基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的廣西民族地區(qū)高校本科教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的研究

［摘要］

在當(dāng)前國(guó)內(nèi)高校中，教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)工作尤為重要，它是有效控制教學(xué)過程的手段，因此采用科學(xué)技術(shù)控制教學(xué)質(zhì)量，做好教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)工作很有必要。根據(jù)廣西民族地區(qū)高校本科教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)工作的實(shí)施現(xiàn)狀，建設(shè)基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高校本科教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)機(jī)制，探討B(tài)P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在廣西民族地區(qū)高校本科教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用。［關(guān)鍵詞］

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；廣西民族地區(qū)；本科教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)目前國(guó)內(nèi)高校大量采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)來建立教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，尤其是人工智能技術(shù)，如BP（BackPropagation）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了高校教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的模型。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就是采用多層次傳感網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（MultilayerSensorNetworkArchitecture）的科學(xué)技術(shù)模型網(wǎng)絡(luò)，它在測(cè)試教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系過程中注重構(gòu)建完整模型，確保教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)能夠充分展示多項(xiàng)功能內(nèi)容，結(jié)合BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自主學(xué)習(xí)、自主識(shí)別模式理論來優(yōu)化、衡量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，更好地評(píng)價(jià)教學(xué)質(zhì)量結(jié)果的科學(xué)合理性以及實(shí)施的有效性。一、廣西民族地區(qū)高校本科教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)工作的實(shí)施現(xiàn)狀廣西民族地區(qū)高校本科教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)工作機(jī)制建設(shè)，在實(shí)施現(xiàn)狀方面依然存在一些問題。比如教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系不健全，這就容易導(dǎo)致當(dāng)?shù)馗咝１究平虒W(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)工作無法正常實(shí)施，相關(guān)評(píng)價(jià)規(guī)范制度也無法健全、落實(shí)執(zhí)行到位?？陀^地講，廣西民族地區(qū)高校本科教學(xué)質(zhì)量方面，其內(nèi)容涉獵教學(xué)管理領(lǐng)域不寬泛，質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)缺乏合理性，執(zhí)行制度方面不夠嚴(yán)格。以2015年為例，廣西民族地區(qū)高校就建立了《教學(xué)事故認(rèn)定和處理方法》，它在處理各項(xiàng)教學(xué)事故方面表現(xiàn)突出，同時(shí)也成立了教學(xué)監(jiān)督、信息員以及考試巡視員隊(duì)伍機(jī)制，在這一過程中也聘請(qǐng)了超過80位督導(dǎo)員、信息員。不過，針對(duì)這些人員的管理并不到位且管理水平不高，地方高校在成立教育教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控中心方面也不夠到位，無法構(gòu)建由教學(xué)質(zhì)量為基礎(chǔ)目標(biāo)的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制，在教學(xué)質(zhì)量激勵(lì)子系統(tǒng)建設(shè)方面也存在缺陷，教學(xué)質(zhì)量無法獲得有效保障[1]。如此看來，廣西民族地區(qū)高校在教學(xué)質(zhì)量監(jiān)督體系建設(shè)過程中還是缺乏健全性、全面性，例如其教學(xué)工作例會(huì)制度建設(shè)不到位，教學(xué)督導(dǎo)制度缺乏針對(duì)性，而在教學(xué)檢查機(jī)制、調(diào)控能力方面也欠缺指向性，如此就導(dǎo)致教學(xué)方面優(yōu)化不夠到位，無法采取多種途徑來強(qiáng)調(diào)教師培養(yǎng)機(jī)制優(yōu)化，這再次說明廣西民族地區(qū)的一些高校在教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系建設(shè)方面還是缺乏指向性[2]。二、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本理論BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于高校信息傳遞與教育工作中，在正向傳播信息、反向傳播信息方面建立了交叉網(wǎng)絡(luò)，從輸入層到輸出層優(yōu)化調(diào)整網(wǎng)絡(luò)，確保信息最終滿足正向傳播條件。在基于誤差面向網(wǎng)絡(luò)建立連接權(quán)值以及閾值分析機(jī)制過程中，需要保證神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)內(nèi)容有效傳播，滿足相關(guān)數(shù)據(jù)輸出要求即可。從本文看來，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中包括輸入層、隱含層以及輸出層，如此就衍生出了經(jīng)典的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法[3]。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法結(jié)合輸入向量正向傳播過程中也建立了誤差方向傳播機(jī)制，基于兩個(gè)過程組成迭代算法，確保算法有效優(yōu)化，滿足輸入向量的正向傳播過程，產(chǎn)生輸出向量?jī)?nèi)容。就這一傳遞過程而言，還需要結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值改變過程分析輸出層期望輸出變化，再結(jié)合輸入誤差反向傳播來分析傳播階段實(shí)施過程[4]。就以其中的信息正向傳遞為例，它主要基于隱含層、輸出層、定義層等建立誤差函數(shù)分析機(jī)制，結(jié)合下降算法分析權(quán)值變化，思考誤差方向傳播機(jī)制。與此同時(shí)，要建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)機(jī)制，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性較強(qiáng)機(jī)制，體現(xiàn)操作簡(jiǎn)單長(zhǎng)處，保證諸多優(yōu)點(diǎn)內(nèi)容優(yōu)化[5]。在建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)過程中，還需要分析其內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)分析機(jī)制，如此對(duì)于訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)建設(shè)幫助較大。在結(jié)合多點(diǎn)內(nèi)容思考教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)過程中，會(huì)運(yùn)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，協(xié)同處理信息內(nèi)容，確保神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的所有神經(jīng)單元都能獨(dú)立接收、運(yùn)算處理輸出信息內(nèi)容，建立統(tǒng)一層次的神經(jīng)元并行計(jì)算機(jī)制，分析相關(guān)運(yùn)算結(jié)果。在協(xié)同處理相關(guān)信息過程中，則需要確保神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立接收機(jī)制分析運(yùn)算處理輸出信息能力內(nèi)容，建立相同層次的神經(jīng)元計(jì)算信息機(jī)制，保證運(yùn)算結(jié)果分析到位[6]。不過，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也是存在一些問題的，在結(jié)合梯度下降算法展開分析過程中，需要保證局部極小值分析局部最優(yōu)過程，結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果分析最優(yōu)參數(shù)的確定過程，建立網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)分析機(jī)制，解決其中效率低下的問題。在識(shí)別精度分析過程中，也要建立網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)機(jī)制，對(duì)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)內(nèi)容進(jìn)行分析，滿足隱含層次節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)確定問題，客觀映射相關(guān)網(wǎng)絡(luò)能力，有效影響網(wǎng)絡(luò)識(shí)別精度。在針對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)局限性問題過程中，需要保證BP學(xué)習(xí)算法建立相關(guān)改進(jìn)機(jī)制，保證結(jié)合附加動(dòng)量因子分析機(jī)制，滿足變梯度算法過程分析彈性梯度，優(yōu)化其技術(shù)過程[7]。三、廣西民族地區(qū)高校本科教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)工作中BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用在廣西民族地區(qū)高校中，其本科教學(xué)在質(zhì)量評(píng)價(jià)工作中會(huì)用到BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，具體如下：（一）BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在高校本科教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)工作中的應(yīng)用思路在明確教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)過程中，需結(jié)合多點(diǎn)內(nèi)容建立高校本科教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)機(jī)制，結(jié)合教學(xué)過程分析學(xué)生思維培養(yǎng)，如此再展開教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)工作。在這一點(diǎn)上，前提要遵循國(guó)家以及國(guó)際統(tǒng)一制定標(biāo)準(zhǔn)，充分考量不同高校的不同實(shí)際發(fā)展背景，建立多種學(xué)校具體狀況的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)工作標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制。廣西民族地區(qū)高校本科教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)應(yīng)結(jié)合其高校教育教學(xué)目標(biāo)展開，建立相互之間的匹配機(jī)制，優(yōu)化形成針對(duì)性評(píng)價(jià)體系，同時(shí)再融入過程性評(píng)價(jià)內(nèi)容，優(yōu)化、豐富終結(jié)性功能內(nèi)容。在建立具有高校特色與差異性的社會(huì)需求機(jī)制過程中，需要更新自身教學(xué)模式與方法，確保教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系制定有效促進(jìn)個(gè)體發(fā)展，優(yōu)化教學(xué)模式與方法，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生個(gè)性的全面尊重，同時(shí)注重學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展。在建立教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系過程中，需要有效促進(jìn)個(gè)體發(fā)展教學(xué)模式，優(yōu)化教學(xué)方法，強(qiáng)調(diào)共性，體現(xiàn)全面性、方向性以及改善性優(yōu)勢(shì)，結(jié)合不同類型課程分析課程內(nèi)容統(tǒng)一分類，采用不同評(píng)價(jià)指標(biāo)，分析不同權(quán)重評(píng)價(jià)機(jī)制，滿足人工智能處理非線性問題，提出客觀的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，如圖1。■圖1BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)模型通過查閱文獻(xiàn)資料和借鑒廣西民族地區(qū)部分高校的教學(xué)管理文件，主要應(yīng)用以下教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，包括4個(gè)一級(jí)指標(biāo)：教學(xué)態(tài)度（A1）、教學(xué)內(nèi)容（A2）、教學(xué)方法（A3）、教學(xué)效果（A4），15個(gè)二級(jí)指標(biāo)，用A11、A12、…、A43、A44表示，如表1。表1廣西民族地區(qū)高校本科教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系■續(xù)表■由于不同高校的不同實(shí)際發(fā)展背景，因此需要對(duì)教師教學(xué)評(píng)價(jià)類型進(jìn)行豐富優(yōu)化，也需要解決評(píng)價(jià)指標(biāo)比重中的某些不合理性因素，結(jié)合評(píng)價(jià)方法主觀判斷改善機(jī)制，建立理論教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，優(yōu)化相關(guān)評(píng)價(jià)方法[8]。在建立教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)過程中，需要優(yōu)化一級(jí)指標(biāo)，分析體系模糊問題，解決體系中某些指標(biāo)不全面的缺陷，在指標(biāo)占比權(quán)重中分析某些主觀性問題。比如，在廣西民族地區(qū)高校中，需要結(jié)合理論、實(shí)踐課程分析教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系的建立過程，充分考量教師基本素質(zhì)，結(jié)合課前準(zhǔn)備充分分析教學(xué)態(tài)度端正情況，思考教學(xué)方法應(yīng)用的多樣性[9]。而在基于一定程度有效調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的過程中，需結(jié)合教學(xué)效果優(yōu)化來思考學(xué)生因素問題，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，甚至為學(xué)生未來發(fā)展規(guī)劃職業(yè)生涯，確保他們始終擁有足夠的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。在這一過程中，課堂上師生之間的相互互動(dòng)機(jī)制也要建設(shè)完善，強(qiáng)化教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建設(shè)過程，深度分析教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系內(nèi)容與權(quán)重中所存在的各種問題。換言之，要在原有教學(xué)評(píng)價(jià)體系基礎(chǔ)上完善相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，建立教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)模型[10]。從某種程度來講，還要對(duì)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行改善，更多引入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容。此外，在結(jié)合實(shí)驗(yàn)課程與教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系展開研究過程中，需要明確教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系中的多點(diǎn)相關(guān)性內(nèi)容，主要圍繞實(shí)驗(yàn)課教學(xué)質(zhì)量改進(jìn)過程分析教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，形成多個(gè)一級(jí)指標(biāo)，它們分別為教師素質(zhì)、教學(xué)態(tài)度、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及教學(xué)效果。由此再延伸提出二級(jí)指標(biāo)，其中二級(jí)指標(biāo)數(shù)量達(dá)到16個(gè)之多，確保二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)編號(hào)調(diào)整到位。在教學(xué)方法應(yīng)用方面，教師要較好控制學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度，結(jié)合實(shí)驗(yàn)操作過程來分析、強(qiáng)調(diào)學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力，培養(yǎng)他們?cè)趯W(xué)科學(xué)習(xí)過程中良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，建立理論配合實(shí)踐知識(shí)的融合課程體系，如此對(duì)于學(xué)生更好地掌握理論學(xué)習(xí)課程幫助較大。因此，在充分介紹教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系基礎(chǔ)上，要思考其體系中的全面性、激勵(lì)性、方向性、客觀性以及主體性問題。充分說明教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)影響因素，結(jié)合調(diào)研結(jié)果展開分析，有效解決教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系缺陷問題，保證教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系建設(shè)到位，如此對(duì)于后續(xù)的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)模型建立非常有利[11]。（二）BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在高校本科教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)工作中的應(yīng)用要點(diǎn)要基于傳統(tǒng)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)改進(jìn)建立GA-BP（GeneticAlgorithmsBackPropagation）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，確保高校本科教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)工作模型有效建立，提出基于自適應(yīng)變異概率的遺傳算法機(jī)制。在這一算法機(jī)制中，主要基于教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系來分析熵值，建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)機(jī)制，形成教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)模型。如此對(duì)于高校教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià)過程能提供有效質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，作為評(píng)價(jià)結(jié)果參考平臺(tái)[12]。具體來講，一方面要建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，主要對(duì)其中的初始權(quán)值以及閾值進(jìn)行分析，了解到它的依賴性相對(duì)較高的問題，結(jié)合現(xiàn)代優(yōu)化算法對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)施有效改進(jìn)。在整個(gè)改進(jìn)過程中，需要確保遺傳算法來實(shí)現(xiàn)對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值以及閾值的有效優(yōu)化，獨(dú)立于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來分析建設(shè)遺傳算法，基于整個(gè)空間搜索最優(yōu)解。而在改善梯度下降過程中，需要保證神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)陷入局限性這一問題，分析其最小值以及收斂速度變化較慢等諸多問題[13]。在這里，要建立GA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，甚至更進(jìn)一步改造模型，形成自適應(yīng)變異遺傳算法，對(duì)GA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，形成AGA-BP（AdaptiveGeneticAlgorithmsBackPropagation）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。這一模型主要包含原始的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及自適應(yīng)變異遺傳算法兩大部分。當(dāng)然，還要分析網(wǎng)絡(luò)層數(shù)與節(jié)點(diǎn)的偏差問題，結(jié)合結(jié)果準(zhǔn)確性分析層數(shù)增加情況，調(diào)整計(jì)算量。在這一過程中，要結(jié)合訓(xùn)練周期較多建立隱藏層，中間層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的兩個(gè)隱藏層次進(jìn)行分析，設(shè)置多個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)，有效改善網(wǎng)絡(luò)性能，優(yōu)化調(diào)整訓(xùn)練成本。在充分考量隱含層次數(shù)量過程中，則需要建立一個(gè)隱藏層最為科學(xué)合理[14]。另一方面，必須做好輸出層節(jié)點(diǎn)分析，基于實(shí)際問題分析其中的目標(biāo)變量維度變化，進(jìn)而設(shè)計(jì)提出非線性傳遞函數(shù)，配合雙曲線函數(shù)公式來計(jì)算樣本數(shù)目，確定后明確學(xué)科教學(xué)質(zhì)量的有效評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。而在初始值選取過程中，需要結(jié)合多種算法來分析最小初始權(quán)值，確保初始值滿足﹢1、-1算法一致，所獲得的權(quán)值數(shù)也完全相等[15]。再就是分析學(xué)習(xí)速率，這也是教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)模型建立的主要原因，要結(jié)合多點(diǎn)技術(shù)分析學(xué)生的學(xué)習(xí)速率，即循環(huán)訓(xùn)練過程中的權(quán)值變化量，這一重點(diǎn)影響因素需要增加訓(xùn)練時(shí)間，適當(dāng)縮小誤差處理范圍。在停止訓(xùn)練以后，也要嘗試訓(xùn)練更多網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合分析結(jié)果合理化選取網(wǎng)絡(luò)，建立單隱含層的工作機(jī)制，分析教學(xué)質(zhì)量，并在評(píng)價(jià)后建立模型，效果更佳。在本文看來，需要基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)向量模型，配合Maltlab軟件來表現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，明確自適應(yīng)變異遺傳算法，明確其中的編碼、初始種群確定、適應(yīng)度計(jì)算等步驟。在分析遺傳操作過程中，則需要選擇性操作，優(yōu)化選擇方式，結(jié)合BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值以及閾值等適應(yīng)度值展開分析，并正確選擇概率計(jì)算公式[16]。四、總結(jié)實(shí)際上，教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系的建設(shè)過程復(fù)雜且概念模糊，它屬于一種典型的非線性分析操作與計(jì)算統(tǒng)計(jì)過程。文中主要結(jié)合我國(guó)廣西民族地區(qū)高校本科教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系展開分