Xây dựng hệ thống hỗ trợ ra quyết định ứng dụng trong tư vấn học đường

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG HÀ THỊ THU HIỀN XÂY DỰNG HỆ THỐNG HỖ TRỢ RA QUYẾT ĐỊNH ỨNG DỤNG TRONG TƯ VẤN HỌC ĐƯỜNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH Thái Ngun - 2013 Số hóa Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG HÀ THỊ THU HIỀN XÂY DỰNG HỆ THỐNG HỖ TRỢ RA QUYẾT ĐỊNH ỨNG DỤNG TRONG TƯ VẤN HỌC ĐƯỜNG Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số: 60 48 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS ĐỖ TRUNG TUẤN Thái Nguyên – 2013 Số hóa Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ MỞ ĐẦU Tư vấn tâm lý học đường hình thức trợ giúp tâm lý đắc lực cho học sinh mà cho lực lượng giáo dục khác từ ban giám hiệu, giáo viên, giám thị Quá trình hoạt động tư vấn tâm lý học đường giúp học sinh gặp khó khăn vấn đề tâm lý khác nảy sinh học tập, hoạt động hướng nghiệp, mối quan hệ (với bạn bè, thầy, cô giáo, người thân ) thời điểm Ở phần lớn trường học vấn đề trợ giúp tâm lý học đường chưa trọng Hoạt động trợ giúp tâm lý tổ chức trường gặp khó khăn tâm lý em chủ yếu tâm với bạn bè, số tâm với cha mẹ khơng nói với ai, chí giải việc cách tiêu cực Điều cho thấy, em thật cần người đáng tin cậy có chun mơn để chia sẻ tâm trợ giúp em tìm cách thức giải vấn đề cách tốt Liên quan đến hệ thống trợ giúp, người ta quan tâm đến hệ thống thông tin Hệ có vai trị quan trọng cho việc định quản lý hệ thống Trong thời đại ngày bùng nổ công nghệ thông tin làm cho nhu cầu có thơng tin xác, đầy đủ kịp thời cho việc định quản lý thiếu Hỗ trợ định quản lý thuộc phạm trù công nghệ hỗ trợ quản lý Do tầm quan trọng việc hỗ trợ quản lý gắn liền với tầm quan trọng hệ hỗ trợ định Một định kịp thời, đắn đẩy cơng tác quản lý nói chung tiến triển tốt Do việc nghiên cứu tìm phương pháp có tính chất tương đối phổ biến cho dạng định công việc hệ hỗ trợ định mà ta đề cập tới luận văn Khái niệm Hệ trợ giúp định DSS (Decision Support System) lần Scott Morton đưa vào đầu năm 1970, ông định nghĩa “các hệ thống dựa tương tác máy tính, giúp người định dùng liệu mơ hình để giải tốn khơng cấu trúc ” Trong suốt năm 70, định nghĩa DSS nhà nghiên cứu thực hành chấp nhận Vào năm 1980 xuất phát từ yêu cầu thực tế theo logic phát triển nội DSS, có thêm định nghĩa DSS Số hóa Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ Hiện nay, việc đào tạo theo hệ thống tín áp dụng hầu hết trường đại học, sinh viên gặp phải khó khăn việc lựa chọn môn học cho phù hợp với lực thân, điều cho thấy việc tư vấn cho sinh viên việc lựa chọn môn học dựa vào kết học tập môn trước vấn đề cần thiết Bên cạnh tư vấn hướng nghiệp khía cạnh khơng thể thiếu Trên thực tế, khơng người tốt nghiệp đại học loại hiệu lao động khơng cao học để có khơng phải say mê, muốn làm việc u thích Vì vậy, em chọn làm đề tài “Xây dựng hệ thống hỗ trợ định ứng dụng tư vấn học đường” với mục đích hỗ trợ tư vấn tâm lý, tư vấn việc lựa chọn môn học hướng nghiệp cho học sinh sinh viên để làm nội dung nghiên cứu cho luận văn Số hóa Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ CHƢƠNG NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG 1.1 Tổng quan hệ hỗ trợ định 1.1.1 Khái niệm hệ hỗ trợ định Trong thập niên 1970, Scott Morton đưa khái niệm Hệ hỗ trợ định (Decision Support System – DSS) Ông định nghĩa DSS hệ thống máy tính tương tác nhằm giúp người định sử dụng liệu mơ hình để giải vấn đề khơng có cấu trúc Hệ hỗ trợ định hệ dựa máy tính, có tính tương tác, giúp nhà định dùng liệu mơ hình để giải toán phi cấu trúc (S Morton, 1971) DSS kết hợp trí lực người với lực máy tính để cải tiến chất lượng định Đây hệ dựa vào máy tính hỗ trợ cho người định giải toán nửa cấu trúc (Keen and Scott Morton, 1978) DSS tập thủ tục dựa mơ hình nhằm xử lý liệu phán đoán người để giúp nhà quản lý định (Little, 1970) Cho đến chưa có định nghĩa thống DSS, nhiên tất đồng ý mục đích DSS để hỗ trợ cải tiến việc định Một số khái niệm DSS theo thời gian: Bảng 1.1 Tiến trình phát triển chức DSS Thời gian Các chức DSS 1970 Chức hệ thống, đặc tính giao tiếp (Little) 1980 Mục tiêu hệ thống, khuôn mẫu sử dụng (Alter) 1980 Quá trình phát triển (Keen) 1980 Năng lực hệ thống, khuôn mẫu sử dụng (Moore and Chang) 1989 Thành phần hệ thống (Bonczek cộng sự) Tiến trình phát triển chức DSS thay đổi từ nhận thức DSS làm (thí dụ, hỗ trợ định toán nửa phi cấu trúc) cách thức đạt mục tiêu DSS (các thành phần yêu cầu, khuôn mẫu sử dụng, q trình phát triển…) Các giải thích: Số hóa Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ Năm 1970, Little đề xuất DSS tập thủ tục dựa vào mơ hình để xử lý liệu phán xét nhằm trợ giúp nhà định Năm 1980 Alter đề xuất định nghĩa DSS cách tương phản với hệ xử lý liệu điện tử theo số yếu tố bảng sau: Bảng 1.2 So sánh DSS EDP Một số yếu tố DSS Hệ xử lý liệu điện tử (EDP) Cách dùng Tích cực Thụ động Người dùng Quản lý Thư ký Thời gian Hiện Tương lai, khứ Đặc trưng Linh hoạt Cố định Năm 1980, Moore & Chang cho tính cấu trúc cá định nghĩa trước khơng thực có ý nghĩa tốn mơ tả có cấu trúc hay phi cấu trúc tương ứng theo người định tình cụ thể Vì vậy, nên định nghĩa DSS hệ thống hỗ trợ mơ hình định phân tích liệu tùy biến, sử dụng khoảng thời gian bất kỳ, không hoạch định trước Năm 1980, Bonezek cho DSS hệ máy tính gồm thành phần tương tác với nhau: hệ thống ngôn ngữ (cơ chế để giao tiếp người dùng thành phần khác), hệ kiến thức (kho lưu trữ kiến thức lĩnh vực xét dạng liệu hay thủ tục) hệ xử lý vấn đề (liên kết giưa thành phần kia, chứa hay nhiều lực xử lý vấn đề tổng quát cần để định) Năm 1980, Keen áp dụng thuật ngữ DSS cho tình hệ thống cuối xây dựng q trình thích nghi nghiên cứu tiến hóa Vì vậy, DSS sản phẩm q trình phát triển người dùng hệ thống, người xây dựng hệ thống thân hệ thống có khả ảnh hưởng lên gây tiến hóa khn mẫu sử dụng 1.1.2 Lý sử dụng DSS a) Một số vấn đề Nhà trường trình đào tạo quản lý sinh viên Đào tạo nhiều bậc học theo nhiều hình thức Số lượng sinh viên lớn Khó nắm bắt tâm lý, tâm tư nguyện vọng sinh viên Nhà trường chưa có cố vấn học tập tâm lý Số hóa Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ Mới chuyển đổi từ hình thức đào tạo niên chế sang tín bậc Đại học Cần có hệ thống trợ giúp cho sinh viên việc lựa chọn môn học giải vấn đề tâm lý b) Lý sử dụng DSS Xây dựng mơ hình giao tiếp giáo viên sinh viên Hệ thống giúp sinh viên lựa chọn định phù hợp Trợ giúp cách kịp thời Cải tiến kỹ thuật việc lưu trữ, tìm kiếm, trao đổi liệu giáo viên với sinh viên sinh viên với sinh viên Khắc phục khả hạn chế người việc xử lý lưu trữ thông tin c) Thuận lợi DSS (Keen, 1981) Các yếu tố đánh giá Kết sử dụng DSS Phân tích độ nhạy nhanh hiệu hơn, tăng số Số lượng phương án phương án xảy xem xét Đáp ứng nhanh Nghiệp vụ Thấy quan hệ nghiệp vụ toàn hệ thống Các tình hệ thống Dễ hiệu chỉnh mơ hình, dễ xem xét thay đổi Phân tích liệu Có thể thực phân tích phi quy Học tập hiểu biết Nhận diện tài nguyên chưa tận dụng Vạch tiếp cận Truyền thống Giải thích tính hợp lý cải thiện truyền thống Kiểm sốt Tiêu chuẩn hóa thủ tục tính tốn Chi phí Giảm cơng việc hành chính, tiết kiệm chi phí hành Quyết định Đưa định tốt Khả làm việc Theo nhóm Thời gian Tiết kiệm Nguồn tài nguyên Sử dụng tài nguyên tốt Bảng 1.3 Các thuận lợi hệ DSS Số hóa Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ d) Năng lực hệ hỗ trợ định Tích hợp kết nối WEB (14) Bài tốn nửa phi cấu trúc (1) Cho nhà quản lý cấp (2) Truy vấn liệu (13) Cho nhóm & cá nhân (3) Mơ hình hóa & phân tích (12) Quyết định liên thuộc/tuần tự (4) Tích hợp người sử dụng cuối (11) DSS Đưa định hỗ trợ phong phú (6) Yếu tố người (10) Khả sử dụng (9) Hỗ trợ tìm kiếm, thiết kế, chọn lựa (5) Tính tương tác cao (8) Khả thích nghi linh hoạt (7) Hình 1.4 Năng lực Hệ hỗ trợ định Trong đó: (1) DSS hỗ trợ nhà định tình nửa phi cấu trúc phi cấu trúc cách kết hợp phán xử người xử lý thơng tin máy tính Các tốn khơng thể/khơng thuận tiện giải cơng cụ máy tính hóa hay phương pháp định lượng (2) Phù hợp cho cấp quản lý khác từ thấp đến cao (3) Phù hợp cho cá nhân nhóm Các tốn có tính cấu trúc thường liên quan đến nhiều cá nhân đơn vị chức hay mức tổ chức khác tổ chức khác (4) Hỗ trợ cho định song song tuần tự: đưa lần, vài lần hay lặp lại (5) Hỗ trợ cho giai đoạn trình định: tìm hiểu, thiết kế, lựa chọn thực (6) Đưa định hỗ trợ cho nhiều lĩnh vực (7) Khả thích nghi linh hoạt: Người dùng thêm, bỏ, kết hợp, thay đổi phần tử hệ thống (8) Tính tương tác cao: Dễ dùng thân thiện với người dùng (9) Khả sử dụng: Nhằm nâng cao tính xác, thời gian tính, chất lượng định Số hóa Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ (10) Yếu tố người: Người định kiểm sốt tồn bước q trình định, DSS trợ giúp, khơng thay người định (11) Tích hợp người sử dụng cuối: Người dùng cuối tự kiến tạo sửa đổi hệ thống nhỏ đơn giản (12) Mơ hình hóa phân tích: Sử dụng mơ hình để phân tích tình định (13) Truy vấn liệu: Cung ứng truy vấn liệu từ nhiều nguồn, dạng thức kiểu khác (14) Tích hợp kết nối Web: Có thể dùng công cụ độc lập hay kết hợp với DSS/ứng dụng khác, dùng đơn lẻ hay mạng lưới máy tính (Intranet, Extranet) hay với công nghệ Web 1.1.3 Các thành phần Hệ hỗ trợ định Một Hệ hỗ trợ định gồm có bốn thành phần Quản lý liệu Quản lý mơ hình Quản lý dựa vào kiến thức Quản lý giao diện người dùng Các hệ thống máy tính khác Internet, intranet extranet Dữ liệu Dữ liệutrong Quản lý liệu Quản lý mơ hình Các mơ hình ngồi Quản lý dựa kiến thức Quản lý giao diện ngƣời sử dụng Cơ sở kiến thức tổ chức Nhà quản lý (ngƣời sử dụng) Hình 1.5 Các thành phần Hệ hỗ trợ định Quản lý liệu (Data Management) gồm sở liệu (Database) chứa liệu cần thiết tình quản lý hệ quản trị Số hóa Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ sở liệu (DBMS- Data Base Management System) Q trình kết nối với kho liệu chứa thông tin liên quan đến vấn đề định Thực công việc lưu trữ thông tin trình phục vụ cho việc lưu trữ, cập nhật, truy vấn Quản lý liệu bao gồm phần tử sau: Cơ sở liệu Hệ quản trị sở liệu Đối tượng liệu Phương tiện truy vấn Hình 1.6 Quản lý liệu Cơ sở liệu (CSDL): Tập hợp liệu có liên quan phục vụ cho nhu cầu công ty, dùng nhiều người (vị trí), đơn vị chức ứng dụng khác CSDL DSS lấy từ kho liệu, xây dựng theo yêu cầu riêng Dữ liệu trích xuất từ nguồn bên bên tổ chức Dữ liệu bên thường trình xử lý giao tác (TPS – Transaction Processing System) tổ chức, đơn vị chức khác Dữ liệu bên thường gồm liệu ngành công nghiệp, nghiên cứu thị trường, kinh tế quốc gia … có nguồn gốc từ tổ chức phủ, Số hóa Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ 44 kết luận 2≠1 kết luận 3≠1 chọn ngành A B xin trợ cấp Luật 11: kết luận 1≠ kết luận 2=1 kết luận 3=1 chọn ngành B học thêm Luật 12: kết luận ≠ kết luận 2=1 kết luận 3≠1 chọn ngành B C 3.5 Luật tư vấn hướng nghiệp Luật 1: Kết tốt nghiệp giỏi Hồn cảnh tốt học tiếp Luật 2: Kết tốt nghiệp giỏi Hồn cảnh khó khăn xin làm học tiếp Luật 3: Kết tốt nghiệp Hồn cảnh tốt học tiếp làm Luật 4: Kết tốt nghiệp Hồn cảnh khó khăn xin việc làm Số hóa Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ 45 Luật 5: Kết tốt nghiệp trung bình Hồn cảnh tốt học tiếp làm Luật 6: Kết tốt nghiệp trung bình Hồn cảnh khó khăn làm Luật 7: Kết tốt nghiệp yếu,kém học thêm 3.6.1 Tƣ vấn đăng ký mơn học 3.6.1.1 Sơ đồ suy diễn Hỏi: Tổng số tín Điểm trung bình S S ĐTB 7.5, T >5, D >=0, Y=0, Kl2 = 1, Kl3 = 1, write ("Ket luan tu van cho ", Ng), nl, write ("Day la truong hop tot;"), nl, write ("Co the dang ki theo hoc nganh A.") kltuvan (Ng, Tb, T, D, Y, Kl2, Kl3) :Tb > 7.5, T >5, D >=0, Y=0, Kl2 ≠ 1, Kl3 = 1, write ("Ket luan tu van cho ", Ng), nl, write ("Day la truong hop tot nhung co hoan canh kho khan;"), nl, write ("Co the dang ki theo hoc nganh A va tim viec lam them") kltuvan (Ng, Tb, T, D, Y, Kl2, Kl3) :Tb 7.5, T 5, D >=0, Y=0, Kl2 ≠ 1, Kl3 ≠ 1, Số hóa Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ 51 write ("Ket luan tu van cho ", Ng), nl, write ("Day la truong hop tot nhung co hoan canh kho khan, kem nang dong;"), nl, write ("Co the dang ki theo hoc nganh A hoac B va xin tro cap") kltuvan (Ng, Tb, T, D, Y, Kl2, Kl3) :Tb