2024年电工杯数学建模竞赛A题B题思路代码分享

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如下是2023年电工杯数学建模竞赛B题的思路分享(部分):

题目解读:

从调查问卷中提取关键数据,分析人工智能在不同方面对大学生学习的影响。例如,可以分析人工智能在课程学习、课外活动、学习资源获取、学习效率等方面的影响。

建立数学模型,量化人工智能对大学生学习的影响。可以使用线性回归、逻辑回归、主成分分析等方法,将调查数据转化为数学模型,进一步分析人工智能对大学生学习的影响程度。

根据数学模型的结果,分析人工智能在不同学科、不同类型的大学生中的影响差异。例如,可以分析人工智能对理工科和文科学生的影响是否有显著差异,或者对不同年级、性别的学生影响是否有差异。

根据数学模型的结果,提出针对性的建议,以促进人工智能在大学生学习中的应用。例如,可以提出针对性的教育政策建议,或者提出如何优化人工智能在大学生学习中的应用策略。

通过对比分析,评估人工智能在大学生学习中的优势和劣势。可以通过对比人工智能与传统教育方式在学习效果、学习资源获取等方面的差异,评估人工智能在大学生学习中的优劣。

预测未来人工智能在大学生学习中的发展趋势。根据现有数据和模型结果,分析未来人工智能在大学生学习中的应用可能会有哪些变化,以及可能面临的挑战和机遇。

验证模型的有效性。通过与其他研究成果对比,或者采用实验方法,验证所建立的数学模型的有效性和可靠性。

在完成上述问题分析后,整理成一篇完整的报告,包括问题背景、数据分析、模型建立、模型分析、结论和建议等内容。

1、对附件2中所给数据进行分析和数值化处理,并给出处理方法;

数据清洗:首先对附件2中的数据进行清洗,去除异常值、重复值和缺失值。可以使用插值、删除或填充的方法来处理缺失值。

数据整理:将数据整理成结构化的格式,方便后续的分析。例如,可以将数据整理成表格形式,每一列代表一个变量,每一行代表一个样本。

数据转换:对数据进行数值化处理,将类别变量转换成数值变量。可以使用独热编码(One-Hot Encoding)或者标签编码(Label Encoding)的方法来进行转换。对于连续变量,可以进行标准化或归一化处理。

数据分析:根据所选的侧面,选择合适的统计方法和机器学习算法对数据进行分析。例如,可以使用描述性统计方法(如均值、标准差、相关性等)来分析数据的基本特征;使用回归分析、聚类分析等方法来分析数据之间的关系。

特征选择:根据数据分析的结果,选择对模型有贡献的特征进行建模。可以使用相关性分析、主成分分析(PCA)等方法进行特征选择。

模型建立:根据选定的特征,建立数学模型。可以使用线性回归、逻辑回归、神经网络等方法进行建模。

模型评估:对建立的数学模型进行评估,判断模型的有效性和可靠性。可以使用交叉验证、模型评分等方法进行评估。

结果呈现:将分析结果以图表或报告的形式呈现。

以上是对附件2中数据进行分析和数值化处理的通用方法。

2、根据你们对数据的分析结果选取评价指标,从优先级、科学性、可操作性等方面论述其合理性,并构建评价指标体系;

可以选择以下几个评价指标来衡量人工智能对大学生学习的影响。这些指标从优先级、科学性和可操作性等方面具有合理性。

学习效果提升:衡量学生在使用人工智能辅助学习后,学习成绩和理解程度的提升。这个指标的优先级较高,因为学习效果是衡量教育方法有效性的核心指标。此外,通过对比实验和成绩分析等方法,可以较为科学地评估学习效果的提升。

学习资源获取:衡量学生在使用人工智能辅助学习后,能够获取到的学习资源的数量和质量。这个指标关注学生在人工智能环境下的学习资源获取能力,可以通过统计学生使用的学习资源类型、数量等数据进行评估。

学习效率:衡量学生在使用人工智能辅助学习后,学习速度和掌握知识的效率。这个指标关注学生在人工智能环境下的学习效率,可以通过对比学生在不同学习环境下的学习时间、完成任务数量等数据进行评估。

学习动力:衡量学生在使用人工智能辅助学习后,对学习的兴趣和积极性。这个指标关注学生在人工智能环境下的学习动力,可以通过问卷调查、学生参与度等数据进行评估。

学习适应性:衡量学生在使用人工智能辅助学习后,对不同学习任务和内容的适应能力。这个指标关注学生在人工智能环境下的学习适应性,可以通过对比学生在不同学习任务下的表现进行评估。

综合以上五个评价指标,可以构建一个评价指标体系,用于衡量人工智能对大学生学习的影响。

3、建立数学模型,评价人工智能对大学生学习的影响,给出明确、有说服力的结论:

了评价人工智能对大学生学习的影响,我们可以建立一个多元线性回归模型。该模型将上述提到的五个评价指标作为自变量,以大学生学习综合成绩作为因变量。具体模型如下:

Y = β0 + β1 * 学习效果提升 + β2 * 学习资源获取 + β3 * 学习效率 + β4 * 学习动力 + β5 * 学习适应性 + ε

其中,Y表示大学生学习综合成绩,β0是截距项,β1到β5分别表示五个评价指标的权重系数,ε表示误差项。

接下来,我们可以使用附件2中的数据进行模型训练。首先,将数据划分为训练集和测试集,使用训练集数据拟合模型,然后在测试集上进行模型验证。通过计算模型的拟合优度(如R²值)和均方误差(MSE),评估模型的有效性和可靠性。

在模型训练完成后,我们可以得到各个评价

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