基于神经网络的高校实验教学质量评价研究

谢红艳　朱允华　刘 俊　杨晓燕　胡劲松秦志峰南华大学　湖南衡阳　421001

基于神经网络的高校实验教学质量评价研究

谢红艳朱允华刘 俊杨晓燕胡劲松
秦志峰南华大学湖南衡阳421001

在分析了高校教师实验教学质量评价特点的基础上，构建了一种基于模糊理论与神经网络的高校教师实验教学质量评价体系。该模型将教学评价指标概念量化成确定的数据作为网络的输入，模糊综合评价结果作为输出。该方法既克服了评价主体在评价过程中的主观因素，又得到了满意的评价结果，具有广泛的适用性。

神经网络；实验教学质量；评价

在理工科高校的本科教学工作中，实验教学是理工医类专业的主要教学内容之一。随着教学改革的深入发展，加强对实验教学的科学管理，促进教学质量的提高，是增进高校办学水平的重要前提。提高实验教学质量，其关键因素之一就是在教学过程中进行有效的监控。当前，建立健全科学、系统、合理的实验课教学质量评价，是实验教学建设的需要，也是培养具有综合实践能力和创新能力的高素质人才的需要。现行的教师教学质量评价方法主要适用于理论教学，而实验教学与理论教学的工作性质有很大的差别，故有必要针对性地设计一套比较适合于实验课教学质量的评价方法，以利于高校实验教学质量的提高。

长期以来教学质量的评价多是采用直接建立评价系统的数学模型，这些模型也许能充分考虑各种评估因素并体现专家经验知识，但这些方法在评估过程中难以排除各种随机性和主观性，神经网络以其自有的模拟人的思维、非线性变换和自主学习等功能，能排除各种随机性和主观性，是进行实验教学质量评价的一个创新。

1　实验教学质量评价体系的建立

影响教师实验课教学质量的因素很多，实验课教学质量评价因素的建立，关系到评价是否客观、科学和准确。评价指标的体系是进行科学评价的前提。本课题组在结合自己多年来在高校实验教学经验和特点的基础上，参考了其他院校的实践评价体系，并广泛征求了相关领域专家、教师的意见和建议，最后建立了表1所示的评价指标体系。

该实验教学指标评价体系遵循以下原则：

（1）全程评价与随机抽查相结合。对教学质量的评价要贯穿于整个教学过程，使实验教学的每个环节都得到全程性的监控和保障。

（2）科学性与导向性原则。实验教学是系统工程，要准确地反映其客观现状，评价指标体系就必须科学客观，就必须体现出与教学目标一致的评价指标体系的科学性和完整性。指标体系既面面俱到，又要各有侧重。

（3）独立性原则。同一层次的各指标应能各自说明被评价对象的某一方面，指标间互相不重叠，不存在因果关系。

（4）有效性与可行性原则。评价指标体系应根据实验教学及其发展规律，有效地反映和评价出实验教学质量和特色，体现实验教学培养学生的实践能力和创新意识；同时评价指标体系应从实际出发，数据来源真实可靠，评价操作切实可行。

（5）以人为本的原则。高校要提高实验教学质量，就要充分发挥人的最大作用，因此，在实验教学评价体系中应体现重视人、爱护人、激励人的思想。

表1　实验教学质量评价指标体系

2　高校实验教学质量评价数据

根据以上的高校实验教学质量评价指标体系，制成调查问卷表，通过教学质量调查活动，对作者所在高校的2012级和2013级学生展开调查活动，得到396份有效调查结果，将调查结果进行预处理，得到训练样本，例如其中10份数据（见表2）。将样本数据的70%用于训练网络，30%用于网络检测，期望输出满意的评价结果。

表2　实验教学质量调查评估结果

3　高校实验教学质量评价结果

根据文献基于神经网络的高校教师课堂教学质量评价［1］，我们将调查所得10组数据经过BP神经网络模型仿真计算，获得了10个预测值，预测结果见表3。

表3　检测样本的预测结果

通过模型计算结果，预测值与目标值非常接近。再与实际情况对比发现，该预测值是与实际相吻合的，说明这套实验教学评价方法用于高校实验教学质量评价是可行的可靠的。

［1］ 左国平，谢红艳.基于神经网络的高校教师课堂教学质量评价［J］.中国现代教育装备，2011（3）:97-99.

［2］汤小凝.模糊理论在高校教学质量评估中的应用［J］.中国教育技术装备，2008（8）:6-8.

［3］战春梅，李军.综合性实验教学质量评价体系及其模糊评价［J］.肇庆学院学报，2008（5）:65-67.

［4］ 闻新，周露.Matlb神经网络应用设计［M］.北京:科学出版社，2000.

［5］刘杰.构建研究型大学课程教学质量评价指标体系的探讨与实践［J］.高等理科教育，2003（6）:1-6，11.

［6］ 贾晓东.高校实验教学质量管理与评价研究［D］.天津:天津大学，2007-08-14.

Using Neural Network to Evaluate University Teachers' Experimental Teaching Quality

Xie Hongyan， Zhu yunhua， Liu jun， Yang Xiaoyan， Hu Jinsong， Qin Zhifeng
University of South China， Hengyang， 421001， China

Based on the analysis of features of Experimental teaching quality appraisal of teacher sin colleges and universities， an evaluation model of university teachers’ Experimental teaching quality based on fuzzy theory and BP neural network is introduced. The model transforms teaching evaluation indicators into qualified data as BP network input and takes fuzzy synthetic evaluation results as output. the method can both overcome the subjective factors of evaluation main body in evaluation process and bring the satisfactory evaluating results and it has the widespread serviceability.

neural network； experimental teaching quality； evaluation

2014-11-20

谢红艳，硕士，实验师。通讯作者：秦志峰，副教授。

南华大学高等教育研究与改革立项项目（编号：2013XJG46）。