基于SOM网络的依托机构办学行为聚类分析*

郭富强

(陕西广播电视大学 资源建设与现代教育技术中心，陕西　西安　710119)



【远程教育】

基于SOM网络的依托机构办学行为聚类分析*

郭富强

(陕西广播电视大学 资源建设与现代教育技术中心，陕西西安710119)

[摘要]远程教育校外依托机构办学行为聚类研究，是办学行为评价诊断的基础性工作，也为教育行政部门和主办高校实行分类管理提供依据，促进办学行为的优化。根据远程教育的特点和实践，提出了依托机构办学行为分析指标体系。根据SOM网络高维输入、低维输出的特点，将其引入办学行为研究，实现高维数据的聚类分析。聚类结果较好地反映了依托机构办学行为的实际。

[关键词]远程教育；办学行为；SOM网络；聚类

0 引言

校外依托机构是远程教育主办高校在校外选择的合作办学机构。不同的依托机构往往具有不同的办学行为。通过对依托机构办学行为聚类分析，为实施分类管理、建立对依托机构有效的监控、评价和进入退出机制提供依据，为政府和主办高校制定政策和制度提供参考，也为依托机构自身改进办学行为提供指导。

进行办学行为聚类分析，必须解决办学行为有效聚类这个核心问题。从依托机构的职能可知，描述办学行为的数据呈现高维度、大批量的特点，且诸因素之间存在很强的非线性关系，因此常规数学模型难以有效处理这类复杂的聚类问题。自组织特征映射((Self-Organizing FeatureMap，简称SOM)) 聚类方法具有自学习、自组织、自适应能力和强容错性的特点，能够智能挖掘复杂的高维数据中的内在规律和本质属性，因此SOM 网络模型解决聚类问题具有速度快、准确率高、结果客观、稳定可靠等优点，目前已广泛应用于各种模式识别和聚类问题中[1][2]。

本文将SOM网络引入办学行为分析，以期对校外依托机构办学行为进行聚类分析，从而为对校外依托机构进行科学管理提供依据。

1.校外依托机构的办学行为分析指标体系

为了客观衡量和全面考察校外依托机构的办学行为，根据远程教育的特点和实践，提出了依托机构办学行为分析指标体系[3]，其包括5个一级指标和16个二级指标。见表1。

表1：校外依托机构办学行为分析指标体系

2.研究对象及聚类数据

2.1研究对象。

研究对象为陕西区域内50个远程教育校外依托机构，其选择原则是：(1)远程教育类型包括网络教育、奥鹏等公共服务体系、电大开放教育三种；(2)依托机构类型覆盖中等职业学校类、高等学校类、教师进修学校类、电大类、党校类、教育培训类、企业类、其它类等8类；(3)依托机构分布兼顾关中、陕南、陕北，公办、民办，大城市、中等城市、县城，在陕高校、省外高校等不同情形。

2.2聚类数据。

对数据进行归一化处理，得到需要进行聚类分析的数据[4]。见表2。

表2：聚类数据

3.基于SOM网络的校外依托机构办学行为聚类

3.1聚类原理。

SOM是一种自组织竞争神经网络，能够对未知聚类结果的数据集进行聚类，属于非监督的聚类。该算法应用类间的全局关系，能提供大数据集内相似性关系的综合分析，便于研究数据变量值的分布及发现类结构。经过学习训练的SOM，可以提取出众多数据中的共性，较准确地处理复杂的数据关系，实现对大量高维数据的有效聚类。

办学行为的量化记录构成一个由诸多因素构成的多维模式空间，模式的分布具有复杂的结构，用一般方法很难发现。借助SOM网络具有的高维输入、低维输出的特点，实现将高维数据映射到低维输出空间，达到对办学行为进行分析聚类的目的。

3.2 SOM网络设计。

根据样本维数，确定输入层节点数15。结构设计主要是确定竞争层神经元的数量，与聚类程度有关。聚类不能太细太多，否则失去聚类的意义；也不能过粗，难以实现有效分类。原则上该层节点数与训练样本包含的模式数有关。根据实际分析，样本中包含的模式不超过6个，因此竞争层神经元的组织结构为2×3的二维平面阵。模型通过MATLAB进行设计、调试，距离函数为linkdist，网络的初始权值设为0.5。经反复试探，训练步数设为600。

样本数据共50组，其中前20组作为MOS网络的训练样本，后30组作为测试样本。

3.3聚类结果。

经过训练、仿真得到具有聚类功能的SOM工作网络，然后将50组数据输入网络，得到聚类结果。见表3。

表3：依托机构办学行为聚类结果

4 聚类结果分析

为便于聚类结果应用，根据每种类型的特点，将类型1到5分别命名为严谨规范型、积极发展型、基本规范型、轻度违规型、严重违规型，分析每种类型依托机构办学行为的特点、不足，并给出了改进管理的建议。

4.1严谨规范型。

7个依托机构属于此类型。特点是能够认真执行国家政策和联合办学协议，遵守国家法规，规范办学意识较强，规模与条件相适应，重视教学投入，支持服务到位，关注学习者的学习需求，注意提高办学质量。但对远程教育理解不深入，对网上教学重视不够，规模发展较慢，思路不开阔，单纯依靠自己的力量，对主办高校资源、周边资源利用不足，办学效率不高。应加强对这类机构的培训和指导，提高其应用现代信息技术进行教学、管理和服务的能力，同时指导其创新工作思路，扩大生源，实现规模发展。

4.2积极发展型。

12个依托机构属于此类型。这类机构追求办学效益，开设专业较多，规模发展快。但片面追求发展规模，办学条件薄弱，与规模不平衡，教学管理松散，制度不健全，规范性不足。应督促其加强教学条件的投入和建设，特别是提升实践教学、教学支持服务方面的能力，提高管理和服务的科学化、规范化和制度化。

4.3基本规范型。

19个依托机构属于此类型。该类型依托机构能够较好执行主办高校的教学计划，落实教学组织环节，但质量意识不强，缺乏长期发展规划，教学建设满足于达到基本条件。应加强指导、检查和督促，培养其扎实、负责和服务的精神。

4.4轻度违规型。

9个依托机构属于此类型。其特点是能够接受主办高校的业务指导，教学组织基本到位，支持服务能够正常开展，但办学利益化倾向明显，招生宣传不严谨，打政策擦边球，通过各个环节降低办学成本。应提出警告，并督促改进，防止办学行为继续下滑。

4.5严重违规型。

3个依托机构属于此类型。这类依托机构虽是少数，但法规意识淡薄，自律不严，违规行为屡禁不止，有的造成严重影响。应作为监管重点，控制其办学规模，严重的取消其办学资格。

[参考文献]

[1]朱卫东，汪国珍，李矿. SOM 聚类方法在卷烟零售户分类中的应用[J].信息技术，2014(6):29-32．

[2]金建国.聚类方法综述[J].计算机科学，2014(11)：288-292.

[3]刘述，杨亭亭.管理学视野下的学习中心支持服务规范研究[J].中国远程教育，2013(2)：74-79.

[4]Gui Jie，Zhang Zhao-feng，Zhu Xiao-hua，et al.ch on a hybrid patent clustering based on som model[J].ICIC Express Letters，2013，(6):1839-1846.

[5]ASTUDILLO CESAR A， OOMMEN B John.On achieveing semi-supervised pattern recognition by utilizing tree-based SOMs[J].Pattern Recognition，2013(1):293-304.

[责任编辑张君宽]

The Cluster Research about School Behavior Relying on outside Agencies Based on SOM Network

Guo Fuqiang

(Shaanxi Radio and TV University，Xi'an 710119)

Abstract：The cluster research of distance education’s school behavior relying on outside agencies， which can provide evidence for the education administration and hosting universities when they implement the category management and promote the optimization of school behavior，it is the basis for the evaluation of diagnosis of school behavior. According to the characteristics and practice of distance education， it brings out indicator system for school behavior of relying agency. According to the characteristics of high-dimensional input and low-dimensional output of SOM network， it will implement high-dimensional data analysis for clustering if we introduced it into school behavior research. Clustering results can better reflect the actual school behavior of relying agency.

Key words：Distance education；School behavior；SOM network；Cluster

[中图分类号]G724.82

[文献标识码]A

[文章编号]1008-4649(2016)01-0018-04

*基金项目：陕西省教育厅2014年高校哲学社会科学重点研究基地项目“现代远程教育校外依托机构办学行为研究”(项目编号：14JZ007)。

[作者简介]郭富强(1962—)， 陕西省韩城市人，陕西广播电视大学 资源建设与现代教育技术中心 教授。

[收稿日期]2015-11-26