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摘 要 中小學(xué)生是容易發(fā)生交通安全問(wèn)題的弱勢(shì)群體。如何有效培養(yǎng)和提升中小學(xué)生安全意識(shí),防范安全事故發(fā)生,是當(dāng)前政府部門和教育部門亟待解決的首要問(wèn)題。駕駛員培訓(xùn)系統(tǒng)的出現(xiàn)為安全教育提供了一個(gè)良好的教育平臺(tái)。
關(guān)鍵詞 初中生;駕駛員培訓(xùn)系統(tǒng);安全教育
中圖分類號(hào):G637 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
文章編號(hào):1671-489X(2016)11-0040-02
1 前言
安全教育工作是學(xué)校教育工作的基礎(chǔ),也是學(xué)校管理工作的重點(diǎn)。特別是當(dāng)前中小學(xué)生因交通問(wèn)題而頻繁出現(xiàn)傷亡事故,對(duì)中小學(xué)生進(jìn)行安全教育迫在眉睫。然而,傳統(tǒng)的道路交通安全教育大都采用圖文說(shuō)教的教育方式,這樣無(wú)法使學(xué)生直觀地感受交通事故的嚴(yán)重性,所以教學(xué)效果不是非常理想。而如果可以借助駕駛員培訓(xùn)系統(tǒng),則可以幫助學(xué)生形成立體視覺的沖擊體驗(yàn),提高安全教育的效果,不斷提升初中學(xué)生的安全意識(shí)。
2 利用駕駛員培訓(xùn)系統(tǒng)進(jìn)行安全教育的方案設(shè)計(jì)
在當(dāng)前的道路交通等安全教育的過(guò)程中,教育人員大都是采用示例圖片加口述的教育方式,告訴學(xué)生交通安全如何重要,以及在平時(shí)的生活中要如何注意交通安全等。這種被動(dòng)的聽課方式對(duì)成年人不失為一種有效方法,但對(duì)中小學(xué)生而言則是不合適的。駕駛員培訓(xùn)系統(tǒng)則是為了培訓(xùn)駕駛員而創(chuàng)設(shè)的一個(gè)系統(tǒng),其中不僅有豐富的學(xué)車視頻、模擬考試、學(xué)車動(dòng)畫,還有模擬實(shí)際行車體驗(yàn)的仿真考試等,可以為學(xué)生模擬行車過(guò)程中的虛擬環(huán)境,使他們體驗(yàn)虛擬危險(xiǎn),減少他們?cè)谡鎸?shí)環(huán)境中遇到的各種風(fēng)險(xiǎn)。
教師可以先引導(dǎo)學(xué)生借助駕駛員培訓(xùn)系統(tǒng)來(lái)了解安全駕駛、駕駛技能以及交通法規(guī)等方面的知識(shí),接著可以引導(dǎo)學(xué)生借助駕駛員培訓(xùn)系統(tǒng)來(lái)體驗(yàn)道路駕駛,開展應(yīng)急處理能力訓(xùn)練等,然后可以引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)虛擬的安全事故,講解一些真實(shí)的事故案例,使學(xué)生對(duì)有關(guān)的道路安全知識(shí)有更為深刻地了解和認(rèn)識(shí)。簡(jiǎn)言之,整個(gè)教育過(guò)程可以分成“知識(shí)、體驗(yàn)”這兩大功能順序來(lái)幫助學(xué)生更好地了解和掌握必要的交通安全知識(shí)[1]。
3 利用駕駛員培訓(xùn)系統(tǒng)進(jìn)行安全教育的知識(shí)普及
現(xiàn)有駕駛員培訓(xùn)系統(tǒng)中,涵蓋了豐富的教育內(nèi)容,而模擬考試中的數(shù)千道模擬考試題則可以幫助學(xué)生模擬演練,不斷強(qiáng)化學(xué)生的交通安全規(guī)則意識(shí)。這種培訓(xùn)系統(tǒng)的教育方式,使學(xué)生可以積極自主地去學(xué)習(xí)有關(guān)的交通安全法規(guī),并且不再受時(shí)間和位置的限制,只要有網(wǎng)絡(luò)和智能終端設(shè)備,學(xué)生就可以方便地學(xué)習(xí)有關(guān)的交通道路知識(shí)。教師要充分發(fā)揮指導(dǎo)作用,引導(dǎo)學(xué)生有目的、有計(jì)劃地學(xué)習(xí)有關(guān)的交通安全法規(guī)。
此外,還可以借助Flash、三維動(dòng)畫、文字、聲音以及圖片等綜合多媒體形式來(lái)將道路交通安全知識(shí)、交通法規(guī)解釋以及基本駕駛技能知識(shí)等內(nèi)容完整地呈現(xiàn)給學(xué)生,幫助學(xué)生通過(guò)反復(fù)地學(xué)習(xí)和記憶,掌握基本的交通法規(guī)知識(shí);交通教育者可以應(yīng)用我國(guó)人民交通出版社所出版的《安全駕駛從這里開始》以及公安部或者交警單位的安全教育素材,進(jìn)一步豐富學(xué)生的安全知識(shí),使他們?cè)谒枷雽用嫔蠈?duì)于交通安全有充分的了解和認(rèn)識(shí),自覺遵守法規(guī),規(guī)避安全風(fēng)險(xiǎn)。
在借助駕駛員培訓(xùn)系統(tǒng)來(lái)開展安全教育的過(guò)程中,教育人員必須要切實(shí)結(jié)合學(xué)生的實(shí)際生活情況來(lái)將那些最基本、最重要的安全交通知識(shí)傳授給學(xué)生,從而幫助學(xué)生在平時(shí)的上學(xué)、放學(xué)或者節(jié)假日出行的時(shí)候。例如:在平時(shí)學(xué)生上下學(xué)的過(guò)程中,一般也是交通最為繁忙的時(shí)刻,此時(shí)的車流量非常多,相應(yīng)的安全問(wèn)題比較突出,所以要教育學(xué)生必須切實(shí)注意安全,遵守交通法規(guī);在道路上行走的過(guò)程中,學(xué)生要嚴(yán)格在人行道上行走,如果道路上沒有設(shè)置人行道,就需要靠路邊行走;在學(xué)生集體外出活動(dòng)的時(shí)候,教師要組織好學(xué)生出行,確保他們有秩序地去排隊(duì)行走,并且不可隨意嬉戲、打鬧、追逐,尤其是要使他們時(shí)刻注意周圍的情況,更不可邊走路邊看書或者玩手機(jī);在沒有設(shè)置交通指揮的道路路段上,教師要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)避讓機(jī)動(dòng)車輛,不可爭(zhēng)道強(qiáng)行,而在遇到大雨、大霧等惡劣天氣的時(shí)候,我們要最好穿著色彩比較艷麗的衣服,以避免因視覺因素而對(duì)學(xué)生的人身安全造成不利影響。
4 利用駕駛員培訓(xùn)系統(tǒng)進(jìn)行安全教育的實(shí)踐體驗(yàn)
除了基本安全知識(shí)的實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)外,借助駕駛員培訓(xùn)系統(tǒng),學(xué)生可以真實(shí)體驗(yàn)行車環(huán)境,借助道路交通環(huán)境和車輛運(yùn)行狀態(tài)來(lái)模擬虛擬的交通事故,系統(tǒng)可以根據(jù)學(xué)生所選取的操作參數(shù)、路況信息和車輛運(yùn)行情況來(lái)自動(dòng)觸發(fā)交通事故環(huán)境,比如在山區(qū)道路下坡進(jìn)入到彎道的過(guò)程中,如果前方存在視線死角,那么很可能因前方存在車輛而發(fā)生兩車相撞的問(wèn)題,同時(shí)可以借助系統(tǒng)的回放功能來(lái)使學(xué)生更好地體驗(yàn)交通事故,從而使學(xué)生可以充分意識(shí)到安全行車的重要性。此外,由于當(dāng)前社會(huì)中的機(jī)動(dòng)車輛數(shù)量不斷增加,相應(yīng)的安全事故問(wèn)題也頻繁發(fā)生,這些交通安全事故給許多家庭造成了危害,安全教育者可以借助系統(tǒng)展現(xiàn)生活中這些真實(shí)的交通事故案例,借助這些安全事故圖片或者視頻,幫助學(xué)生進(jìn)一步意識(shí)到交通安全的重要性。
現(xiàn)實(shí)生活中,初中生的活躍性實(shí)際上也是增加安全風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題的誘因,特別是在學(xué)生騎自行車出行的過(guò)程中,相應(yīng)的不安全因素也比步行有所增加。所以應(yīng)提醒學(xué)生需要注意以下出行注意事項(xiàng):要定期對(duì)自行車的狀況進(jìn)行檢修,確保車況的完整性,尤其是要確保自行車車鈴和車閘的靈敏性;要在非機(jī)動(dòng)車道上靠右騎行,不可逆行;在轉(zhuǎn)彎的過(guò)程中不可搶行,需要提前減速,并注意來(lái)往的行人,嚴(yán)格遵守交通紅綠燈;要告誡學(xué)生不可當(dāng)前為了展現(xiàn)自己的騎車車技而置安全于不顧,不可多人共騎一輛車或者雙手撒把,以確保騎行安全;不可邊聽音樂(lè)邊騎行,否則很可能因聽不到其他車輛的鳴笛聲而造成安全事故,全面確保學(xué)生出行的安全,避免或減少安全事故的發(fā)生。
5 結(jié)語(yǔ)
總之,通過(guò)在安全教育的過(guò)程中合理引入駕駛員培訓(xùn)系統(tǒng),不僅可以豐富學(xué)生的安全交通知識(shí),也可以使他們切實(shí)體驗(yàn)到交通事故的危險(xiǎn)性,增強(qiáng)學(xué)生的安全意識(shí)。在初中生進(jìn)行安全教育的過(guò)程中,必須要結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況,社會(huì)和學(xué)校要同時(shí)加強(qiáng)初中學(xué)生安全知識(shí)教育,增強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)意識(shí),形成良好的交通安全氛圍,最大限度地減少安全事故的出現(xiàn)。
關(guān)鍵詞:遺傳算法,網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng),網(wǎng)上考試
21世紀(jì)最寶貴的資源是人才,發(fā)現(xiàn)人才最有效的方法是選拔考核。隨著社會(huì)文明程度的不斷提高,人們對(duì)選拔考核的效率以及其公平、公正的要求日益提高,改革傳統(tǒng)的選拔考核方法成為當(dāng)前社會(huì)廣泛關(guān)注的問(wèn)題?,F(xiàn)階段選拔人才的主要方法是考試,而傳統(tǒng)的考試方法,從試卷生成、印刷到實(shí)施考試,往往需要持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間,花費(fèi)大量人力、物力,是一項(xiàng)規(guī)模龐大而效率低下的工作。由于傳統(tǒng)的考試采用人工出卷和閱卷,考試結(jié)果難免不會(huì)收到出卷和閱卷人員主觀因素的干擾,給考試的公平、公正性和嚴(yán)肅性帶來(lái)負(fù)面影響。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的日趨完善,應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)上考試成為大家廣泛推崇的一種考核方法。相關(guān)機(jī)構(gòu)投巨資建立了一系列網(wǎng)上考試平臺(tái),如交警部門的駕駛員公路交通法規(guī)考試系統(tǒng)、教育部建立的國(guó)家計(jì)算機(jī)等級(jí)考試系統(tǒng)、勞動(dòng)保障部門建立的辦公自動(dòng)化考試系統(tǒng)、人事部門建立的職稱計(jì)算機(jī)考試系統(tǒng)以及被銀行、保險(xiǎn)公司委托進(jìn)行從業(yè)人員資格認(rèn)證考試的ATA網(wǎng)上考試系統(tǒng)等。
雖然網(wǎng)上考試較之傳統(tǒng)的書面考試有了很大的進(jìn)步,但依然存在很多弊端,仍有大量可被人利用的漏洞。在這些漏洞中,對(duì)考核結(jié)果干擾最大的莫過(guò)于網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)組卷方法的落后。網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)主要由兩部分構(gòu)成,一部分是運(yùn)行于服務(wù)器端的題庫(kù)和組卷、閱卷程序,另一部分是運(yùn)行于考生客戶端的瀏覽答題程序。進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)考試時(shí),考生登錄并請(qǐng)求考試后,先在服務(wù)器端運(yùn)行組卷程序,完成從題庫(kù)里抽取試題生成試卷的工作,再將試卷傳至考生客戶端由考生作答后將答案回傳至服務(wù)器進(jìn)行閱卷,最后將考試結(jié)果通知考生。在整個(gè)考試過(guò)程中最核心的環(huán)節(jié)就是從題庫(kù)中抽題組卷。理想的抽題組卷結(jié)果應(yīng)該是為同一場(chǎng)次的每個(gè)考生都從題庫(kù)中抽取難度相同但內(nèi)容各異的同等題量的題目組成試卷,這樣既考查了考生的學(xué)識(shí)、能力,又避免了考生間的相互窺視,竊取答案。然而由于當(dāng)前主流網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)中普遍存在抽題組卷方法落后、效率低下的問(wèn)題,導(dǎo)致不能為同一場(chǎng)次的每個(gè)考生均抽取不同的試題,甚至不能保證不同場(chǎng)次的考題不同,這就使得場(chǎng)次越靠后的考生越容易事先得知考題,極大的影響了考試的公平、公正。更有甚者,由于抽題組卷效率低下,無(wú)法保證現(xiàn)場(chǎng)抽取試題組織試卷,很多網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)采用了事先組卷的方法,即考試前先生成若干套試卷,考試時(shí)隨機(jī)抽取一套試卷進(jìn)行考試,這就使得考試題目更加容易估計(jì),猜題命中率大幅提高,從而使考試結(jié)果的說(shuō)服力大大降低。要從根本上消除當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)中存在的這些弊端,就必須選擇一種隨機(jī)性更好、更具效率的抽題組卷方法。遺傳算法恰恰具備選擇隨機(jī)性好、效率高的特點(diǎn),可以擔(dān)當(dāng)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)抽題組卷的大任。
遺傳算法作為一種全局優(yōu)化搜索算法能模擬自然法則從群體中選擇出最適應(yīng)環(huán)境的個(gè)體,從而得到最優(yōu)解。遺傳算法把要解決的問(wèn)題的解解釋成“染色體”,在算法中以二進(jìn)制編碼的形式加以體現(xiàn)。在遺傳算法執(zhí)行之前,先要給出一群“染色體”,然后再把這些“染色體”置于解域中的問(wèn)題環(huán)境中,并按適者生存的自然法則,選擇出比較適應(yīng)環(huán)境的“染色體”進(jìn)行復(fù)制,再通過(guò)交叉,變異產(chǎn)生更加適應(yīng)問(wèn)題環(huán)境的新一代“染色體”。如此不斷的進(jìn)行進(jìn)化,最終所有“染色體”會(huì)收斂到最適應(yīng)問(wèn)題環(huán)境的一個(gè)“染色體”上,這就是問(wèn)題的最優(yōu)解。我們?cè)O(shè)長(zhǎng)度為L(zhǎng)的n個(gè)二進(jìn)制串a(chǎn)i(i=1,2,…,n)組成初始解群。把在每個(gè)二進(jìn)制串中的每個(gè)二進(jìn)制位看作這個(gè)染色體的遺傳基因。根據(jù)進(jìn)化法則,對(duì)群體執(zhí)行的操作有三種,即選擇、交叉和變異。選擇是從解群中選出較適應(yīng)問(wèn)題環(huán)境的個(gè)體,這些選中的個(gè)體將被用于繁殖下一代個(gè)體。交叉是在選中用于繁殖下一代的個(gè)體中,對(duì)兩個(gè)不同個(gè)體的遺傳基因進(jìn)行交換,從而產(chǎn)生新的個(gè)體。變異是在選中的個(gè)體中,對(duì)個(gè)體的部分遺傳基因進(jìn)行異向轉(zhuǎn)化。當(dāng)個(gè)體的適應(yīng)度達(dá)到給定值,或者個(gè)體的適應(yīng)度和群體適應(yīng)度均不再上升時(shí),算法的迭代過(guò)程收斂、算法結(jié)束。
應(yīng)用遺傳算法進(jìn)行抽題組卷時(shí),系統(tǒng)設(shè)計(jì)者先要對(duì)題庫(kù)中題目的屬性進(jìn)行篩選,過(guò)濾掉跟抽題組卷無(wú)關(guān)的屬性,采用的試題屬性定義如下: 題目編號(hào),題庫(kù)中考試題目的唯一標(biāo)識(shí);題型編號(hào),各種題目類型的代號(hào);試題分值,題目分值;難度系數(shù),難度系數(shù)=1- 平均分/該題滿分;知識(shí)點(diǎn),表示該題目屬于學(xué)科的哪個(gè)知識(shí)點(diǎn);估時(shí),完成該題目所需的估計(jì)時(shí)間;層次,該題目的教學(xué)要求:了解、理解、掌握和綜合。我們?cè)诮庥蛑杏靡粋€(gè)矩陣Sg描述抽取試題的目標(biāo)及約束關(guān)系,它滿足以下約束條件: 卷面總分 ,卷面難度 ,T(整卷時(shí)間),Q(知識(shí)點(diǎn)數(shù)量約束),R(某一題型數(shù)量約束),D(區(qū)分度)。從Sg矩陣我們可以看出抽題組卷問(wèn)題是一個(gè)有多重約束的目標(biāo)求解問(wèn)題,而且目標(biāo)狀態(tài)不是唯一的。Sg中的每一行都是一個(gè)分目標(biāo),我們將Sg的第i個(gè)分目標(biāo)記為Sg(i)。我們發(fā)現(xiàn)上述約束條件的內(nèi)在關(guān)系為:由整卷難度期望值求不同難度系數(shù)的小題的選取數(shù)量;由卷面總分值確定抽取的各題型不同難度的題目的分值。上述準(zhǔn)備工作完成后可以進(jìn)行具體的算法設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)前面的分析,遺傳算法可以被定義為一個(gè)8元組,即SGA=(C,E,P,M,選擇算子,交叉算子 ,變異算子 ,遺傳終止條件 ) 其中C為個(gè)體的編碼;E為個(gè)體適應(yīng)度評(píng)價(jià)函數(shù);P為初始群體;M為群體規(guī)模。 進(jìn)化選擇機(jī)制是遺傳算法處理多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題的關(guān)鍵。
1.染色體編碼
染色體編碼是遺傳算法的基礎(chǔ)。遺傳算法不直接討論研究對(duì)象,而是通過(guò)某種編碼機(jī)制把研究對(duì)象統(tǒng)一編碼,完成問(wèn)題域到遺傳算法解域的映射。我們經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)分析,最后確定采用分段實(shí)數(shù)編碼機(jī)制,將題目編號(hào)作為遺傳基因直接構(gòu)成染色體,而染色體的長(zhǎng)度由題目的數(shù)量決定。假設(shè)要求抽取的選擇題數(shù)量為20,而題庫(kù)中選擇題數(shù)量為2000,每個(gè)題目編號(hào)為4位整數(shù),每位整數(shù)由 4位二進(jìn)制數(shù)表示,則染色體的長(zhǎng)度為320(4*4*20)位二進(jìn)制數(shù)。由于染色體長(zhǎng)度較短,為了保證種群的個(gè)體多樣性,就要擴(kuò)大種群規(guī)模,同時(shí)不能再完全套用Holland的遺傳理論,要重新設(shè)計(jì)遺傳算子。
2.適應(yīng)度函數(shù)
遺傳算法采用適應(yīng)度函數(shù)來(lái)描述個(gè)體的優(yōu)劣程度,適應(yīng)度函數(shù)就是目標(biāo)函數(shù)。根據(jù)適應(yīng)度對(duì)個(gè)體進(jìn)行比較,按一定策略進(jìn)行個(gè)體的選擇。適應(yīng)度函數(shù)為F(xi)= μ(ri), 其中ri為個(gè)體xi按照滿足條件的個(gè)數(shù)進(jìn)行排序的序號(hào),滿足的條件越多,序號(hào)越靠前,最好的個(gè)體序號(hào)為1,次最好的序號(hào)為2,依次類推。我們采用的指數(shù)比例變換取μ(ri)=exp(-βri)只能在一定程度上提高相近遺傳基因之間的競(jìng)爭(zhēng)。我們將題庫(kù)中的題目的染色體排序:將染色體按其適應(yīng)度大小進(jìn)行排列,根據(jù)染色體的位置指定選擇概率。設(shè)Pk為種群中排在第k位的染色體的選擇概率。令Pk為g(1-g)k-1。則g越大,被選擇的概率越大。若取g值為0.99,則最優(yōu)個(gè)體適應(yīng)度為1。
3.遺傳算子
重新設(shè)計(jì)的遺傳算子包括交叉和變異。交叉是指當(dāng)染色體的選取過(guò)程中產(chǎn)生無(wú)效解時(shí),如某種題型中的某題的題目編號(hào)超出該題型的題目編號(hào)取值范圍,強(qiáng)制重新進(jìn)行交叉運(yùn)算或直接淘汰掉所選題目。變異是指以較小的變異率Pm選擇染色體,隨機(jī)刪除某個(gè)遺傳基因位,再隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)基因集合中沒有的遺傳基因(題目編號(hào)),在題型題號(hào)取值范圍內(nèi)插入到該位。
4.迭代終止條件
假設(shè)新選個(gè)體的適應(yīng)度F≤f(t) -ε,其中F為期望的個(gè)體適應(yīng)度,ε為期望的誤差。如果種群p(t)中不存在該個(gè)體,則把該個(gè)體添加到種群中,如果種群的規(guī)模達(dá)到指定大小,則終止進(jìn)化過(guò)程。
5.局部修正