統(tǒng)計過程控制用于教學(xué)過程改進(jìn)

任愛華

摘要:教學(xué)質(zhì)量與產(chǎn)品質(zhì)量的要求特點不同。因為教學(xué)的對象是人,它包含了教師“教”以及學(xué)生“學(xué)”的質(zhì)量問題,其質(zhì)量的實現(xiàn),顯然與人的因素具有非常密切的關(guān)系,比起物質(zhì)產(chǎn)品的質(zhì)量,自然要復(fù)雜的多。如何科學(xué)地衡量教師的教學(xué)質(zhì)量與學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量,一直是教學(xué)探索的主題。本文論述了我院針對學(xué)生課堂出席率的統(tǒng)計數(shù)據(jù),結(jié)合課堂問題反饋,利用控制圖反映教學(xué)過程的異常情況,并通過統(tǒng)計過程控制穩(wěn)定改進(jìn)教學(xué)過程,這一方法為量化教學(xué)質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞:教學(xué)質(zhì)量;統(tǒng)計過程;量化;控制圖

中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

1引言

教學(xué)質(zhì)量是學(xué)校生存與發(fā)展的生命線。學(xué)生評教是整個教學(xué)過程中實現(xiàn)學(xué)校教學(xué)質(zhì)量自我監(jiān)控的重要環(huán)節(jié)之一。學(xué)生是老師教學(xué)的對象,是教學(xué)質(zhì)量好與差的直接接受者,學(xué)生有權(quán)力和義務(wù)也有條件對教師的教學(xué)工作進(jìn)行評價。通過學(xué)生對教師教學(xué)工作的評價,能進(jìn)一步增進(jìn)師生之間的溝通與了解,促使教師更加關(guān)注學(xué)生,不斷更新教學(xué)觀念,改進(jìn)教學(xué)方法,提高教學(xué)質(zhì)量。另外,學(xué)生評教的結(jié)果還是學(xué)校加強和改進(jìn)教學(xué)管理工作的重要依據(jù),在提高教學(xué)質(zhì)量中起著非常重要的作用。

如果把老師看成是生產(chǎn)人員,而掌握了知識的學(xué)生則是產(chǎn)品。學(xué)生既然具有可塑性,老師就該從教學(xué)內(nèi)容的組織、教學(xué)方式、課外輔導(dǎo)、作業(yè)批改各方面采取措施,以優(yōu)質(zhì)教學(xué)來對每一個學(xué)生負(fù)責(zé),而這一系列的環(huán)節(jié)形成了教學(xué)過程。如果對教學(xué)過程的每個環(huán)節(jié)都進(jìn)行了詳細(xì)周到的安排,并付諸實施,那么教學(xué)質(zhì)量就會得到保證。良好的生產(chǎn)過程必然會導(dǎo)致優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品,這在制造業(yè)、軟件行業(yè)等眾多領(lǐng)域已經(jīng)得到了證實。

作為授課的教師可以通過采集學(xué)生的聽課出席情況數(shù)據(jù)統(tǒng)計了解教學(xué)過程性能以及教學(xué)過程中所存在的問題。通過這些統(tǒng)計數(shù)據(jù)了解自己的教學(xué)水平和執(zhí)教能力,可以根據(jù)過程數(shù)據(jù)的反饋情況及時調(diào)整教學(xué)環(huán)節(jié)與方法,

本文提出了通過量化指標(biāo)改進(jìn)教學(xué)過程的流程,如圖1所示。通過這個流程,實施教學(xué)過程的改進(jìn),從而保證教學(xué)質(zhì)量。

在圖1中,首先要提出教學(xué)目標(biāo),然后將其落實到教學(xué)過程中的度量目標(biāo),針對度量目標(biāo)確定度量元并采集度量結(jié)果,通過這些采集到的數(shù)據(jù)反映教學(xué)過程的異常情況和教學(xué)過程的穩(wěn)定性,從而決定教學(xué)過程改進(jìn)的具體措施。過程改進(jìn)需要持續(xù)進(jìn)行、不斷改進(jìn),這樣才能不斷提高教學(xué)水平,圖1的過程改進(jìn)框架表達(dá)了這一規(guī)律。

統(tǒng)計過程控制(SPC)及其相關(guān)的控制圖是由Walter A.Shewhart在20世紀(jì)二十年代提出,用于對產(chǎn)品成本和質(zhì)量的控制領(lǐng)域。Shewhart的技術(shù)在第二次世界大戰(zhàn)中得到廣泛應(yīng)用,并且在近些年被W.Edwards Deming等人作為改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ),在日本和很多美國的企業(yè)中重新得到推廣。由于SPC在工業(yè)界中獲得巨大成功,這種技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用到很多其他商業(yè)領(lǐng)域、服務(wù)業(yè)和軟件界的過程改進(jìn)。

本文將采用XmR控制圖了解和分析學(xué)生聽課過程的穩(wěn)定性,通過采集這方面的數(shù)據(jù)對聽課過程進(jìn)行統(tǒng)計過程控制,發(fā)現(xiàn)學(xué)生聽課過程中存在的異常,解決異常,穩(wěn)定過程,并改進(jìn)教學(xué)過程,提高過程能力,為高質(zhì)量的教學(xué)過程奠定量化基礎(chǔ)。

2量化教學(xué)過程

量化教學(xué)過程首先是在提出了教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上,確定度量目標(biāo),而由度量目標(biāo)決定具體的度量元,通過對度量元的采集,最終形成教學(xué)評價需要的指示器。學(xué)校每個學(xué)期都有針對教師講課情況的聽課記錄,通常的格式如表1所示。

在表1中,內(nèi)容有定量與定性兩類評價。其中的“人數(shù)”一欄填寫每次聽課學(xué)生數(shù)目,如果以每次課記錄的人數(shù)為采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),當(dāng)累計幾次課的數(shù)據(jù)之后,將這些數(shù)據(jù)繪制到控制圖上,便可以從控制圖中觀察出當(dāng)前學(xué)生聽課過程的性能,以此反映教師執(zhí)教的能力。通過這些過程數(shù)據(jù),可以讓教學(xué)過程表達(dá)自身的性能和異常點,隨著累積數(shù)據(jù)的增多,過程的狀態(tài)會更加真實地展現(xiàn)在控制圖上。

采集每次聽課人數(shù),可以采用兩種途徑。一種是通過旁聽課程的教師客觀地記錄,以此形成的控制圖曲線可以反映學(xué)生平常聽課的狀態(tài)和教學(xué)質(zhì)量。另一種是通過授課教師每次上課前提供簽到表,統(tǒng)計聽課人數(shù)。這種方式會對學(xué)生有觸動,因為大部分學(xué)生都會擔(dān)心自己的缺課可能給授課教師留下不良印象,因而會有較多的人簽到聽課。授課教師自己采集聽課人數(shù)的方式實際上加強了教師與學(xué)生之間的互動和交流,以簽到的形式既可督促學(xué)生主動參與正規(guī)課堂教學(xué)的學(xué)習(xí),又可從采集的這些數(shù)據(jù)中展示目前學(xué)生“聽課過程”的性能和存在的異常情況。授課教師可以根據(jù)這個性能曲線確定問題,了解聽課的穩(wěn)定情況,及時解決問題,從而控制教學(xué)過程并使之得到改進(jìn)。

控制圖是量化過程行為的技術(shù)。控制圖以及統(tǒng)計質(zhì)量控制相關(guān)方法若用在為實現(xiàn)目標(biāo)而執(zhí)行的活動的上最有效。

本文旨在保證教學(xué)質(zhì)量,首先要穩(wěn)定教學(xué)過程,再經(jīng)過不斷地改進(jìn)教學(xué)過程,提高教學(xué)水平。這一過程非常適合統(tǒng)計過程控制,即讓數(shù)據(jù)說話,使教學(xué)過程可視化,從中發(fā)現(xiàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中的問題,通過解決問題不斷地改進(jìn)教學(xué)過程,從而可以預(yù)測過程性能并保證高質(zhì)量的教學(xué)。

3利用控制圖揭示教學(xué)過程中的異常環(huán)節(jié)

3.1控制圖基本要素

所有傳統(tǒng)的控制圖都有一條中心線并在中心線的兩側(cè)有控制限。中心線和上下控制界限都是在執(zhí)行過程時采集的一組觀察值經(jīng)統(tǒng)計公式計算得出的估計值。中心線和控制限是不能擅自假設(shè)的,因為要用這三條線揭示過程實際能做什么,即表達(dá)過程現(xiàn)有的性能水平,而不是通過這三條線要求過程去做什么。

畫在控制圖上的值是從任意特定的度量統(tǒng)計中得到的觀察值,像分組平均值、分組值域、移動平均值、移動值域、以及單點值本身都是可以按時序繪制在控制圖上的統(tǒng)計例子,成為控制圖的基礎(chǔ)。

控制圖的基本形式如圖2所示。中線通常是被觀察過程的平均值。在中線兩側(cè)的上下控制限是從過程可變性度量導(dǎo)出(最常出現(xiàn)的分組值域)。傳統(tǒng)的(Shewhart)控制限是±3σ,這里σ是畫在圖上的偏差統(tǒng)計。如果一個控制限超出了值域的可能結(jié)果,比如一個負(fù)值的產(chǎn)品尺寸,通常則省略這種控制限。

本文采用單點圖和移動值域圖(XmR-圖)來檢查過程數(shù)據(jù)的時序行為。表2提供了構(gòu)造XmR-圖的基本要素的實例,即:通過學(xué)生聽課出席數(shù)據(jù)反映教學(xué)過程穩(wěn)定性。利用表2中的數(shù)據(jù)繪制的控制圖如圖3所示。

在圖3(a)中較早地出現(xiàn)了一個偏差,即:第二個值過低,超出了控制下線。根據(jù)穩(wěn)定過程的定義可知,這個過程不是一個穩(wěn)定過程。通過對該數(shù)據(jù)的調(diào)查,發(fā)現(xiàn)是由于另一門課程的大作業(yè)到了提交期限,這部分同學(xué)為了突擊這個上機作業(yè)造成缺課。當(dāng)解決這個問題之后,將該數(shù)據(jù)剔出,重新計算控制線,得到的結(jié)果如圖4所示。這時的控制圖展現(xiàn)出一個穩(wěn)定過程。

3.2教學(xué)過程的性能分析

從圖3到圖4可以看出,當(dāng)排除了這個異常因素之后,根據(jù)控制圖分析理論,圖4呈現(xiàn)的聽課過程是穩(wěn)定的,學(xué)生的出席率在81%左右。從學(xué)生的聽課出席率可以反映出該過程的能力,也就是說,如果保持目前的授課方式不變,學(xué)生聽課率會一直維持在81%左右。圖4揭示出這是一個穩(wěn)定過程,如果希望提高聽課率,則需要改進(jìn)授課環(huán)節(jié)。

3.3建立過程性能模型

當(dāng)?shù)玫搅艘粋€穩(wěn)定的過程之后,可以根據(jù)學(xué)生聽課出席率與學(xué)生作業(yè)出錯率兩類數(shù)據(jù),分析兩者之間的相關(guān)性,根據(jù)表2數(shù)據(jù)可得出:這兩組數(shù)據(jù)之間具有0.99相關(guān)性,通過回歸分析,可以得出預(yù)測模型為:

Y=0.83-0.82X

其中:X為學(xué)生聽課出席率;

Y為學(xué)生作業(yè)的出錯率。

利用該過程性能模型,可以根據(jù)學(xué)生出席率預(yù)測學(xué)生作業(yè)的完成質(zhì)量。比如:當(dāng)學(xué)生聽課率為90%時,可以預(yù)測學(xué)生的作業(yè)總體出錯率約為9%。

4教學(xué)過程的改進(jìn)

由于在圖3(a)中展示了學(xué)生聽課過程存在異常原因,通過對異常原因的調(diào)查之后,解決了存在的問題并在今后的教學(xué)中避免出現(xiàn)類似的問題,從而可以保證教學(xué)過程的穩(wěn)定性。對于一個穩(wěn)定的過程,可以預(yù)測結(jié)果,此時的XmR圖上下控制線和中線代表了該過程的能力。學(xué)生的聽課率的高低反映了學(xué)生對該課程的認(rèn)可程度,在上述例子中,平均聽課率為81%,它反映了絕大部分同學(xué)對本課程的認(rèn)可程度,但仍然有個別同學(xué)沒有經(jīng)常出席,利用過程模型預(yù)測一下學(xué)生作業(yè)出錯率,其值接近17%。針對這種情況,可以對經(jīng)常缺席的同學(xué)進(jìn)行調(diào)查了解,尋找解決的辦法,進(jìn)一步采集同學(xué)對教學(xué)內(nèi)容的需求。

XmR控制圖的三條基線可以揭示學(xué)生聽課的穩(wěn)定性和教學(xué)環(huán)節(jié)存在的異常點,當(dāng)教學(xué)過程穩(wěn)定之后,可以通過XmR圖展示的過程能力,了解與教學(xué)目標(biāo)要求的能力之間的差距。在教學(xué)過程改進(jìn)中,可以根據(jù)緊迫程度,有目的地選擇某個教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行改進(jìn),逐步提高能力水平。比如教師授課水平、課程內(nèi)容的實用性、與其他課程的銜接性等?？傊?需要對教學(xué)過程涉及到的各種環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)查了解,找到根本原因,對癥下藥,提高學(xué)生的聽課率,保證高質(zhì)量的教學(xué)。教學(xué)過程的改進(jìn)是多個環(huán)節(jié)相互協(xié)調(diào)和配合的活動,比如:教師專業(yè)素質(zhì)、授課經(jīng)驗和水平、講課環(huán)境與設(shè)施、配套教材和實驗環(huán)境等。這些都是影響著優(yōu)質(zhì)教學(xué)的因素,需要得到保障,而這些環(huán)節(jié)同樣可以作為過程的因子確定度量元,選擇合適的度量元并對其進(jìn)行采集、分析,依據(jù)這些度量數(shù)據(jù)了解教學(xué)過程相應(yīng)環(huán)節(jié)的穩(wěn)定性。在此基礎(chǔ)上,再從反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果的因變量上進(jìn)行度量,觀察這些度量數(shù)據(jù)的相關(guān)性,從而可以得出這些過程因子的穩(wěn)定性對學(xué)習(xí)效果的影響。如果相關(guān)性很高,則可建立過程性能模型,通過調(diào)整過程因子便可以使得因變量“學(xué)習(xí)效果”得到改善。此項工作需要長期的數(shù)據(jù)積累,持續(xù)的過程進(jìn)行改進(jìn)。

5結(jié)束語

統(tǒng)計過程控制可以用于教學(xué)過程改進(jìn)。通過量化教學(xué)過程,展現(xiàn)教學(xué)過程中存在的異常情況,通過對異常情況的調(diào)查和了解,可以排除造成過程異常的特殊原因,從而使教學(xué)過程逐步達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。在此基礎(chǔ)上利用控制圖可以進(jìn)一步了解教學(xué)過程本身的能力,將其與教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行比較,看看是否達(dá)到了要求。若沒達(dá)到則需要在教學(xué)過程的各種環(huán)節(jié)上進(jìn)行分析,找出影響教學(xué)過程能力的根本原因,確定教學(xué)過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié),再針對這些關(guān)鍵環(huán)節(jié)開始新一輪的教學(xué)過程改進(jìn),從而提高教學(xué)水平。過程改進(jìn)是一個持續(xù)不斷的過程,只有持續(xù)進(jìn)行,才能保證質(zhì)量,達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)。

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