宋艷

摘要：現(xiàn)如今復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)算法應(yīng)用廣泛，而課程體系的構(gòu)建要充分分析課程之間的相關(guān)性，基于此本文研究基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)下課程體系分析方法，基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的課程體系分析方法構(gòu)建，從利用復(fù)雜算法分析課程重要性，利用復(fù)雜算法分析課程重要性，采用社區(qū)劃分法完成課程分類，檢驗(yàn)構(gòu)建課程體系合理性的方法四個(gè)方面展開(kāi)研究，僅供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：課程體系；Gephi軟件；中心課程

前言：

課程體系的建立是遵循一定的教育理念，總結(jié)課程的構(gòu)成因素，將這些構(gòu)成因素組合排列，建立的課程體系能夠在動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，統(tǒng)一指向正確的教育理念。高校的教育目標(biāo)是能夠讓受教育者的到文化素養(yǎng)、道德品質(zhì)、職業(yè)能力的提升，在這一層面上課程體系的建立就很大程度上決定了教育目標(biāo)能否成為現(xiàn)實(shí)，因此可以說(shuō)，課程體系的建立是教育事業(yè)的核心工作。

一、基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的課程體系分析方法構(gòu)建

目前課程體系的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建大多由人工和電腦組合構(gòu)建，從課程的目標(biāo)出發(fā)，優(yōu)化課程體系的結(jié)構(gòu)，完善課程的內(nèi)容整合，在這樣的課程指標(biāo)評(píng)價(jià)下，實(shí)現(xiàn)不了發(fā)揮課程之間關(guān)聯(lián)作用，由于人工在關(guān)聯(lián)作用方面的考慮較少，只能實(shí)現(xiàn)部分考慮，做不到全面完整實(shí)現(xiàn)。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析是目前的主流分析手段，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)踐的各個(gè)領(lǐng)域，特別是在應(yīng)用和研究領(lǐng)域得到了較為突出的成就。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)能夠分析社會(huì)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)信息檢索的快速有效，已經(jīng)能夠構(gòu)建流行病預(yù)防模型和網(wǎng)絡(luò)病毒傳播模型[1]。網(wǎng)絡(luò)模型通過(guò)建立結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D，建立網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，利用各種復(fù)雜算法，實(shí)現(xiàn)定量分析和可視化分析，研究要素的相互關(guān)系，確定體系要素的相互作用。因此借鑒復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析法，進(jìn)行課程體系的分析有著重要的研究意義。在構(gòu)建課程網(wǎng)絡(luò)體系時(shí)，首先確定課程集合，包括頂點(diǎn)集合、邊集合。頂點(diǎn)集合用V表示、邊集合用E表示。在頂點(diǎn)集合中，各個(gè)點(diǎn)由課程表示。在邊集合中，體現(xiàn)各個(gè)課程的相互依賴關(guān)系和聯(lián)系程度。當(dāng)課程Vi直接依賴于課程Vj，那么就在課程網(wǎng)絡(luò)體系中增加一條關(guān)系線Eij，當(dāng)課程Vi與Vj是相互依賴和促進(jìn)的關(guān)系，就在課程體系網(wǎng)絡(luò)中增加兩條關(guān)系線，一條是Eij，另一條是Eji。這樣構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)體系是非常復(fù)雜的，人工無(wú)法直接分析，需要利用特定的信息系統(tǒng)進(jìn)行分析。

二、利用復(fù)雜算法分析課程重要性

在分析課程體系中網(wǎng)絡(luò)課程內(nèi)容的重要性時(shí)，我們可以使用PageRank和HITS兩種方法。在PageRank這一算法中頁(yè)面的重要性由鏈向該頁(yè)面的子頁(yè)面的的重要性決定，當(dāng)有子頁(yè)面鏈向該頁(yè)面時(shí)就像該頁(yè)面投相應(yīng)的票數(shù)，這種算法總結(jié)為遞歸算法，較多的鏈入子頁(yè)面決定了該頁(yè)面的等級(jí)，相反的如果該頁(yè)面沒(méi)有鏈入子頁(yè)面，則該頁(yè)面沒(méi)有等級(jí)。在課程體系課程重要性的分析中我們可以采用PageRank算法劃分課程的重要性，判斷課程的重要性程度。通過(guò)一門課程對(duì)于能夠?qū)罄m(xù)課程的影響數(shù)量，來(lái)判斷該門課程是否為重要課程。HITS是將網(wǎng)頁(yè)和網(wǎng)站分為兩個(gè)級(jí)別，分別是中心級(jí)別和權(quán)威級(jí)別，權(quán)威級(jí)別的網(wǎng)頁(yè)是具有較高價(jià)值的網(wǎng)頁(yè)，而中心級(jí)別的網(wǎng)頁(yè)指的是指向較多頁(yè)面的網(wǎng)頁(yè)。HITS算法的目標(biāo)是得到針對(duì)某個(gè)搜索問(wèn)題最有價(jià)值的網(wǎng)頁(yè)。在課程體系的建立中可以通過(guò)這一方式確定具有權(quán)威價(jià)值的課程，確定中心課程，其中權(quán)威級(jí)別的課程為早開(kāi)課程，中心級(jí)別的課程為遲開(kāi)的課程。

三、采用社區(qū)劃分法完成課程分類

在對(duì)課程網(wǎng)絡(luò)體系的構(gòu)建過(guò)程中，進(jìn)行課程分類時(shí)，可以采用的方法是社區(qū)劃分算法，這種算法主要可以分為兩大類，一種是拓?fù)浞治鏊惴?，另一種是流分析算法。拓?fù)浞治鲞m用于無(wú)向無(wú)權(quán)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算，而流分析比較適用于課程體系的構(gòu)建，其中有最大流構(gòu)建方法、譜平分法、派系過(guò)濾算法、層次聚類算法。這些算法都可以應(yīng)用在課程體系網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建中，而且得到的結(jié)構(gòu)形式基本是一致的。例如使用層次聚類算法，通過(guò)確定的課程體系網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，定義相似性和距離，最終組成樹(shù)狀圖結(jié)構(gòu)，最后根據(jù)實(shí)際需求橫切樹(shù)狀圖，獲得有效的社區(qū)結(jié)構(gòu)。在使用派系過(guò)濾算法時(shí)，首先搜索課程的完全子圖，找到子圖網(wǎng)絡(luò)中的所有團(tuán)，構(gòu)造矩陣，確定參數(shù)，標(biāo)出子圖節(jié)點(diǎn)，然后建立以節(jié)點(diǎn)為框架的新構(gòu)圖，在新構(gòu)圖中，每個(gè)連通的子圖就是一個(gè)社團(tuán)。

四、檢驗(yàn)構(gòu)建課程體系合理性的方法

使用Gephi軟件對(duì)課程體系進(jìn)行構(gòu)建，Gephi軟件重要應(yīng)用于各種網(wǎng)絡(luò)和復(fù)雜系統(tǒng)，可以利用該軟件對(duì)各種算法進(jìn)行分析。在課程的類型劃分時(shí)利用軟件提供的模塊化方法進(jìn)行劃分。Gephi分析結(jié)果要用節(jié)點(diǎn)大小來(lái)表示課程的重要程度，利用不同的顏色表示課程之間的相似程度，將比較相似的課程劃分在一個(gè)類別中。例如在分析杭州科技大學(xué)的課程體系時(shí)，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程計(jì)算為最重要的課程，次要的是程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程、C語(yǔ)言、JAVA[2]。課程大致可劃分為網(wǎng)絡(luò)課程和網(wǎng)絡(luò)管理配置課程，以及程序設(shè)計(jì)課程、安全供防模塊、Web軟件開(kāi)發(fā)模塊，網(wǎng)絡(luò)管理配置模塊。從軟件測(cè)試的結(jié)果可以看出程序設(shè)計(jì)能力是學(xué)生需要重要掌握的技能，這與實(shí)際情況十分吻合，由此可見(jiàn)，Gephi軟件是十分可靠的，在實(shí)際的課程體系構(gòu)建中要多加使用。

總結(jié)：

綜上所述，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的課程體系分析要構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D，劃分網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，使用PageRank和HITS兩種方法分析課程的重要性，將課程合理科學(xué)劃分為權(quán)威課程和中心課程，利用Gephi軟件，能夠有效檢測(cè)課程體系構(gòu)建的合理性?？傊畬?fù)雜網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算方法應(yīng)用在課程體系的建立中會(huì)取得良好的構(gòu)建效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭秋華，胡維華，姜明.基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的課程體系分析方法[J].計(jì)算機(jī)教育，2014（20）：59-61.

[2]劉建國(guó)，任卓明，郭強(qiáng)，汪秉宏.復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)重要性排序的研究進(jìn)展[J].物理學(xué)報(bào)，2013，62（17）：9-18.