CN108053092A - 一种学生能力评估的动态可视化机制构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种学生能力评估的动态可视化机制构建方法，步骤包括，(1)基于德尔菲法，定义面向计算机专业学生的能力评估指标体系；(2)对能力评估指标体系的每部分内容的各个指标进行定义度量；(3)在定义好上述评价指标以及度量方法之后，设计数据转换模块、数据管理模块和评价指标模块，(4)使用dojox绘制每个学生对应的能力评估指标体系中每部分结果的雷达图。本发明可以以动态的雷达图这种可视化方式更方便地查看和比较不同学生在不同学期的能力状况，显著地提升师生的教学效果。
Description
技术领域
本发明属于数据分析与数据可视化技术领域，特别涉及面向计算机专业学生的一种学生能力评估的动态可视化机制构建方法。
背景技术
随着IT行业的迅猛发展，用人企业对于计算机专业学生能力的要求也日益水涨船高。国内外大学也愈加注重对计算机专业的学生多样化能力的培养。例如，欧、美、日本的大学计算机专业非常重视动手能力、表达技巧和写作能力，其中一些知名大学还强调所做的工作要与社会需求紧密结合；我国也全方位强调培养计算机专业学生的创新创业能力。从实践经验来看，需要培养计算机专业学生具备知识获取能力、创新能力、团队协作能力、表达交流能力、程序设计能力、科学研究能力等。但是，现有的以考试成绩为主的评估方式片面性强、直观度低，无法全面地展示出计算机专业学生的能力状况和发展路径，相应地也就难以根据学生的能力现状因材施教。学生数越多，这样的评估和对比分析越困难。因此，以可视化的方式让任课老师、辅导员以可视化的方式直接掌握学生的发展状况，相应地提供适合不同学生发展的学习内容和学习指导，促进其个性发展才能实现真正意义上的个性化教育。
快速发展的大数据、可视化技术，可以创新出新的机制地去跟踪、关注、评价教学者的学习过程和结果。基于大数据、可视化技术，将有效地提升对计算机专业学生能力评估和展示的能力，也将为我们提供了最直接、最客观、最准确的培养依据。
发明内容
发明目的：为了让任课老师、辅导员以可视化的方式直接掌握学生的发展状况，相应地提供适合不同学生发展的学习内容和学习指导，本发明提供一种面向计算机专业学生能力评估的动态可视化机制的构建方法，该方法提供了对于计算机专业学生的能力评估指标，并可以基于开源代码库dojox实现成雷达图。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供一种学生能力评估的动态可视化机制构建方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)基于德尔菲法，定义面向计算机专业学生的能力评估指标体系；
(2)对能力评估指标体系的每部分内容的各个指标进行定义度量；
(3)在定义好上述评价指标以及度量方法之后，设计数据转换模块、数据管理模块和评价指标模块，
其中数据转换模块：负责从Excel成绩单中读取学生的原始成绩进行处理转换，然后存入数据库；
数据管理模块：负责存储、封装和传输数据；
评价指标模块：实现对能力评估指标体系中的各个评估指标的逻辑计算功能；
(4)使用dojox绘制每个学生对应的能力评估指标体系中每部分结果的雷达图。
进一步的，所述步骤(1)中面向计算机专业学生的能力评估指标体系用五元组P表示：P＝{基础能力Bis，专业能力Pro，实践动手能力Pra，创新能力Cre，主动学习能力Act}。
进一步的，所述步骤(2)中对能力评估指标体系的每部分内容的各个指标进行定义度量的方法，具体步骤如下：
(2.1)基础能力Bis指的是计算机专业学生所具有的数理、外语的能力，通过学生的高等数学、离散数学、概率论、线性代数和外语成绩来反映，计算方法用如下公式来计算；
Bis＝Σ(课程绩点*学分数)/Σ学分数
(2.2)专业能力Pro体现的是学生对计算机专业的主干课程掌握的程度，通过算法与数据结构、数据库、程序设计方法学、软件工程的成绩来反映，计算方法用如下公式来计算；
Pro＝Σ(专业课程绩点*专业课程学分数)/Σ专业课程学分数
(2.3)实践动手能力Pra体现的是学生的实践动手、编程开发、系统安装调试的能力，通过上机实验课的成绩和参与学科的专业竞赛的成绩来反映，计算方法用如下公式来计算：
Pra＝Σ(实验课绩点*课程学分数)/Σ实验课学分数*系数α+Σ竞赛获奖等级*(1-系数α)
其中，竞赛获奖等级可按国家级奖项5分、省级奖项3分、参与奖项1分来计算，与课程的5分制绩点保持一致；
(2.4)创新能力体现计算机专业学生在申报发明专利、撰写科技论文上的能力，其中发表SCI、EI期刊文章算5分，EI会议、中文核心期刊文章和发明专利算3分，其它专利和科技文章算1分，创新能力的计算表示为如下公式：
Cre＝Σ(5*(SCI、EI期刊篇数)+3*(EI会议、中文核心期刊文章和发明专利篇数)+1*(其它专利和科技文章篇数)
(2.5)使用黑尔指数评定法来计算进步分，通过对进步分的比较来度量主动学习能力Act。
进一步的，所述步骤(2.5)中使用黑尔指数评定法来计算进步分的步骤为：用指数方程确立进步幅度和难度，并根据高低分者的进步幅度，赋予不同的难度权重，最后根据两学年获得的“进步分”的多少予以评估。
进一步的，所述步骤(4)中使用dojox绘制每个学生对应的能力评估指标体系中每部分结果的雷达图的具体步骤如下：
(4.1)初始化dojox中的雷达图、下拉框组件，并设置雷达图每个维度指标的数值范围；
(4.2)由数据管理模块默认地从数据库中读取第一个学生的姓名和成绩；
(4.3)由评价指标模块计算出各个指标的数值；
(4.4)由数据管理模块将各个指标数值传递给雷达图组件，将姓名传递给下拉框组件，并调用dojox中的drawRadar()生成具体的雷达图实例；
(4.5)将该实例嵌入到页码中以浏览器的方式展示出来；
(4.6)选择下拉框中其他学生，回到上述步骤(4.2)以实现对其他学生的雷达图的绘制过程和展现。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
现有的以考试成绩为主的评估方式片面性强、直观度低，无法全面地展示出计算机专业学生的能力状况和发展路径的问题，相应地也就难以根据学生的能力现状因材施教。学生数越多，这样的评估和对比分析越困难。传统的考察学生能力的方式是通过基于Excel的表格对比、查找的方式。通过本发明，师生可以以动态的雷达图这种可视化方式更方便地查看和比较不同学生在不同学期的能力状况，显著地提升师生的教学效果。
附图说明
图1为本发明的整体流程图；
图2为实施例中的雷达图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明。
如图1所示，本发明所述的一种学生能力评估的动态可视化机制构建方法，具体步骤如下：
第一步：基于德尔菲法，定义面向计算机专业学生的能力评估指标体系，该体系用五元组P表示：P＝{基础能力Bis，专业能力Pro，实践动手能力Pra，创新能力Cre，主动学习能力Act}；
第二步：给能力评估指标体系的五元组P的各个指标定义度量方法，分别是：
(1)基础能力Bis指的是计算机专业学生所具有的数理、外语的能力，可以通过学生的高等数学、离散数学、概率论、线性代数和外语成绩来反映，计算方法可用公式(1)来计算。
Bis＝Σ(课程绩点*学分数)/Σ学分数 (1)
(2)专业能力Pro体现的是学生对计算机专业的主干课程掌握的程度，可以通过算法与数据结构、数据库、程序设计方法学、软件工程的成绩来反映，计算方法可用公式(2)来计算。
Pro＝Σ(专业课程绩点*专业课程学分数)/Σ专业课程学分数 (2)
(3)实践动手能力Pra体现的是学生的实践动手、编程开发、系统安装调试的能力，可以通过上机实验课的成绩来反映，也可以通过参与学科的专业竞赛的成绩来反映。其计算方法可以用公式(3)来计算：
Pra＝Σ(实验课绩点*课程学分数)/Σ实验课学分数*系数α+Σ竞赛获奖等级*(1-系数α)(3)
其中，竞赛获奖等级可按国家级奖项5分、省级奖项3分、参与奖项1分来计算，与课程的5分制绩点保持一致；系数α可以由评估人员自行选定。
(4)创新能力应体现计算机专业学生在申报发明专利、撰写科技论文上的能力。发表SCI、EI期刊文章算5分，EI会议、中文核心期刊文章和发明专利算3分，其它专利和科技文章算1分。因此，创新能力的计算可以表示为公式(4)：
Cre＝Σ(5*(SCI、EI期刊篇数)+3*(EI会议、中文核心期刊文章和发明专利篇数)+1*(其它专利和科技文章篇数)
(5)使用了黑尔指数评定法来计算“进步分(ProgressingMark)”，即：用指数方程确立进步幅度和难度，并根据高低分者的进步幅度，赋予不同的难度权重，最后根据两学年获得的“进步分”的多少予以评估。由于每学期课程不相同，难度也差异很大，因此，在实际计算中选用的是用于计算Pro和Pra的专业课和实验课的平均绩点作为成绩，然后利用黑尔指数法计算出T分和进步分。
具体步骤如下：
(2.5.1)计算所有学生的平均绩点X’和方差s。
(2.5.2)根据公式计算T分，T＝50+10*(绩点X-平均绩点X’)/方差s。这样可计算出某同学在不同学期成绩的T分。
(2.5.3)根据下表“原始黑尔指数转化法T分与进步分换算表”，将T分转换成等价的进步分，然后把进步分相减，得到实际进步分。
| T分 | 进步分 | T分 | 进步分 | T分 | 进步分 | T分 | 进步分 |
| 20 | 2.56 | 36 | 5.26 | 52 | 11.03 | 68 | 23.07 |
| 21 | 2.64 | 37 | 5.51 | 53 | 11.54 | 69 | 24.14 |
| 22 | 2.67 | 38 | 5.77 | 54 | 12.09 | 70 | 25.29 |
| 23 | 2.89 | 39 | 6.05 | 55 | 12.66 | 71 | 26.46 |
| 24 | 3.03 | 40 | 6.34 | 56 | 13.25 | 72 | 27.72 |
| 25 | 3.17 | 41 | 6.65 | 57 | 13.87 | 73 | 29.09 |
| 26 | 3.32 | 42 | 6.95 | 58 | 14.53 | 74 | 30.42 |
| 27 | 3.48 | 43 | 7.27 | 59 | 15.23 | 75 | 31.86 |
| 28 | 3.64 | 44 | 7.62 | 60 | 15.94 | 76 | 33.37 |
| 29 | 3.81 | 45 | 7.98 | 61 | 16.7 | 77 | 34.92 |
| 30 | 3.99 | 46 | 8.35 | 62 | 17.48 | 78 | 36.58 |
| 31 | 4.18 | 47 | 8.75 | 63 | 18.31 | 79 | 38.31 |
| 32 | 4.38 | 48 | 9.16 | 64 | 19.16 | 80 | 40.13 |
| 33 | 4.59 | 49 | 9.6 | 65 | 20.09 | ||
| 34 | 4.80 | 50 | 10.05 | 66 | 21.03 | ||
| 35 | 5.03 | 51 | 10.52 | 67 | 22.02 |
例如，全年级的平均绩点X’＝2.34，方差s＝0.18。某同学第一学期绩点(用于计算Pro和Pra的专业课和实验课的平均绩点)为2.25，第二学期绩点为2.41。那首先根据T＝50+10*(绩点X-平均绩点X’)/方差s可计算出两个学期的T分分别45分和54分，然后通过“原始黑尔指数转化法T分与进步分换算表”找到对应的进步分分别为7.98和12.09，因此两个学期的进步分为12.09-7.98＝4.11.
第三步：在定义好上述评价指标以及度量方法之后，设计该软件的模块，分别为：(1)数据转换模块：该模块负责从Excel成绩单中读取学生的原始成绩进行处理转换，然后存入数据库；(2)数据管理模块：该模块负责存储、封装和传输数据；(3)评价指标模块：该模块负责实现第二步中介绍的各个评估指标的逻辑计算功能。
第四步：使用开源代码库dojox进行雷达图的绘制，其具体过程是：
(1)初始化dojox中的雷达图、下拉框组件，并设置雷达图每个维度指标的数值范围；
(2)由数据管理模块默认地从数据库中读取第一个学生的姓名和成绩；
(3)由评价指标模块根据所定义的公式，计算出各个指标的数值；
(4)由数据管理模块将各个指标数值传递给雷达图组件，将姓名传递给下拉框组件，并调用dojox中的drawRadar()生成具体的雷达图实例。
(5)将该实例嵌入到页码中以浏览器的方式展示出来。
(6)选择下拉框中其他学生，可以将逻辑回到上述过程(2)以实现对其他学生的雷达图的绘制过程和展现，最终雷达图如图2所示。
以上所述仅为本发明的实施例子而已，并不用于限制本发明。凡在本发明的原则之内，所作的等同替换，均应包含在本发明的保护范围之内。本发明未作详细阐述的内容属于本专业领域技术人员公知的已有技术。
Claims (5)
1.一种学生能力评估的动态可视化机制构建方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)基于德尔菲法，定义面向计算机专业学生的能力评估指标体系；
(2)对能力评估指标体系的每部分内容的各个指标进行定义度量；
(3)在定义好上述评价指标以及度量方法之后，设计数据转换模块、数据管理模块和评价指标模块，
其中数据转换模块：负责从Excel成绩单中读取学生的原始成绩进行处理转换，然后存入数据库；
数据管理模块：负责存储、封装和传输数据；
评价指标模块：实现对能力评估指标体系中的各个评估指标的逻辑计算功能；
(4)使用dojox绘制每个学生对应的能力评估指标体系中每部分结果的雷达图。
2.根据权利要求1所述的一种学生能力评估的动态可视化机制构建方法，其特征在于：所述步骤(1)中面向计算机专业学生的能力评估指标体系用五元组P表示：P＝{基础能力Bis，专业能力Pro，实践动手能力Pra，创新能力Cre，主动学习能力Act}。
3.根据权利要求2所述的一种学生能力评估的动态可视化机制构建方法，其特征在于：所述步骤(2)中对能力评估指标体系的每部分内容的各个指标进行定义度量的方法，具体步骤如下：
(2.1)基础能力Bis指的是计算机专业学生所具有的数理、外语的能力，通过学生的高等数学、离散数学、概率论、线性代数和外语成绩来反映，计算方法用如下公式来计算；
Bis＝Σ(课程绩点*学分数)/Σ学分数
(2.2)专业能力Pro体现的是学生对计算机专业的主干课程掌握的程度，通过算法与数据结构、数据库、程序设计方法学、软件工程的成绩来反映，计算方法用如下公式来计算；
Pro＝Σ(专业课程绩点*专业课程学分数)/Σ专业课程学分数
(2.3)实践动手能力Pra体现的是学生的实践动手、编程开发、系统安装调试的能力，通过上机实验课的成绩和参与学科的专业竞赛的成绩来反映，计算方法用如下公式来计算：
Pra＝Σ(实验课绩点*课程学分数)/Σ实验课学分数*系数α+Σ竞赛获奖等级*(1-系数α)
其中，竞赛获奖等级可按国家级奖项5分、省级奖项3分、参与奖项1分来计算，与课程的5分制绩点保持一致；
(2.4)创新能力体现计算机专业学生在申报发明专利、撰写科技论文上的能力，其中发表SCI、EI期刊文章算5分，EI会议、中文核心期刊文章和发明专利算3分，其它专利和科技文章算1分，创新能力的计算表示为如下公式：
Cre＝Σ(5*(SCI、EI期刊篇数)+3*(EI会议、中文核心期刊文章和发明专利篇数)+1*(其它专利和科技文章篇数)
(2.5)使用黑尔指数评定法来计算进步分，通过对进步分的比较来度量主动学习能力Act。
4.根据权利要求3所述的一种学生能力评估的动态可视化机制构建方法，其特征在于：所述步骤(2.5)中使用黑尔指数评定法来计算进步分的步骤为：用指数方程确立进步幅度和难度，并根据高低分者的进步幅度，赋予不同的难度权重，最后根据两学年获得的“进步分”的多少予以评估。
5.根据权利要求1至4之一所述的一种学生能力评估的动态可视化机制构建方法，其特征在于：所述步骤(4)中使用dojox绘制每个学生对应的能力评估指标体系中每部分结果的雷达图的具体步骤如下：
(4.1)初始化dojox中的雷达图、下拉框组件，并设置雷达图每个维度指标的数值范围；
(4.2)由数据管理模块默认地从数据库中读取第一个学生的姓名和成绩；
(4.3)由评价指标模块计算出各个指标的数值；
(4.4)由数据管理模块将各个指标数值传递给雷达图组件，将姓名传递给下拉框组件，并调用dojox中的drawRadar()生成具体的雷达图实例；
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180518 |