信息检索课多媒体教学神经网络评价模型

信息检索课多媒体教学神经网络评价模型　Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　Ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ　Ｔｅａｃｈｉｎｇ　Ｎｅｕｒａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｒｅｔｒｉｅｖａｌ　Ｃｏｕｒｓｅ　冯　凯　李雪萍　（东华理工学院图书馆抚州　３４４０００）　摘　要　将ＢＰ神经网络的原理用于信息检索课程多媒体教学质量评价，通过分析，给出了神经网络的信息检索课程　多媒体教学质量评价模型结构，以及步长的学习算法，并在ＭＡＴＬＡＢ系统内得以实现。结果表明，人工神经网络用　于信息检索课程多媒体教学质量评价中，既克服了专家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。　关键词　神经网络信息栓索　多媒体教学　质量评价　人工神经网络是信息科学与技术研　究领域中一门令人瞩目的新兴学科，它的　要特点是，各层神经元仅与相邻层神经元　之间有连接，各层内神经元之间无任何连　得好可以减少网络训练次数，提高网络学　习精度。　ｒ教学目的是否明确　理论是近年来得到迅速发展的一个国际　前沿研究领域。人工神经网络借鉴了神　经科学的基本成果，它是基于模仿人类大　脑的结构和功能而构成的一种信息处理　系统，具有广泛的应用前景。人工神经网　络的基本特征是非线性映射、学习分类和　实时优化，因此它为模式识别、非线性分　类等研究开辟了新的途径。　接，各层神经元之间无反馈连接，其输入　与输出关系是一个高度非线性映射关系，　如果输入结点数为ｎ，输出结点数为ｍ，则　ＢＰ网络是从ｎ维欧氏空间到ｍ维欧氏空　间的映射。因此。我们将用于信息检索课　多媒体教学质量评价的各指标属性进行　ｉ教学内容是否结合大纲　ｌ手检内容是否符合实际　教学Ｊ机检内容可操作性　要求ｌ理论教学是否清晰准确　ｌ难度是否适当　】教学内容是否符合逻辑　Ｌ教学内容信息是否丰富　信息检索谋多媒体教学质量评价指标体系　多媒体运用是否恰当　归一化处理后作为ＢＰ网络模型的输入向　速度　ｌ匝序是否能控制　量，将评价结果作为ＢＰ网络模型的输出，　习题和测验功能　信息检索课是培养学生的情报意识，　用足够多的样本训Ｉ练这个网络，使其获取　评价专家的经验、知识、主观判断及其对　指标重要性的倾向，这样ＢＰ网络模型所　具有的那组权系数值便是网络经过自适　应学习所得到的正确知识内部表示，训练　好的ＢＰ网络模型根据待评价信息检索课　掌握运用手工方法和计算机方式从文献　中获取知识和情报的一门科学方法课。　旨在培养学生。如何获得与利用文献情　运行的流畅性　人机交互性　要求　运行的稳定性　操作的兼容性　技术　课件制作的标准性　谋件的经济实用性　ｒ参与性　报’。随着教学改革的不断深入，许多高　校纷纷应用多媒体技术，开发出适合当前　信息发展的信息检索与利用多媒体课件。　与传统教学方法相比，多媒体技术的应用　极大地提高了教学效果。而多媒体课件　能力ｌ动手能力　要求　创新能力　ｌＬ解决问题能力　　幽１　多媒体教学质量各指标的属性值，就可得　到对信息检索课多媒体教学质量的评价　结果，再现专家的经验、知识、主观判断及　其对指标重要性的倾向，实现定性与定量　的有效结合，保证评价的客观性和一致　性。　Ｉ．２信息检索课多媒体教学质量评价　研制出来后，要真正成为能在教学过程和　学习过程中被人们广泛应用的电子教材，　还需要经过各种各样的测评。而一个科　学的评价体系，不仅要能有效地促进课件　的开发，而且要有利于课件的应用及教学　ａ．输入层神经元个数的确定。根据指　标体系，影响信息检索课多媒体教学质量　的主要指标有２Ｉ项。因此取输入层个数　ｉ＂１＝２Ｉ。　指标体系的确立　信息检索课多媒体教　ｂ输出层神经元个数的确定。评价　结果作为网络的输出，因此输出层数ｍ＝　Ｉ。　质量的提高。本文利用人工神经网络的　理论和方法实现了对信息检索与利用多　媒体课件的综合评价。　Ｉ　ＢＰ神经网络的信息检索课程多媒体教　学质量评价模型　学质量评价就是通过分析影响信息检索　课多媒体教学质量的因素及各因素的影　响程度而得出正确的等级，因而从信息检　索课多媒体教学工作总体角度出发，可以　确立以下指标体系（如图Ｉ）。　Ｉ　３　ＢＰ神经网络的信息检索课程多媒　ｃ网络隐含层数的确定。隐含层数越　多，神经网络学习速度就越慢。根据Ｋｏｓ．　ｍｏｇｏｒｏｖ定理。在合理的结构和恰当的权　值条件下。３层ＢＰ网络可以逼近任意的连　续函数。因此。我们选取结构相对简单的　３层ＢＰ网络。　Ｉ．１原理ＢＰ（Ｂａｃｋ　Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ）神经　体教学质量评价模型的确立　网络模型　结构的选择是一项十分重要的工作，选择　网络又称为多层前馈神经网络。它的主　作者简介：冯　凯，男，１９６３年生，副研究馆员，副馆长，研究方向为信息服务；李雪萍，女，１９７４年生．馆员，研究方向为信息服务。　圆　维普资讯 http://www.cqvip.com

ｄ．隐含层神经元个数的确定。一般　含层神经元８个，学习次数为ｌ　０００次，迭　情况下，隐含层神经元个数是根据网络收　１＋ｅｘｐｌ＿１∑　一０　代次数为６００次，初始步长为０．９，Ｍ取值　敛性能的好坏来确定，在总结大量网络结　构的基础上，得出经验公式：Ｓ＝０．４３ｎｍ＋　其中，　＝１，２，…，ｓ。　４００，动量系数为０．９，允许误差为０．００１，　０．１２ｍ２＋２ｅ．用网络的期望输出　，网络的实际　选取ｌ０对样本数据及ｌ０对测试数据，采　．５４ｎ＋０．７７ｍ＋０．３５＋０．５１。　输出Ｙ可计算出输出层的校正误差：　用ＭＡＴＬＡＢ神经网络工具箱学习训Ｉ练网　根据以上公式，可以得出隐含层神经元个　ｄ＝（　一　）　（１一　）　络，得到神经网络评价模型。通过对测试　数Ｓ＝８。　ｆ．用ｏｏｊ，ｄ，　可计算出隐含层的校正　数据的验证，结果比较满意，测试结果与　ｅ．神经元转换函数的确定。ＢＰ神经　误差：　专家评价结果比较见表１。　网络神经元转换函数，一般采用Ｓ型，函　表１　测试结果与专家评价结果比较　ｄ｜＝，Ｊ（１一￣）ｏｏｏｊ　数形式为：　●　ｇ．用　，，ｄ，　和０可计算下一次隐含　，（ｚ）＝　１　ｒ　Ｃ　层和输出层之间新的连接权值及输出神　ｆ．模型结构的确定。由上述结果可以　经元阀值：　确定ＢＰ神经网络模型结构（如图２所　叫Ｊ（ｔ＋１）＝　（ｆ）＋　（ｔ）ｏｙｊ＋口［叫Ｊ（ｆ）一　示）。　．（ｔ一１）］　输入层　隐含层　输出层　日（ｔ＋１）＝日（ｆ）　（ｔ）ｏ＋口［日（ｆ）一日（ｔ　Ｘ１——＋　１）］　Ｘ２—　ｙ　）＝　Ｉ－一　Ｉ　其中，　（ｆ）为步长；。为动量系数，取　值在［０，１］之间，一般取０．９左右；　为初　Ｘ２１—　始步长；ｔ为学习次数；Ｔ为总的迭代次　图２　ＢＰ神经网络模型结构　数；Ｍ为一正数。　ｈ．用　，ｚ。，　和日可计算下一次输入　４结论　２　ＢＰ神经网络学习算法　层和隐含层之间新的连接权值及隐含层　将神经网络应用于信息检索课程多　ＢＰ神经网络学习算法可描述为：　之间新的连接权值及隐含层神经元阀值：　媒体教学质量评价中，克服了专家在评价　ａ．初始化网络及学习参数，给各连接　ｏｏｉｉ（ｔ＋１）＝ｏｏｉｉ（ｆ）＋　（ｆ）　ｆ＋口［叫　（ｆ）　过程中的主观因素，具有广泛的适用前　权系数　，　及阀值０ｊ，赋予０１－一２／ｎ，　（ｔ一１）］　景，通过采用变步长算法，大大改善了网　２／ｎ］之间的随机值，ｉ＝１，２，…，　；　＝１，　０ｊ（ｔ＋１）＝０ｊ（ｔ）　７（ｆ）　＋ａｌ－￣（ｆ）一　络的收敛速度，提高了学习训Ｉ练效率，从　２，…，ｓｏ　日　（ｔ一１）］　而给出较满意的评价结果。　ｂ．选取一对样本训ｌ练数据ｚ　＝ｆ－ｘ　，　ｉ．通过迭代计算，达到误差的允许值。　参考文献　ｚ２，…，ｚ２１］为输入层输入，　为期望输　再选取第二对样本进行训练，重复以上算　出。　法，直至所有样本全部训练结束，神经网　１王旭．王宏．人工神经网络原理与应用．沈　Ｃ．用输入数据ｚ　，连接权系数　及　络评价模型建立。　阳：东北大学出版社，２０００　２胡守仁，余少被，蔡葵．神经网络导论．长沙：　阀值日，计算各隐含层神经元的输出：　国防科技大学出版社。１９９３　ｌ　３信息检索课多媒体教学质量评价神经　ｐｌ＿１　一　网络模型的实现　３孙修东，李宗斌，陈富民．基于改进ＢＰ神经网络　－＋ｅ　算法的多指标综合评价方法的应用研究河南　其中，ｉ＝１，２，…，　；ｊ＝１，２，…，ｓ。　我们选用高性能的数值计算可视化　机电高等专科学校学报，２００３；（１１）　４王晓明，冯凯．基于神经网络的信息检索课程　ｄ．用隐含层的输出　，连接权系数叫Ｊ　软件ＭＡＴＬＡＢ，建立三层ＢＰ神经网络，输　入层神经元２１个，输出层神经元１个，隐　多媒体教学质量评价体系．现代情报，２００５；（５）　及阀值０计算输出层神经元的输出：　（责缡：阳梅ｌ　Ｉ上接第１４３页）如何克服传统教学模式的缺　。计算机检索虚拟教学。等实践。信息检　育技术，２００２；（１）　点，提高网上教学效果和质量，是理论工　索课实现网络远程教学，将极大地解决师　４　Ｒｏｂｉｎｓｏｎ　Ｂ　Ｓｕｐｐｏｒｔ　ｆｏｒ　Ｓｔｕｄｅｎｔ　Ｌｅａｒｎｉｎｇ，ｉｎ　作者和实践工作者迫切需要解决的问　资不足问题，扩大教学规模，提高教学质　Ｋａｙｅ，Ａ　ａｎｄ　Ｒｕｍｂｌｅ，Ｇ（ｅｄｓ），Ｄｉｓｔａｎｃｅ　Ｔｅａｃｈ—　题　ｊ。近些年来，随着网络技术的发展，　ｉｎｇ　ｆｏｒ　Ｈｉｇｈｅｒ　ａｎｄ　Ａｄｕｌｔ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ．Ｌｏｎｄｏｎ：Ｃｒ—　量，促进２ｌ世纪大学生的素质教育。　高校图书馆用户教育和信息检索与利用　ｖｏｒｌｌ　Ｈｅｌｏｍ　ｉｎ　Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　Ｔｈｅ　Ｏｐｅｎ　Ｕｎｉｖｅｒ—　参考文献　课已开始从传统的电化教学、计算机单机　ｓｉｔｙ　Ｐｒｅｓｓ．１９８１　ｌ柯和平多媒体资源建设与网络教学应用探索　辅助教学步入网络型的远程教学阶段５刘丽霞基于ｌｎｔｅｒｎｅｔ实现网络教学数字化校　，．国　现代教育技术，２００２；（１）　园的研究管理信息系统，２００２；（３）　内一些重点大学图书馆已经作了有益的　２王云娣基于Ｗｅｂ的信息检索虚拟课堂设计．　６　Ｍａｎｔｙｌａ，Ｋ（ｅｄ）．Ｔｈｅ　２０００／２００１　ＡＳＴＰ　Ｄｉｓｔａｎｃｅ　尝试，如南京大学的。文献检索课基础　、　中国图书馆学报，２００１；（５）　Ｌｅａｒｎｉｎｇ　Ｙｅａｒｂｏｏｋ．Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ：ＭｃＧｒａｗ—　浙江大学的。信息检索　、南京邮电学院的　３刘晓华关于网络课程开发过程的探讨现代教　Ｈｉｌ１．２０００　Ｉ责编：阳加勃）