基于物聯(lián)網(wǎng)的ISIC—CDIO學(xué)習(xí)評價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

胡海燕

摘 要 隨著全球CDIO工程教育模式改革的全面開展，為更好的實(shí)現(xiàn)我國工程教育改革目標(biāo)，根據(jù)我國現(xiàn)狀，本文在CDIO的基礎(chǔ)上創(chuàng)新性地提出了一種新型的ISIC-CDIO教學(xué)培養(yǎng)模式，構(gòu)建了ISIC-CDIO學(xué)習(xí)評價(jià)層次模型，建立了量化與非量化相結(jié)合的評價(jià)體系，運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)提取學(xué)生網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)過程的關(guān)鍵信息，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)采集學(xué)生日常學(xué)習(xí)有效行為，通過層次分析法來制定指標(biāo)體系間的權(quán)重，減少人為因素，以加權(quán)平均法得到學(xué)生學(xué)習(xí)的綜合評價(jià)結(jié)果，從而培養(yǎng)具有ISIC-CDIO素質(zhì)的綜合型工程人才。

關(guān)鍵詞 物聯(lián)網(wǎng) ISIC-CDIO CDIO 教學(xué)評價(jià) 層次分析法

中圖分類號：G40-057 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

在ISIC-CDIO教學(xué)培養(yǎng)體系中包含了課程培養(yǎng)體系、智能化教學(xué)體系、智能化實(shí)驗(yàn)體系和專家評價(jià)體系。本文重點(diǎn)介紹ISIC-CDIO教學(xué)評價(jià)體系的實(shí)現(xiàn)，并結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使此評價(jià)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)更加能夠真實(shí)反映學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，真正實(shí)現(xiàn)了對學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)的真實(shí)評價(jià)。

1 ISIC-CDIO培養(yǎng)模式

在CDIO的基礎(chǔ)上，本文創(chuàng)新性地提出建立ISIC-CDIO培養(yǎng)模式：即Information、Skill、Innovative和Collaborate并與Conceive-Design-Implement-Operate進(jìn)行有機(jī)結(jié)合的工程教育新模式。

ISIC-CDIO模式目的在于通過技能性、信息性、創(chuàng)新性、協(xié)作性能力培養(yǎng)，讓學(xué)生獲得社會(huì)所需的技術(shù)技能、職業(yè)技能和人際技能。ISIC-CDIO教學(xué)培養(yǎng)模式不僅注重學(xué)生專業(yè)知識和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，更關(guān)注他們的技能性、信息性、創(chuàng)新性和協(xié)作性，培養(yǎng)他們在現(xiàn)實(shí)工作中所需的各種技能，尤其是人際交往技能。讓學(xué)生能夠更快更好地融入社會(huì)，滿足社會(huì)需要，成為21世紀(jì)的工程領(lǐng)導(dǎo)人。

2 構(gòu)建ISIC-CDIO學(xué)習(xí)評價(jià)系統(tǒng)

2.1 評價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

本文結(jié)合吉林工商學(xué)院ISIC-CDIO智能化學(xué)習(xí)平臺借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)評價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行了改進(jìn)，首次將相關(guān)資料的借閱、智能化學(xué)習(xí)設(shè)備的操作、操作性實(shí)驗(yàn)的完成、團(tuán)隊(duì)協(xié)作情況及設(shè)計(jì)作品等無法用傳統(tǒng)方法采集到的能力環(huán)節(jié)引入評價(jià)指標(biāo)體系，為評價(jià)學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)能力做基礎(chǔ)。本指標(biāo)體系符合學(xué)生學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，科學(xué)、典型、可行性強(qiáng)，解決了現(xiàn)行的評價(jià)體系中評價(jià)指標(biāo)過多，又難以實(shí)現(xiàn)及時(shí)評價(jià)的問題。

2.2采集評價(jià)信息

2.2.1運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)采集學(xué)生網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為

在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)過程中，運(yùn)用Web數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)信息的采集，借助服務(wù)器用戶訪問日志記錄，對學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺中的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行挖掘和分析，通過對這些學(xué)習(xí)行為的分析、對收集到的評價(jià)信息進(jìn)行處理，得到原始的評價(jià)數(shù)據(jù)，為下一步運(yùn)用模糊理論與層次分析法進(jìn)行最終的學(xué)習(xí)評價(jià)提供有力的數(shù)據(jù)支持。最終得出較為客觀、全面的學(xué)習(xí)評價(jià)。

2.2.2運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)采集日常學(xué)習(xí)過程

首先，物聯(lián)網(wǎng)的引入使得物理教學(xué)環(huán)境的每個(gè)物件都具有數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化特性，可以與虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)行無縫整合，可以即時(shí)地捕捉、采集學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)并記錄學(xué)生學(xué)習(xí)行為。其次，利用物聯(lián)網(wǎng)采集更豐富的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，即采集數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化與智能化的實(shí)驗(yàn)過程。最后利用物聯(lián)網(wǎng)支持自主學(xué)習(xí)管理，即通過物聯(lián)網(wǎng)可以采集學(xué)生的考勤、圖書資料的借閱情況、使用教學(xué)資源等自主性學(xué)習(xí)過程信息。 因此，本文提出構(gòu)建一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)獲取學(xué)習(xí)過程綜合信息的學(xué)習(xí)評價(jià)體系，從而對學(xué)生學(xué)習(xí)全過程做出全面高效的評價(jià)。

2.3學(xué)習(xí)評價(jià)模型

（1）學(xué)習(xí)評價(jià)指標(biāo)。確定評價(jià)因素，設(shè)評價(jià)因素集合為U：則有U={u1，u2，……，un}：ui為各評價(jià)因素。

U={u1，u2}={量化評價(jià)，非量化評價(jià)}u1={u11，u12，u13，u14}，u2={u21，u22}

（2）利用層次分析法確定評價(jià)指標(biāo)體系權(quán)重。建立判斷矩陣群，構(gòu)造評價(jià)體系各層次問指標(biāo)重要性的比較判斷矩陣，以便求出各指標(biāo)的權(quán)重。將各層次問指標(biāo)兩兩進(jìn)行比較，以確定其等級。記aij（i，j=1，2，…，n）為I指標(biāo)比J指標(biāo)的重要性等級，按兩兩比較結(jié)果構(gòu)成的判斷矩陣A=（aij）n€譶。計(jì)算判斷矩陣的最大特征值與特征向量。計(jì)算判斷矩陣的最大特征值與特征向量最常用的方法是和積法和方根法，本文采用和積法，具體計(jì)算步驟如下：

第一步：將判斷矩陣A的每一列元素作歸一化處理，所得矩陣記為B：bij=aij

第二步：將經(jīng)歸一化處理后的判斷矩陣按行相加，得到的矩陣記為C：cij=bij（i=1，2，…，n）

第三步：對矩陣C的各數(shù)進(jìn)行歸一化處理可計(jì)算出特征向量：wi=cj（i=1，2，…，n） W=[wi]

第四步：計(jì)算判斷矩陣的最大特征根 max： max=

（3）對矩陣群逐個(gè)矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。通常情況下，由實(shí)際得到的判斷矩陣不一定是一致的，即不一定滿足傳遞性。實(shí)際中，也不必要求一致性絕對成立，但要求大體上是一致的，即不一致的程度應(yīng)在容許的范圍內(nèi)，主要考查指標(biāo)有一致性指標(biāo)（CI）、隨機(jī)一致性指標(biāo)（RI）、一致性比率指標(biāo)（CR），當(dāng)CR<0.1時(shí)，認(rèn)為判斷矩陣的一致性是可以接受的，則 max對應(yīng)的特征向量可以作為排序時(shí)的權(quán)重向量。

3結(jié)論

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的ISIC-CDIO學(xué)習(xí)評價(jià)系統(tǒng)是一個(gè)量化和非量化相結(jié)合的評價(jià)過程，探討實(shí)現(xiàn)了將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于評價(jià)信息的采集環(huán)節(jié)，是對常規(guī)評價(jià)數(shù)據(jù)采集的開拓和發(fā)展。從而培養(yǎng)具有ISIC-CDIO素質(zhì)的綜合型人才。

基金項(xiàng)目：吉林省社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目 《基于大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型大學(xué)生培養(yǎng)研究》（2016B192）。