基于粗集理論的理工類本科院校英語教師教學評價

尹 付,尹 川

(1.常州工學院外國語學院,江蘇常州213002; 2.四川理工學院自動化與電子信息工程學院,四川自貢643000)

基于粗集理論的理工類本科院校英語教師教學評價

尹 付1,尹 川2

(1.常州工學院外國語學院,江蘇常州213002; 2.四川理工學院自動化與電子信息工程學院,四川自貢643000)

以粗集理論為方法,把學生的英語水平情況作為指標,分別以理工類本科英語教師的英語口語水平、備課、教學理念與策略的使用、教師的學歷、教師的性別、教師的國籍、教師的年齡以及課堂儀表作為條件屬性,對江蘇某高校的100名在校大學生的英語水平進行隨機問卷調查,并對其加以歸一化處理和詳盡分析。研究結果表明,以上用于考查的各條件屬性對目標的影響程度有著明顯的差別。

粗集理論;英語教師;教學評價

目前,針對英語教師的教學評價的研究并不多,主要是由于缺乏一個適當?shù)姆椒āＲ话闱闆r下,對其進行的分析經(jīng)常只利用單一而簡單的研究框架,這樣的方法有著很大的局限性。首先,它往往只能得出粗略的結果,這種表面上的分析已經(jīng)不能滿足教育測量和評價以及教育管理的需求,如今人們需要的是更為理性和量化的結果。其次,它不能顧及不同英語教師的教學水平對于教學質量影響的重要性之間的差距,并在此基礎上進行研究。由于存在這樣的不足,教育管理部門、教師以及學者等都更需要一種新的方法。本文以粗集理論為依據(jù),利用粗集理論的條件屬性約簡方法,分別以理工類本科英語教師的英語口語水平、備課、教學理念與策略的使用、教師的學歷、國籍、性別、年齡以及課堂儀表作為條件屬性,以江蘇某高校在校大學生為研究對象,經(jīng)過計算和分析得出各個條件屬性對結果的重要性的差異。之后運用粗集理論中知識的依賴性,分析出各個條件屬性對目標的依賴性和重要程度,這樣的結果更為具體和更加量化,讓人一目了然。

粗糙集理論(Rough Set)是波蘭數(shù)學家Z· Paw lak于1982年提出的新數(shù)學理論。與其它處理不確定性問題理論——概率統(tǒng)計方法、模糊集方法和證據(jù)理論方法等——最顯著的區(qū)別是:這一方法無需提供問題所需處理的數(shù)據(jù)集合之外的任何先驗信息。同時,由于該理論未能包含處理不精確或不確定原始數(shù)據(jù)的機制,使得該方法與其它處理不確定性問題的理論有很強的互補性,因此對問題的處理比較客觀。

一、粗集理論的基本概念

(一)知識的表達

定義1。知識系統(tǒng)的基本組成是研究對象的集合,關于這些對象的知識是通過指定對象的基本特征和他們的特征值來描述的,所以一個數(shù)據(jù)表也可以用公式表達為知識系統(tǒng)S:

S=〈U,C,D,V,f〉

其中非空集合U是研究對象的集合,CUD= A是屬性集合,子集C和D分別稱為條件屬性和決策屬性,f:U＊R→V,它指定U中每一對象x的屬性值。它是一個信息函數(shù),它給論域U中每個對象的每個屬性賦予一個信息值。

定義2。在智能信息處理過程中,經(jīng)?？赡苡枚ㄐ缘姆椒▉砻枋鍪挛?或可能用數(shù)據(jù)的形式來表達,而這些表達可能是有層次分別的,也可能是無序的某種性質。其中定性的描述方式往往比較模糊、精確度不高,因此這樣的描述方式不能滿足粗集理論的研究要求。粗集理論的研究需要一個定量的準確的數(shù)據(jù)庫,需要把定性的信息轉變?yōu)槎康臄?shù)據(jù)表,這一過程稱為離散歸一化處理[1](P661-688)。

(二)粗集和近似關系

定義3。假設存在任一子集X?U,R為一等價關系,則當R的某些基本范疇可以表示X時,稱子集X為R的可定義集,否則稱R為不可定義集,即R粗集。粗集可以被近似定義,為達到此目的,使用兩個精確集(粗集的上近似集和下近似集)來描述。假設給定知識庫Q=(U,R)

當R_(X)={X∈U:[X]R∈X}時,是下近似集,用文字語言表達就是U中所有一定能歸入X的元素的集合,又稱為X的正域。當Rˉ(X)={X∈U:[X]R∩X≠空集}時,是上近似集,即根據(jù)知識R,U中一定能和可能歸入X的元素的集合。BNR (X)稱為X的R邊界,即上近似集中一定不能歸入下近似集的部分。N EGR(X)稱為X的R負域,即U中一定不能歸入X的集合[2](P88-95)。

(三)屬性的簡約和核

在實際應用中,有時系統(tǒng)表達并不需要定義全部的知識,換句話說,要使系統(tǒng)在保持初等范疇的情況下消除一些冗余屬性,這就是粗集理論中的知識的簡約。

給定知識庫Q=(U,R),對于所研究的系統(tǒng)U,定義一個等價關系R∈ind(Q),令R為一等價關系,則作下面的定義:

定義4。如果ind(R)=ind(R-{r}),則r為R中可省略的,否則r為R中不可省略的。在一些近似表達中,有一些特征沒有作用,可以去掉這些特征而不影響對研究對象的表達。

定義5。若對于任一r∈R,R不可省略,則族R是獨立的;當K獨立,且ind(K)=ind(P),K?P為P的簡化;P中所有不可省略關系的交集,稱為P的核,記作core(P)[3](P86-96)。

二、對目標進行粗集分析

(一)知識表達系統(tǒng)

首先,筆者利用粗集理論里的屬性簡約的方法來對教師的各個屬性進行分析。經(jīng)過對江蘇某高校里的100名學生進行隨機的問卷調查,得到數(shù)據(jù)表1(只給出前15名同學的調查情況)。

表1 問卷調查數(shù)據(jù)表

接著,筆者對表1進行歸一化處理。第一,將條件屬性設置為P,根據(jù)表1可以確定P{1}、P{2}、P {3}、P{4}、P{5}、P{6}、P{7}7個元素,它們分別表示英語教師的英語口語水平、國籍、備課、教學理念與策略的使用、學歷、性別、年齡以及課堂儀表。第二,對于P{1}我們定義了非常好、好、一般、差四個屬性值,分別以1,2,3,4來表示。對于P{2}我們定義以英語為母語國家為1,以不以英語為母語國家為2。對于P{3}我們定義備課、教學理念與策略的使用:滿意為1,比較滿意為2。對于P{4}我們定義碩士以上(包括碩士)為1,否則為2。對于P{5}我們定義60歲以上為1,40到60歲為2,40歲以下為3。對于P{6}我們定義男教師為1,女教師為2。對于P{7}教師的課堂儀表我們定義滿意為1,比較滿意為2。學生的成績?yōu)闆Q策屬性,設為S。為方便歸一化處理,我們也對它進行了定義:很滿意用1表

示,滿意用2表示,比較滿意用3表示,而不太滿意用4表示[4](P132-155)。經(jīng)過這樣的的定義,可以得出歸一化后的數(shù)據(jù)表2(同樣也只給出前15名同學)。

表2 歸一化數(shù)據(jù)表

(二)屬性重要程度的計算與分析

計算屬性重要程度的目的是分析條件屬性中哪些屬性最大程度地改變了決策屬性和分類,這樣就可以定量地表達出哪些屬性最重要,哪些屬性不很重要,甚至哪些屬性可以省略。為了找出某些屬性的重要性,筆者采用的方法是:從表中去掉一個屬性,再考查沒有該屬性后,決策分類會發(fā)生怎樣變化。若去掉該屬性能夠導致分類變化大,則說明該屬性的重要性比較大,即對決策屬性起到比較重要的作用;反之則說明該屬性的強度小,即重要性小[5](P43-55)。

總之,通過分析上面的計算結果,可以很清楚地看出:如果按照條件屬性重要程度對教師的各項素質的影響進行排序,其結果為教師備課、教學理念與策略的使用>教師的最高學歷>教師英語口語水平>教師的國籍>教師的年齡>課堂儀表>教師的性別。分析結果說明不同教師具備的素質對教師教學水平的影響程度是不同的,其中教師的備課、教學理念與策略的使用是影響學生成績的核心因素,而上課的儀表和教師的性別沒有那么重要,影響程度幾乎為零,所以可以不用考慮[8]。由此可以看出,此項研究結果可以為學校教學評估和教育評價以及學校教育管理提供理論支撐。誠然,在大力倡導素質教育的當下,應試教育在中國仍然有極大的影響,大多數(shù)學生認可的外語教學模式仍以考試過關或考試的分數(shù)作為英語學習的直接目標或評判標準,對大學英語教學的評價往往難以擺脫應試教育的束縛,對教師教學的認可度與理論要求往往也大相徑庭。

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[4] 劉清.Rough集及Rough推理[M].北京:科學出版社,2003.

[5] 石純一.數(shù)理邏輯與集合論[M].北京:清華大學出版社,2000.

[6] 姚毅,曾黃麟.知識發(fā)現(xiàn)中概率統(tǒng)計與粗集方法的比較[J].四川輕化工學院學報,2003,(2):9-15.

[7] 曾黃麟,姚毅.Image Recognition Using Adap tive Fuzzy Neural Netwo rk And Wavelet Transfo rm,Rough Sets,Fuzzy Sets,Data M ining,and Granular Computing[J].Sp ringer,2003:635-639.

[8] 尹川,姚毅.基于粗集理論的教師教學水平分析[J].河北軟件職業(yè)技術學院學報,2009,(2):34-37.

Assessmen t of the Teaching Proficiency of English Teachers in the Colleges of Science and Technology Based on the Theory of Rough Set

YIN Fu1,YIN Chuan2

(1.School of Foreign Languages,Changzhou Institute of Technology,Changzhou,Jiangsu 213002,China; 2.Department of Machinery and Electronics,Sichuan University of Science and Technology,Zigong,Sichuan 643000,China)

Regarding the theory of Rough Set as the researching method and the students’English p roficiency as the index,this paper carries on a questionnaire on English p roficiency from 100 students in a certain college of Jiangsu Province at random,and makes a unitizing disposal and a careful analysis concerning o ral English p roficiency of college English teachers,the nationality of teachers,class p reparations,dip lomas,gender,ages and the bearings in class.The results show that there is an obvious difference in the impact that the listed factors have clearly on the target.

Theory of Rough Set;English teachers;teaching assessment

G 652

A

1672-9951(2011)02-0096-04

(責任編輯 喬志杰)

CN KI:13-1354/C.20110422.0950.005網(wǎng)絡出版時間:2011-04-22 09:50

http://www.cnki.net/kcm s/detail/13.1354.C.20110422.0950.005.htm l

2010-02-26

尹付(1963-),男,安徽和縣人,常州工學院外國語學院副教授,碩士,上海外國語大學在讀博士研究生,研究方向為英語教學法、認知語言學。