基于LM-BP神经网络算法的本科教育质量评估问题研究——以江苏省为例

基于LM-BP神经网络算法的本科教育质量评估问题研究——以江苏省为例

(东北大学秦皇岛分校管理学院,河北秦皇岛066004)

摘要:本文结合指标体系,以及量化后的数据和权值,建立基于LM优化算法改进后的BP神经网络模型,对本科教育质量进行综合评价。首先对相关数据进行归一化处理,然后采用LM算法改进的神经网络分析模型,对根据评价标准生成的训练数据进行反复学习。最后采用江苏省各市的教学质量指标数据进行仿真,计算出得分与一级指标层的权重,得出13个市的教学质量等级。

关键词:LM算法;LM-BP神经网络;本科教育质量

引言

本科教育质量评价体系是衡量一个国家的国民素质的重要内容。习主席在十九大报告中强调,必须把教育放在优先位置,加快“双一流”学科建设,实现高等教育内涵式发展。新时代下如何构建更合理、更有效的本科教育质量综合评价体系,便成为当前社会广泛关注的热点。就目前研究来,相关研究较少,且没有形成统一的标准体系。因此本文以江苏为例,通过模型的方法来探究出更科学合理的本科教育质量综合评价体系,对各高校如何提高本校的教育质量提供借鉴意义。

1模型的建立

具体步骤为:设给定的N个样本(xk,yk)(k=1,2,…,N),对某一个输入xk,网络的输出为yk,节点i的输出为Oik,现研究第t层的第j个单元,当输入第k个样本时,节点j的输出为:

2LM-BP神经网络模型的求解

根据改进后的神经网络模型计算出13个市的综合评价,其分析思路如下。

1)输入层、隐含层和输出层的确定

目前评价教育质量的指标为9个,所以输入层节点为9。本次评价标准为0.8以上为优秀,0.4~0.8为中,0~0.4为一般,评价结果就是输出层,所以本文输出层节点为1。隐层节点数的确定一般采用以下公式:

式中m为输入神经元个数,n为输出神经元个数,a为1~10的常数。隐含层节点个数就设置为10。设定网络收敛的误差性能指标为MSE,网络的学习精度

3)LM-BP神经网络模型的训练结果与分析

本次神经网络的训练,生成共195315组训练样本,神经网络的结构为9→10→1,当神经网络迭代了32次训练达到精度要求后,对需要评价的城市数据进行了仿真。为了使得计算结果更加精确,本次评价用神经网络模型进行了多次训练和仿真,得出其权重如下表所示。

由表1可得,教学条件与利用X5的权重最高,为0.11515,其次依次为招生人数X2、学生就业X7、专业建设与教学改革X6、师资队伍与结构X3、本科院校数量X1、生师比X4、科研投入与产出X8、双一流学科建设X9。其中科研投入与产出X8和双一流学科建设X9的权重均低于0.1。

根据LM-BP神经网络模型的训练及仿真结果,得出江苏省的13个市的综合得分如下表。

由表2得,根据13个市的综合得分,八个城市的评价等级分别是南京是优秀,常州、徐州、苏州为中,南通、无锡、盐城、镇江、泰州、连云港、宿州、淮安、扬州为一般。其中,南京的评价最高,说明南京相对于其他城市而言,本科教育质量更高,而综合得分较低的城市,说明本科教育质量有待进一步提高。

结论

本文通过改进后的BP神经网络模型,最终计算出得分来对江苏省13个市的本科教育质量进行综合评价,可以避免主观赋权重的误差,同时改进的BP算法可以缩小BP算法的局部极小点,收敛速度慢等缺点。采用江苏省各市的教学质量指标数据进行仿真,计算出得分与一级指标层的权重,得出13个市的教学质量等级分别为:南京优秀,常州等3个城市为中,南通等9个城市为一般。其中,南京的评价最高。

参考文献

[1]李长熙.高校本科教育质量评价理论探索与体系构建[J].山东科技大学学报(社会科学版),2017,19(01):107-114.

[2]马星.基于层次关联理论的教学质量评价方法[J].武汉理工大学学报(信息与管理工程版),2007,(05):122-125.

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