陳瑩 郭娟 謝瑾

摘要：該文提出了一種高校課程編排系統(tǒng)的構(gòu)建方法。設(shè)計(jì)了相應(yīng)的評(píng)價(jià)模型，提高了算法的性能。最后進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了所提教學(xué)平臺(tái)設(shè)計(jì)算法在性能上的優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞：層次結(jié)構(gòu);教學(xué)平臺(tái);互聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號(hào)：G301.6

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）34-0162-02

1 課堂教學(xué)評(píng)價(jià)模型

單憑期末考試的成績(jī)是不能衡量課堂質(zhì)量的。從教學(xué)轉(zhuǎn)型的方向和高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)來(lái)看，一個(gè)好的課堂應(yīng)涵蓋科學(xué)準(zhǔn)確的教學(xué)目標(biāo)和德育滲透，教學(xué)項(xiàng)目要突出重點(diǎn)，層次分明，延伸性強(qiáng)，教學(xué)方法要做到教化為本，手段多樣，呈現(xiàn)互動(dòng)性，教學(xué)質(zhì)量高可靠，熟練規(guī)范，氛圍活躍，教學(xué)目標(biāo)明確。此外，在軍事院校的教學(xué)中，地方高校和軍校的研究生階段不設(shè)問(wèn)答。因此，課堂評(píng)價(jià)應(yīng)包括教師對(duì)問(wèn)題和答案的參與情況以及問(wèn)題和答案的結(jié)果。課堂教學(xué)模式評(píng)價(jià)功能應(yīng)從篩選、選擇轉(zhuǎn)向激勵(lì)、反饋和調(diào)整。評(píng)價(jià)項(xiàng)目應(yīng)當(dāng)從重視成績(jī)向全面發(fā)展轉(zhuǎn)變。評(píng)價(jià)人員應(yīng)從單一轉(zhuǎn)為學(xué)生、教師、教師同仁和專家共同參與評(píng)估。因此，構(gòu)建了以下層次模型：

2 課堂教學(xué)評(píng)價(jià)的層次模型

根據(jù)以上的層次模型，定義了以下與算法相關(guān)的公式：

1）在一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)中（對(duì)應(yīng)第二層次），假設(shè)教師自我評(píng)價(jià)、教師間相互評(píng)價(jià)、專家評(píng)價(jià)和學(xué)生評(píng)價(jià)分別為A1、A2、A3和A4，一級(jí)指標(biāo)因子集為A= {AI，A2，A3，A41。

2）在二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)中（對(duì)應(yīng)第三層次），假設(shè)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)項(xiàng)目、教學(xué)方法、教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)效果和問(wèn)答為B1、B2、B3、B4、B5、B6，二級(jí)指標(biāo)因素集為B={B1、B2、B3、B4、B5、B61。

3）在三級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)中（對(duì)應(yīng)第四層次），假設(shè)二級(jí)指標(biāo)Bi （i=l，2，3，4，5，6）下的三級(jí)指標(biāo)是一組Cil，Ci2，Ci3，Ci4，Ci5，被記為Ci Cil，Ci2，Ci3，Ci4，Ci5），如果三級(jí)指標(biāo)將CI設(shè)置為二級(jí)指標(biāo)Bi（i=l，2，3，4，5，6）的下級(jí)，則包含的因子不超過(guò)6個(gè)，將執(zhí)行以下步驟：直接忽略具有缺少項(xiàng)的集合Ci的缺少項(xiàng)。例如，C1被記為{C1l，C12}，對(duì)應(yīng)于{精確教學(xué)，符合實(shí)際}。

4）評(píng)價(jià)定義為四個(gè)層次：優(yōu)秀（90-100）、良好（80-90）、通過(guò)（60-80）和不及格（0-60），分別記為Z1，22，23和24，我們建立評(píng)價(jià)集Z{ Z1，22。23，24}。

5）確定了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的權(quán)重。權(quán)重在模型中占有重要地位，直接影響到綜合評(píng)估的結(jié)果。本文用加權(quán)法確定了成對(duì)比較矩陣。假設(shè)有一個(gè)集合D=f D1，D2，D3，D4，D5，D6}（-個(gè)隨機(jī)的例子，不同于一級(jí)指標(biāo)因子集合），則模糊一致性判斷矩陣構(gòu)造如下：

根據(jù)相關(guān)理論，利用本文計(jì)算所用的MATLAB軟件，可以計(jì)算出最大特征值對(duì)應(yīng)的特征向量W集合的權(quán)向量。此外，還介紹了SAAtv層次分析法中不一致性的定義和不一致矩陣中求權(quán)向量的求法。SAA押將CI= （d-m）/（m-l）定義為一致性指數(shù)，其中d表示A的最大特征值，m表示A的階，引入隨機(jī)一致性指數(shù)RI，其值如下：

對(duì)于m>=3的成對(duì)比較矩陣A，其一致性指數(shù)CI與同階隨機(jī)一致性指數(shù)RI之比f(wàn)即m相同）稱為一致性比CR。

CR=CI/RI<0.1

當(dāng)CR=CI/RI〈0.1時(shí)，A的不一致度在允許范圍內(nèi)，其特征向量可作為權(quán)向量。根據(jù)上面的描述，權(quán)重向量為VA=[VAl，VA2，VA3，VA4），在一級(jí)因子索引集中。VB=[vl，v2，v3，v4，v5，v6]在二級(jí)因子索引集中。VBl=[vll，v12]在三級(jí)因子索引集中。

VB2=[v2l，v22，v23，v24】

VB3=[v31，v32，v33，v34，v351

VB4=【v3l，v32，v33，v34】

VB5=[v51，v52，v53，v54，v55】

VB6=【v61，v62]

6）第四層次中的綜合判斷矩陣被定義為Tjk（j=1，2，3，4，分別表示教師自我評(píng)價(jià)問(wèn)卷、教師間相互評(píng)價(jià)問(wèn)卷、專家評(píng)價(jià)問(wèn)卷和學(xué)生評(píng)價(jià)問(wèn)卷形成的綜合判斷矩陣）。利用Excel軟件對(duì)問(wèn)卷原始信息進(jìn)行處理，得到課堂評(píng)價(jià)的6個(gè)三級(jí)指標(biāo)集中每個(gè)因素的優(yōu)秀率、良好率、通過(guò)率和不及格率。

7）第三層次綜合判斷矩陣定義為Q，第三層次各因素綜合判斷矩陣為Qji=Rji*VBi（i_1、2、3、4、5、6）。Qji=Rji*Vbi（i=1，2，3，4，5，6）。Qj=[Qj1，Qj2，Qj3，Qj4，Qj5，Qj6]T最終可以得到。（j=1、2、3、4，分別代表教師自我評(píng)價(jià)、教師間相互評(píng)價(jià)、專家評(píng)價(jià)和學(xué)生評(píng)價(jià)得出的第三層次綜合判斷矩陣）。

8）第二層次中的綜合判斷矩陣定義為S1，S2，S3和S4，可通過(guò)教師的自我評(píng)價(jià)、教師之間的相互評(píng)價(jià)、專家評(píng)價(jià)和第二層次中的學(xué)生評(píng)價(jià)來(lái)計(jì)算。它的計(jì)算方法是：

Sj=VB*Qj=[v1，v2，v3，v4，v5，v6]*[Ql，Q2，Q3，Q4，Q5，Q6]T.

9）評(píng)價(jià)等級(jí)及評(píng)分表。

分?jǐn)?shù)向量為U=[95，85，70，53]T。

10）第二層次計(jì)算教師自我評(píng)價(jià)、教師間相互評(píng)價(jià)、專家評(píng)價(jià)和學(xué)生評(píng)價(jià)的得分Ul，U2，U3，U4.Ui=Si*U （i=l，2，3，4）。

11）最終結(jié)果=[U1，U2，U3，U4]*VA==[U1，U2，U3，U4]*[VA1，VA2，VA3，VA4]。

3 實(shí)驗(yàn)分析

該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目被我國(guó)一所大學(xué)的計(jì)算機(jī)課程表所選擇和驗(yàn)證?；谟?jì)算機(jī)的課程安排見(jiàn)表4。在開發(fā)了基于Visual C++的計(jì)算機(jī)排課系統(tǒng)。

實(shí)驗(yàn)中選取了標(biāo)準(zhǔn)的PSO算法作為比較算法。選擇目標(biāo)函數(shù)值和演化時(shí)間作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)共進(jìn)行了20次。每100次演化一次，查詢并獲得當(dāng)前種群的最優(yōu)分布自適應(yīng)值。用該方法對(duì)算法的運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行了比較。圖1顯示了模擬結(jié)果。圖2顯示了基于計(jì)算機(jī)的課程安排的一些結(jié)果。

圖l給出了本文算法和PSO算法的平均自適應(yīng)值的收斂曲線?？梢?jiàn)，本文提出的算法比PSO算法的收斂速度快。文中算法的收斂精度高于PSO算法。圖2給出了在計(jì)算機(jī)排課系統(tǒng)中，本文算法的運(yùn)算時(shí)間與PSO算法的比較?？梢?jiàn).本文算法所用的時(shí)間明顯小于PSO算法。計(jì)算機(jī)排課效果比較見(jiàn)表5。

表5比較了基于計(jì)算機(jī)的算法與PSO算法之間的距離效應(yīng)。從表5可以看出，本文的算法在站點(diǎn)利用率、課程省略數(shù)、教師滿意度和基于計(jì)算機(jī)的課程編排的碰撞率等指標(biāo)上優(yōu)于PSO算法。這表明該算法在應(yīng)用基于計(jì)算機(jī)的課程編排系統(tǒng)中的有效性。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文探討和建立基于計(jì)算機(jī)的課程規(guī)劃與設(shè)計(jì)方法，將教育數(shù)據(jù)中的交互信息與典型的課堂規(guī)劃相結(jié)合。在教育模式中，從不同層面提出了基于數(shù)據(jù)的信息共享創(chuàng)新模式的可行性。其目的是為了更好地將基于教育數(shù)據(jù)的交互信息應(yīng)用于基于計(jì)算機(jī)的課程規(guī)劃和設(shè)計(jì)。

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【通聯(lián)編輯：謝媛媛】

收稿日期：2019-10-08

基金項(xiàng)目：2（）17年廣西高等教育本科教學(xué)改革工程項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2017JGB198）

作者簡(jiǎn)介：陳瑩（1980-），女，廣西民族大學(xué)預(yù)科教育學(xué)院，講師;郭娟（1981-），女，長(zhǎng)江職業(yè)學(xué)院信息化建設(shè)管理辦公室，副教授;謝瑾（1981-），女，武漢大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院，博士。