一种支持多网络协议的家庭能效监控系统的设计与实现

第一篇：一种支持多网络协议的家庭能效监控系统的设计与实现

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一种支持多网络协议的家庭能效监控系统的设计与实现

作者：张华强 张震 高超 戴聿雯

来源：《现代电子技术》2012年第24期

摘要：为了实时监测家庭用电设备的用能情况，进而对家庭用能进行便捷、智能的管理，在此提出了一套支持多网络协议的家庭能效监控系统方案。该系统由居民智能交互终端、主站系统、居民智能家庭网关、智能插座和智能电器设备组成，对用能信息进行采集，并将采集和分析后的数据通过居民智能交互终端和主站系统进行展现，并实现对智能监控设备的远程控制。详细介绍了系统的整体、硬件和软件的设计和实现。该系统可以有效地帮助用户了解家庭能耗，达到家庭节能的效果。

关键词：多网络协议； 居民智能家庭网关； 居民智能用户终端； 智能插座

中图分类号：TN919-34；TP273文献标识码：A文章编号：1004-373X（2012）24-0124-04

第二篇：网络教学系统设计与实现

智能化网络教学系统设计与实现

石河子大学信息科学与技术学院 高攀 郭理* 郑鸿英

摘 要：基于Web的智能教学系统综合传统的ITS系统优势，同时又结合Web的特点，系统具有智能性，能够智能地引导学生学习。本文提出了一种基于Web的智能教学系统模型，探讨了智能教学系统的知识库的设计、教学策略的设计及个性化教学的实现，最后给出系统实现的具体思路和解决方案。1 引言

智能教学系统(Intelligent Tutoring System，ITS)作为人工智能学科的重要研究应用领域，是21世纪人类社会数字化教育的必然发展方向。其研究涉及人工智能(Artificial Intelligence，AI)、计算机科学、认知科学、教育学、心理学和行为科学等多个学科，研究的最终目的是由计算机系统负担起人类教育的主要责任，即使计算机系统具有智能，并在一定程度上代替人类教师实现最佳教学。由于ITS涉及到多门学科，所用到的相关学科的技术即使在本学科也不够成熟以及人类对其自身的学习过程还认识不够，所以对ITS 的研究仍存在相当大的难度，存在知识的表示、对学生的评估、对学生错误的诊断、教学规划、人机自然语言对话处理等技术难题。2 基于Web的ITS的系统模型 2.1 传统的ITS模型

传统上，智能教学系统由四大部分组成：专家知识库(有关领域的知识描述)、学生模型(学生的知识水平和学习能力)、教师模型(知识的传授方法)和人机交互界面。模型如图1所示。其中人机交互界面部分是在智能教学系统和学生之间建立友好的通信交流方式，有时也被看成是教学方法的补充而作为教师模型的一部分。

传统的智能教学系统多数是单机或单独运行的(stand．alone)，系统费用昂贵，维护代价高，难以大范围推广应用。随着Web技术的发展和不断成熟，基于Web的智能教学系统研究越来越受到重视。在Web上构建智能教学系统，这种方式利用网络实现了分布式教学，可以同时接受多个用户的并发访问，资源利用率大大提高，又不受时间和空间的限制，可以在最大程度上满足“因材施教”的需要。

图1传统的ITS模型

2.2 基于Web的ITS系统模型

基于Web的ITS的系统模型如图2所示。其中，知识点库存放课程知识点，知识点可分为不同的类型和难度级别、重点度级别等；教学课件库存放各种形式的课件；教学方法库存放各种教学模板。学生学习能力是教师实施因材施教的依据，模型突出了其重要性。模型综合了传统ITS系统的优势，同时又结合了Web的特点，客户端结构简单，适用范围广，人机交互界面简洁明了。系统具有智能性，结合学生的特点进行教学，可以通过多种多样的交流工具进行有效的交互和即时的通信反馈，能够智能地引导学生学习，提供了丰富的信息来源和良好的导航结构，可以进行有效的信息过滤等等，实践证明，基于Web的ITS是ITS系统的发展方向。

图2基于Web的ITS系统模型

2.3 系统用户及其主要功能

系统的用户可分为管理员、教师和学生三类。管理员负责添加和删除一门课程，确认教师的身份和权限等。教师是领域专家，具有课程的领域知识，组织和管理教学资源，负责确定某门课程的教学策略和方法，制定教学方案，设计教学模板。学生在系统指导下学习，完成系统规定的测试。3 关键技术

3.1 学科知识库的设计

学科知识库由学科知识体系库和教学内容库构成。知识体系就是知识点的集合，并且包括知识点之间的相互关系结构[3]。知识体系库包含知识点属性和知识点链接两个数据库。知识点属性数据库是知识表示的基础，它反映知识点的集合；知识点链接数据库反映知识点之间的关系和层次结构，主要用于知识推理。

而教学内容库是根据知识点来安排的。知识点的属性包括以下几个内容：

(1)知识点的编号应该具有唯一性，根据知识点结构图进行编号，它能够反映知识点层次，可作检索和查找用；

(2)知识点内容的类型有：事实、概念、技能、原理、问题求解等5种类型；

(3)知识点的难度有：容易、一般、难、很难；

(4)知识点的重要程度有：选学、一般、重要；

(5)知识点的教学目标有：识记、理解、应用、分析、综合、评价。3.2 教学策略的设计

教学策略(instructional strategy)是对完成特定教学目标而采取的教学活动程序、方法、形式和媒体等因素的总体考虑。在ITS系统中，教学策略起着核心作用。在课件设计时，则要把这些总体考虑体现的教学内容的组织、教学任务的安排和教学交互活动的设计中。

教学元素是实现教学过程的基本元素。常见的教学元素有:呈现教学目标、呈现正例、呈现反例、呈现知识点、呈现辅助说明、呈现例题、呈现习题、呈现评价、呈现提示、测试和提问等等。

教学元素分为两类，一类是陈述性的，一类是操作性的。陈述性教学元素用于陈述教学材料以及评价信息等，学习者不能对其进行操作，只能读不能写。而操作性元素要求学生主动参与，同时根据学生的操作结果决定下一教学元素。

教学元素的结构可以描述如下:

Struct TeachElem en t {

Int teID;

Char teName [2 0];

Char tePath [2 0];

}

教学策略模板提供了一系列标准化的教学序列框架，用于对某一类知识点进行教学。它是由教学元素以一定的方式组织起来形成教学策略模块。

一般的知识点本文系统采用如图3所示模板:

图3一般知识点模板

对于重要的知识点，本文系统采用如图4所示模板:

图4 重要知识点模板

所有的教学策略模板构成教学策略模板库，教学策略模板的具体教学内容和控制流程都存放在该库中。对于系统中每一个知识点，它都根据学生的学习水平和目标，组合成不同的教学行为。3.3 个性化教学的实现

基于Web智能教学系统可以比较好的实现个性化教学。在教与学的过程中，它根据不同的学生模型和学习请求，经过推理，智能的选择最佳教学策略和教学素材来进行个性化教学。结合系统的教学需求和教学环境，本文系统采用如图5所示的方案来实现个性化教学。

图5个性化学习的实现

在教学过程中，个性分析模块依据学生的认知能力值选择适合该生的教学策略和教学素材。教学策略的选择在此过程中是最为关键的。如图6:

图6教学策略的具体实现过程 系统实现

由于网络教学应用的需要，以及考虑系统的可维护性和可扩充性，系统采用Browser／Web／DataBase的三层体系结构。

Web服务器接受请求，通过应用程序服务器执行一个Java服务器端小程序Servlet并返回其输出，从而实现与客户机进行信息资源的交互。其中，客户PC机为浏览器运行平台；提供教学内容的个性化展示的由HTML和JSP实现；Web服务器生成页面由JSP和Servlet实现；处理学生模型提取、动态规划，习题测试、学生模型的更新维护以及教学控制等则由Servlet及JavaBean实现；数据库服务器提供学生模型库、教学内容库、教学策略库、试题库等。5 结论

基于Web的智能教学系统的研究可以说仍然处于研究阶段，其主要的研究方法就是将远程教学技术与传统的智能教学系统相结合，运用人工智能技术来更加有效地实现教学的个性化和智能化。基金项目：石河子大学自然科学研究项目基金（ZRKX2006-Y15）作者简介：

高攀（1981—）新疆石河子大学信息科学与技术学院

郭理（1968—）新疆石河子大学信息科学与技术学院 通讯作者 郑鸿英（1981—）新疆石河子大学信息科学与技术学院

第三篇：浅析个性化网络教学系统设计与实现

浅析个性化网络教学系统设计与实现

发布时间:2012-04-01 来源:应届毕业生求职网

论文关键词:SSH;AJAX;B/S模式;网络教学

论文摘要:Internet技术的迅速发展以及学校信息化程度的不断提高,使得网络教育资源日益丰富;基于Internet的教学方式已经深入人心,推动了我国教育改革的进程,改变了人们的学习观念。个性化网络教学系统充分利用网络资源,强调学生自主个性学习,并采用AJAX、Struts、Spring、Hibernate等框架技术,使得项目开发过程简捷、结构清晰,并且系统具备很好的可扩展性和可维护性,提高了软件系统项目的可重用性。

一、网络教学的现状

随着Internet技术的日益普及, 计算机网络教学已成为现代教育技术发展的热点。在网络教学环境下, 可以最大限度地发挥学习者的主动性、积极性, 实现传统教育无法做到的“个性化教育”。但在目前的网络教学中, 以教师为主体的教学模式实质上并没有改变。对网络教学的理解也只是停留在教学手段和教学形式的改变上,同时系统开发一般采用Web技术,不能适应网络发展与内容更新带来的变化。为此我们采用ASSH框架技术研究并设计扩展性良好的网络教学系统,让学生根据自我水平进行个性化的学习,调用各种学习资源,自我设计学习进度直至达到学习目的。

二、系统框架技术

在程序开发时,我们选择已有的优秀架构可以集中精力处理业务逻辑。在开发网络教学系统时,我们选择了当前流行的J2EE Web 应用框架。它整合了AJAX、Struts、Spring、Hibernate4四个架构(简称ASSH 框架)。

AJAX全称为“Asynchronous JavaScript and XML”,在浏览器与 Web 服务器之间使用异步数据传输,这样就可使网页从服务器请求少量的信息,而不是整个页面。AJAX 可使因特网应用程序更小、更快、更友好。[1]

Struts中模型是一个Action类,开发者通过其实现商业逻辑。视图是由与Servlet配合工作的一整套JSP定制标签构成,利用它们可以快速建立应用系统的界面。控制器ActionServlet是模型与视图的联系纽带。[2]

Spring提供了轻量级管理业务组件的IoC容器。Spring通过依赖注入机制,可以在运行期间为组件配置所需要的资源,而无需在编写组件代码时指定,从而在相当程度上降低了组件之间的耦合,实现组件的即插即用。[3]

Hibernate实现对关系数据库的对象化。Hibernate不仅能够管理JavaBean(或者称之为POJO)到RDBMS 表的映射,还能够供应用查询和获取数据库中的数据。Hibernate事实上是标准的O/R 映射技术。[4]

三、系统分析与设计

系统基本形式为一个交互式动态网站。用户必须登录后才能访问系统,并且不同身份登录后,所拥有的权限是不同的。用户身份有:教师、管理员和已注册过的学生等。每个身份可以注册多个用户,用户可以操作自己权限内的模块。整个系统划分为网络教学模块、智能推荐模块、网上交流模块、答疑模块、网络测评模块、后台管理模块等。

1.网络教学模块

该模块主要有“课程选择”、“课件阅览”、“视频点播”等部分, 提供相关课程的在线教学内容, 如HTML 网页、PPT电子教案、DOC 教学文档、RM、ASF教学录像等,这部分是网络教学系统的主要部分,学生可以根据自己的需要进行选择性学习。

2.智能推荐模块

学习内容的选择上,系统根据学习历史记录和能力估计,选择学生没有掌握或是没有学习过的教学内容,这些学习内容是与当前学生能力最接近的。在学习内容的组织上,系统将根据对学生估测的能力和学生的认知风格,选择最适合学习者的内容呈现方式。

3.网上交流模块

该模块主要是通过“网络论坛”来实现,给老师和学生提供一个在线交流的平台。学生可以通过网络论坛充分发挥自主权和发言权,对课程的某些主题可以在网上展开讨论,发表各自见解,探讨学习心得、交流学习经验等。对疑难问题将设立专门的网页,分专题进行深入、系统、理性的探讨,为学生提供一个更为广阔的学习的平台。同时该模块接受来自各方面对教学的反馈信息,如教学问卷、学习要求及期望等。

4.答疑模块

该模块分为自动答疑和人工答疑两种方式。系统自动答疑是指当学生遇到疑难问题时,通过网络远程提交问题的描述,系统将根据学生提交的问题描述,对问题库和领域知识库进行智能搜索,将对该问题的解答呈现给学生。当没有检索到对该问题的解答时,自动将问题发送到学科教师的留言信箱中,当教师对该问题进行回答后,系统通过发送留言通知该学生。之后,系统将对该问题的解答归纳到领域知识库中,以便其他学生遇到类似问题时,能给予自动应答。人工答疑则是学生将问题直接针对某个老师发送,老师一旦上线给出解答后即反馈给学生。

5.网络测评模块

该模块支持网上自测和正式考试两种类型。学生可以登录后进行网络自测,选择课程及内容进行测试, 可以自己设定章节、题型和难度系数等因素, 然后由系统随机生成测验卷, 自测完成后, 自动阅卷并给出正确答案;教师以合法身份登录后可以对试题库中试题进行添加、删除、修改,同时通过人工或智能组卷方式, 生成试卷对学生进行在线考试。系统可以自动生成并发布考试试卷, 并且能够对考试结果进行批改、统计和分析。

6.后台管理模块

该模块是网络教学系统中不可缺少的重要组成部分,主要包括:人员管理、课程管理、试题管理、论坛管理、成绩管理等。

四、系统关键技术的实现

1.页面设计

主要采用JSP和部分Servlet定制的标签来表现。为了加强用户体验与交互能力,在网页设计大量采用AJAX技术来实现,如自动完成、在线提示等功能。

2.课程信息录入流程实现

本系统采用ASSH框架进行开发实现,下面以课程信息录入为例阐述系统的实现。在响应新增课程数据页面请求时,通过导入课程管理模块的配置文件struts-course-config.xml来完成业务流程的部署。当点击course_add.jsp上的保存按钮时,将输入数据用set方法存入到courseForm中,然后根据struts-course-config.xml调用courseSave.do进行业务处理。在courseSave.do 中页面数据将从courseForm中读取。courseSave.do执行

第四篇：基于网络的教务教学管理系统的设计与实现

基于网络的教务教学管理系统的设计与实现 黑龙江科技学院

摘要：基于网络的教务教学管理是21世纪教务教学管理的发展方向，大多数高校已经充分认识到了这个形势，都在努力去研究和开发，但实现效果大都不很理想，或实质上仍然处于单机管理状态，无法实现信息的高效共享，本文结合我院实际情况，采用B/S结构的开发模式，针对网络化教务教学管理信息系统进行了设计和实现，并提出了实现网络教务教学管理系统时应该注意的一些关键问题。

关键词：教务教学管理系统浏览器/服务器结构教务教学 电子计算机和网络应用技术的普及为学校的教务、教学管理及改变传统的教学模式提供了新的手段和思维模式，随着高校教育体制的改革，特别是扩大招生以后，给高校的教学管理工作提出了许多新的课题，教学管理信息化水平不高在我校表现的尤为明显。为了改善目前的尴尬状况，从繁琐、复杂、混乱的教务教学工作中解脱出来，发挥高校的信息技术和硬件资源集中的优势，借助计算机和网络技术实现高等学校教学管理信息化，促使教学管理的选课、排课、考评与工作量核算系统实现自动化、现代化，并使现有的教育资源特别是教师资源效用最大化，我们设计开发了基于网络的教务教学管理系统。问题提出

由于学校规模的扩大，学生和教师的人数快速增加，使我校原有的一套教务教学管理模式受到了极大的冲击，具体表现如下：

学生选课无法适应跨专业、跨年级的要求，这严重影响了学生学习的积极性，也使教学资源不能按需最优分配；

教育资源大量闲置，配置不合理，未能最大限度地发挥其效用；

在对教师教学质量的监控中，仍然采取原有的一套管理方法，既不能发挥学生的主体作用，也不能很好的对教学质量进行监控；

在考试中未能发挥出计算机的效用，成绩查询也较为困难而且出错率高；

在院、系两级的教师工作量核算中，也存在着重复计算与手工计算效率低等问题。教务教学管理系统的设计功能设计

基于网络的教务教学管理系统主要包括以下五个功能模块（如图1），这几个模块中学生选课管理、学生成绩管理、共享教学资源管理这三个模块在处理时对数据库结构的要求较高，所以，在数据库的设计上要在能够保证信息全面的基础上，尽量保证表格的精简。图1 管理功能模块示意图

基于网络的教务教学管理系统的开发过程 体系结构

系统体系结构采用三层结构模型，即前端客户机为浏览器，表示层放在前端，应用层放在应用服务器上，数据层单独用一个服务器。三层结构与传统的客户/服务器方式相比，充分利用现有浏览器软件，减轻了网络和客户机的负载，维护相对简单，且支持跨平台。系统开发环境

根据系统要求结合当前实际，系统的开发选择开发环境如表1示，表1 系统开发环境 网络操作系统

Windows 2000 Server

Web服务器管理程序

IIS4.0

数据库管理系统

NT SQL Server 2000

Web服务器与数据库连接

ISAP(IDC)

Client端开发工具

HTML、Frontpage、VbScript、ASP

浏览器

IE 5.0 及以后版本

数据转换开发工具

Visual Basic 6.0

首先，Windows 2000 Server 是Microsoft公司推出的新一代网络操作系统，代表了Windows的新技术，是完全支持32位体系结构的开放式的多任务操作系统，提供了强大的网络功能，完全符合网络操作系统的选取原则，是PC级服务器代替小型机服务器的最佳操作系统。其次，Microsoft公司的SQL Server 2000作为面向中小型企业的网络数据库服务系统，提供了与众多高级数据库管理器相同的运行性能。它基本符合管理信息系统对数据库平台的要求，而且能够与Windows 2000 Server 很好地兼容。

再次，ASP是微软公司推出的IIS3.0的一个组件，利用它可以产生和运行动态的、交互的、高性能的Web服务应用程序。其工作原理如图：

图2 ASP的工作原理

从软件的技术层面看：无须编译；易于生成；独立于浏览器；面向对象；存取数据库方便，可使用ADO组件；与任何ActiveX Script语言兼容；源程序码不会外漏；安全性高。Web与数据库技术的结合应用 实现动态网页关键技术之一是Web与数据库的接口技术。系统中用户登录、维护信息、共享教学资源管理、成绩判定、成绩分析、教职工工作量核算、教学考评信息管理等功能本质上都是对数据库的一系列SQL操作。

ASP中使用ADO(ActiveX Data Objects)组件访问后台数据库。ADO工作在服务器端，它是一组优化的访问数据库专用对象集，为ASP提供了完整的站点数据库访问技术方案。通过ADO组件，用户可以在浏览器画面中输入、更新和删除站点数据库信息。在浏览器/服务器（B/S）的三层结构下实现对数据库的访问应满足以下两个基本要求。(1)信息安全。

防止非法用户的访问和防止授权用户对数据非法的操作。数据库的安全性通过用户名和口令字来实现，若在客户端直接输入数据库名、用户名/口令，就将数据库的安全性暴露在大众面前。非法用户一旦得到了数据库名，用户名/口令便可进入数据库，任意修改数据记录，这样将会导致例如考试成绩、考评信息等敏感信息受到威胁。解决的方法是用Web切断客户端和数据库的直接联系。Web用户名记录在服务器端变量中，可以通过检查此变量使用户只能访问与身份相对应的页面。服务器端通过ADO组件访问数据库。不同的DB用户，对数据库有不同的操作权限。Web用户名和DB用户名存在对应关系，通过ASP脚本完成两者之间的转换。采用这种方法，数据库名、数据库用户名/口令被严格限制在Web和数据库之间，根据不同Web用户的权限控制用户对数据库的操作，客户端必须了解Web用户名/口令，才可完成对数据库的相应操作。(2)保证信息的完整、可靠、一致性。在数据库中，数据之间相互是有关联的，必须保证一个事务在一定时间内对所有相关数据进行全部修改，要么不成功，要么一次完成，即保证信息的完整性。在网络传输和通信的过程中随时可能中断，另外，由于所有的浏览器都支持BACK和FORWARD操作，用户在任何时刻可任意回到某一步骤，这都将造成数据的不一致性。解决问题的方法是：将一个事务的完整处理过程安排在一个HTM页面上，要么一次性提交数据库系统处理，要么不提交，另外，Web服务器具有超时判断的能力，在会话结束时检查事务的操作是否全部收到，若未全部收到应主动退回所有事务，防止数据不一致。系统特点分析

1)先进的管理思想，本系统将学生入学到毕业的所有数据统一管理，纳入到本系统当中，改变了以往教务模块分散，不全面的弊端。教务数据集中管理，最大程度地实现了数据的共享，从而避免管理漏洞的产生，同时为学校管理层的决策支持提供详尽的数据。它为促进学校教务管理的科学化、信息化，保障学分制的顺利实行提供了强有力的支持。

2)先进的技术，模块化的软件结构。系统运行于Internet上，采用C/S结构与B/S结构相结合的体系结构既满足教务管理用户集中、大量处理数据的要求，又满足学生最大范围地使用该系统。各子系统即可独立运行，也可联合运行，实现数据共享。

3)系统操作的友好性，本教务系统是标准的Windows程序，全部采用了以图形化的界面来显示和修改数据。其中的每个模块都采用统一的数据记录定位操作和数据编辑操作。学会了对一个模块的数据操作后即可操作系统所有的模块，让教务管理人员真正将精力花在教务管理上，而不是简单和繁重的信息处理上。

4)强大的权限管理功能，提供全面的安全策略，教务管理流程复杂，因而在本系统可为每个进入本系统的用户设置不同的权限。权限控制可细到记录、字段级，例如可控制用户是否可看某些数据显示窗口中的字段列，以及不同系的教务人员只能修改本系的数据。权限最大可设到模块，即是否可对某一模块有操作权限。通过集中的用户权限管理可使不同的教务能以最安全的模式协调工作。配合多种数据备份策略，保障教务数据的安全性。

5)跨越时间、空间限制，学生选课采用WEB平台和数据库结合的技术，实现了网上选课。学生可以在任意时间通过网上进行选课，不受时间、地点的限制。结论

根据我院教务教学管理的种种不足进行了此次系统设计与开发，从现有软硬件资源条件出发，吸收了其他院校的一些经验的基础上有所突破，实现了系统的安全、适用、简单、快捷，切实根据实际要求，吸收和采用了如B/S与C/S混合结构技术、ASP数据上传组件等先进技术，系统已经基本解决了现有的问题，能够方便地协调好教师、学生、教室三者的关系，使资源达到最大化的利用。系统已初步顺利运行，将在以后的实践中不断摸索、完善，强化其功能，优化其性能。参考文献：

黄梯云,李一军.管理信息系统.修订版.北京：高等教育出版社,2000 余伟萍.计算机管理信息系统开发与应用.北京:电子科技大学出版社,1998 Laudon,Kenneth C.Laudon.Jane P.Management Iformation Systems-New Spproaches to Organization & Technology.Fifth Edition.Prentice Hall ,1998 张家钰.观念先行推进教学管理现代化建设[Ｊ].中国高等教育,2003,8.李京申,沈鸿.局域网管理(Windows NT平台)职业技能培训教程（管理员级）.北京:希望电子出版社,2000 周绪,管丽娜.SQL Server 2000中文版入门与提高.北京:清华大学出版社,2001 杨树勋.高校教务和教学管理[Ｍ].化学工业出版社.刁兴春,李赤红.Web和数据库接口的技术研讨.通信工程学院学报,1998,12(2):19～232 刘德山.基于C/S和B/S混合结构的教学管理信息系统[Ｊ].辽宁师范大学学报,2002.曹向东.一种网络化教学信息管理系统的开发与实现[Ｊ].中国数据通信,2001,3.The design and implement of educational administration and teaching management system based on network

Hei Long jiang Institute of Science and Technology

Miaohui

Gao taiguang

Sun yongbo Abstract :The educational administration and teaching management which based on network is the direction of the teaching management development in the 21st century , Most colleges have known this situation ,and they all did a lot of R&D work, But the effect is not ideally or in fact the management is still stand-alone ,and the information can not be shared with high efficiency.This article designed and carried out the MIS of teaching management based on network with the development mode of B/S structure.And the article also put forward some key questions about the realization of educational administration an teaching management system Keywords: Educational administration and teaching management system

Browser/Server structure

Educational administration and teaching

第五篇：网络课程模糊评价系统的设计与实现

网络课程模糊评价系统的设计与实现 郝粗军程国忠

西华师范大学数学与信息学院 张世禄

四川南充637002 【摘要】如何评价网络课程的优劣，是目前教育界人士关注的一个焦点。本文给出了利用模糊数学方法建立的网络课程评

价模型，介绍了基于网络的评价平台的设计思想、基本功能，阐述了系统的设计方案和实现方案。

【关健词】网络课程，综合评价，模糊评价，评价系统一、引言

网络课程是通过网络表现的某门学科的教学内容及实施 的教学活动的总和，它包括两个组成部分，按一定的教学目 标、教学策略组织起来的教学内容和网络教学支撑环境。随 着网络课程的兴起，开发出与网络教育环境相适应的网络课 程质量评估方式成为必要。目前国内外大多数评价方法采用 定性的指标评价体系，然后对评价结果进行简单加权处理tl1。这种做法有很大的局限性，因为网络课程评价是一个复杂的 过程，影响因素众多，每个因素赋予一定的权数会导致权数 难以恰当分配，而且由于各权数的归一性，当因素很多时，权数必然很小，这样就会“泯没”大量评价因素的信息，所 以往往不能达到定性与定量评价的有机统一。另外，目前的 评价过程还不够科学便捷，评价结果的形成需要较长周期，对评价对象需要改进的方面不能及时反馈。

本文依据2002年教育部教育信息化技术标准委员会发布 的《网络课程评价规范征求意见稿》(CELTS22)因设定两级评 价指标，利用模糊数学综合评价方法设计算法，达到了定性 与定量评价的有机统一，能够比较客观地反映网络课程在使 用中所取得的成效。而基于网络的数据处理平台则突破了诸 多限制，实现了数据采集网络化、评价形成自动化和决策反 馈及时化。

二、模糊综合评价的原理及步吸

模糊综合评价就是在模糊的环境中，考虑多种因素的影

响，基于一定的目标或标准对评价对象做出综合评价或决策。网络课程是一个系统工程，涉及多方面的问题，对网络课程 不能简单地以好和不好来评价，整个评价过程具有很大的模 糊性，所以利用模糊数学建模进行综合评价是可行的。其具 体步骤如下: 1.将因素分类

在本例中根据上文提到的网络课程评价规范，设定了两 层评价指标，有如下因素集:

2.建立权重集

根据各一级指标和二级指标的重要程度，赋予相应的权 数，本系统中权重集是由管理员根据实际情况设定的。3.建立评语集

在本例中选定的评语集为=优，=良，=中，:其中，=差，并设定相应的分数分

别为95，80，70，500 4.一级模糊综合评价

通过对数据库中评价信息的汇总，可以得到某项二级指标

在评价级别上的人数比例，我们以此作为这个评价指 标的隶属度，记为，最后得到4个一级评价矩阵，记为

。设定各二级指标权重后进行模糊综合评价后，就得到一级评价集5.二级模糊综合评价

评价者登录后的界面(评价指标体系)一级评价仅是对一级指标下的各个二级指标进行了综

合，因此还需要考虑各一级指标的综合影响再进行一次评价，此时的单因素评价矩阵为一级模糊综合评价的结果BI构成的 矩阵，考虑各一级指标的权重进行综合评价后就得到了二级 模糊评价结果。

6.定性定量处理及决策

综合评价的量化结果由评语集的分值与二级评价结果合 成得到，再参照评语集中的级别进行定性处理。最后针对评 语为差的隶属度较高的指标做出提示和整改意见。

在评价过程中进行矩阵模糊运算时，模糊变换法、以“乘” 代替“取小”、以“加”代替“取大”、加权平均法等都是可

选择的合成运算，其中加权平均法运用较为普遍。另外，如 果评价因素分为多个层次，则需将评价模式推广到多级模糊综合评价，在本系统中采用两级模糊综合评价模型。

三、网络课程模糊评价系统的设计

系统体系结构如图2所示，该系统从逻辑上可划分为三 层:数据服务层、功能模块层、用户浏览层。其中，数据服 务层位于数据服务器端，功能模块层位于应用服务器端，用 户浏览层位于客户机端。

在功能模块层，用户评价模块主要负责用户评价数据的 收集;管理员设定模块主要设定上文提到的指标权重和具体 的模糊运算方法;模糊评价模块是核心模块，管理员指定评 价方法后进行模糊综合评价，本模块在下文将有详细介绍:

查询模块主要为各用户提供所需信息，可以按时间查询不同 时段评价者反馈给网络课程的意见，也可以按指标查询评价 者对指标的关注程度和评价进展，包括评价结果的定性和定 量信息等:在线论坛主要提供一个作息交流通道，便于进行 协作评价。

在数据服务层，用户信息库用来存储管理员和评价者的 信息;评价数据库用来存放模糊评价中的因素集，权重集和 评语集;评价记录库则以流水帐的方式记录用户的各份评价 表和管理员抽取数据后实时的评价结果表:网络课程库用来 存放待评价的网络课程;论坛留言库用来支撑在线交流服务，存储用户的交流信息。

四、系统实现的关键技术

系统基于.NET平台设计，采用C#语言，后台辅以SQL ServerZO00数据库，下面以四种评价方法中应用较广、综合性

较好的加权平均算法为例来介绍系统的核心模块—模糊评价模块中的关键技术。在评价过程中要用到矩阵间的合成运算，所以需要把这 些数据从数据库中提取并转化为模糊矩阵进行模糊合成运

算。在这部分我们采用ADO.NET技术中的Data占et组件来从 数据库中抽取数据，因为Dataset组件屏蔽了具体数据源和应 用之间的差距，可以把Da切占et视为远端数据库在内存中的镜 像，这意味着程序和数据源要管理的连接变少，服务器的负 载也减轻许多131.在该算法中主要包括三部分:数据预处理、一级模糊综

合评价、二级模糊综合评价，其中数据预处理主要是从远程 数据库获取评价数据并映射到本地内存，进而建立模糊评价 过程所需要的各项数据，包括:各级评价指标对某项评语的 隶属度、权重集、评语集。后面进行的各级评价都在此基础 上进行。具体算法如下:

五、应用情况

我们利用网络课程评价平台，对西华师范大学数学与信 息学院张世禄教授等人承担的幼儿教育软件研究项目中已经 完成的一个子课题一一幼儿安全教育的网络课程进行了评 价，经过前期试用，利用Intranet从授权的学生家长、幼儿园 教师、教育专家和内部设计人员中共收到了153份有效评价 表。同时利用系统平台，收集了领域内9个专家对各个指标权 值的设定方案，经过加权平均后，生成了对该网络课程的赋 权方案。管理员选定模糊评价方法中的加权平均算法，得到 了如图3所示的结果:得分为96.08，高于系统评语集中优(95 分)的分值，所以得出定性结果为优。

系统另外要针对评语集中对评语“差”隶属度较高的各 个一级指标和二级指标做出提示，在本例中给出该网络课程 如下的改进提示:课程内容(一级评价指标)下的内容分块(二级评价指标)、界面设计(一级评价指标)下的链接 标识(二级评价指标)、技术部分(一级评价指标)下的多 媒体特性(二级评价指标)。在点击这些提示的链接后，用 户可以更详细地了解该指标的评价情况。

最后经过专家组的分析认为，该网络课程在内容分块方面 还不够明晰;链接标识不显著;多媒体特性局限于图片和动 画，声音播放不流畅，声音素材准备也不充分。可以看出，系统评价后给出的这些提示都有较强的实用性，网络课程的 开发人员可以通过浏览器在终端进行实时查询，明确自己负 责开发部分的不足和需要改进的地方。

六、小结

本文针对目前网络课程评价过程中存在的问题，利用模 糊综合评价方法设计了合适的评价算法，构建了网络课程综 合评价的网络平台，其可靠的评价结果和及时的反馈意见提 高了网络课程评价的实效性。

但由于系统中各级评价指标的权重设置还采用主观赋权

法，对领域专家的依赖较大，权数确定还欠科学性，另外系统对网络平台上采集的大量评价数据的分析还不充分:在指

标的动态筛选、权数的合理设定等方面都有很人的研究空间，引入数据挖掘技术进行数据的深层次分析是本系统需要改进 的一个重要方面，笔者正在做相关的完善，期望广大同仁一 道致力于探索合理的网络课程评价方法和途径。

参考文献

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