CN112085421A - 一种基于深度bp神经网络的教师教学效果评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于深度BP神经网络的教师教学效果评价方法,包括以下步骤,数据综合检查,首先对得到的各学科教学评价分数和各学科成绩分数进行统计,并且对数据中的各科分数进行浏览,避免出现分数遗漏的情况,从而能够保证数据后期的准确性,减少数据误差。本发明通过基于深度BP神经网络,利用该网络的目标函数和梯度下降法,对学生的评价进行分析处理,让学校可以及时的了解各名老师的教学效果,并且该方法还结合了各名教师教学的学生成绩,通过学生成绩和教师上课受欢迎程度的相结合,通过观察概率密度函数就可以直观的得到该老师的受欢迎程度和学生成绩,从而可以判定该教师的教学质量,从而方便学校后期对教师的指导。
Description
技术领域
本发明涉及教学评价技术领域,尤其涉及一种基于深度BP神经网络的教师教学效果评价方法。
背景技术
院校教学的核心任务是教学工作,提高教学质量是促进院校为输送更好人才的关键,建立科学的院校教学质量评价系统是加强院校教学管理和提高教学质量的重要举措。院校实现教育目标的主要途径就是课堂教学,而院校教学的主体是教员。对教员的评价主要体现在教学质量上。院校教学工作的水平直接影响培养的部队人才水平。对院校教员进行教学质量评价,有利于院校管理者掌握教学工作情况,有利于提高院校教学质量。
教学质量评价是一个较为复杂的问题,因为影响教学质量评价的因素有很多。因此,在现阶段国内外并没有一个公认的、理想的教学质量评价体系,适用于院校的教学质量评价方法更存在理论研究和技术方法的空白,学校无法及时的了解学校教师的教学效果和各名老师的受欢迎程度等一些列问题,因此现在亟需一种教学效果评价方法。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种基于深度BP神经网络的教师教学效果评价方法。
本发明提出的一种基于深度BP神经网络的教师教学效果评价方法,包括以下步骤:
第一步:数据综合检查,首先对得到的各学科教学评价分数和各学科成绩分数进行统计,并且对数据中的各科分数进行浏览,避免出现分数遗漏的情况,从而能够保证数据后期的准确性,减少数据误差;
第二步:选择目标函数,由于BP神经网络具有任意复杂的模式分类能力和优良的多维函数映射能力,解决了简单感知器不能解决的异或和一些其他问题,从结构上讲,BP网络具有输入神经元、隐藏神经元和输出神经元;从本质上讲,BP算法就是以网络误差平方为目标函数、采用梯度下降法来计算目标函数的最小值;
S1:分数录入,根据BP算法中的误差平方为目标函数,首先对各学科教学评价分数和各学科成绩分数进行数据录入,并且命名为:
Xij(i:表示不同学科i=1、2、...、r)
(j:表示不同学生j=1、2、...、ni) (1);
S2:计算分数总和,当对每个学生各科评价分数和各学科成绩分数命名完成之后,将得到的教学评价分数总和与各学科成绩分数总和进行统计:
S3:计算总平均数,当对每一科学生的评价分数与成绩分数进行统计,并且得到各科的分数总和时,利用公式将各科的平均数进行求出:
S4:计算各学科平均数,当得到各学科的评价分数平均数与各学科成绩分数平均数时,为了体现该学校的教学质量评价,对各学科的平均数进行统计平均数:
其中其中s-(k)代表梯度负方向,ρk表示梯度方向上的搜索步长,梯度方向我们可以通过对函数求导得到,步长的确定比较麻烦,太大了的话可能会发散,太小收敛速度又太慢,一般确定步长的方法是由线性搜索算法来确定,即把下一个点的坐标看做是ak+1的函数,然后求满足f(ak+1)的最小值的ak+1即可。
优选地,所述第二步选择目标函数过后,对得到的各学科教学评价分数和各学科成绩分数出现的概率进行统计分析,若满足一维正态分布,其随机变量M服从一个位置参数为μ、尺数参数为σ的概率分布,且其概率密度函数为:
则这个随机变量就称为正态随机变量,正态随机变量服从的分布就称为正态分布,记作M~N(μ,σ2)。
优选地,所述得到概率密度函数之后,对位置参数为μ、尺数参数为σ进行分析,其分析结果如下:当μ趋近于1,且σ越小,说明数据分布集中,曲线越瘦高,且间接的表明学生给予的评价好,集中偏向于高评价,且学生的平均分数μ高,该老师带出的学生平均成绩好,说明该老师综合教学成绩很好,并很受学生欢迎。
优选地,所述当μ趋近于1,且σ越大,说明数据分布分散,曲线越扁平,且间接的表明学生给予的评价偏好,集中偏向于高评价,且学生的平均分数μ偏高,该老师带出的学生平均成绩偏好,说明该老师综合教学成绩偏好;但是学生成绩差距还是较大,可是该老师受学生欢迎,后续该老师对后期教学方法需要改善。
优选地,所述当μ远离1,且σ越大,说明数据分布分散,曲线越扁平,且间接的表明学生给予的评价一般,好坏都有,且学生的平均分数μ偏低,该老师带出的学生平均成绩一般,说明该老师综合教学成绩一般;学生成绩差距较大,该老师受学生欢迎程度良好,后续该老师对后期教学方法需要改善;且与学生相处关系还要改善。
优选地,所述当μ远离1,且σ越小,说明数据分布集中,曲线越瘦高,且间接的表明学生给予的评价差,集中偏向于低评价,且学生的平均分数μ低,该老师带出的学生平均成绩差,说明该老师综合教学成绩差,并不受学生欢迎。
本发明的有益效果:
本发明的教师教学效果评价方法,通过基于深度BP神经网络,利用该网络的目标函数和梯度下降法,对学生的评价进行分析处理,让学校可以及时的了解各名老师的教学效果,并且该方法还结合了各名教师教学的学生成绩,通过学生成绩和教师上课受欢迎程度的相结合,通过观察概率密度函数就可以直观的得到该老师的受欢迎程度和学生成绩,从而可以判定该教师的教学质量,从而方便学校后期对教师的指导。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于深度BP神经网络的教师教学效果评价方法的流程结构示意图;
图2为本发明提出的一种基于深度BP神经网络的教师教学效果评价方法的正态分布集中统计图;
图3为本发明提出的一种基于深度BP神经网络的教师教学效果评价方法的正态分布分散统计图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
参照图1-3,一种基于深度BP神经网络的教师教学效果评价方法,包括以下步骤:
第一步:数据综合检查,首先对得到的各学科教学评价分数和各学科成绩分数进行统计,并且对数据中的各科分数进行浏览,避免出现分数遗漏的情况,从而能够保证数据后期的准确性,减少数据误差;
第二步:选择目标函数,由于BP神经网络具有任意复杂的模式分类能力和优良的多维函数映射能力,解决了简单感知器不能解决的异或和一些其他问题,从结构上讲,BP网络具有输入神经元、隐藏神经元和输出神经元;从本质上讲,BP算法就是以网络误差平方为目标函数、采用梯度下降法来计算目标函数的最小值;
S1:分数录入,根据BP算法中的误差平方为目标函数,首先对各学科教学评价分数和各学科成绩分数进行数据录入,并且命名为:
Xij(i:表示不同学科i=1、2、...、r)
(j:表示不同学生j=1、2、...、ni) (1);
S2:计算分数总和,当对每个学生各科评价分数和各学科成绩分数命名完成之后,将得到的教学评价分数总和与各学科成绩分数总和进行统计:
S3:计算总平均数,当对每一科学生的评价分数与成绩分数进行统计,并且得到各科的分数总和时,利用公式将各科的平均数进行求出:
S4:计算各学科平均数,当得到各学科的评价分数平均数与各学科成绩分数平均数时,为了体现该学校的教学质量评价,对各学科的平均数进行统计平均数:
第二步选择目标函数过后,对得到的各学科教学评价分数和各学科成绩分数出现的概率进行统计分析,若满足一维正态分布,其随机变量M服从一个位置参数为μ、尺数参数为σ的概率分布,且其概率密度函数为:
则这个随机变量就称为正态随机变量,正态随机变量服从的分布就称为正态分布,记作M~N(μ,σ2),所述得到概率密度函数之后,对位置参数为μ、尺数参数为σ进行分析,其分析结果如下:当μ趋近于1,且σ越小,说明数据分布集中,曲线越瘦高,且间接的表明学生给予的评价好,集中偏向于高评价,且学生的平均分数μ高,该老师带出的学生平均成绩好,说明该老师综合教学成绩很好,并很受学生欢迎,所述当μ趋近于1,且σ越大,说明数据分布分散,曲线越扁平,且间接的表明学生给予的评价偏好,集中偏向于高评价,且学生的平均分数μ偏高,该老师带出的学生平均成绩偏好,说明该老师综合教学成绩偏好;但是学生成绩差距还是较大,可是该老师受学生欢迎,后续该老师对后期教学方法需要改善,所述当μ远离1,且σ越大,说明数据分布分散,曲线越扁平,且间接的表明学生给予的评价一般,好坏都有,且学生的平均分数μ偏低,该老师带出的学生平均成绩一般,说明该老师综合教学成绩一般;学生成绩差距较大,该老师受学生欢迎程度良好,后续该老师对后期教学方法需要改善;且与学生相处关系还要改善,所述当μ远离1,且σ越小,说明数据分布集中,曲线越瘦高,且间接的表明学生给予的评价差,集中偏向于低评价,且学生的平均分数μ低,该老师带出的学生平均成绩差,说明该老师综合教学成绩差,并不受学生欢迎;
其中其中s-(k)代表梯度负方向,ρk表示梯度方向上的搜索步长,梯度方向我们可以通过对函数求导得到,步长的确定比较麻烦,太大了的话可能会发散,太小收敛速度又太慢,一般确定步长的方法是由线性搜索算法来确定,即把下一个点的坐标看做是ak+1的函数,然后求满足f(ak+1)的最小值的ak+1即可。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于深度BP神经网络的教师教学效果评价方法,其特征在于,包括以下步骤:
第一步:数据综合检查,首先对得到的各学科教学评价分数和各学科成绩分数进行统计,并且对数据中的各科分数进行浏览,避免出现分数遗漏的情况,从而能够保证数据后期的准确性,减少数据误差;
第二步:选择目标函数,由于BP神经网络具有任意复杂的模式分类能力和优良的多维函数映射能力,解决了简单感知器不能解决的异或和一些其他问题,从结构上讲,BP网络具有输入神经元、隐藏神经元和输出神经元;从本质上讲,BP算法就是以网络误差平方为目标函数、采用梯度下降法来计算目标函数的最小值;
S1:分数录入,根据BP算法中的误差平方为目标函数,首先对各学科教学评价分数和各学科成绩分数进行数据录入,并且命名为:
Xij(i:表示不同学科 i=1、2、...、r)
(j:表示不同学生 j=1、2、...、ni) (1);
S2:计算分数总和,当对每个学生各科评价分数和各学科成绩分数命名完成之后,将得到的教学评价分数总和与各学科成绩分数总和进行统计:
S3:计算总平均数,当对每一科学生的评价分数与成绩分数进行统计,并且得到各科的分数总和时,利用公式将各科的平均数进行求出:
S4:计算各学科平均数,当得到各学科的评价分数平均数与各学科成绩分数平均数时,为了体现该学校的教学质量评价,对各学科的平均数进行统计平均数:
其中其中s-(k)代表梯度负方向,ρk表示梯度方向上的搜索步长,梯度方向我们可以通过对函数求导得到,步长的确定比较麻烦,太大了的话可能会发散,太小收敛速度又太慢,一般确定步长的方法是由线性搜索算法来确定,即把下一个点的坐标看做是ak+1的函数,然后求满足f(ak+1)的最小值的ak+1即可。
3.根据权利要求2所述的一种基于深度BP神经网络的教师教学效果评价方法,其特征在于,所述得到概率密度函数之后,对位置参数为μ、尺数参数为σ进行分析,其分析结果如下:当μ趋近于1,且σ越小,说明数据分布集中,曲线越瘦高,且间接的表明学生给予的评价好,集中偏向于高评价,且学生的平均分数μ高,该老师带出的学生平均成绩好,说明该老师综合教学成绩很好,并很受学生欢迎。
4.根据权利要求2所述的一种基于深度BP神经网络的教师教学效果评价方法,其特征在于,所述当μ趋近于1,且σ越大,说明数据分布分散,曲线越扁平,且间接的表明学生给予的评价偏好,集中偏向于高评价,且学生的平均分数μ偏高,该老师带出的学生平均成绩偏好,说明该老师综合教学成绩偏好;但是学生成绩差距还是较大,可是该老师受学生欢迎,后续该老师对后期教学方法需要改善。
5.根据权利要求2所述的一种基于深度BP神经网络的教师教学效果评价方法,其特征在于,所述当μ远离1,且σ越大,说明数据分布分散,曲线越扁平,且间接的表明学生给予的评价一般,好坏都有,且学生的平均分数μ偏低,该老师带出的学生平均成绩一般,说明该老师综合教学成绩一般;学生成绩差距较大,该老师受学生欢迎程度良好,后续该老师对后期教学方法需要改善;且与学生相处关系还要改善。
6.根据权利要求2所述的一种基于深度BP神经网络的教师教学效果评价方法,其特征在于,所述当μ远离1,且σ越小,说明数据分布集中,曲线越瘦高,且间接的表明学生给予的评价差,集中偏向于低评价,且学生的平均分数μ低,该老师带出的学生平均成绩差,说明该老师综合教学成绩差,并不受学生欢迎。
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CN114065806A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-02-18 | 贵州大学 | 基于脉冲神经网络的机械手触觉数据分类方法 |
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2020
- 2020-10-26 CN CN202011158218.1A patent/CN112085421A/zh not_active Withdrawn
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