新高考政策和《普通高中体育与健康课程标准(2017年版2020年修订)》的基本要求,依据实际调查结果和课程设计模式理论,以及高中生的身心发展特点和规律,并结合河北省普通高中的实际教学条件的情况下,有针对性地对河北省普通高中体育课程进行设计研究。研究内容主要是基于学业水平考试的高中体育课程设计的研究概述(新高考对高中体育课程设计的影响、学业水平考试对体育课程设计的影响、高中体育课程设计研究内容的确定)、基于学业水平考试的高中体育课程设计和课程实施的现状与分析,以及新高考背景下基于学业水平考试的高中体育课程设计(高中体育课程设计的理论依据、指导思想、基本原则,学年课程目标设计,学年课程内容构建与实施建议,学年课程评价开发)等方面进行了系统地阐述,研究结果如下:(1)对新高考对高中体育课程设计的影响、学业水平考试对体育课程设计的影响进行了概述,并确定了高中体育课程设计的研究内容。新高考改革后,对传统高中体育课程提出了新的要求,同时也提出了新的挑战,传统的体育课程设计已经无法满足当下课程需求。(2)河北省普通高中现有的体育课程设计大致符合新课标的要求,但与新高考政策和学业水平考试制度不符,课程实施存在着对体育课程重视程度不够、学校对体育设施投入不足,体育教师培训较少、老龄化严重、教学知识滞后、教学成就感不足、课程内容选择面小,学生对体育课程的学习目的不明确、对新课标、新高考、学业水平考试理解不彻底、三年学不会一项体育运动等情况。(3)本研究尝试性地在新高考改革的大环境下,依据《普通高中体育与健康课程标准》和体育课程的延续性,把水平五分为三个学年,设计的体育课程目标呈现出了层次性、构建的课程内容呈现出大单元教学合理性并提出了实施建议、开发了精准促进性的学业评价,这样既可以促进教师创设灵活的教学形式,合理的选择教学内容并有序组织,又不仅限于学业水平考试某一套试题的学习,把学业水平考试的内容巧妙地融合到体育课程教学中,做到学考一体,学生学会了体育项目并得到了健康发展。针对现有的课程设计和课程实施存在的问题提出了建议,首先提高普通高中学校对体育课程的注重程度,对体育教师的管理培训要更加合理,提高教师教学工作的热情,完善学校场地器材等教学媒介;其次部分学校要增加体育课程的课时安排,完善课程设计,在课程内容的选择安排上下功夫。
面向新高考选科的推荐方法及隐私保护研究
这是一篇关于新高考,推荐系统,隐私保护,差分隐私,联邦学习的论文, 主要内容为为了推行素质教育,我国开始实行新高考改革。本次改革从简单的文理分科改为了“3+1+2”模式,同时增强了高校专业与高中选科的关联性,如何科学、理性地选择高考科目成为了每一位高中生及家长最为关心的问题。而大数据和互联网可以为学生选科提供一些有效的帮助,因此研究一种适用于新高考选科的推荐方案的具有重大的理论和实际应用价值。但是推荐系统通常需要收集大量的、多维度的用户数据进行模型训练,若模型受到恶意攻击则会导致数据泄露。因此在考虑模型的推荐效果的同时,还需考虑如何保护训练数据的安全。同时,一个学校的数据量单独训练难以得到最佳性能的推荐模型,因此校际间的数据共享非常重要。而出于对数据隐私安全的考虑,多个数据所有方往往无法直接进行数据交换,数据孤岛问题亟待解决。根据以上问题,本文主要研究适用于新高考选科背景下的推荐方案及隐私保护方案,具体工作包括以下几部分:(1)以基于用户的推荐算法为依据,提出了一种基于sw Tab Net模型的选科推荐算法,挖掘用户的隐式特征,预测目标用户未来在所有科目组合的潜在表现,最终返回给用户科学合理的推荐结果。其中,sw Tab Net模型对原始的Tab Net模型进行了改进和优化,提升了神经网络在表格类数据上的表现,解决了不均衡数据影响分类准确率的问题。(2)对新高考背景下学生选科的现状以及影响学生选科的多个因素进行了分析,结合sw Tab Net模型的选科推荐算法构建模糊综合评价矩阵,提出了基于sw Tab Net模型的模糊综合推荐方案。最后通过对比实验,在三个数据集上,从多个评价指标,分别验证了sw Tab Net模型在不均衡数据集上的有效性、基于Sw Tab Net的推荐算法在新高考选科推荐上的有效性以及基于sw Tab Net的模糊综合选科推荐方案的有效性。(3)为了防止swTabNet模型训练时用户数据泄露,提出了一种基于类别的差分隐私算法(Category-based differential privacy,Cdp),并从理论上证明该算法满足差分隐私定义,同时根据该算法设计了Cdp-sw Tab Net隐私推荐模型。通过实验对比Cdp算法与直接在所有数据上直接添加拉普拉斯噪声的效果,观察使用Cdp算法对整个新高考选科推荐算法输出效用的影响,从推荐效果的有效性和隐私程度两个方面对Cdp-sw Tab Net隐私推荐模型进行评价,验证了该模型可以有效平衡推荐的准确性和隐私保护质量。(4)考虑到校际信息共享的重要性以及安全性,结合横向联邦学习技术设计了fl Cdp-sw Tab Net隐私推荐模型。在联邦学习框架下,各个参与方使用本地数据各自训练Cdp-sw Tab Net模型并进行参数更新,再将模型参数与中心服务器交互,以此训练得到fl Cdp-sw Tab Net隐私推荐模型。该模型通过联邦学习保证各参与方只交换参数,训练数据不共享,保护了所有参与方的数据安全的同时保证了最终推荐的效果。最终通过实验对比,fl Cdp-sw Tab Net隐私推荐模型能够保证联邦训练后的最终模型的有效性与全部数据集中训练的Cdp-sw Tab Net模型非常接近,在保障各参与方的数安全的同时有效提升了各参与方的准确率。
高中生选科推荐的心理信息系统设计和应用价值分析——以某市普通高中为例
这是一篇关于新高考,学科选择,教育信息化,生涯规划,学业水平的论文, 主要内容为内容摘要:在中国自2014年启动高考改革“新高考”的形势之下,职业生涯与规划教育的对象的范围由高职和大学毕业生扩大到了高中生,学科的选择影响高考和大学专业选择以至于影响人生的轨迹。这给高中职业生涯与规划课程提出了较大的挑战,而我国职业生涯与规划课程的起步较晚,课程开展和进一步调整发展比较缓慢,大多数高中普遍面对着职业规划师人力不足而且多为兼职的情况。在过去学生的职业生涯与规划课程中,心理能力的测量常常需要教师组卷之后以人工形式进行收回批阅后分析,这个过程效率十分低下,也不能有效面对全体学生。目前市面上的职业生涯规划系统已经在各大高校和各大企业的求职过程中实现,但对于高中生选科这一活动而言特别设计的系统还有所欠缺,教育这样的传统行业也可以充分利用现代科技发展中的互联网技术,将计算机技术应用到传统教育行业来进行生涯规划也是必然趋势。本文根据某高级中学高一年级学生为样本,探索新高考下学生学科选择的有关参考依据,并将职业生涯与规划中的学业能力方面和职业兴趣的成果和信息化平台建设结合在一起,根据研究规律设计并实现了一个学生学科选择推荐的系统,目的在于信息化手段和有关心理理论在高中生选科目选择推荐上的应用,并有机的结合了学生在不同能力方面的倾向性,帮助学生能够实现自己学科选择提供理想的决策。用户可以通过该平台参与系统调研,利用信息化选课平台实现对学生个性化辅导的选科指导,还可以记录学生各科成绩的变化进行动态跟踪。经过测试,本系统的各项基本功能均可以正常使用,在用户界面方面简洁美观,符合用户使用要求。
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