基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的民辦高校國際項目班教學質量評價方法

摘要：在傳統(tǒng)的教學質量評價過程中，對于各個因素在教學質量分析中的影響程度是以統(tǒng)一的標準進行設置，導致最終的評價結果存在一定誤差，為此，提出基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的民辦高校國際項目班教學質量評價方法。構建了包含教學能力、教學態(tài)度、教學內容、教學方法和教學效果的一級評價指標，并且以各個一級指標為基礎，細化構建了二級評價指標，對二級指標進行個性化賦權后，將權重系數(shù)輸入到三層拓撲結構的BP神經(jīng)網(wǎng)絡中，通過適應度參數(shù)對輸出結果進行約束，得到最終的評價結果。在測試結果中，設計方法的評價結果誤差穩(wěn)定在1.20以內，具有較高的可靠性。

關鍵詞： BP神經(jīng)網(wǎng)絡；教學質量；一級評價指標；二級評價指標；三層拓撲結構；適應度參數(shù)

一、引言

在教育創(chuàng)新不斷推進的過程中，對教學質量作出客觀評價成了極為重要的環(huán)節(jié)之一[1]。從相對宏觀的角度分析，教學質量涵蓋的內容是多方面的，包括教師的教學能力、教師的教學態(tài)度、實際實施的教學內容、開展教學的方法以及最終達到的教學效果。對上述幾個衡量教學效果的構成進行細化分析可以發(fā)現(xiàn)，其分別又是由多個不同因素共同形成的[2]，因此，在對教學質量進行評價時，為了確保評價結果的可靠性，首先需要對上述因素的綜合作用效果進行全面分析[3]。就現(xiàn)階段的教學質量評價研究而言，已經(jīng)取得了一定的成果。其中，文獻[4]將AHP-TOPSIS模型應用到教學質量評價的研究中，評價結果具有較強的綜合性，但是準確性存在一定的提升空間。文獻[5]以體育教學為研究對象，將CIPP模型應用到教學質量評價的研究中，通過深化對教學質量評價指標體系的分析與構建，在極大程度上使得評價結果的可靠性得到了進一步提升，但是值得關注的是，這是以單一學科為基礎的教學評價，對于以班級為單位的教學評價而言，在應用方面存在一定的局限性。BP（back propagation）神經(jīng)網(wǎng)絡是近些年來備受關注的一種數(shù)據(jù)分析方法，可以輸出更加可靠的數(shù)據(jù)結果[6]，因其自身具有多層性和前饋性，在數(shù)據(jù)分析階段具有良好的應用效果[7]。

在此基礎上，本文提出一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的民辦高校國際項目班教學質量評價方法，并通過實際應用分析的方式對設計評價方法的應用效果做出作出了客觀分析。通過本文的研究，希望能夠為相關教育教學工作開展效果的分析以及教學創(chuàng)新工作的順利推進提供有價值的參考。

二、民辦高校國際項目班教學質量評價方法設計

（一）構建教學質量評價指標

考慮到影響教學質量的因素具有明顯的多元化特征[8]，為了保障后續(xù)的評價結果能夠最大限度地反映實際教學質量[9]，本文首先構建了教學質量評價指標，其可以表示為

（1）

其中，A表示教學質量評價指標體系，a1表示待評價班級教師的教學能力，a2表示待評價班級教師的教學態(tài)度，a3表示待評價班級教學內容的設置情況，a4表示待評價班級實施的教學方法，a5表示待評價班級的教學效果。將式（1）中的內容作為教學質量評價的一級指標。在此基礎上，分別對上述指標進行進一步細化，構建對應的二級指標，分別表示為

（2）

其中，a11表示教學過程中教師語言表達的清晰流暢程度，a12表示教學過程中對問題分析的透徹程度，a13表示教學課件條理的清晰程度，a14表示教師對教材理解的程度。

（3）

其中，a21表示教師對教學課程備課的充分程度，a22表示教師對教學模式的執(zhí)行效果，a23表示教師對學生意見的聽取情況，a24表示教師對學生問題的回答情況。

（4）

其中，a31表示在教學過程中對理論和實踐的注重程度，a32表示教學開展的科學性與思想性，a33表示教學內容的正確性。

（5）

其中，a41表示對教學內容的歸納和總結情況，a42表示教學過程中對多媒體技術的應用情況，a43表示教學模式的多樣化程度，a44表示課程安排的合理性。

（6）

其中，a51表示教學目標的達成情況，a52表示教學課堂的氣氛活躍程度，a53表示學生對教學知識的應用情況，a54表示學生學習成績情況。

按照式（2）－式（6）所示的方式，實現(xiàn)對教學質量評價二級指標的構建，保障后續(xù)評價結果的可靠性。

（二）基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的教學質量評價

在具體的教學質量評價階段，本文利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡實現(xiàn)對各指標因素的全面分析，具體的實現(xiàn)過程如圖1所示。

圖1 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的教學質量評價流程

按照圖1所示的方式，在利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡實施對教學質量評價的過程中，具體的執(zhí)行步驟可以分為以下幾個

首先，將待評價高校國際項目班教學質量評價指標的權重作為基礎數(shù)據(jù)，輸入到BP神經(jīng)網(wǎng)絡中，最終教學質量的評價結果即為BP神經(jīng)網(wǎng)絡的輸出。其中，對于各個指標的權重值，具體的計算方式可以表示為

（7）

其中，Wij表示aij的權重參數(shù)。在此基礎上，BP神經(jīng)網(wǎng)絡中輸入、輸出以及隱含層的節(jié)點數(shù)量均進行初始化處理，并確定網(wǎng)絡具體的層數(shù)。

在完成上述操作后，需要求解BP神經(jīng)網(wǎng)絡進行高校國際項目班教學質量評價過程所需的參數(shù)，包括權值和閾值數(shù)量。本文利用具有三層拓撲結構的BP神經(jīng)網(wǎng)絡實施對上述參數(shù)的計算與分析。為了保障最終評價結果的可靠性，本文將BP神經(jīng)網(wǎng)絡的訓練誤差作為單一指標評價結果的適應度參數(shù)，其計算方式可以表示為

（8）

其中，F(xiàn)表示BP神經(jīng)網(wǎng)絡的訓練誤差，k表示變異系數(shù)，aij表示指標的具體參數(shù)信息，那么aijWij則表示目標輸出評價結果，oij表示預測評價結果。

利用式（6）作為約束，BP神經(jīng)網(wǎng)絡最終輸出的評價結果可以表示為

（9）

其中，f （x）表示教學質量評價結果。通過式（9）可以看出，f （x）的取值結果越大，表明待評價的國際項目班教學質量越高，相反地，f （x）的取值結果越小，表明 待評價的國際項目班教學質量越低。

通過這樣的方式，實現(xiàn)對國際項目班教學質量的準確評價，為相關教學工作的優(yōu)化提升提供參考。

三、應用與分析

（一）測試環(huán)境

在對本文涉及的教學質量評價方法效果進行測試分析階段，以某民辦高校國際項目班為測試目標，為了提高測試結果的分析價值，構建了對照組，其中，對照組采用的評價方法分別為文獻[4]提出的基于AHP-TOPSIS模型的教學質量評價方法以及文獻[5]提出的基于CIPP模型的教學質量評價方法。通過對比三種方法的評價結果與實際教學情況之間的關系，對本文設計評價方法的應用價值作出分析。本文在測試階段共選取5個班級作為測試班級，5個班級的人數(shù)分別為26、27、26、26、27。在科任教師的設置上，5個班級由不同的教師組成，在學科設置上，5個班級的教學內容一致。為了對評價結果的可靠性做出分析，本文以院校自有的教研組為基礎對5個班級的教學質量進行評價，并將其評價結果作為分析的基準。在評價階段，本文設置評價結果的閾值范圍為1—100分。在此基礎上，分別比較三種方法的評價結果誤差。

（二）測試結果與分析

在對三種方法的評價結果進行分析階段，本文統(tǒng)計了不同評價方法的誤差，得到的結果如表1所示。

從表1所示的測試結果中可以看出，在三種方法的評價結果中，均與教研組的評價結果存在一定的差異。其中，文獻[4]方法的評價結果表現(xiàn)出了較為明顯的不穩(wěn)定性，最大誤差達到了7.00，最小誤差僅為1.22，測試結果表明基于AHP-TOPSIS模型的教學質量評價方法的評價結果在應用階段收斂性存在一定的提升空間。在文獻[5]方法的評價結果中，其與教研組實際評價結果之間的差異雖然并未出現(xiàn)較為明顯的異常，但是整體基本穩(wěn)定在3.0-5.0之間，仍存在進一步優(yōu)化的空間。相比之下，在本文設計方法的評價結果中，對于5個測試班級教學質量的評價具有較高的穩(wěn)定性，與教研組評價結果之間的誤差始終穩(wěn)定在2.0以內，其中，最大誤差僅為1.20，最小誤差僅為1.02。這是因為本文設計的評價方法綜合考慮了影響教學質量的各個因素，構建了較為全面的評價指標體系，保障了評價的可靠性，同時利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡對具體指標的實際情況進行細化分析，并借助誤差對輸出的結果進行約束，大大提高了最終評價結果的準確性。

通過上述的測試結果可以看出，本文設計的基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的民辦高校國際項目班教學質量評價方法在實際的教學分析中具有良好的應用價值，可以實現(xiàn)對教學質量的準確評價。

四、結束語

對教學質量作出準確的評價是保障相關教學工作能夠在實踐中不斷得到提升和優(yōu)化的關鍵。教學質量評價過程涉及的因素相對較多，對各個因素的影響程度進行合理分析是極其必要的。本文提出基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的民辦高校國際項目班教學質量評價方法研究，在構建了全面的評價指標基礎上，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡對各個指標的實際情況進行綜合分析，使得最終的評價結果更能反映實際的教學效果。希望本文的研究內容能夠為教學工作的創(chuàng)新發(fā)展提供輔助作用，助力教育工作實現(xiàn)更好發(fā)展。

作者單位：聶琴 廣州工商學院

參 ?考 ?文 ?獻

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