楊智

（湖南大眾傳媒職業(yè)技術(shù)學(xué)院管理學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410100）

落實(shí)高職院校的實(shí)踐性特色，關(guān)鍵在于保障實(shí)踐課程的教學(xué)質(zhì)量，要保障實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量關(guān)鍵手段是對(duì)實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行評(píng)估。相對(duì)于理論課程，部分高校對(duì)實(shí)踐課程管理教學(xué)評(píng)估手段落后，評(píng)價(jià)體系不科學(xué)。目前大部分學(xué)校實(shí)踐教學(xué)評(píng)價(jià)體系通常是對(duì)理論課程評(píng)價(jià)體系簡(jiǎn)單移植，或者由教務(wù)人員或?qū)＜腋鶕?jù)理論課特點(diǎn)，憑借個(gè)人經(jīng)驗(yàn)制定，缺乏客觀性，且評(píng)價(jià)方法缺乏嚴(yán)格的邏輯推導(dǎo)，科學(xué)性較差。我們急需建立一套符合職業(yè)教育特點(diǎn)的實(shí)踐教育評(píng)價(jià)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)課程、教師、學(xué)生多視角的綜合評(píng)價(jià)。

一、研究意義

目前，大部分學(xué)校實(shí)踐教學(xué)評(píng)價(jià)體系通常是對(duì)理論課程評(píng)價(jià)體系簡(jiǎn)單移植修改，或者干脆套用理論課程評(píng)價(jià)指標(biāo)。這些評(píng)價(jià)指標(biāo)多由教務(wù)人員或?qū)＜腋鶕?jù)理論課特點(diǎn)，憑借個(gè)人經(jīng)驗(yàn)制定，缺乏客觀性，評(píng)價(jià)方法缺乏嚴(yán)格的邏輯推導(dǎo)，科學(xué)性較差。另外，大部分學(xué)校對(duì)實(shí)踐教學(xué)的評(píng)價(jià)多側(cè)重教師教學(xué)考核，對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)沒(méi)有評(píng)價(jià)指標(biāo)，也缺少對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力的反饋。同時(shí)，教學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果一般由教育行政人員統(tǒng)計(jì)分析，通常只公布一個(gè)評(píng)價(jià)結(jié)果，而具體評(píng)價(jià)指標(biāo)明細(xì)項(xiàng)并不公開，缺乏與教師和學(xué)生溝通平臺(tái)。這樣教學(xué)評(píng)價(jià)無(wú)法發(fā)揮其應(yīng)有的診斷和改進(jìn)作用。我們有必要建立、健全科學(xué)、有效的實(shí)踐教學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)。

二、研究設(shè)計(jì)

（一）設(shè)計(jì)的思路

傳統(tǒng)課程教學(xué)評(píng)價(jià)局限于對(duì)教師的評(píng)估，而忽視了對(duì)學(xué)生和實(shí)踐環(huán)境、實(shí)踐關(guān)鍵環(huán)節(jié)的評(píng)估。本文采用“專家、同行、教師、學(xué)生”四個(gè)主體參與評(píng)分，建立對(duì)課程、教師、學(xué)生三位一體的實(shí)踐課程教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系（如下圖）。并對(duì)實(shí)踐課程教學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用檢驗(yàn)。

（二）研究的方法

課題組運(yùn)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理，利用輸入指標(biāo)進(jìn)行訓(xùn)練，從而構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本原理是：設(shè)輸入模式為x=(x1,x2,...xn)T，隱含層有h個(gè)單元，隱含層的輸出為y=(y1,y2,...yh)T，輸出層有m個(gè)單元，他們的輸出為，目標(biāo)輸出為t=(t1,t2,...,tm)T設(shè)隱含層到輸出層的傳遞函數(shù)為f，輸出層的傳遞函數(shù)為g。于是：：隱含層第j 個(gè)神經(jīng)元的輸出；其中w0j= -θ,x0=1

三、研究過(guò)程與發(fā)現(xiàn)

（一）參數(shù)的設(shè)定

本次研究利用了R 語(yǔ)言軟件，其中的第三方包NNET 是非常成熟的BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)軟件包。在參數(shù)設(shè)置中，設(shè)定初始隨機(jī)權(quán)重0.1，全值衰減參數(shù)5e-4,最大迭代次數(shù)設(shè)置為1000 次。在BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，隱含層神經(jīng)元個(gè)數(shù)的多少對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)性能的影響很大，如果隱含層神經(jīng)元個(gè)數(shù)太少，那么會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)能力不足，網(wǎng)絡(luò)容易陷入局部極小值點(diǎn)；反之，如果隱含層神經(jīng)元個(gè)數(shù)過(guò)多，那么網(wǎng)絡(luò)會(huì)出現(xiàn)過(guò)擬合的現(xiàn)象，這樣會(huì)造成訓(xùn)練時(shí)間延遲，且誤差也不一定最小。因此，設(shè)定恰當(dāng)?shù)纳窠?jīng)元個(gè)數(shù)是極為重要的工作。根據(jù)以往的研究和經(jīng)驗(yàn)，我們利用隱含層神經(jīng)元設(shè)置公式:

h=sqrt(n*m)

h:隱含層神經(jīng)元個(gè)數(shù)；

n:輸入指標(biāo)個(gè)數(shù)；

m:輸出指標(biāo)個(gè)數(shù)。

最終，我們?cè)O(shè)定隱含層神經(jīng)元個(gè)數(shù)為8，較為合適。

（二）樣本的選取

針對(duì)三維實(shí)踐教學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，課題組按照“優(yōu)、良、中、差”四個(gè)檔次，對(duì)每一個(gè)子系統(tǒng)選用了40 個(gè)樣本進(jìn)行訓(xùn)練，共計(jì)120 個(gè)訓(xùn)練樣本；檢驗(yàn)樣本各10 個(gè)，共計(jì)40 個(gè)。其中，實(shí)踐課程評(píng)價(jià)子系統(tǒng)輸入指標(biāo)為19 個(gè)，教師評(píng)價(jià)子系統(tǒng)輸入指標(biāo)17 個(gè)，學(xué)生評(píng)價(jià)子系統(tǒng)為16 個(gè)，隱含層統(tǒng)一設(shè)置神經(jīng)元個(gè)數(shù)8，輸出層指標(biāo)4 個(gè)，如下表所示：

表一 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三維實(shí)踐教學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)訓(xùn)練、檢驗(yàn)參數(shù)

（三）代碼的編輯與調(diào)試

我們使用了以R 語(yǔ)言4.0.5 版本為基礎(chǔ)的R-Studio 主流數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件，通過(guò)反復(fù)調(diào)試，對(duì)于“實(shí)踐課程、授課教師、實(shí)踐學(xué)生”三個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，分別編輯的BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練和檢驗(yàn)程序代碼如下(以實(shí)踐課程評(píng)價(jià)系統(tǒng)代碼為例)：

〉library(nnet)

〉course_train〈-read.csv(‘C:\Users\Administrator\Desktop\course_train.csv’)

〉course_train$df〈-factor(course_train$df,levels=c(‘excellent’,’go od’,’pass’,’fail’))

〉course_final=nnet(df～.,data=course_train,size=8,rang=0.1,decay=5e-4,maxit=1000)

〉summary(course_final)

〉course_test〈-read.csv(‘C:\Users\Administrator\Desktop\course_test.csv’)

〉course_test$df〈-factor(course_test$df,levels=c(‘excellent’,’good’,’pass’,’fail’))

〉course_predict=predict(course_final,course_test,type=“class”)

〉course_predict_table=table(course_test$df,course_predict)

〉course_predict_table

（四）研究發(fā)現(xiàn)

通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，三維實(shí)踐課程評(píng)價(jià)系統(tǒng)各系統(tǒng)通過(guò)訓(xùn)練樣本集的訓(xùn)練，都實(shí)現(xiàn)了收斂。

其中，實(shí)踐課程評(píng)價(jià)系統(tǒng)權(quán)重196 個(gè)，迭代次數(shù)700 次，收斂值0.162664，驗(yàn)證正確率為100%；授課教師價(jià)系統(tǒng)權(quán)重180 個(gè)，迭代次數(shù)730 次，收斂值0.183244，驗(yàn)證正確率為100%；

實(shí)踐學(xué)生評(píng)價(jià)系統(tǒng)權(quán)重172 個(gè)，迭代次數(shù)730 次，收斂值0.124005，驗(yàn)證正確率為90%。BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練效果好，檢驗(yàn)正確率高。如下表所示：

表二 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三維實(shí)踐教學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)訓(xùn)練、檢驗(yàn)效果

四、結(jié)論

通過(guò)研究，本文建立了基于BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的三維實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)評(píng)價(jià)系統(tǒng)。該系統(tǒng)分為：實(shí)踐課程評(píng)價(jià)子系統(tǒng)、授課教師評(píng)價(jià)子系統(tǒng)和實(shí)踐學(xué)生評(píng)價(jià)子系統(tǒng)。其中，實(shí)踐課程評(píng)價(jià)子系統(tǒng)輸入有效指標(biāo)為19 個(gè)，隱含層神經(jīng)元8 個(gè)，權(quán)重值個(gè)數(shù)196 個(gè)；授課教師評(píng)價(jià)子系統(tǒng)有效輸入指標(biāo)17 個(gè)，隱含層神經(jīng)元8 個(gè)，權(quán)重值個(gè)數(shù)180 個(gè)；實(shí)踐學(xué)生評(píng)價(jià)子系統(tǒng)有效輸入指標(biāo)16 個(gè)，隱含層神經(jīng)元8 個(gè)，權(quán)重值個(gè)數(shù)172 個(gè)。經(jīng)過(guò)多次迭代，三個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)都有效實(shí)現(xiàn)收斂，通過(guò)測(cè)試樣本檢驗(yàn)，系統(tǒng)評(píng)價(jià)有效率達(dá)到90%-100%，達(dá)到很好的測(cè)試效果，系統(tǒng)模型構(gòu)建有效。