基于改進(jìn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法

基金項(xiàng)目：校級(jí)教改項(xiàng)目；項(xiàng)目名稱(chēng)：云平臺(tái)支持下計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究；項(xiàng)目編號(hào)：2024JGZD12。

作者簡(jiǎn)介：趙莉蘋(píng)（1984— ），女，副教授，碩士；研究方向：圖像處理。

摘要：為提高計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量評(píng)估準(zhǔn)確度，文章提出基于改進(jìn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。首先選取計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)影響因素，然后以此為基礎(chǔ)，利用改進(jìn)后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)各影響因素進(jìn)行分析計(jì)算，確定最終的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果。測(cè)試結(jié)果表明，該評(píng)價(jià)方法對(duì)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果與專(zhuān)家組評(píng)價(jià)結(jié)果之間的誤差始終穩(wěn)定在0.15以?xún)?nèi)，最小誤差僅為0.05，應(yīng)用效果較好。

關(guān)鍵詞：改進(jìn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)；教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)；教學(xué)計(jì)劃；教學(xué)手段；教學(xué)過(guò)程；教學(xué)態(tài)度；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)效果

中圖分類(lèi)號(hào)：TP183" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0" 引言

可靠的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法對(duì)于實(shí)際教學(xué)工作的開(kāi)展具有重要的現(xiàn)實(shí)價(jià)值［1］。一方面，通過(guò)對(duì)教師的工作進(jìn)行公正、客觀評(píng)價(jià)，可促使教師進(jìn)一步深入研究教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，從而提高整體教育質(zhì)量。另一方面，評(píng)價(jià)結(jié)果可給教師提供大量的反饋內(nèi)容［2］，幫助教師了解自己的教學(xué)效果，找出優(yōu)勢(shì)和不足，為教師的個(gè)人成長(zhǎng)和專(zhuān)業(yè)發(fā)展提供指導(dǎo)［3］。不僅如此，學(xué)校管理層還可以根據(jù)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)評(píng)估教學(xué)資源的配置情況，對(duì)教學(xué)效果不佳的資源進(jìn)行替換或調(diào)整，對(duì)教學(xué)效果好的資源則加大投入力度［4］。然而，在實(shí)際的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)過(guò)程中，影響教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)可靠性的因素有很多，現(xiàn)有評(píng)價(jià)方法應(yīng)用效果不佳。在該背景下，本文提出基于改進(jìn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，并通過(guò)對(duì)比測(cè)試的方式，分析驗(yàn)證了該評(píng)價(jià)方法的性能。

1" 計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法研究

1.1" 計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量影響因素分析

為了能夠更加全面、綜合地對(duì)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量作出客觀評(píng)價(jià)，本文對(duì)影響教學(xué)質(zhì)量的因素進(jìn)行分析。教學(xué)計(jì)劃是否清晰、具體，是否能為教學(xué)工作提供明確的指導(dǎo)；是否適應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和課程要求，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整；是否涵蓋了所有必要的內(nèi)容和環(huán)節(jié)。教師是否采用多種教學(xué)手段并能夠達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果；是否能夠利用現(xiàn)代技術(shù)手段進(jìn)行教學(xué)。教學(xué)過(guò)程中，教師是否注重師生互動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生提問(wèn)、討論；是否能夠有效地組織課堂教學(xué)，管理課堂紀(jì)律；是否能夠根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和反饋及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略；是否注重教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性和準(zhǔn)確性。教學(xué)效果是否達(dá)成預(yù)期目標(biāo)，是否對(duì)學(xué)生產(chǎn)生積極的影響等。

1.2" 基于改進(jìn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)

結(jié)合不同評(píng)價(jià)指標(biāo)在計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量影響因素構(gòu)成的分析結(jié)果，本文認(rèn)識(shí)到不同因素在教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)中具有不同的比重。因此，在具體的計(jì)算過(guò)程中，本文引入了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的客觀屬性，對(duì)其進(jìn)行了適應(yīng)性的改進(jìn)。

首先，令計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)為X，那么X可以表示為：

X={X1，X2，X3，X4，X5，X6}（1）

其中，X1～X6分別表示計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)的教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)手段、教學(xué)過(guò)程、教學(xué)態(tài)度、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)效果。對(duì)于任意Xn，其具體的量化結(jié)果可以表示為：

Xn=∑winxin（2）

其中，win表示Xn計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)中xin影響因素對(duì)應(yīng)的權(quán)重參數(shù)。

在此基礎(chǔ)上，利用改進(jìn)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，將具體的影響因素作為輸入，而隱含層的計(jì)算公式表示為：

f（Xn）=∑（winxin-λin）→f（netin）（3）

其中，f（Xn）表示計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)Xn的狀態(tài)，λin表示網(wǎng)絡(luò)權(quán)值殘差，netin表示BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的最小梯度誤差。式（3）的主要作用是對(duì)win進(jìn)行尋優(yōu)，確定不同影響因素在對(duì)應(yīng)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)中的影響程度。

按照這樣的方式，將輸出的f（Xn）作為改進(jìn)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，同樣，可以利用隱含層計(jì)算得出計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果。具體的計(jì)算公式表示為：

f（X）=∑（WnXin-λn）→f（netn）（4）

第13期2024年7月無(wú)線互聯(lián)科技·網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)" No.13July，2024

第13期2024年7月無(wú)線互聯(lián)科技·網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)" No.13July，2024

其中，f（X）表示計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果，Wn表示計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)Xn的權(quán)重，該參數(shù)由式（3）的輸出結(jié)果計(jì)算得到。按照上述所示的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量的有效評(píng)價(jià)，在最大限度上保障評(píng)價(jià)結(jié)果的可靠性。

2" 測(cè)試與分析

2.1" 測(cè)試準(zhǔn)備

在對(duì)本文設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)方法的性能進(jìn)行分析時(shí)，將王廣健等［5］提出的以O(shè)BE模式為基礎(chǔ)的教學(xué)質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)方法以及易嬌［6］提出的以CIPP模式為基礎(chǔ)的教學(xué)評(píng)價(jià)方法作為測(cè)試的對(duì)照組。本文以某院校的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)為基礎(chǔ)，在3個(gè)學(xué)年中分別隨機(jī)選擇1個(gè)班級(jí)作為測(cè)試對(duì)象，其中，對(duì)應(yīng)的學(xué)生人數(shù)分別為36人、38人以及37人。由于具體的學(xué)習(xí)階段不同，對(duì)應(yīng)的課程內(nèi)容設(shè)置也存在一定的差異。其中，一年級(jí)的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課程以基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)為主，主要課程包括“數(shù)學(xué)”“英語(yǔ)”；二年級(jí)的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課程以計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，主要課程包括“計(jì)算機(jī)原理”“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法”“數(shù)據(jù)庫(kù)”以及“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”；三年級(jí)的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課程以專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)為主，主要課程包括“軟件開(kāi)發(fā)”“人工智能”“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全”“云計(jì)算”以及“大數(shù)據(jù)處理與分析”。在上述基礎(chǔ)上，分別組建包含20名專(zhuān)業(yè)教評(píng)人員的評(píng)價(jià)小組，對(duì)具體的教學(xué)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，并將得到的評(píng)價(jià)結(jié)果作為基準(zhǔn)，分析3種不同評(píng)價(jià)效果的可靠性和準(zhǔn)確性。

2.2" 測(cè)試結(jié)果與分析

本文對(duì)3種不同教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法的性能進(jìn)行分析，得到的測(cè)試結(jié)果如圖1所示。

結(jié)合圖1所示的測(cè)試結(jié)果對(duì)3種不同評(píng)價(jià)方法的效果進(jìn)行分析，其中，在王廣健等［5］提出的以O(shè)BE模式為基礎(chǔ)的教學(xué)質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)方法下，教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果與專(zhuān)家組評(píng)價(jià)結(jié)果之間的誤差呈現(xiàn)隨著對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)對(duì)象課程內(nèi)容的增加逐漸降低的趨勢(shì)，對(duì)一年級(jí)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果的誤差達(dá)到了0.46，對(duì)三年級(jí)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果的誤差僅為0.18。在易嬌［6］提出的以CIPP模式為基礎(chǔ)的教學(xué)評(píng)價(jià)方法下，教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果與專(zhuān)家組評(píng)價(jià)結(jié)果之間的誤差相對(duì)穩(wěn)定，但是整體水平存在進(jìn)一步控制的空間，整體誤差處于0.20～0.30范圍內(nèi)。相比之下，在本文設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)方法的測(cè)試結(jié)果中，教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果與專(zhuān)家組評(píng)價(jià)結(jié)果之間的誤差始終穩(wěn)定在0.15以?xún)?nèi)，最小誤差僅為0.05。綜合上述測(cè)試結(jié)果可以得出結(jié)論，本文設(shè)計(jì)的改進(jìn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)教學(xué)質(zhì)量的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)，具有良好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

3" 結(jié)語(yǔ)

可靠的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法對(duì)于實(shí)際教學(xué)工作開(kāi)展具有重要的現(xiàn)實(shí)價(jià)值，但要確保其可靠性需要克服多種因素的影響，并采取相應(yīng)的措施來(lái)提高評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性和一致性。本文提出的基于改進(jìn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，切實(shí)提高了評(píng)價(jià)結(jié)果的可靠性。借助本文對(duì)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)問(wèn)題的研究，可以通過(guò)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果，及時(shí)向教師提供教學(xué)反饋，并指導(dǎo)教師進(jìn)行針對(duì)性改進(jìn)，同時(shí)為管理層對(duì)教學(xué)策略或資源的調(diào)整提供執(zhí)行依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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［6］易嬌.基于CIPP模式的高職汽車(chē)專(zhuān)業(yè)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)評(píng)價(jià)研究［J］.時(shí)代汽車(chē)，2023（24）：43-45.

（編輯" 王雪芬）

Evaluation method of computer major teaching quality based on improved BP neural network

ZHAO" Liping， XUE" Lixiang

（School of Information Engineering， Zhengzhou University of Science and Technology， Zhengzhou 450064， China）

Abstract：" To improve the accuracy of teaching quality evaluation in computer science， this paper proposes a computer science teaching quality evaluation method based on an improved BP neural network. Firstly， select the factors that affect the evaluation of teaching quality in the computer major. Then， based on this， use the improved BP neural network to analyze and calculate each influencing factor， and determine the final evaluation result of teaching quality. Design evaluation methods in the test results， and ensure that the error between the teaching quality evaluation results and the expert group evaluation results remains stable within 0.15， with a minimum error of only 0.05. The application effect is good.

Key words： improved BP neural network; computer major; teaching quality evaluation; teaching plan; teaching means; teaching process; teaching attitude; teaching content; teaching effect