鄧建梅，丁 華

（南京師范大學(xué)泰州學(xué)院，江蘇 泰州 225300）

本科師范生綜合素質(zhì)評價是高等教育理論研究中的一個重要課題，對實現(xiàn)高等教育的教學(xué)目標(biāo)等方面有著重要作用[1]。本文主要圍繞基于層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的本科師范生綜合素質(zhì)評價系統(tǒng)的設(shè)計展開研究。

1 本科師范生綜合素質(zhì)評價模型構(gòu)建

本研究建立了基于AHP和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的本科師范生綜合素質(zhì)評價模型（見圖1）。（1）使用AHP分析影響本科師范生綜合素質(zhì)的因素，并確立各評價指標(biāo)的權(quán)重。（2）選取某高校師范生作為研究樣本，所得評價結(jié)果作為反向傳播（Back Propagation，BP）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練和測試樣本。（3）網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練成熟后，將各參數(shù)保存，用戶使用時只要輸入個評價指標(biāo)的分值，模型就會輸出準(zhǔn)確性較高的綜合素質(zhì)評價結(jié)果[2]。

1.1 應(yīng)用AHP確定評價指標(biāo)權(quán)重

1.1.1 指標(biāo)體系的確立

全面考察德、智、體等各個因素，最終建立包括專業(yè)素質(zhì)、實踐能力、政治思想品德素質(zhì)和文體素質(zhì)4個一級指標(biāo)的本科師范生綜合素質(zhì)評價指標(biāo)體系，如圖2所示。

1.1.2 構(gòu)建判斷矩陣并確定指標(biāo)權(quán)重

專家小組通過對本科師范生綜合素質(zhì)影響因素深入分析，采用1—9標(biāo)度法建立各層判斷矩陣，并分別通過一致性檢驗后得到各個評價指標(biāo)的權(quán)重，如表1所示[3]。

圖1 本科師范生綜合素質(zhì)評價模型

圖2 本科師范生綜合素質(zhì)評價指標(biāo)體系

1.2 構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

1.2.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計

（1）網(wǎng)絡(luò)層數(shù)的確定。一般情況下，增加隱層節(jié)點數(shù)要比增加隱層數(shù)更容易獲得較低的訓(xùn)練誤差，因此，本文采用只含一個隱層的BP網(wǎng)絡(luò)3層結(jié)構(gòu)。（2）各層神經(jīng)元個數(shù)的確定。根據(jù)本科師范生綜合素質(zhì)評價指標(biāo)體系，將13個二級指標(biāo)作為網(wǎng)絡(luò)的輸入神經(jīng)元，將本科師范生綜合素質(zhì)分值作為網(wǎng)絡(luò)的輸出神經(jīng)元，即n=13，l=1。隱層節(jié)點數(shù)的取值范圍為整數(shù)的最大值8。（3）選取各層激發(fā)函數(shù)。輸入層和隱含層神經(jīng)元的激發(fā)函數(shù)為Sigmoid型函數(shù)f(x)=1/(1+e-x)輸出層神經(jīng)元的激發(fā)函數(shù)為f(x)=x。

表1 評價指標(biāo)權(quán)重

1.2.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的訓(xùn)練

（1）網(wǎng)絡(luò)初始參數(shù)的確定。隨機(jī)初始化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的闕值和權(quán)值。（2）數(shù)據(jù)的預(yù)處理。由于指標(biāo)的多樣化，初始數(shù)據(jù)需進(jìn)行無量綱化處理，本文采用最大最小歸一化方法。（3）網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練與檢驗。樣本數(shù)據(jù)分為訓(xùn)練樣本和檢驗樣本。

2 實證研究

選取江蘇省某本科學(xué)校的20位師范生綜合素質(zhì)數(shù)據(jù)作為樣本。前15組數(shù)據(jù)做訓(xùn)練樣本，后5組數(shù)據(jù)作為檢驗樣本。

運(yùn)算過程由Matlab軟件中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱來實現(xiàn)，將剩余的16～20組數(shù)據(jù)輸入訓(xùn)練成熟的網(wǎng)絡(luò)，比較輸入值和輸出值的相對誤差。

檢驗樣本中輸出值和期望輸出值的相對誤差不超過3.48%，輸出的綜合素質(zhì)與期望輸出完全相同，表明該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型適用于本科師范生綜合素質(zhì)評價問題，如表2所示。

表2 檢驗結(jié)果

3 結(jié)語

本文將AHP和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)縱向結(jié)合應(yīng)用于本科師范生綜合素質(zhì)評價。利用AHP的確定權(quán)面的優(yōu)勢來確定煤礦安全評價指標(biāo)的權(quán)重，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)較強(qiáng)的非線性逼近能力，降低評價過程中主觀性的影響[1-3]。通過實證分析，本研究證明了所構(gòu)建的本科師范生綜合素質(zhì)評價模型是可行的。