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基于深度学习的高职生心理健康素质智能评估模型构建研究

徐晶
  
教学实践媒体号
2025年5期
山东服装职业学院学院 山东泰安市 271000

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摘要:针对高职生心理健康问题,分析了高职生心理健康素质评估维度,建立了三层级评估框架,在此基础上设计了数据采集体。模型核心架构采用混合神经网络设计,包含双层Bi-LSTM时序特征处理模块、CNN与多头注意力机制的空间特征提取模块,以及基于张量分解的跨模态融合层。实验结果表明,模型在高职生心理健康风险预测任务上显著优于传统方法。

关键词:高职生心理健康;深度学习;多源异构数据;跨模态融合

《2023年度中国精神心理健康蓝皮书》数据显示,青少年群体中约有14.8%的人存在不同程度的抑郁风险,反映了当前学生心理健康问题的严峻形势。教育部等十七部门联合印发的《全面加强和改进新时代学生心理健康工作专项行动计划(2023-2025年)》明确要求“全面加强和改进新时代学生心理健康工作”,并提出建立全国学生心理健康监测预警系统等关键任务。基于深度学习的智能评估模型能够从多源异构数据中自动提取特征,识别潜在的心理健康风险模式,对高职生心理健康状况作智能化、个性化评估[1]。本研究旨在构建一种混合神经网络评估模型,结合时序特征处理与空间特征提取,为高职院校心理健康预警干预体系提供技术支撑。

1.心理健康素质评估维度分析

基于SCL-90量表的九个基础维度(躯体化、强迫症状、人际关系敏感、抑郁、焦虑、敌对、恐怖、偏执和精神病性),构建“临床症状-心理能力-适应性表现”三层级评估框架:临床症状层面关注情绪稳定性、认知扭曲程度和躯体反应,能够识别早期预警信号;心理能力层面聚焦自我认知、情绪调节、压力应对、人际交往和职业规划五大核心能力,反映高职生应对挑战的内在资源;适应性表现层面则通过学业适应、社交适应和职场适应三个维度,评估高职生在真实环境中的外显表现。某一维度的异常往往会级联影响其他维度,因此需要建立整合性评估模型,通过数据驱动的方式捕捉维度间的潜在关联[2]。

2.基于深度学习的智能评估模型构建

2.1 数据采集与特征工程

研究通过整合结构化与非结构化数据,捕捉高职生心理健康状态。在结构化数据层面,对SCL-90量表进行数字化改造,将传统纸质测评转化为在线评估系统,数字化采集原始90个条目,应用分位数归一化处理消除不同题项计分差异,并基于临床专家知识构建了条目权重矩阵,通过加权组合生成维度指数。非结构化数据层面,分别设计了校园行为日志和在线学习轨迹采集系统,校园行为日志通过校园卡消费记录、图书馆访问频次、门禁记录等数据源,构建学生日常行为轨迹。在线学习轨迹则通过学习管理系统API接口,获取学生课程参与度、完成率、互动频次等学习行为数据,运用序列模式挖掘算法提取时序特征,并通过窗口化处理将连续时间序列转化为离散特征向量。

特征工程设计三阶段的特征提取策略:(1)领域知识特征选择,识别与心理健康高度相关的关键指标;(2)采用自动特征学习方法,利用自编码器对高维原始数据进行降维和特征学习;(3)实施特征融合,通过互信息计算筛选互补特征,构建跨域特征组合(主要行为特征及其与心理健康维度的互信息得分如表1所示)。

2.2 混合神经网络架构设计

在获得高质量数据后,研究设计了一种面向心理健康评估的混合神经网络架构,包含时序特征处理、空间特征提取和跨模态融合三大模块。时序特征处理模块采用了双向LSTM(Bi-LSTM)网络(图1),针对学生在线学习轨迹和校园行为日志中的时序数据进行建模。双层Bi-LSTM结构的第一层包含128个隐藏单元,专注于捕捉短期行为模式;第二层包含64个隐藏单元,用于学习长期行为趋势。

其中,表示时间步t的输入特征,和分别表示前向和后向LSTM的隐藏状态,、、和是权重矩阵,和是偏置项,f是sigmoid激活函数。空间特征提取模块基于卷积神经网络(CNN),主要处理SCL-90量表结果和其他静态特征,设计了三层卷积结构,第一层采用1×1卷积实现特征映射,第二层使用3×3卷积捕捉局部特征关联,第三层应用5×5卷积提取更广范围的特征模式。每层卷积后接BatchNorm和PReLU激活函数,在卷积层之后引入8头注意力机制,每个注意力头负责关注不同的心理健康维度[3]。

跨模态融合层设计了特征级和决策级两种融合策略。特征级融合采用了非线性张量分解方法,构建了三阶张量表示时序特征和空间特征的高阶交互,设计了一个rank=16的Tucker分解结构,通过优化核张量,捕捉了不同模态特征间的复杂非线性关系。决策级融合则采用加权投票策略,对Bi-LSTM和CNN两个子网络的预测结果进行整合,权重系数通过贝叶斯优化方法自动调整。

对比实验表明,在本任务中特征级融合优于决策级融合,F1分数提升了8.3个百分点,表明心理健康评估中不同数据源之间存在丰富的互补信息,早期融合能够让模型学习到更有价值的组合特征,最终,通过集成学习方法整合两种融合策略的优势,构建了稳健的心理健康风险预测模型,在验证集上达到了94.7%的综合评估准确率。

3.结语

研究构建了一种基于深度学习的高职生心理健康素质智能评估模型,通过多源异构数据采集和混合神经网络架构设计,有效提高了评估的客观性、准确性和时效性。智能评估模型将传统量表评估与日常行为分析有机结合,构建了从发现问题到主动预警的闭环系统,但存在数据隐私保护、模型可解释性不足等局限,未来研究将进一步探索联邦学习框架下的分布式训练机制,拓展至不同类型高校的适应性验证,构建更加普适的高校学生心理健康评估与干预一体化平台。

参考文献:

[1]胡红宇.深度学习技术在学校心理健康筛查工作中的应用思考[J].中小学心理健康教育,2023,(31):71-72.

[2]梁成君,王骥,张德智,等.基于人工智能技术的心理健康状态识别系统设计研究[J].数字通信世界,2025,(01):106-108+144.

[3]许惠惠.基于多分支深度学习模型的大学生心理健康评估与应用[J].现代计算机,2023,29(18):60-65.

作者简介:徐晶,女,汉族,1977.06,泰安人,山东服装职业学院学院,中级职称,本科学历,研究方向:主要从事心理学教学研究

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