基于語言值的信息技術(shù)應(yīng)用能力智能自測系統(tǒng)

車璐 馮凱華 曹儀銘 張也非 鄒麗

摘要：針對師范生個人信息技術(shù)應(yīng)用能力智能自測系統(tǒng)較少的問題，基于師范生信息技術(shù)應(yīng)用能力自測模型，利用語言值格蘊涵代數(shù)可同時處理可比與不可比的不確定性語言值信息特性，構(gòu)建師范生個人信息技術(shù)應(yīng)用能力自測量表。在具有語言值信息的師范生個人信息技術(shù)應(yīng)用能力智能自測系統(tǒng)中，利用語言值聚合算子，將數(shù)據(jù)逐層聚合，得出自測者的信息技術(shù)應(yīng)用能力自測結(jié)果。實例測評顯示該算法復(fù)雜度降低至O（m+n），證明該方法合理有效。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)應(yīng)用能力;語言值格蘊涵代數(shù);聚合算子;智能自測系統(tǒng)

DOI：10.11907/ejdk.191121開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

中圖分類號：TP319文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-7800（2019）010-0135-05

0引言

信息技術(shù)發(fā)展對教育改革產(chǎn)生重大影響，《國家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中強調(diào)“要以教育信息化推動教育現(xiàn)代化，積極促進信息技術(shù)與教育的融合創(chuàng)新發(fā)展”。教育部在《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》中提出“要強化信息技術(shù)應(yīng)用，提高教師應(yīng)用信息技術(shù)水平”。師范生作為教師群體后備力量，其信息技術(shù)應(yīng)用能力影響未來教育教學(xué)質(zhì)量。

信息技術(shù)在教學(xué)中的有效性研究較多：基于師范生具有學(xué)生和未來教師雙重角色特點，任友群、閆寒冰、李笑櫻等從支持自身學(xué)習(xí)及未來教學(xué)兩個目的出發(fā)，構(gòu)建師范生信息技術(shù)應(yīng)用能力模型，開發(fā)出師范生信息技術(shù)應(yīng)用能力測評工具。

現(xiàn)實生活中，人們對事物或問題的描述以“稍微”、“一般”、“很多”等具有模糊性的語言值為主。這些語言值轉(zhuǎn)換為精確數(shù)值計算評價時，會使轉(zhuǎn)化過程中的信息丟失，導(dǎo)致評價結(jié)果出現(xiàn)偏差。因此，Heerera等于2000年首先提出二元組語言值模型，有效地避免了信息丟失。之后許多學(xué)者提出有關(guān)基于二元組表示模型的聚合算子，如語言值加權(quán)算子、語言值有序加權(quán)算子、加權(quán)不平衡的語言聚合算子等。Ho等提出語氣代數(shù)，徐澤水等提出虛擬語言術(shù)語的語法和語義，語言值可由語氣詞和基本詞構(gòu)成，如“非常高”、“有點低”，其中“非常”和“有點”是語氣詞，“高”和“低”是基本詞。在自然語言中，基本詞常有某種對稱性，如高和低，好和壞等。徐揚等提出語言真值格蘊涵代數(shù)及語言真值格值命題邏輯系統(tǒng);鄒麗等建立語言真值直覺模糊格，從正反兩方面處理語言值信息。

基于以上研究成果，本文構(gòu)建師范生個人信息技術(shù)應(yīng)用能力自測量表，并利用語言值格蘊涵代數(shù)在處理信息技術(shù)應(yīng)用能力智能自測系統(tǒng)中具有不確定的語言值信息特性，結(jié)合語言值聚合算子，構(gòu)建師范生個人信息技術(shù)應(yīng)用能力智能自測系統(tǒng)。

1語言值格蘊涵代數(shù)

由人類自然語言特點，借鑒語氣代數(shù)思想，語言真值格蘊涵代數(shù)構(gòu)建過程采用HxC方式，其中H是語氣算子，表示“一般，很…”等描述程度的語氣詞，C稱為元語言真值，表示“高，低…”等語義相反的評價詞集。語言真值格蘊涵代數(shù)相關(guān)概念如下：

2師范生信息技術(shù)應(yīng)用能力自測量表

由于客觀事物的復(fù)雜性及人類思維的模糊性，使人們喜歡用“優(yōu)、良…”等具有不確定性信息的語言對事物進行評估。根據(jù)任友群等開發(fā)的信息技術(shù)應(yīng)用能力自測工具（見表1），結(jié)合語言值格蘊涵代數(shù)，將自測調(diào)查量表中的答案選項設(shè)計為“非常好、一般好、稍微好、稍微差、一般差、非常差”6個選項，設(shè)計改進的師范生信息技術(shù)應(yīng)用能力智能自測系統(tǒng)調(diào)查量表，如表2、表3、表4所示。

3算法設(shè)計

3.1算法步驟

結(jié)合語言O(shè)WA聚合算子，設(shè)計師范生信息技術(shù)應(yīng)用能力自測系統(tǒng)算法步驟如下：①將師范生個人的作答結(jié)果匯總轉(zhuǎn)化為語言值表示;②結(jié)合語言O(shè)WA算子思想，用H_α=maxmin（w_i，α_i）和式（2）、式（3），將A₁-A₃、A₄-A₇、A₈-A₉對應(yīng)的問題語言值分別聚合得到意識態(tài)度、技術(shù)環(huán)境、信息責(zé)任的語言值聚合結(jié)果。其中H_α表示聚合后的結(jié)果，α_i表示第i個問題的語言值，w_i表示第i個問題的權(quán)重;③用H_b=maxmin（w_j，b_j）和式（2）、式（3），將B₁-B₃、B₄-B₆、B₇-B₉對應(yīng)的問題語言值分別聚合，得到自主學(xué)習(xí)、交流協(xié)作、研究創(chuàng)新的語言值聚合結(jié)果。其中H_b表示聚合后的結(jié)果，b_j表示第i個問題的語言值，w_j表示第i個問題的權(quán)重;④用H_c=maxmin（w_k，C_k）和式（2）、式（3），將C₁-C₃、C₄-C₇、C₈-C₉對應(yīng)的問題語言值分別聚合得到資源準備、過程設(shè)計、實踐儲備的語言值聚合結(jié)果。其中H_c表示聚合后的結(jié)果，C_k表示第k個問題的語言值，W_k表示第k個問題的權(quán)重;⑤分別用聚合算子將意識態(tài)度、技術(shù)環(huán)境、信息責(zé)任的語言值聚合，得到基礎(chǔ)技術(shù)素養(yǎng)的語言值，同理得到技術(shù)支持學(xué)習(xí)和技術(shù)支持教學(xué)的語言值聚合結(jié)果;⑥將基礎(chǔ)技術(shù)素養(yǎng)、技術(shù)支持學(xué)習(xí)、技術(shù)支持教學(xué)的語言值聚合，得到該師范生信息技術(shù)應(yīng)用能力的智能自測最終結(jié)果。

3.2算法復(fù)雜度分析

設(shè)信息技術(shù)應(yīng)用能力智能自測系統(tǒng)中有n個方面，m個能力部分，p個問題。①將m個能力部分的各問題語言值分別聚合，其復(fù)雜度為O（m）;②將n個方面的各能力部分語言值分別聚合，其復(fù)雜度為O（n）;③將n個方面語言值聚合，其復(fù)雜度為O（1），故總復(fù)雜度為O（m+n）。

4實例分析

現(xiàn)隨機抽取某數(shù)學(xué)學(xué)院應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)的師范生進行測評，測評步驟如下：

（1）將該師范生的作答結(jié)果轉(zhuǎn)換為語言值表示，如表5所示。

（6）設(shè)基礎(chǔ)技術(shù)素養(yǎng)、技術(shù)支持學(xué)習(xí)、技術(shù)支持教學(xué)的權(quán)重均為（h₁，c₂），利用語言O(shè)WA算子，經(jīng)聚合得到該生的信息技術(shù)應(yīng)用能力智能自評最終結(jié)果為（h₁，c₂）。

由以上結(jié)果，可知該應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)師范生的信息技術(shù)應(yīng)用能力稍微好。由步驟（5）知該生技術(shù)支持學(xué)習(xí)能力為一般好，相較于稍微好的基礎(chǔ)技術(shù)素養(yǎng)、技術(shù)支持教學(xué)能力來說，該部分能力較為突出，所以該生應(yīng)該在基礎(chǔ)技術(shù)素養(yǎng)能力和技術(shù)支持教學(xué)能力方面繼續(xù)加強學(xué)習(xí)。通過步驟（2）與步驟（4），知該師范生在基礎(chǔ)技術(shù)素養(yǎng)部分的信息責(zé)任能力語言值為（h₃，c₁），即非常差，故該生需增強文獻引用責(zé)任意識，在網(wǎng)絡(luò)互動中營造健康文明的環(huán)境。同時在技術(shù)支持教學(xué)能力部分中資源準備能力有所欠缺，故該生在日常學(xué)習(xí)中要增加對數(shù)字教學(xué)資源的收集，有意識地規(guī)劃和豐富個人數(shù)字資源庫，提升該部分能力。

5結(jié)語

本研究以在校師范生為研究對象，以師范生信息技術(shù)應(yīng)用能力模型為基礎(chǔ)，對師范生信息技術(shù)應(yīng)用能力的3個方面共9種能力進行評測。將語言值評價引入信息技術(shù)應(yīng)用能力智能自測系統(tǒng)中，并利用語言值格蘊涵代數(shù)處理既有可比性又有不可比性的特點，使題目作答更貼近人類自然語言，便于理解。直接利用語言值運算能有效減少語言值與數(shù)值間轉(zhuǎn)換造成的信息丟失，使自評結(jié)果更準確。同時可分析自測者的不足之處，從而有針對性地彌補自身短板，提升信息技術(shù)應(yīng)用能力，為日后投身教育工作作好準備。