民航直升機執(zhí)照理論學(xué)習(xí)效果評估平臺研建

徐建華,李瑞,張韜

（正德職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與信息技術(shù)系，南京 211106）

民航直升機執(zhí)照理論學(xué)習(xí)效果評估平臺研建

徐建華,李瑞,張韜

（正德職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與信息技術(shù)系，南京 211106）

針對難以高效準確評估民航直升機飛行學(xué)員執(zhí)照理論學(xué)習(xí)效果的問題，采用PHP、MySQL和HTML5等技術(shù)設(shè)計開發(fā)了評估平臺。首先，飛行學(xué)員通過智能手機訪問平臺，在課內(nèi)外進行單元測試和模擬考試。其次，平臺采用決策樹算法對采集的飛行學(xué)員經(jīng)驗值、單元測試和模擬考試成績等數(shù)據(jù)進行綜合評估。最后，平臺上輸出飛行學(xué)員學(xué)習(xí)效果的評估結(jié)果，為地面教員確定參加官方執(zhí)照考試人選提供重要參考。實踐證明，該平臺評估為“A”級的飛行學(xué)員均一次性通過官方組織的執(zhí)照理論考試。該平臺是“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的有益嘗試，必將提高對飛行學(xué)員執(zhí)照理論學(xué)習(xí)效果評估的科學(xué)性、高效性和準確性。

評估；決策樹；學(xué)習(xí)效果；直升機；移動互聯(lián)網(wǎng)

0 引言

依據(jù)國家有關(guān)規(guī)定，民航直升機飛行學(xué)員需要通過國家規(guī)定的執(zhí)照理論和實踐兩個方面考核才能取得直升機飛機駕駛執(zhí)照。飛行學(xué)員在參加飛行技術(shù)駕駛技能訓(xùn)練之前需要先通過執(zhí)照理論考試。執(zhí)照理論考試試卷由80道單選題組成，每題1.25分，成績要達到80分以上才算通過。只有經(jīng)過地面教員簽字同意的飛行學(xué)員才能參加執(zhí)照理論考試。地面教員必須保證其推薦的飛行學(xué)員通過官方正式考試的比率不低于80%，不然推薦資格將受到影響甚至被取消。飛行學(xué)員只有4次的執(zhí)照理論考試機會，假如4次都沒有順利通過就不能夠進行后續(xù)駕駛技能訓(xùn)練。因此，地面教員高效準確評估飛行學(xué)員執(zhí)照理論學(xué)習(xí)效果具有重要意義。

1 學(xué)習(xí)效果評估現(xiàn)狀分析

目前，評估飛行學(xué)員執(zhí)照理論學(xué)習(xí)效果的傳統(tǒng)做法方法是：地面教員出試卷→印刷裝訂紙質(zhì)試卷→飛行學(xué)員參加考核→地面教員評閱。為了更加客觀準確評價飛行學(xué)員理論知識學(xué)習(xí)效果，這樣的考核往往需要組織多次。這樣的考核需要花費資金用于印刷裝訂紙質(zhì)試卷，地面教員投入到組卷和評閱方面精力過多。越來越多的學(xué)者開始在學(xué)習(xí)效果評估方面作了一些理論探索與實踐改革。白華、劉丹青等人[1-2]提到學(xué)生學(xué)習(xí)效果評估是美國高等教育評估工作中的一個新趨向，并已經(jīng)逐漸成為美國高教評估的主軸；王瑩等人[3]設(shè)計了一種在線學(xué)習(xí)成績評價模型；畢鵬暉[4]在大學(xué)英語詞匯學(xué)習(xí)中融入形成性評估；張景文[5]研發(fā)了基于RIA技術(shù)的課程學(xué)習(xí)效果評估平臺；戴慧珺等人[6]初步使用MOOC系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)用于教學(xué)評估；仝宇光等人[7]分析了國內(nèi)外移動學(xué)習(xí)的進展；趙學(xué)銘[8]開發(fā)了基于HTML5的交互式移動學(xué)習(xí)平臺；鄭娜娥等人[9]構(gòu)建了基于模糊評判的模擬訓(xùn)練效果評估模型；魏雪峰等人[10]提出了碎片化學(xué)習(xí)資源的適用場景與管理方法；桑保華[11]探索了執(zhí)照題庫貫通于“空中領(lǐng)航學(xué)”的教學(xué)改革；董曉輝等人[12]討論了自適應(yīng)學(xué)習(xí)技術(shù)。以上學(xué)者大部分沒有充分發(fā)揮在線平臺容易采集大量學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，從而使得評估結(jié)果難以做到客觀準確、經(jīng)濟高效。

2 評估平臺總體設(shè)計

民航直升機執(zhí)照理論學(xué)習(xí)效果評估平臺設(shè)計目標是飛行學(xué)員通過智能手機等移動終端快捷方便的登錄平臺參加課內(nèi)外單元測試或模擬考試，組卷與閱卷過程全部自動化和智能化，并利用課內(nèi)測試數(shù)據(jù)對課外測試數(shù)據(jù)進行自動修正，使得評估結(jié)果更加客觀真實。根據(jù)自動采集的飛行學(xué)員經(jīng)驗值、單元測試和模擬考試成績等數(shù)據(jù)，平臺通過決策樹算法進行綜合評估并輸出結(jié)果。通常情況下，飛行學(xué)員在該平臺上評估為“A”級，那么參加官方正式考試就能一次性“通過”。

該評估平臺由地面教員子系統(tǒng)，飛行學(xué)員子系統(tǒng)和管理員子系統(tǒng)三大部分構(gòu)成，如圖1所示。

圖1 評估平臺構(gòu)成

地面教員子系統(tǒng)主要包括試題庫中試題的增刪改功能、組織課堂單元測試或者模擬考試時自動組卷及閱卷功能、控制飛行學(xué)員是參加課內(nèi)測評還是課外測試以及注冊飛行學(xué)員審核功能和查詢每位飛行學(xué)員評估結(jié)果功能；飛行學(xué)員子系統(tǒng)主要包括單元測試功能和模擬考試功能；管理員子系統(tǒng)主要包括注冊地面教員審核功能和用戶密碼管理功能。

3 評估平臺主要實現(xiàn)過程

該評估平臺采用移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)主流的CentOS+PHP+MySQL+Apache架構(gòu)。地面教員控制飛行學(xué)員是進行課外還是課內(nèi)測評。課外測試時，評估平臺根據(jù)每位學(xué)員的特點智能自動組卷，體現(xiàn)個性化差異。課內(nèi)測試時，地面教員為學(xué)員統(tǒng)一組卷，體現(xiàn)公平性。飛行學(xué)員在使用評估平臺過程中會生成經(jīng)驗值、課內(nèi)外單元測試和模擬考試成績等數(shù)據(jù)。評估平臺對采集的大量數(shù)據(jù)使用決策樹算法進行綜合評估。地面教員根據(jù)評估結(jié)果督促飛行學(xué)員加強學(xué)習(xí)或者推薦參加官方考試。

3.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

為存儲評估平臺數(shù)據(jù)，在MySQL數(shù)據(jù)庫中設(shè)計了若干張數(shù)據(jù)表，具體如表1所示。

表1 設(shè)計的評估平臺數(shù)據(jù)表

3.2 飛行學(xué)員子系統(tǒng)

飛行學(xué)員子系統(tǒng)實現(xiàn)主要流程如圖2所示。飛行學(xué)員通過移動終端在登錄界面輸入正確帳號和密碼訪問平臺。飛行學(xué)員是參加課內(nèi)還是課外測評由地面教員預(yù)先設(shè)置。測評分為單元測試和模擬考試。為適應(yīng)碎片化學(xué)習(xí)需要，單元測試題量設(shè)置為10題，每題10分?？紤]到在移動終端上用手指非常容易翻屏，單元測試答題界面設(shè)計成一張網(wǎng)頁。根據(jù)民航直升機執(zhí)照理論特點，試題庫中的試題被劃分為航空法規(guī)、航空氣象、空氣動力學(xué)等12個知識單元。模擬考試的題量為0題，每題1.25分，與官方考試完全一致。模擬考試的題量比較多，答題界面如設(shè)計成一張網(wǎng)頁，用手指上下翻屏不太容易控制，故進行了分屏設(shè)計，如圖4所示。測評結(jié)束，平臺上會顯示出總成績和每道試題的對錯，方便學(xué)員學(xué)習(xí)反思。飛行學(xué)員在測評過程中的總成績、每道試題的對錯情況、答題時長以及經(jīng)驗值等信息存入數(shù)據(jù)表，其總經(jīng)驗值為答題數(shù)。

3.3 地面教員子系統(tǒng)

地面教員通過平臺設(shè)置飛行學(xué)員是參加課內(nèi)測評還是課外測評。課內(nèi)測評的試題由地面教員根據(jù)教學(xué)進度統(tǒng)一生成。因為課內(nèi)測評的試題大家都一樣，通過PHP語言的range()函數(shù)將題序打亂，這樣飛行學(xué)員之間答題界面題序不同，有效防止作弊。課外測評沒有地面教員監(jiān)督，測評試題根據(jù)每個飛行學(xué)員的歷史測評情況智能生成，以往容易做錯的試題出現(xiàn)概率會較大，起到較好的學(xué)習(xí)作用?；陲w行學(xué)員測評數(shù)據(jù)的評估過程中，最關(guān)鍵的是構(gòu)建評估模型。評估模型如圖4所示，其中ClassExam為課內(nèi)模擬考試通過次數(shù)，HomeExam為課外模擬考試通過次數(shù)，ClassTest為課內(nèi)單元測試大于80分的次數(shù)，HomeTest為課外單元測試大于80分的次數(shù)，EXP為經(jīng)驗值。地面教員可以查看到根據(jù)該模型生成的評估結(jié)果。地面教員還負責(zé)審核飛行學(xué)員注冊信息，督促使用，更好起到以測促學(xué)，以測促教，以測促評作用。

該評估平臺給直升機駕駛技術(shù)專業(yè)9名飛行學(xué)員進行了使用，其中3名學(xué)員被評估為“A”級。這3名學(xué)員在官方組織的執(zhí)照理論考試中分別考了92.5分、97.5分和98.75分，全部通過。

圖2 飛行學(xué)員子系統(tǒng)實現(xiàn)流程

圖3 飛行學(xué)員在參加模擬考試

3.4 管理員子系統(tǒng)

為有效掌握評估平臺使用情況，系統(tǒng)管理員通過平臺審核地面教員注冊信息。管理員及時與地面教員和飛行學(xué)員交流溝通，收集是使用意見，用于平臺維護升級。為解決用戶遺忘登錄密碼問題，平臺設(shè)置了郵件系統(tǒng)，可以自動將密碼發(fā)送到用戶電子郵箱中。

圖4 構(gòu)建的決策樹評估模型

3.5 響應(yīng)式網(wǎng)頁設(shè)計

該評估平臺要求能夠讓用戶使用智能手機等移動終端設(shè)備訪問。目前，市場上智能移動終端設(shè)備屏幕大小不一。為提升用戶體驗，網(wǎng)頁布局應(yīng)能自動適應(yīng)屏幕大小。為此，每張網(wǎng)頁代碼的頭部添加viewport元標簽即可，具體代碼是。

4 結(jié)語

“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，傳統(tǒng)行業(yè)紛紛與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，迸發(fā)出新的活力。采用先進移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)平臺用于民航直升機執(zhí)照理論評估是“互聯(lián)網(wǎng)+教育”一次改革實踐。該評估平臺在直升機駕駛技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)中的推廣應(yīng)用具有多方面的意義：第一，有助于地面教員更加科學(xué)的對飛行學(xué)員理論知識進行高效評估；第二，有助于減少出卷、閱卷等事務(wù)性工作，地面教員有更多時間用于創(chuàng)造性工作；第三，有助于促進飛行學(xué)員加強理論學(xué)習(xí)，平臺采取有效機制使得評估結(jié)果更加客觀，只有踏踏實實認真學(xué)習(xí)理論才能通過評估；第四，有助于教學(xué)更有針對性，地面教員利用平臺自動統(tǒng)計分析的數(shù)據(jù)可以直觀查閱飛行學(xué)員理論知識掌握的薄弱點，在教學(xué)過程中重點講解；第五，有助于降低印刷、裝訂紙質(zhì)試卷的成本，只要利用飛行學(xué)員的手機即可，甚至不需要擁有電腦，實現(xiàn)了無紙化評估。

[1]劉丹青,葛寶臻,蘭德爾·厄普丘奇.美國高?！皩W(xué)生學(xué)習(xí)效果評估”：經(jīng)驗與啟示[J].高教探索,2015（09）.

[2]白華.學(xué)習(xí)效果評估：美國高等教育評估發(fā)展的趨向[J].河北師范大學(xué)學(xué)報（教育科學(xué)版）,2012（03）

[3]王瑩,肖宏偉,徐揚.基于移動互聯(lián)網(wǎng)的在線學(xué)習(xí)成績評價模型研究[J].中國電化教育,2017（03）.

[4]畢鵬暉.大學(xué)英語微移動詞匯學(xué)習(xí)融入形成性評估模式的研究[J].外語電化教學(xué),2017（01）.

[5]張景文.基于RIA技術(shù)的課程學(xué)習(xí)效果評估平臺的研發(fā)[J].電腦與信息技術(shù),2013（05）.

[6]戴慧珺,桂小林,張成,等.基于歷史大數(shù)據(jù)決策樹分類的MOOC教學(xué)評估方法研究[J].計算機教育,2015（22）.

[7]仝宇光,張麗芳,張玉.國內(nèi)外移動學(xué)習(xí)的研究進展及評價[J].教育與職業(yè),2017（02）.

[8]趙學(xué)銘,王剛.基于HTML5的交互式移動學(xué)習(xí)平臺研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2016（09）.

[9]鄭娜娥,趙智昊,任修坤,陳松.基于模糊評判的模擬訓(xùn)練效果評估模型[J].軟件,2016（09）.

[10]魏雪峰,楊現(xiàn)民.移動互聯(lián)時代碎片化學(xué)習(xí)資源的適用場景與高效管理[J].中國電化教育,2017（05）.

[11]桑保華.執(zhí)照題庫貫通于“空中領(lǐng)航學(xué)”的教學(xué)改革探討[J].科教文匯（中旬刊）,2014（09）.

[12]董曉輝,楊曉宏,張學(xué)軍.自適應(yīng)學(xué)習(xí)技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望[J].電化教育研究,2017（02）.

Research and Development of Helicopter Cadet Learning Effect Assessment Platform

XU Jian-hua,LI Rui,ZHANG Tao
（Zhengde Polytechnic College,Nanjing 211106）

According to the difficulty in assessing the helicopter cadets'knowledge learning effect,designs and develops the platform by using PHP,MySQL and HTML5.Firstly,the helicopter cadets visit the platform via the smart mobile phone and perform unit tests and mock tests both inside and outside the classroom.Secondly,the decision tree algorithm is adopts to assess the helicopter cadets knowledge learning effect according to the helicopter cadets'experiential values,unit test and simulated test scores.Finally,the assessment results of the helicopter cadets'learning effect are provided on the platform,which provides important reference for the ground teachers to determine who can pass the official exam.The practices have proved that the helicopter cadets who assessed A class by the platform can pass the official exam at one time.The platform is a good attempt in the Internet plus education,which will enhance the scientific,efficient and accurate assessment of the helicopter cadets knowledge learning effect.

Assessment;Decision Trees;Learning Effect;Helicopter;Mobile Internet

2015年江蘇省高等教育教改研究立項課題（No.2015JSJG452）、江蘇高校“青藍工程”資助

1007-1423（2017）31-0081-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2017.31.020

徐建華（1979-），男，江蘇南通人，碩士，副教授，研究方向為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫技術(shù)、計算機仿真技術(shù)

李瑞（1998-），男，2016級計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)學(xué)生

張韜（1980-），男，江蘇南京人，碩士，講師，研究方向為網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)

2017-08-01

2017-10-20