基于層次分析法的腫瘤學課程在線教學平臺設計

謝蕊

(哈爾濱醫科大學附屬腫瘤醫院， 黑龍江 哈爾濱 150081)

0 引言

基于新型冠狀病毒肺炎疫情防控形勢，相關部門及時給出了對應的處理措施，同時要求各個高校在遵守疫情防控的條件下，最大限度確保教育和教學活動的順利開展。線上教學是在疫情防控嚴峻的情況下進行教學任務的一項有效措施，但是針對線上教學[1-2]，授課平臺的選取、教學方案的設計以及教學內容的安排等成為現階段研究的熱點話題。為有效應對在線教學存在的全新挑戰，相關專家給出了一些較好的研究成果，例如Merayo N等[3]開發了響應式環境AIM移動學習平臺，利用在線教育包進行在線教學平臺設計。田偉等[4]主要通過NIELVIS硬件平臺、NILabVIEW軟件和Moodle電子學習平臺進行在線教學平臺設計。劉慧[5]在大數據背景下，將全部的教學資源進行整合，結合互聯網技術進行在線教學平臺設計。雖然以上3種平臺能夠立足于當前的時代，但是由于未能使用層次分析法對教學質量進行評價，導致所設計平臺腫瘤學課程在線教學質量和效率較低，穩定性較差。為此，提出了一種基于層次分析法的腫瘤學課程在線教學平臺。仿真實驗結果表明，所設計平臺在提升其穩定性的同時也能夠增強腫瘤學課程在線教學質量和效率。

1 腫瘤學課程在線教學平臺設計

采用B/S結構進行平臺設計，B/S結構將平臺部署在服務器上，通過客戶端安裝瀏覽器就能夠實現訪問和使用。為確保平臺使用的便捷性且方便平臺的維護和部署，平臺采用B/S模式，這樣即使學生數量增加，也不會給后期維護帶來困難，全部的維護工作只需要在服務器端進行即可。

為確保平臺維護工作的順利進行，采用3層架構模式，將平臺的業務劃分為單個不同的層次，分別為數據層、應用層、業務層。這樣不僅便于維護數據的安全[6-7]，同時也能夠增強平臺的運行效率，具體結構如圖1所示。

圖1 三層架構圖

圖中，表示層主要負責數據的接收和顯示，即展示給使用者的界面。業務邏輯層位于兩個層次中間，在數據交換的過程中起到承上啟下的作用。數據訪問層主要負責數據庫的直接操作，可以實現數據的添減、刪除、更新等操作[8-9]。

腫瘤學課程在線教學平臺主要包含4個不同的管理員群體，分別為教師、學生、教學管理員以及系統管理員。由于平臺主要是由4個不同的管理群體實現，所以采用5個不同的模塊組成腫瘤學課程在線教學平臺，系統的功能框架如圖2所示。

圖2 腫瘤學課程在線教學平臺

2 基于層次分析法的腫瘤學課程在線教學質量評價

層次分析法是一種數學方法，主要的優勢是定性和定量相結合[10]，針對多層次以及多目標規劃問題提供有效的決策方法。

設定規劃決策目標為V，影響因素為vi，vi對應規劃目標的重要性權數據為wi，則計算式為式(1)。

V=v1w1+v2w2+…+vmwm

(1)

由于影響因素對目標V的影響程度存在差異，所以需要將目標u的n個因素的影響程度進行兩兩對比，其中全部的對比結果能夠采用矩陣A表示，如式(2)。

(2)

假設矩陣A滿足一致性條件，則特征值問題對應的解為式(3)。

Aw=nw

(3)

經過歸一化處理之后，目標V的影響因素對應的權重可以表示為式(4)。

W=w(w1,w2,…,wm)T

(4)

模糊綜合評價方法也是一種數學評價方法，它主要通過模糊數學的基本理論以及方法，對現實世界中存在的模糊事物進行定量化處理，做出客觀、準確且符合實際的評價，進而有效解決實際問題。假設采用層次分析法確定權重，設定評價論域等級為式(5)。

A=(a1,a2,…,an)

(5)

其中等級論域以及影響因素之間的模糊關系能夠組建如下的模糊矩陣，如式(6)。

(6)

將模糊評價矩陣和評價指標的權值進行運算，獲取以下的計算式為式(7)。

B=wR

(7)

將式(7)獲取的結果進行正規化處理，即可通過最大隸屬度原則獲取評價結果。

層次分析法在全部的因素中篩選出最重要的關鍵性評價指標，同時根據兩者的制約關系組建多層次指標體系。當評價指標體系建立完成后，對相同層次的指標因素影響程度進行兩兩對比，其中對比結果采用1—9標度法。其中一級指標判斷矩陣A可以表示為式(8)。

(8)

根據腫瘤學課程在線教學質量評價體系以及評價標準，統計各項評價指標在評級論域等級U上的數量，對其進行正規化處理。設定為任意評價指標在不同評價等級上的隸屬度，由此建立模糊評判矩陣R，即式(9)。

(9)

由于充分考慮到不同因素的重要程度，將上述集合中全部因素分別乘以對應的權重，以此組建腫瘤學課程在線教學質量評價的模糊綜合評價模型，即式(10)。

(10)

通過評價模型獲取不同教師的教學質量評價結果，結合評價結果及時給出對應的改進措施，確保教師線上教學質量得到有效提升。

3 仿真實驗

為驗證設計基于層次分析法的腫瘤學課程在線教學平臺的綜合有效性，在一臺3.20 GHz AMD Ryzen51600Six-core Processor處理器、16 GB內存的計算機，MATLAB2016軟件下進行仿真實驗測試。

(1) 教育質量

實驗測試首先對比3種不同平臺的教學質量，實驗選取15名學習成績相當的學生作為測試對象，其中每5名學生為一組，分別采用3種不同的平臺對相同的內容進行教學，給出各個教學平臺的教學質量對比結果，如圖3所示。

圖3 不同平臺的教學質量對比結果

分析圖3中的實驗數據可知，所設計平臺由于采用層次分析法對在線教學質量進行評價，能夠及時獲取在線教學的評價結果。其中所設計平臺的學生測試得分明顯高于另外兩種平臺，這說明所設計平臺能夠獲取較為滿意的教學結果。

(2) 教學效率

為更進一步驗證所設計平臺的優越性，以下實驗測試對比3種不同平臺的教學效率，具體實驗對比結果如表1所示。

表1 不同在線教學平臺的教學效率對比結果

分析表1中的實驗數據可知，隨著實驗次數的增加，各個平臺的教學效率也在不斷發生變化，但是文獻[4]平臺和文獻[5]平臺的教學效率下降趨勢十分明顯，主要是因為兩個教學平臺在實際應用的過程中，未能進行教學質量評價，導致整個教學過程十分繁瑣，促使運行時間大幅度增加。由此也驗證了在所設計平臺中加入層次分析法進行教學質量評價是切實可行且有效的。

(3) 穩定性

平臺的穩定性一直以來也是社會學者廣泛關注的內容，以下主要對比3種不同在線教學平臺的穩定性，具體實驗對比結果如圖4所示。

分析圖4中的實驗數據可知，所設計平臺一直處于相對穩定的狀態，而另外兩種平臺的穩定性則呈直線下降趨勢。主要原因是：所設計平臺在研究的過程中采用了層次分析法對在線教學質量進行評價，這樣能夠及時發現教學過程中存在的不足，有效確保系統的穩定運行。

圖4 不同在線教學平臺的穩定性對比結果

4 總結

本文提出了一種基于層次分析法的腫瘤學課程在線教學平臺。仿真實驗結果表明，所設計平臺能夠有效提升教學質量和教學效率，確保平臺的穩定運行。但是由于時間的限制，導致所設計平臺仍然存在一定的不足，后續將重點針對以下幾方面的內容進行研究。

(1) 擴大研究范圍，使教師更加有針對性地進行教學，確保教學質量和教學效率得到有效提升。

(2) 后續將全面分析不同學生的學習情況，使平臺能夠對其進行全面總結分析，及時給出對應的教學方案。