傳統(tǒng)工業(yè)自動控制原理中,自動化控制的核心思想就是反饋,通過反饋建立起輸入(原因)和輸出(結果)的聯(lián)系。根據(jù)反饋在系統(tǒng)中的作用與特點不同分正反饋和負反饋兩種。把網(wǎng)絡學習評價看作一個負反饋系統(tǒng)。該系統(tǒng)中以網(wǎng)絡課程中知識屬性基準為參值量,表示為s(t)。在課程模型中除了包含課程內容信息,還包含學習不同課程的學習目標和要求,以此作為系統(tǒng),通過對學習狀態(tài)參數(shù)實施評價作為當前學生學習依據(jù),以評價過程作為控制裝置,輸出評價結果,表示為q(t)。通過該輸出得到反饋調整策略,表示為r(t)。以此調整學生下一階段的學習,表示為w(t+1)。從而達到調整評價維度中具體狀態(tài)值(如學習時間、交互次數(shù))來使評價結果和課程模型基準之間的偏差q(t)一s(t)越來越小。使得課程對學習的要求和學習結果趨于一致,從而促進學習者學習。通過分析及反饋控制原理,其函數(shù)存在如下關系:q(t)=h(s(t),w(t));r(t)=f(s(t),q(t));w(t+1)=g(w(t),r(t))
2 網(wǎng)絡學習評價指標體系
考慮影響學習的主要因素,將指標體系的對象和目標劃分成若干個不同組成部分(子系統(tǒng)),并逐步細分(即形成各級子系統(tǒng)及功能模塊),直到每一部分可用具體的統(tǒng)計指標描述、實現(xiàn)。得到具有層次型結構的指標集合一網(wǎng)絡學習評價指標體系。該體系共含5個一級指標、10個二級指標、21個評價參數(shù)。涵蓋了學生的心理特征因素的定位分析;學習過程的關鍵因素一交互與協(xié)作和資源的利用。其中交互與協(xié)作主要觀測點集中在跟蹤學習歷程、記錄參與交互與協(xié)作程度的數(shù)據(jù)。而資源的利用從再學習的角度,利用評價激勵其合理分配學習時間:學習效果主要從階段性和綜合性給出準確、科學的說明。網(wǎng)絡學習評價如表1所示。
3 基于NTFAHP-FCE網(wǎng)絡學習評價的實施
3.1 NTFAHP法的權重確定
(1)判斷矩陣的建立 文獻給出TFAHP法采用三角模糊數(shù)評判方法確定權重值。這種方式給出的結果仍然是定性判斷而不是定量準確值。
在此提出一種NTFAHP法,具體實施步驟:①利用不同專家給出各自的傳統(tǒng)判斷矩陣建立兩個矩陣:模糊比較判斷矩陣N,N=(nij)nn,其中元素wij=[lij,mij,uij]是一個以mij為中值的閉區(qū)間,(lij和uij是某專家對某因素給出的最低標度值)和利用mij構造模糊數(shù)中值矩陣M,M=(mij)nn。②構建模糊評判調整因子S。
式中:為標準偏離率,其值越小表示專家的判斷越一致,偏差越小,因此可利用S調整模糊數(shù)中值矩陣M,使之更加準確。③計算調整矩陣M’。利用模糊評判調整因子S對M做運算:M’=MxS。④得到最終判斷矩陣A,將M’按列轉化成對角線為1的矩陣A。
(2)計算判斷矩陣A的特征值和特征向量λmax為A的最大特征根;W為對應于λmax的正規(guī)化特征向量;W的分量Wi即是相應因素的權值。
(3)一致性檢驗可根據(jù)λmax是否等于n來檢驗判斷矩陣A是否為一致矩陣。當CR<O.10時,判斷矩陣的一致性可以接受,否則應對判斷矩陣作適當修正。根據(jù)上述算法得到網(wǎng)絡學習評價指標的權重分布如表2所示。
3.2 改進的FCE(模糊綜合評價法)的評定
①確定評語集合論域Vn,V={v1,v2,……,vn};②用隸屬度函數(shù)確定各子因素相對于評語集的隸屬度,得到了單因素的模糊評價矩陣M1;③改進的一級模糊綜合評價,確定進行二級模糊綜合評價模糊矩陣R=[R1,R2,……,RI,……,RK]T(k為一級指標項的數(shù)目)。利用上面的M1和相對于一級指標i的二級指標權重Ai={a1,a2,…,am}(利用NTFAHP法求得)為模糊向量(m為相對于某一級指標的二級指標項目數(shù)),計算一級隸屬度。改進傳統(tǒng)的計算R1方法,利用取權與單因素隸屬度的乘積代替模糊變換中的取大取小算法。此改進的目的在于:在“標準”的模糊綜合評價算法中,R1計算方法為把r’ij作為樣本X就m個指標對第j類Cj的綜合隸屬度。事實上,這樣計算的r’ij不能綜合反映X對Cj的綜合隸屬情況,因為在進行ai∧mlij運算時,只選取了部分信息,丟掉了某些更重要的信息。而取權與單因素隸屬度的乘積aimlij,綜合反映了樣本就因素對類Cj的隸屬情況,綜合考慮各單因素的影響后,樣本對Cj綜合隸屬度R1為:
④二級模糊綜合評價:利用一級指標的權重w={w1,w2,…wk}及其模糊矩陣R進行二級模糊綜合評價,其具體形式為:B=W·R;⑤評價結果的確定:在傳統(tǒng)的模糊綜合評價方法中對歸一化后B利用最大隸屬度法得到評價對象的評定結果。
4 評價結果的反饋推理規(guī)則
評價結果的反饋分兩種方式:其一將評價結果直接交給學習者,讓其了解該階段學習狀況;其二將評價結果和課程表示的相關屬性結合,利用評價反饋機制自動生成下一階段學習的導航信息,引導選擇合適的學習路徑。
基于NFAHP—FCM的網(wǎng)絡學習評價算法實施后,以用戶界面的形式呈現(xiàn)評價結果。通過該界面可直觀的了解到自己當前的學習狀況。通過對學生的學習評價結果調查、跟蹤和數(shù)據(jù)挖掘得到了如圖1所示反饋推理規(guī)則。評價反饋結果的獲得利用向前匹配法,即從前向后匹配,一條匹配成功后不再檢查后面的,前一條不相等再檢查后面的子規(guī)則。
5 網(wǎng)絡學習評價系統(tǒng)設計與實現(xiàn)
作為ITS中的重要組成的學習評價系統(tǒng),考慮遠程教育的特點和評價要求,應具備如下功能:評價系統(tǒng)必須能通過參數(shù)化的手段做到通用化,不僅支持指標體系的建立還要支持其更新和維護。學生學習數(shù)據(jù)是評價實施的基礎,如何采集有效的數(shù)據(jù)是系統(tǒng)必須提供的功能。學習評價的數(shù)據(jù)來源于3個方面:通過調查問卷、手工輸入、對學習的動態(tài)跟蹤。通過和其他系統(tǒng)的接口獲得學習日志數(shù)據(jù)。通過對學生學習評價結果的調查、跟蹤和數(shù)據(jù)挖掘,得到個性特征、學習過程和學習效果之間的關系。
通過反饋策略指導學生正確的認識自己的個性特征.改進學習過程,促進學生取得良好的學習效果。網(wǎng)絡學習評價系統(tǒng)的結構圖如圖2所示。
6 網(wǎng)絡學習評價實例驗證
現(xiàn)以220名學生的學習參數(shù)為樣本點,驗證系統(tǒng)運行過程。對220名學生的學習狀況動態(tài)跟蹤采集,分析后得到學習數(shù)據(jù)。使用調查問卷收集學生的反饋意見,87%的學生認為數(shù)據(jù)較準確的反映自己的學習狀況。9%學生認為數(shù)據(jù)有部分項沒有準確反映自己的學習狀況,4%學生認為數(shù)據(jù)完全沒有準確反映自己的學習狀況。調查數(shù)據(jù)表明:評價指標體系設置合理,能較好的表示學生的學習狀況:通過系統(tǒng)的處理機制得到的數(shù)據(jù)能較準確的反映學生學習狀況。
7 結語
實驗以某學院2005級計算機教育專業(yè)學生2007~2008年第一學期課程的數(shù)據(jù)為依據(jù),對該年級90名學生進行評價.其正確率一錯誤率曲線如圖3所示。正確率高達92.8%月。
實驗表明:評價模型中選用的NTFAHP—FCE網(wǎng)絡學習評價算法能夠較好的應用到學習評價中。經驗證表明:給出的評價模型有很好的實用指導作用,網(wǎng)絡學習評價指標體系的結構比較合理,經系統(tǒng)得到的評價結果和理論結果一致性較好,學生對于使用該系統(tǒng)給出的評價結果和指導學習的信息認可度在中等偏上。因此,提出的評價方案總體可行??梢钥紤]在更大的范圍使用。