基于MNSS的高校教學(xué)質(zhì)量智能化評(píng)價(jià)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

吳 響

（徐州醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)信息與工程學(xué)院，江蘇 徐州 221004）

0 引言

高校開展教學(xué)質(zhì)量智能評(píng)價(jià)工作，能夠及時(shí)獲取課程資源體系、教師教學(xué)模式的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)結(jié)果[1]，有利于改善課程資源體系、提升課程教學(xué)質(zhì)量、加強(qiáng)對(duì)高校教師教學(xué)工作的監(jiān)督與管理[2]，并促進(jìn)高校綜合教學(xué)能力的增強(qiáng)[3]。但目前高校教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)工作存在評(píng)價(jià)內(nèi)容單一、智能化程度不足、評(píng)價(jià)結(jié)果缺乏客觀性等問題，且教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)過程的交互性、定量化、定性化以及評(píng)價(jià)維度不足[4]，嚴(yán)重阻礙了高校教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)工作的多維智能化建設(shè)進(jìn)程[5]。為此，本文設(shè)計(jì)了一種基于MNSS的高校教學(xué)質(zhì)量智能化評(píng)價(jià)系統(tǒng)，借助MNSS平臺(tái)內(nèi)置的多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，綜合實(shí)用性、豐富度、新穎性、條理性、學(xué)習(xí)活躍度、互動(dòng)性等多維因素，構(gòu)建面向單門課程與整體課程資源體系的智能評(píng)判機(jī)制，同時(shí)借助平臺(tái)即時(shí)通信與智能交互功能構(gòu)建交互式智能評(píng)價(jià)反饋體系，不斷提升高校教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)工作的整體智能化水平，為持續(xù)提高高校教學(xué)水平、創(chuàng)新理論實(shí)踐課程資源體系、改革傳統(tǒng)線下教學(xué)模式提供重要支撐。

1 智能化教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)特征分析

現(xiàn)代化教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)應(yīng)具備智能化、交互性、定量定性、評(píng)價(jià)維度廣等特點(diǎn)，能夠?yàn)楦咝＝虒W(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)提供客觀、智能且準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)結(jié)果[6]，為高校進(jìn)行課程資源更新、教育教學(xué)模式改革提供結(jié)果支撐。

1.1 智能化

傳統(tǒng)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)以固定的標(biāo)準(zhǔn)化量表作為主要評(píng)價(jià)方法，評(píng)價(jià)內(nèi)容與結(jié)果較為固定，缺乏靈活性與智能化，且在評(píng)價(jià)結(jié)果準(zhǔn)確度、評(píng)價(jià)信息權(quán)重等方面仍存在不足。現(xiàn)代化的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)應(yīng)具備智能化特征，利用人工智能算法對(duì)多維度評(píng)價(jià)信息進(jìn)行處理，完成綜合評(píng)價(jià)工作，同時(shí)能根據(jù)評(píng)價(jià)反饋結(jié)果自動(dòng)適配前沿的課程資源，并重新調(diào)整教學(xué)方向，提高高校教學(xué)質(zhì)量。

1.2 交互性

教學(xué)質(zhì)量智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)應(yīng)具備較強(qiáng)的可交互性，便于更客觀的抽取用戶交互式評(píng)價(jià)反饋內(nèi)容，便于平臺(tái)開展定量與定性的智能評(píng)價(jià)工作，并縮短評(píng)價(jià)耗時(shí)，保證評(píng)估結(jié)果對(duì)于實(shí)際教學(xué)狀況的真實(shí)反映。

1.3 定量化與定性化

評(píng)價(jià)結(jié)果定量化可以直觀的顯示出教學(xué)質(zhì)量細(xì)節(jié)，能準(zhǔn)確顯示各評(píng)估項(xiàng)所得分?jǐn)?shù)，并利用評(píng)價(jià)結(jié)果定性化為教師提供可視化的評(píng)價(jià)反饋內(nèi)容。同時(shí)綜合利用定量化與定性化評(píng)價(jià)方法，對(duì)教師進(jìn)行多維度評(píng)價(jià)工作，為教師提供符合自身實(shí)際狀況的評(píng)價(jià)結(jié)果，有利于教師提升自身綜合能力。

1.4 評(píng)價(jià)維度廣

區(qū)別于傳統(tǒng)線下教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)方式，借助智能化手段，開展全面詳盡的多層面、多領(lǐng)域、多維度智能評(píng)價(jià)工作，能夠獲取更加全面的教學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果，使評(píng)價(jià)結(jié)果更具準(zhǔn)確性與客觀性，是推進(jìn)新時(shí)代高校教育教學(xué)改革、實(shí)現(xiàn)高水平創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要保障。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)分析

為實(shí)現(xiàn)可靠、穩(wěn)定且易用的教學(xué)質(zhì)量智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)服務(wù)，本文設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)需要滿足以下設(shè)計(jì)目標(biāo)。

2.1 魯棒性

使用智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)開展高校教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)工作，要求平臺(tái)具備高效處理大規(guī)模數(shù)據(jù)的能力，滿足對(duì)課程資源體系、教師教學(xué)模式等的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)工作，同時(shí)保證多用戶同時(shí)在線參與評(píng)價(jià)與交互式反饋工作，此過程中要保證平臺(tái)的高效穩(wěn)定運(yùn)行，因此該智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)具有魯棒性。

2.2 實(shí)用性

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)提高系統(tǒng)的實(shí)用性，避免無用的功能開發(fā)，同時(shí)，對(duì)代碼書寫規(guī)范程度與代碼層次進(jìn)行優(yōu)化，提高資源利用效率，降低對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬與用戶設(shè)備配置的要求，保證使用不同設(shè)備的用戶能夠流暢完成評(píng)價(jià)工作，并提高系統(tǒng)對(duì)多維信息的智能化處理能力，為高校教學(xué)評(píng)價(jià)工作的正常進(jìn)行提供技術(shù)支持。

2.3 可擴(kuò)展性

由于高校教學(xué)質(zhì)量智能評(píng)價(jià)需求的不斷更迭，要求平臺(tái)具備較強(qiáng)的可擴(kuò)展性，為此，該高校教學(xué)質(zhì)量智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)架設(shè)于MNSS平臺(tái)中，僅需在服務(wù)器中進(jìn)行更新即可完成更新任務(wù)。同時(shí)，系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)理念，提高功能與模塊的增刪與升級(jí)的便捷程度，有利于系統(tǒng)的更新與維護(hù)。

3 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

3.1 智能評(píng)價(jià)

智能評(píng)價(jià)模塊包含課程資源體系智能評(píng)價(jià)、教學(xué)模式智能評(píng)價(jià)與用戶交互式智能評(píng)價(jià)三個(gè)部分，利用人工智能算法完成對(duì)上述評(píng)價(jià)目標(biāo)的綜合智能評(píng)價(jià)，有效提高評(píng)價(jià)結(jié)果的可信度與準(zhǔn)確度。

3.1.1 課程資源體系智能評(píng)價(jià)

首先，針對(duì)課程資源中單門課程的課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生學(xué)習(xí)狀況、教師教學(xué)環(huán)節(jié)與考核內(nèi)容等信息進(jìn)行綜合評(píng)判，計(jì)算每一部分的評(píng)價(jià)結(jié)果權(quán)重值，利用一致性檢驗(yàn)提高權(quán)重值的可用性；其次計(jì)算該課程教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果，設(shè)定模糊評(píng)價(jià)對(duì)象集，并根據(jù)上階段計(jì)算所得權(quán)重值進(jìn)一步確定權(quán)重集合；然后利用模糊評(píng)語(yǔ)集等級(jí)，對(duì)模糊評(píng)價(jià)因素集合中的元素進(jìn)行模糊判斷，確定隸屬度向量矩陣；最后計(jì)算得出該課程教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià)結(jié)果。

針對(duì)課程資源體系的評(píng)價(jià)需求，對(duì)課程在教學(xué)任務(wù)過程中涉及的結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行智能挖掘與預(yù)處理工作，并利用自然語(yǔ)言處理、語(yǔ)義分析提取關(guān)鍵特征參數(shù)數(shù)據(jù)，結(jié)合課程內(nèi)容的實(shí)用性、豐富度、新穎性、條理性、學(xué)習(xí)活躍度、互動(dòng)性以及實(shí)驗(yàn)效率等維度形成綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，并與現(xiàn)有課程資源體系對(duì)于人才培養(yǎng)教學(xué)時(shí)間的適應(yīng)程度、內(nèi)容時(shí)效、難易度、學(xué)習(xí)成績(jī)、實(shí)踐成效等因素建立多維映射關(guān)系，利用MNSS平臺(tái)內(nèi)置的多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法構(gòu)建評(píng)估網(wǎng)絡(luò)矩陣模型，計(jì)算綜合得分，并生成基于決策網(wǎng)絡(luò)的評(píng)價(jià)指數(shù)，用于反映相應(yīng)課程門類在該映射評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)某一指標(biāo)的特異性，進(jìn)而對(duì)相應(yīng)課程知識(shí)門類進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)專業(yè)課程體系普適性與有效性評(píng)估的完整閉環(huán)。

圖1 課程知識(shí)體系質(zhì)量評(píng)價(jià)框架

3.1.2 教學(xué)模式智能評(píng)價(jià)

為實(shí)現(xiàn)高準(zhǔn)確度的高校教學(xué)模式智能評(píng)價(jià)目標(biāo)，以客觀性為首要原則，對(duì)高校教學(xué)模式進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。其中教學(xué)維度包含教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)態(tài)度、教學(xué)資料與教學(xué)內(nèi)容的關(guān)聯(lián)度以及課堂管理能力；學(xué)生維度包含學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解程度、學(xué)生對(duì)教學(xué)活動(dòng)的參與情況、學(xué)生對(duì)課程的興趣以及考試情況；環(huán)境維度包含教學(xué)場(chǎng)地對(duì)教學(xué)行為的支持能力與能否支持師生互動(dòng)。借助MNSS平臺(tái)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力并利用人工智能算法計(jì)算評(píng)估結(jié)果，完成對(duì)高校教學(xué)模式的評(píng)價(jià)工作（見圖2，P22）。

圖2 教學(xué)模式評(píng)價(jià)框架

3.1.3 用戶交互式智能評(píng)價(jià)

用戶評(píng)價(jià)包含學(xué)生評(píng)價(jià)、教師自評(píng)與師生互評(píng)，綜合三種評(píng)價(jià)方式提高評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性與客觀性，調(diào)查問卷由管理員進(jìn)行手動(dòng)編輯或根據(jù)人工智能算法自動(dòng)生成，從而提高評(píng)價(jià)系統(tǒng)對(duì)于高校實(shí)際教學(xué)情況的貼合程度。同時(shí)利用MNSS內(nèi)置的多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建綜合用戶評(píng)價(jià)算法，將學(xué)生評(píng)價(jià)、教師自評(píng)與師生互評(píng)結(jié)果進(jìn)行綜合處理與計(jì)算，從而獲取具有重要參考意義的教學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果。

（1）學(xué)生評(píng)價(jià)。學(xué)生登入系統(tǒng)后系統(tǒng)自動(dòng)提示待完成問卷，按照實(shí)際狀況對(duì)調(diào)查問卷進(jìn)行填寫。通過學(xué)生的評(píng)價(jià)問卷填寫狀況，獲得具有高參考意義的評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)于高校教學(xué)評(píng)價(jià)任務(wù)的開展具有重要作用。

（2）教師自評(píng)。教師登錄系統(tǒng)后可進(jìn)行自我評(píng)價(jià)問卷填寫，對(duì)自身教學(xué)模式、教學(xué)質(zhì)量等進(jìn)行評(píng)價(jià)，使教師對(duì)自身教學(xué)質(zhì)量以及教學(xué)水平具有更完善的認(rèn)知，從而實(shí)現(xiàn)教師的自我反思與提高。

（3）師生互評(píng)。結(jié)合MNSS平臺(tái)即時(shí)通信技術(shù)，設(shè)計(jì)教師―學(xué)生互評(píng)功能，根據(jù)師生交互式反饋結(jié)果，通過自然語(yǔ)言處理對(duì)師生互評(píng)信息進(jìn)行處理，并利用關(guān)鍵信息提取技術(shù)挖掘關(guān)鍵信息，完成教師―學(xué)生互評(píng)工作。

3.2 結(jié)果查詢

高校教學(xué)質(zhì)量智能評(píng)價(jià)工作完成后，形成可視化數(shù)據(jù)表單結(jié)果，同時(shí)系統(tǒng)根據(jù)歷史評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)可利用折線圖顯示歷史評(píng)分趨勢(shì)，增強(qiáng)數(shù)據(jù)顯示的直觀性，管理員可通過數(shù)據(jù)查詢及時(shí)獲取任意單門課程、課程資源體系、教師教學(xué)模式以及師生互評(píng)的客觀結(jié)果，為高校教學(xué)質(zhì)量改革提供重要數(shù)據(jù)參考。

3.3 教學(xué)質(zhì)量分析

教學(xué)質(zhì)量評(píng)估完成后，借助MNSS平臺(tái)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，結(jié)合人工智能算法對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行處理，并生成準(zhǔn)確性高、可靠性強(qiáng)的高校教學(xué)質(zhì)量智能化評(píng)價(jià)綜合報(bào)告，多維映射教學(xué)課程資源體系、教學(xué)模式以及教師教學(xué)能力的客觀評(píng)價(jià)結(jié)果，推進(jìn)全面、智能、客觀的高校教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)工作進(jìn)程，為新時(shí)代高校教育教學(xué)改革與創(chuàng)新提供重要幫助。

3.4 數(shù)據(jù)維護(hù)

該功能面向管理員用戶，管理員登入系統(tǒng)后，可對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)，如對(duì)教師―班級(jí)―學(xué)生對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行增刪改操作，并可對(duì)評(píng)價(jià)表單內(nèi)容進(jìn)行編輯，提高表單內(nèi)容與高校教學(xué)內(nèi)容的貼合度。同時(shí)借助MNSS平臺(tái)內(nèi)置的多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法實(shí)現(xiàn)具有客觀性、合理性以及定量化的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)工作。最后，利用數(shù)據(jù)維護(hù)功能，管理員能夠?qū)Σ煌脩纛悇e權(quán)限以及可用功能進(jìn)行編輯，進(jìn)而提高對(duì)不同用戶管理的靈活性。

4 結(jié)語(yǔ)

為實(shí)現(xiàn)高校教學(xué)質(zhì)量評(píng)估工作智能化，提高高校教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)工作完成效率與準(zhǔn)確率，本文基于MNSS平臺(tái)設(shè)計(jì)了一種高校教學(xué)質(zhì)量智能化評(píng)價(jià)系統(tǒng)。借助MNSS平臺(tái)可無侵入式接入能力，提高系統(tǒng)對(duì)于不同設(shè)備與系統(tǒng)環(huán)境的兼容性和普適性，保證平臺(tái)高負(fù)載均衡狀態(tài)下教學(xué)質(zhì)量智能評(píng)價(jià)工作的極速開展。同時(shí)，結(jié)合高校教學(xué)資源體系、教學(xué)模式以及師生互評(píng)結(jié)果，完成多維度的高校教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)工作，提高了評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性與有效性。此外，依托于MNSS平臺(tái)強(qiáng)大的計(jì)算引擎與處理能力，綜合運(yùn)用人工智能算法對(duì)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行處理，為課程資源體系更新、教學(xué)模式改革、教師教學(xué)能力提升提供重要參考。該系統(tǒng)的應(yīng)用，在實(shí)現(xiàn)教評(píng)工作智能化的同時(shí)，能夠有效增強(qiáng)教師教學(xué)能力與學(xué)校綜合教學(xué)水平，并促進(jìn)高校課程教學(xué)資源體系現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程，為構(gòu)建科學(xué)化、高水準(zhǔn)及智能化的高校教學(xué)模式提供重要參考，具有重要的教育意義與實(shí)踐價(jià)值。