人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在高校貧困生信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

王慧慧

（鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，江蘇 鹽城 224005）

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在高校貧困生信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

王慧慧

（鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，江蘇 鹽城 224005）

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)的功能，文章將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法運(yùn)用于高校貧困生信息系統(tǒng)中，運(yùn)用相關(guān)領(lǐng)域的知識(shí)進(jìn)行推理，能夠準(zhǔn)確判斷出學(xué)生家庭是否貧困，并判定貧困程度。隨著時(shí)間的推移，貧困生信息系統(tǒng)中將越來(lái)越完善，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在高校貧困生信息的評(píng)定中將會(huì)發(fā)揮更大的作用。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；高校貧困生；信息系統(tǒng)

近年來(lái)，為了幫助家庭有困難的學(xué)生能夠順利完成學(xué)業(yè)，使其將來(lái)為社會(huì)的發(fā)展更好地貢獻(xiàn)自己的力量，國(guó)家在不斷加大對(duì)貧困生資助的力度。與此同時(shí)，也有不少學(xué)生企圖利用虛假的證明材料獲得國(guó)家助學(xué)金。因此，單一地基于學(xué)生的貧困證明來(lái)評(píng)判學(xué)生是不是貧困的方式已經(jīng)顯示了其弊端。為了有效地幫助家庭確實(shí)有困難的學(xué)生順利畢業(yè)并走上工作崗位，建立大學(xué)生貧困信息系統(tǒng)是很有必要的，而利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)收集貧困學(xué)生的各種信息將會(huì)在確定學(xué)生的貧困等級(jí)等方面顯得更為方便，在準(zhǔn)確提供學(xué)生貧困信息的同時(shí)也推動(dòng)了高校信息化建設(shè)的步伐。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是以對(duì)大腦的生理研究成果為基礎(chǔ)的，其目的在于模擬大腦的某些機(jī)理與機(jī)制，實(shí)現(xiàn)某個(gè)方面的功能。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以模仿人類大腦的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)作為一種新穎的技術(shù)，該研究經(jīng)歷了一條十分曲折的道路。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展有著非常廣泛的科學(xué)背景，是眾多學(xué)科研究的綜合成果。近年來(lái)，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究再次出現(xiàn)了高潮，其由啟蒙階段到成熟并已擴(kuò)展到工程各個(gè)領(lǐng)域。將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于高校貧困生信息系統(tǒng)必將有助于對(duì)學(xué)生貧困程度的評(píng)判，從而使得國(guó)家助學(xué)金能夠有效幫助到那些真正貧困的學(xué)生。

1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理簡(jiǎn)介

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是類似大腦神經(jīng)突觸聯(lián)接一種數(shù)學(xué)模型，其由大量節(jié)點(diǎn)之間相互聯(lián)接構(gòu)成，是由處理單元互聯(lián)組成的非線性、自適應(yīng)信息處理系統(tǒng)。其通過模擬大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理記憶信息的方式進(jìn)行信息的處理。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能模擬人的若干基本功能，具有并行分布的信息處理結(jié)構(gòu)，是通過“學(xué)習(xí)”或“訓(xùn)練”的方式完成某一特定的工作，其最顯著的特點(diǎn)是具有自學(xué)習(xí)能力，并在數(shù)據(jù)含有噪音或缺乏認(rèn)知時(shí)能獲得令人滿意的結(jié)論，特別是其可以從積累的工作實(shí)例中學(xué)習(xí)知識(shí)，盡可能多地把各種定性定量的影響因素作為變量加以輸入，建立各影響因素與結(jié)論之間的高非線性映射，采用自適應(yīng)模式識(shí)別方法完成測(cè)試工作。

學(xué)習(xí)是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究的一個(gè)重要內(nèi)容，其適應(yīng)性是通過學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)的，根據(jù)環(huán)境的變化，對(duì)權(quán)值進(jìn)行調(diào)整，改善系統(tǒng)的行為。有效的學(xué)習(xí)算法，使得神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠通過連接權(quán)值的調(diào)整，構(gòu)造客觀世界的內(nèi)在表示，形成具有特色的信息處理方法。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)功能對(duì)于預(yù)測(cè)有特別重要的意義。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為人類提供經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)、市場(chǎng)預(yù)測(cè)、效益預(yù)測(cè)，其應(yīng)用前景是很遠(yuǎn)大的。

2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在大學(xué)生貧困信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

大學(xué)生貧困信息系統(tǒng)不是僅僅依據(jù)學(xué)生提供的貧困證明來(lái)判斷學(xué)生的貧困程度，而是從學(xué)生的日常消費(fèi)情況、父母的身體狀況和工作情況，以及家庭的社會(huì)背景等多個(gè)方面來(lái)綜合分析學(xué)生家庭的貧困程度。同時(shí)，每個(gè)判定的依據(jù)在評(píng)定學(xué)生貧困程度的過程中都占有不一樣的權(quán)重，使得系統(tǒng)對(duì)學(xué)生家庭貧困程度的分析更具有科學(xué)性。

大學(xué)生貧困信息系統(tǒng)基于目前廣泛使用的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建而成，分為輸入層、隱含層、輸出層3層結(jié)構(gòu)。輸入層的每個(gè)節(jié)點(diǎn)需要學(xué)生輸入相應(yīng)信息。隱含層結(jié)合學(xué)生的基本信息，通過網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)不同的樣本信息進(jìn)行預(yù)處理，隱含層得到的測(cè)試結(jié)果不能直接作為最終的輸出結(jié)果，其需要借助于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中特有的評(píng)價(jià)和分析功能，結(jié)合各種影響因子的權(quán)重，最終送入輸出層，從而得出與學(xué)生實(shí)際的家庭貧困情況較為接近的輸出結(jié)果。此外，在隱含層中還需要考慮學(xué)生平時(shí)的德育操行和學(xué)習(xí)表現(xiàn)，這也是確定資助額度的重要因素。輸出層輸出的是學(xué)生的貧困程度信息，確定是屬于特困、貧困、一般貧困、不貧困中的哪一種類別。

2.1 貧困程度的評(píng)定

在大學(xué)生貧困信息系統(tǒng)中，學(xué)生可以提交自己的助學(xué)金申請(qǐng)，只有當(dāng)本貧困信息系統(tǒng)確定了該學(xué)生確實(shí)屬于貧困生之后，才能對(duì)其資助助學(xué)金，從而更好地幫助其完成學(xué)業(yè)。

學(xué)生在登錄系統(tǒng)提交助學(xué)金申請(qǐng)時(shí)需要輸入自己的基本信息，包括自身的消費(fèi)狀況、學(xué)習(xí)成績(jī)、入學(xué)年度、是否單親家庭、家長(zhǎng)的年齡、身體健康狀況、職業(yè)、年收入等信息。此外，大學(xué)生貧困信息系統(tǒng)中還結(jié)合學(xué)生各學(xué)期的班主任評(píng)語(yǔ)、操行等信息，盡可能準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)學(xué)生的基本情況。

在對(duì)學(xué)生家庭的貧困程度進(jìn)行評(píng)定時(shí)，可以參照貧困生案例庫(kù)進(jìn)行對(duì)比，若相似度較高，可以直接評(píng)定其貧困等級(jí)，若相似度不高，則可以通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行推理，最終確定其是否貧困。若推理的結(jié)果確實(shí)是貧困，則將該案例加入貧困生案例庫(kù)，評(píng)定過程如圖1所示。

圖1 貧困生貧困程度評(píng)定

2.2 系統(tǒng)構(gòu)建

為了使高校助學(xué)金能真正幫助到家庭確實(shí)有困難的學(xué)生，本系統(tǒng)采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)構(gòu)建體系結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)中的貧困生案例庫(kù)包含了大量的知識(shí)規(guī)則，在對(duì)提出助學(xué)金申請(qǐng)的學(xué)生進(jìn)行貧困程度的評(píng)定時(shí)，通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)過程和其適應(yīng)性不斷對(duì)樣本信息進(jìn)行訓(xùn)練，從而使得每一位家庭貧困的大學(xué)生都能獲得準(zhǔn)確的評(píng)定信息，并根據(jù)貧困程度的不同合理確定資助額。本系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。

在構(gòu)建高校貧困生信息系統(tǒng)時(shí)采用Java進(jìn)行開發(fā)，系統(tǒng)包含學(xué)生申請(qǐng)平臺(tái)和管理員操作平臺(tái)，其中學(xué)生申請(qǐng)平臺(tái)含有輸入信息、查看結(jié)果、在線幫助等模塊，管理員操作平臺(tái)含有學(xué)生信息管理、班主任評(píng)語(yǔ)管理、貧困評(píng)定指標(biāo)管理、貧困評(píng)定結(jié)果管理等模塊，管理員可以查看貧困生案例庫(kù)，也可以對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行修改。管理員可以手動(dòng)向貧困生案例庫(kù)存入貧困生案例，也可以向知識(shí)庫(kù)存入一些知識(shí)推理的規(guī)則。知識(shí)庫(kù)給基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)而建立，具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)的特點(diǎn)，因此，今后的貧困生信息將會(huì)越來(lái)越完善。

3 結(jié)語(yǔ)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)如同人類的神經(jīng)系統(tǒng)一樣，可以迅速接收到外界的刺激并馬上作出反應(yīng)。隨著國(guó)家助學(xué)金政策的不斷推進(jìn)，為了有效地幫助家庭貧困的學(xué)生順利完成學(xué)業(yè)走上工作崗位，將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用于貧困生信息系統(tǒng)中已是時(shí)代的必然要求。本系統(tǒng)可以有效幫助學(xué)校管理人員合理地向申請(qǐng)助學(xué)金的學(xué)生分配助學(xué)金，也可以在學(xué)生走上工作崗位后向相關(guān)部門提供有效信息。

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

[1]朱大奇.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀及其展望[J].江南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004（1）：103-110.

[2]顧黎明.高校貧困生信息管理系統(tǒng)的構(gòu)建[J].浙江教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2006（3）：71-75.

Application of artificial neural network in the information system of the poor students in colleges and universities

Wang Huihui
（Mechanical and Electrical Engineering College of Yancheng Vocational Institute of Industry Technology, Yancheng 224005, China）

The artificial neural network has the function of self learning and self adaptation. In this paper, the method of artificial neural network is applied to the information system of the poor students in colleges and universities, reasoning with the knowledge of related fields, it can accurately evaluate whether the student’s families was poverty, and judge the degree of poverty. As time goes on, the information system of the poor students in colleges and universities will be more and more perfect, artificial neural network will play a greater role in the evaluation of poor students in colleges and universities.

artificial neural network; poor students in colleges and universities; information system

王慧慧（1980— ），女，江蘇鹽城。