基于條件信息熵屬性約簡(jiǎn)的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系研究

李萍

（阜陽師范學(xué)院 信息工程學(xué)院，安徽 阜陽 236041）

基于條件信息熵屬性約簡(jiǎn)的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系研究

李萍

（阜陽師范學(xué)院 信息工程學(xué)院，安徽 阜陽 236041）

教師教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量具有重要的指導(dǎo)意義，而現(xiàn)有的教師教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系指標(biāo)冗雜.本研究利用條件信息熵屬性約簡(jiǎn)方法對(duì)教師教學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行分析、約簡(jiǎn).通過實(shí)驗(yàn)表明該方法用于教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)中，簡(jiǎn)化了教學(xué)測(cè)評(píng)體系，能夠有效提升工作效率.

粗糙集；屬性約簡(jiǎn)；教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)；條件信息熵

1 引言

現(xiàn)如今，各個(gè)高校對(duì)于提高教學(xué)質(zhì)量的呼聲越來越高.以往有很多高校只關(guān)注科研方面的質(zhì)量，而忽視了教學(xué)方面的質(zhì)量，導(dǎo)致大學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況不容樂觀，以至于對(duì)畢業(yè)生未來的就業(yè)情況有不利的影響.現(xiàn)階段，越來越多的高校已經(jīng)意識(shí)到這個(gè)問題，對(duì)教師的課堂教學(xué)質(zhì)量的提高也日益重視.只有優(yōu)越的教學(xué)質(zhì)量才能促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握，才能培養(yǎng)學(xué)生的能力，從而為他們?nèi)蘸蟮陌l(fā)展起到積極的作用，教師教學(xué)質(zhì)量在高校教育管理中處于重要位置.然而，對(duì)于教師教學(xué)質(zhì)量的高低是從哪些因素可以體現(xiàn)？各高校提供的評(píng)價(jià)教師教學(xué)質(zhì)量高低的因素各有不同，總的來得說因素較為復(fù)雜繁瑣，這對(duì)于教師教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià)來說顯然增加了工作量，也不利于教師對(duì)各個(gè)因素的把握情況.教師教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)為教學(xué)決策以及教學(xué)活動(dòng)的側(cè)重點(diǎn)提供依據(jù)，是對(duì)的教學(xué)結(jié)果和教學(xué)過程進(jìn)行的價(jià)值判斷.教師教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)需要搜集相關(guān)信息，通過可操作的科學(xué)手段實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)的目的.一旦給出的評(píng)價(jià)因素太多，就好加大評(píng)價(jià)過程中的工作量.同時(shí)，這些所謂的評(píng)價(jià)因素并非都是必不可少的.如果能在不影響評(píng)價(jià)結(jié)果的情況下，通過減少對(duì)某些冗余的影響因素的數(shù)據(jù)搜集，而減少評(píng)價(jià)的代價(jià)，這無疑為建立科學(xué)的評(píng)價(jià)體系做出了貢獻(xiàn)[3].

粗糙集理論，主要是對(duì)不完整以及不確定數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，這種數(shù)學(xué)理論的最大特點(diǎn)是不考慮任何人為因素，僅僅用數(shù)據(jù)說話，因此在處理問題的時(shí)候較為客觀[4,5].屬性約簡(jiǎn)是粗糙集理論中的重要內(nèi)容，其主要方法是:以保持信息系統(tǒng)分類能力為前提，通過約簡(jiǎn)，得出信息系統(tǒng)屬性集的一個(gè)較優(yōu)的子屬性集.條件信息熵屬性約簡(jiǎn)算法即是結(jié)合信息論的方法，通過定義熵和條件熵，利用條件信息熵的值作為啟發(fā)對(duì)條件屬性集進(jìn)行約簡(jiǎn).本文利用條件信息熵屬性約簡(jiǎn)的方法處理教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)，簡(jiǎn)化各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，得出了較為滿意的結(jié)果.

2 條件信息熵的屬性約簡(jiǎn)

用四元組S=(U,A=C∪D，V，f)可以表示一個(gè)信息系統(tǒng)，其中U={x1,x2,…,xk}是論域；C為條件屬性的集合；D為決策屬性的集合；為屬性a的值域；f：U×C∪D→V表示為信息函數(shù)，意指屬性集中個(gè)屬性所對(duì)應(yīng)的取值.U上任一屬性集合可以認(rèn)為是定義在U上的e子集組成的代數(shù)上的一個(gè)隨機(jī)變量.

定義1 設(shè)P，Q在U上導(dǎo)出的劃分分別為X={X1,X2,…,Xn}和Y={Y1,Y2,…,Ym}，則P，Q在U上的子集組成的代數(shù)的概率分布分別為

定義2 屬性集的熵可按如下式子來定義

定義3 一個(gè)屬性集合Q相對(duì)于另一個(gè)屬性集合P的條件熵HH(Q|P)可按如下式子來定義

其中，P(Yj|Xi)=|Yj∩Xi|/|Xi|,i=1,2,…,n,j=1,2,…,m.

條件信息熵屬性約簡(jiǎn)算法是一種啟發(fā)式知識(shí)約簡(jiǎn)算法，通過人為的定義條件熵的概念，比較條件熵大小，按照條件信息熵的大小確定屬性的約簡(jiǎn)順序，在不影響總體決策的情況下進(jìn)行屬性約簡(jiǎn).

條件信息熵的屬性約簡(jiǎn)算法可按照如下步驟表示[6]:

輸入:一個(gè)信息表系統(tǒng)為S=(U,C∪D,V,f)，一個(gè)條件屬性集為C，一個(gè)決策屬性集為D.

輸出:該信息表系統(tǒng)的屬性約簡(jiǎn)結(jié)果r e d u.

s1:計(jì)算信息表中D相對(duì)于C的條件熵H (D|C)；

s2:計(jì)算D相對(duì)每個(gè)條件屬性的條件熵H(D| {aj}),(ai∈C)，并且根據(jù)H(D|ai)的值，按照降序?qū)i進(jìn)行排序；

s3:令r e d u=C，對(duì)H(D|ai)進(jìn)行遞減排序，對(duì)每個(gè)ai按照順序依次計(jì)算決策屬性集r e d u相對(duì)于條件屬性集在刪去屬性后的條件熵H(D|r e d u-{ai})；如果H(D|r e d u-{ai})=H(D|C)那么屬性ai應(yīng)進(jìn)行約簡(jiǎn)，r ed u=r e d u-{ai}，否則，ai不能被約簡(jiǎn)去掉，r e d u不變.

3 教師教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)的約簡(jiǎn)

對(duì)文獻(xiàn)[3]中授課教師上課情況調(diào)查表進(jìn)行分析，將其作為決策表，把講授方法得分、課堂信息量得分、教學(xué)準(zhǔn)備得分、選用教材得分、講授得分、運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)得分、教學(xué)深度得分、理論聯(lián)系實(shí)際得分、教學(xué)目的得分、課堂時(shí)間安排得分、使用現(xiàn)代教學(xué)得分、教師教學(xué)得分、課堂組織得分、普通話教學(xué)得分、書寫表達(dá)得分等15個(gè)教學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)作為信息表中的C部分，把任課教師的最終打分作為決策屬性，應(yīng)用條件信息熵屬性約簡(jiǎn)的方法對(duì)該表進(jìn)行處理.最后得出僅含有3個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)價(jià)體系，跟原始評(píng)價(jià)系統(tǒng)相比減少了12個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，如表1所示.

由以上結(jié)果可看出，教師教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系只需依賴于教學(xué)目的、講授方法以及課堂信息量這三個(gè)指標(biāo)就能得到對(duì)任課教師同樣的打分，這在以后的教學(xué)質(zhì)量測(cè)評(píng)中能夠減輕工作量，節(jié)省時(shí)間和空間，提高教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的效率.并且，整個(gè)的簡(jiǎn)化過程完全由數(shù)據(jù)自己說話，較為客觀，結(jié)果更具說服力.

表1 條件信息熵屬性約簡(jiǎn)結(jié)果

4 結(jié)束語

本文通過利用條件信息熵的概念，引入新的屬性約簡(jiǎn)的方法，對(duì)教師教學(xué)評(píng)價(jià)中的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行約簡(jiǎn)，最后得出令人滿意的結(jié)果，去除了一些冗余的評(píng)價(jià)指標(biāo)，減少測(cè)評(píng)人員所認(rèn)為的評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重分配的主觀影響，在增加了教師教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)的客觀性的同時(shí)也不失合理性.因此，該方法可簡(jiǎn)化教師教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的過程，減少評(píng)價(jià)工作量，進(jìn)而簡(jiǎn)化了教學(xué)管理工作.

〔1〕張海燕.高校教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)狀況分析及優(yōu)化對(duì)策[J].教育研究與實(shí)驗(yàn),2009(7)：17-19.

〔2〕房坤,方耀楣.基于WSR系統(tǒng)方法論的本科教學(xué)評(píng)估體系研究[J].高等工程教育研究,2009(5)：118-121.

〔3〕李萍,程向陽,吳濤.基于粗糙模糊度屬性約簡(jiǎn)的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)[J].大學(xué)數(shù)學(xué)，2014(1)：28-31.

〔4〕Plawk.Z,Rough Sets-Theoretical Aspects of Reasoning about Data[M].Kluwer Academic Publishers.1991.

〔5〕王國胤.Rough集理論與知識(shí)獲取[M].西安：西安交通大學(xué)出版社,2001.

〔6〕王國胤,于洪,楊大春.基于條件信息熵的決策表約簡(jiǎn)[J].計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)，2002,25(7)：759-766.

G642

A

1673-260X（2017）02-0205-02

2016-11-11

阜陽師范學(xué)院信息工程學(xué)院院級(jí)項(xiàng)目(2016FXXZK01);阜陽師范學(xué)院信息工程學(xué)院院級(jí)項(xiàng)目(2015FXXZK01)