基于TOPSIS法的自閉癥兒童移動學習應用設計評價研究

王媚雪 翟洪磊

摘要：為了解決自閉癥兒童移動學習應用設計后期方案優選的問題，提出了一種基于TOPSIS（逼近理想解排序法）的自閉癥兒童移動學習應用的設計評價方法，首先通過專家訪談和問卷調研確定移動學習應用的評價指標并對其進行打分，然后使用層次分析法計算出各指標的權重值并進行一致性檢驗，獲得了各項評價指標的重要度排序，最后通過TOPSIS法對方案進行排序，以此作為方案篩選的決策依據。將TOPSIS法應用到自閉癥兒童移動學習應用的設計中，可以降低設計方案選擇過程中人的主觀性和片面性，也為以后自閉癥兒童移動學習應用的設計提供參考。

關鍵詞：工業設計;TOPSIS法;自閉癥兒童;學習應用設計

中圖分類號：TP311

文獻標識碼：A

文章編碼：1672-7053（2020）02-0060-02

近年來，自閉癥的發病率一直上升，我國13億人口中有至少超過1000萬的自閉癥患者[1]。通過對自閉癥兒童進行早期的干預訓練，可以使其具備一定的自理能力，減輕家庭和社會的負擔。移動互聯網的普及為自閉癥兒童的干預提供了新的思路，國外已經有將移動應用用于自閉癥兒童干預的案例，并且取得了不錯的效果，相比于國外，國內的研究起步晚，并且很多自閉癥康復中心的老師和家長不知道如何選擇，也沒有一個系統性的方法來指導設計師進行設計。因此，本文基于TOPSIS法，建立了一種自閉癥兒童移動學習應用的設計評價方法，來指導設計師進行設計和后期的方案優選。

1TOPSIS法概述

TOPSIS（逼近理想解排序法）[2]是一種根據待評價方案與理想解的接近程度進行排序，從而確定方案優劣的一種方法。這種方法目的是為了找出與理想方案最接近的一種方案，減小方案選擇中人的主觀性和片面性。張厚等人提出了一種基于主成分分析和改進的TOPSIS法的混煤配比方案綜合評價方法，對某燃煤電廠和6種混煤配比方案進行了綜合評價。劉羽歆等人基于用戶體驗對專業性購物網站建立評價體系，采用網絡分析法對評價體系的權重進行確立，并引入了TOPSIS法對網站的評價結果數據進行了排序。

2基于TOPSIS法的自閉癥兒童移動學習應用設計評價流程

2.1建立自閉癥兒童移動學習應用的層次分析模型

由于自閉癥兒童的認知特點、行為特征與正常兒童有所不同，因此，在進行自閉癥兒童移動學習應用的設計時，不能遵循普通兒童的移動應用設計原則。通過對自閉癥康復中心的5名康復專家進行專家訪談，確定了自閉癥兒童移動學習應用設計的21項初始評價指標。然后選取8名自閉癥康復中心的專家和5名自閉癥兒童的家長對這21項初始評價指標進行問卷調研，最終確立了8項評價指標，即準則層，包括了：X及時的反饋、X2娛樂性、Xz益智性、X4操作簡單、Xg界面簡潔、X難度可調節、X色彩搭配合理。目標層則代表了整個自閉癥兒童移動學習應用的設計方案。

2.2評價指標權重的確定

判斷矩陣的合理構建是層次分析法中的一個必不可少的重要環節，可以用來比較某一層次各要素兩兩之間相互的相對重要性。判斷矩陣采用1～9標度方法確定分值（1表示指標i與指標j重要程度相同;3表示指標i比指標j稍微重要;5表示指標i比指標j明顯重要;7表示指標i比指標j強烈重要;9表示指標i比指標j絕對重要，標度倒數表示指標j比指標i重要），可以體現兩個要素比較出的重要程度等級。根據判斷矩陣，計算相對權重值，根據判斷矩陣的數據，計算出權重向量W=[o]1.n，然后計算出每一個評價要素的權重，計算公式為：

2.3一致性檢驗

對于能否確定層次的排序，需要對其進行一致性檢驗。首先定義一致性指標：c1=，其中λ為最大特征根，n為矩陣的階數。當λ比n越大時，不一致性就越大，所以，當CI=0時，可以判斷具有完全的一致性;當CI接近于0時，有滿意的一致性;當CI越大，不一致性就越嚴重。為了衡量CI的大小，引入了隨機一致性指標RI，RI的值見表1。

計算出每一個評價指標的相對權重值，求得權重向量后，根據公式CR=臺進行一致性檢驗，如果CR≤0.1，則符合要求。

2.4根據各項指標權重構造加權矩陣

首先構建評價指標特征矩陣：

對矩陣A進行加權標準化處理后得到標準化矩陣By：

2.5求正負理想解

正理想解為：

負理想解為：負理想解為：

2.6計算各方案到理想解的距離以及相對貼進度

各方案與正理想解X+和負理想解X-的距離為：

計算出每個方案與理想解的相對貼進度Ci：

根據相對貼進度Ci的值進行排序，Ci的值越大，說明評價對象的優先程度越高，反之，則說明評價對象的優先程度越低。

3基于TOPSIS的自閉癥兒童移動學習應用設計案例分析

選取了三款自閉癥移動學習應用，運用上文所述的方法對其作出評價。

3.1計算評價指標權重并進行檢驗

選取自閉癥康復中心的專家對圖1所示的7項指標采用上文所述的1～9標度的方法進行評分，然后借助matlab軟件求出每項指標的權重，然后對其進行歸一化處理，最后進行排序，見表2。通過計算，CI的值為0.0808，查表知RI的值為1.32，根據公式CR=號計算得出，CR=0.0612≤0.1，因此各項指標的權重值符合要求。

3.2根據各項評價要素權重構造加權矩陣

選取自閉癥康復中心的9名專家和4名設計師對上述的三款產品對9項評價要素進行評分，評分區間為0～10分（0《很差≤3，3《較差≤5，5《一般≤6，6《較好≤8，8《很好≤10），取其算術平均數作為每項評價要素的最終得分，然后對得分結果進行加權標準化處理。最終評分結果見表3。

3.3計算評價對象的正負理想解

根據公式（4）（5）求出正理想解與負理想解為：

X+=（0.1150，0.0327，0.0547，0.1645，0.1059，0.0934，0.0471）X=.（0.1073，0.0285，0.0424，0.1425，0.0854，0.0840，0.0390）3.4計算計算各方案的歐式距離以及相對貼進度

根據公式（6）～（8）可以計算各方案的歐式距離以及相對貼進度C，如表4。通過表4可以發現，產品C明顯優于其他兩款方案。

3.5結果驗證

根據應用商店的軟件下載排行和評分可知，產品C的評分和下載量是最高的，與評價結果一致，證明了TOPSIS法應用于自閉癥兒童移動學習應用的設計評價是可行的。

4結語

為了解決在自閉癥兒童移動學習應用設計過程中設計要素的獲取和方案的篩選過分依賴人的主觀性和片面性，提出了一種基于TOPSIS法的產品評價方法，首先通過專家訪談和問卷調研的方式建立了自閉癥體感游戲設計的評價指標體系，然后求出了各項評價指標的權重，最后利用TOPSIS法進行了產品的優劣排序。可以看出，利用TOPSIS法來指導設計師進行設計，可以幫助設計師權衡各項設計要素的優先級，以此來獲得最大的產品價值機會，也可以幫助設計師進行設計方案篩選的時候，科學有效的獲得最優的設計方案。

本文系秦皇島市科學技術研究與發展計劃資助項目（項目編號：201703A264）。

參考文獻

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[5]袁鵬，曾藝橋，陳政.基于TOPSIS法的城市旅游發展動力因子評價：以湖南省為例[J/OL].統計與決策，2019（22）：59-63.[2019-12-05]htps：//oi.og/10.13546/.ni.tjc.2019.22.013.