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关于社会网络参考文献格式范文 跟基于社会网络分析的大学本科课程体系以系统工程专业为例相关硕士论文范文

分类:毕业论文 原创主题:社会网络论文 发表时间: 2024-03-09

基于社会网络分析的大学本科课程体系以系统工程专业为例,本文是关于社会网络硕士论文范文跟课程体系和系统工程专业和大学本科类专科开题报告范文.

摘 要:课程体系作为高等院校培养人才的关键载体,是将教育理念付诸实践的桥梁和纽带.人才培养方案的核心构成要素之一就是课程体系设置.本文以社会网络分析理论方法为主要工具,以XX大学系统工程专业2013级学生为研究对象,基于主干课程考试成绩构建起课程关系网络,研究了现行培养方案中课程设置问题,对优化课程体系提供了重要的理论依据.

关键词:社会网络分析;课程关系网;课程体系研究;Pajek

一、研究意义及现状

人才培养方案中课程体系的优化是一项复杂的系统工程,它指的是在一定的教育思想和理念指导下,将课程的各构成要素(比如授课学期,课程学时等)进行排列组合,使课程要素在动态过程中实现专业培养目标,具有特定功能、特定结构、开放性的知识、能力和经验的组合系统[1].课程体系优化涉及到诸多因素,研究的视角也很多.本文试图挖掘社会网络分析理论方法与课程体系优化问题之间的内在关系,并以XX 大学系统工程专业为研究对象,从社会网络分析的视角,提出了一种新的验证方法和优化方案,具有一定的推广应用价值.

目前,国内外绝大部分对课程体系设置的探索都局限在对课程体系设置的现状、存在的问题、改进的方法及原则上进行定性研究,借助一定的工具用定量分析的研究方法分析课程体系设置中存在的主要问题还比较少.随着信息技术的飞速发展,为依托相关数据展开对课程设置科学性问题的定量分析提供了可能.因此,本研究从考试成绩的角度出发,利用社会网络分析将定量分析系统工程专业主干课程之间的关系,并与定性分析相结合为新的课程体系设置提供决策支持信息.

二、社会网络及其表示

所谓社会网络,是元素及其之间关系的系统,集理论框架和研究方法于一体,主要用于描述和分析系统内各元素的关系特征、类型,并分析关系对网络的影响[2].社会网络有以下两种表示方式:

1. 图表示法.最早用图表示实际网络问题的实例是18世纪数学家欧拉研究的“哥尼斯堡七桥问题”.人们普遍认为,网络都可以用图描述:具体网络中的节点用抽象的点表示,抽象的点之间的连线则表示具体网络中节点之间的连接关系.

如果网络中的连线是无向的,则可以用无向图G等于(V,E) 表示,其中V 是图G 的点集合,E 是图G 的边集合,连接vi 和vj(其中vi ∈ V 且vj ∈ V)的边记作[vi, vj](或者[vj,vi]),该网络称为无向网.若网络中的连线是有向的,则用有向图D等于(V, A) 表示,式中V, A 分别表示图D 的点集和弧集,从vi 指向vj 的弧记为(vi, vj),该网络称为有向网.更进一步,如果节点对之间不仅仅是相互连接,而且给每条边都赋予相应的权值来表明节点对间的强度、距离等,那么该网络就是加权网络;否则被称为无权网络[3].

2. 矩阵表示法.设网络G等于(V, E) 是无权无向网络,它有n 个节点V等于{v1, v2, L, vn},则n 阶方阵A(G)等于(aij) 称为G 的邻接矩阵,其中:

对于网络D 来说,其邻接矩阵An×n 的元素更为丰富,不仅仅局限于0 和1.所有满足该性质的矩阵都可以对应一个加权有向网.

三、基于考试成绩的课程关系网络构建

1. 课程考试成绩选取及数据预处理

本研究选取了XX 大学2013 级系统工程专业学生(共计140 人)的主干课程考试成绩.包括除语言文化课和政治理论课以外的所有公共基础课以及选课人数大于90%(即126 人)的专业选修课,共计35 门,分别为计算机网络及应用、高等数学Ⅱ(1)、线性代数、系统动力学、管理信息系统、信息与谋略、WEB 程序设计基础、C 语言程序设计、大学物理Ⅲ(1)、大学物理Ⅲ(2)、大学物理实验Ⅲ(1)、运筹学、高等数学Ⅱ(2)、数学建模Ⅱ、管理学基础理论、信息安全概论、信息导论、训练基础理论、地理与环境、电工电子技术、计算机作战模拟、数据结构Ⅱ、系统仿真、系统工程原理及应用、系统科学概论、概率论与数理统计Ⅰ、Matlab 语言、分布式仿真开发工具、决策支持系统、系统工程、指控系统工程、机械基础、信息化概论、地图与态势图和自动化系统.此外有两点需要特别说明:第一,参加过补考的学生以第一次考试成绩为准;第二,存在学生在部分选修课上没有成绩(即该学生没有选择该选修课),以本课程平均成绩进行插补.由此我们构建出原始“课程- 成绩”矩阵X140×35,其中横向表示学生的学号,纵向表示课程的编码,那么第i 行第j 列数据即表示学生i 在课程j 上取得的成绩.

将成绩进行选取、插补以后还要将数据进行标准化.第一个原因是因为各课程阅卷教师的主观评分标准存在不同.第二个原因是因为各类课程的计分方式也有区别,既有“百分制”又有“等级制”,因此无法将原始成绩数据直接分析比较.为了保证结果的可靠性,需要对原始指标数据进行标准化处理.经检验,本研究当前采用的数据基本符合标准正态分布,因此使用z-score 标准化方法:

其中,zij 表示转换后的z 分数;xij 是原数据;xj 是第j 列原始数据的均值;σj 表示第j 列数据的标准差.

由此得到标准化的“学生- 课程”成绩矩阵T140×35.

2. 课程相关性与“0-1”成绩矩阵的构建

本研究的基本立脚点在于,认为主干课程之间并不是相互独立的,而是存在一定的联系,而这一联系在一定程度上可以通过课程考试成绩反映出来.由此构造起课程相关性,且这里的相关是有向的,其内涵是课程之间的支撑、衔接关系.在弄清课程相关性以前,先弄清“A 是B 的基础”这一逻辑推理语言.“A → B”表示A 是B 的充分条件,意味着B 是比A 更高级的存在,即有B 的存在一定有A 的存在,但有A 的存在不见得B 存在.类比到课程相关性上,现有M、N 两门课程,M 是N 的前序课程,若通过成绩分析,课程N成绩较好的大部分学生,其课程M 成绩也比较好,即“课程N 成绩好→课程M 成绩好”,则可以认为“课程M 是课程N的基础”.

以上论述证明了从“课程N 成绩好→课程M 成绩好”可以推导出课程M 是课程N 的基础,这其中不可避免地涉及到一个新的问题:各门课程考试成绩好的标准是什么?由于标准化z-score 服从标准正态分布,我们只需要设定一个成绩分界值 ,即可通过查询标准正态分布函数表确定课程成绩较好的学生所占比例.该参数的设置必须遵循以下规则:成绩好的学生数量总是少于其他学生,即 必须大于0;成绩好的学生数量不能过少,否则数据量太小难以发现真实规律;成绩好的学生必须基本掌握了该课程大部分知识.基于以上三点,经过不断调节加上与教育领域相关专家教授的探讨,最后设定参数等于0.25,即认为该课程考试成绩占前40% 的学生基本掌握该课程大部分知识,可以认定为成绩较好.确定区分成绩好坏的标准后,成绩好用“1”表示,成绩不好用“0”表示,这样就可以构建出新的“0-1”成绩矩阵S140×35.具体如下:

本研究使用SPSS 进行课程考试成绩的选取和数据预处理,通过Matlab 实现成绩矩阵的转换和课程关系网络邻接矩阵的构建,后借助Pajek 对邻接矩阵进行处理和分析.

四、基于社会网络的课程体系分析

前面我们提到,社会网络有两种表达方式:图表示和矩阵表示.经过上述分析,我们已经依据七个学期(第八学期为毕业论文或毕业设计)考试成绩中的“死数据”构造起了课程关系网路的邻接矩阵.现将矩阵数据保存成.net 文件,并导入Pajek 软件进行网络分析.

1. 基于课程学期的课程体系分析

Pajek 分析的初始结果是将课程进行环状排列,仅仅简单把关联课程连接,很难直观分析出有效信息.对分析结果执行Kamada-Kawai 优化指令后,能很容易从网络图看出,处于中心位置的节点显然是更为重要的课程,而边缘课程相对没有那么重要.此外我们还要注意到一点,授课时间靠后的课程永远无法对授课时间在其之前的课程产生影响,因此我们要在分区文件中,将课程按学期进行分区处理,整理后得到以下结果(如图2 所示).

如图2 所示,节点表示课程,连线表示课程M 对课程N 的影响,其数值大小表示支撑强度.节点自上而下分为明显的七层,颜色由浅到深表示从第一学期到第七学期.我们可以简单的看出高等数学、概率论与数理统计Ⅰ、电工电子技术等课程处于整个图形的中心位置,且与其他课程的连线最为密集,这就说明这些是本专业学习的过程中最为重要的内容,是整个课程体系的中心或者基础.此外我们还发现共有七门课程孤立在网络中,分别是大学物理实验Ⅲ(1)、Matlab 语言、指控系统工程、决策支持系统、分布式仿真开发工具、信息化概论和自动化系统,这是由于在本研究的理论阈值下,这些课程与其他课程之间的相关性不够显著,表明它们并不影响其他任何课程,也不被其他任何课程影响,属于相对独立的课程内容,可以在后期排课过程中用于平衡各学期的之间的学时安排.

2. 基于中心度和威望度的课程体系分析

节点的度指的是与该节点相连接的边的数目.在分析有向网络时,节点的度又分为入度和出度.入度指的是其他节点指向该节点的边的数目,而出度指的是该节点指向其他节点的边的数目.特别地,在一个有向加权网络中,一个节点的中心度是指该节点指向其他节点的边权之和;一个节点的威望度是指它在网络中接收到来自其他节点的边权之和[4].从某种意义上来说,一个节点的度越大,其重要性”就越大.

(1)基于中心度的分析`

将35 门主干课程的关系网络基于中心度优化后(如图3 所示),我们可以看出仅有15 门课程对其他课程有不同程度的影响.其中,高等数学Ⅱ(2)对14 门课程产生共计9.21的直接影响,高等数学Ⅱ(1)是9 门课程的基础,对它们施加了5.71 的影响,这表明高等数学是基础性极强的课程,不仅要在授课学期上放在靠前的学期,学时也应适当多于其他课程.电工电子技术影响了8 门课程,中心度为5.32,仅小于高等数学;运筹学是5 门课程的基础,对它们共施加3.17的影响.从中心度视角可以看出这两门是最重要的专业基础课,说明它俩有着不可或缺的重要地位,应对其投入更多的教学力度,并适当增加课时.大学物理、线性代数等课程也对一些专业基础课程均有一定程度的影响,说明它们被划分到基础课的类别中是合理的.

(2)基于威望度的分析

将35 门主干课程的关系网络基于威望度优化后(如图4 所示),我们可以看出共计22 门课程受到其他课程不同程度的影响.其中,机械基础主要受到电工电子技术、高等数学Ⅱ(2)、运筹学等6 门课程共计3.82 的影响,这表明若想学好该课程,在前置课程的学习上要多下功夫.计算机网络及应用主要受到高等数学、C 语言程序设计等6 门课程共计3.67 的影响,且前置课程学期安排跨度较大,说明计算机网络及应用授课学期应该适当靠后.在基于威望度的分析我们提到电工电子技术是6 门课程的基础,事实上,它还同时受到高等数学、大学物理(上)和C 语言程序设计的影响.这表明电工电子技术是一门承上启下的课程,因此该课程需投入更多的教育关注度.系统仿真、计算机作战模拟、系统工程等交叉性学科均受到高等数学、系统动力学等基础课程和专业课程的影响.

五、结语

1. 合理的课程体系必须保证科学的课程学期设置.合理的课程设置一定程度上表现在课程结构的顺序性、关联性上,顺序性是指课程的开设需要一定的前后顺序,关联性是指各课程内容之间相互关联、相互依赖.事实上,本文依据考试成绩构建的课程关系网络表明某些课程之间确实存在明显的衔接、支撑关系.目前院校现行课程体系中,大部分课程的学期设置是科学的,但也有部分课程需要做出调整.比如,系统工程作为交叉课程同时受两门同学期课程(系统仿真和计算机作战模拟)的影响.可以预见,若将系统工程调整至下一学期授课,课程体系层次必将更加清晰.因此,课程学期的设置对课程体系的影响是显而易见的.

2. 合理的课程体系需要突出关键课程.在一系列主干课程之中,必然存在某些课程对其他课程有显著影响或受其他课程的显著影响,对于这一类课程在体系设置中要有所体现.对其他课程有显著影响的,在课程体系中应位于更加基础性的位置.比如,由中心度相关分析可知高等数学Ⅱ(2)作为14 门课程的基础课程,其重要性不言而喻,不仅要在教学过程中予以体现,甚至还要适当增加学时.受其他课程显著影响的,在课程体系中应位于相对靠后的位置.例如,由威望度相关分析可知计算机网络及应用受到6 门课程的影响,那么该课程最好在这6 门课程之后授课.学生将取得更好的学习效果.因此,课程设置中必须体现出关键课程的重要地位.

上文结论:这是一篇关于对不知道怎么写课程体系和系统工程专业和大学本科论文范文课题研究的大学硕士、社会网络本科毕业论文社会网络论文开题报告范文和文献综述及职称论文的作为参考文献资料.

参考文献:

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