模糊層次分析在高校工科專業(yè)課程設(shè)計成績評定中的應(yīng)用

李澤秋　蘇文獻(xiàn)

摘要：高等院校工科專業(yè)的“專業(yè)課程設(shè)計”課程，是一門以所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課程知識為基礎(chǔ)，面向工程實(shí)際問題，進(jìn)行相關(guān)特性分析計算，探討解決問題可行性方案的一門考查課程。該課程通常要求學(xué)生能夠從工程的角度出發(fā)，從理論分析和實(shí)際應(yīng)用兩個方面綜合分析討論，有效解決工程問題。作為一門考查課程，由于課程的研究范圍較寬泛，所設(shè)知識結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，研究對象可能不盡相同。因此，對于學(xué)生設(shè)計結(jié)果的分析與評價，從公平和全面性兩個方面都存在一定的難度。本文采用模糊層次分析方法對工科專業(yè)課程設(shè)計類課程進(jìn)行評價，提高課程評價結(jié)果的公平性和全面性。

關(guān)鍵詞：專業(yè)課程設(shè)計；課程評估；模糊層次分析

中圖分類號：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）31-0055-02

一、引言

根據(jù)現(xiàn)行的高校教學(xué)大綱要求，通常規(guī)定課程分為考試課以及考查課。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中普遍存在重考試課程、輕考查課程的現(xiàn)象。這與考試課程的成績評定過程公開、客觀、透明不無關(guān)系?？疾檎n的成績評定通常相對復(fù)雜，一直是教師教學(xué)過程中的一件非常重要和棘手的任務(wù)[1]。高等院校工科專業(yè)的“專業(yè)課程設(shè)計”課程，是一門以所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課程知識為基礎(chǔ)，面向?qū)嶋H工程問題，進(jìn)行相關(guān)的特性分析計算，探討解決問題可行性方案的考查課程。該課程通常要求學(xué)生能夠從工程的角度出發(fā)，從理論分析和實(shí)際應(yīng)用兩個方面綜合分析討論，有效解決工程問題。作為一門考查課程，由于課程的研究范圍較寬泛，所設(shè)知識結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，研究對象可能不盡相同，因此對學(xué)生設(shè)計結(jié)果的分析與評價，從公平和全面性兩個方面都存在一定的難度。采用一種科學(xué)有效的評價方法，綜合考慮學(xué)生設(shè)計過程以及設(shè)計結(jié)果所顯示的諸多特性，集成對評價結(jié)果有所影響的非定量因素，通過合理分配各影響因素的相對權(quán)重，對學(xué)生的課程設(shè)計結(jié)果進(jìn)行綜合評價，以提高課程評價結(jié)果的公平性和全面性。

在中國，考查課程通常采用兩種方式進(jìn)行成績評定：一種是等級計分制；另一種是百分計分制。等級制計分法通常依據(jù)學(xué)生平時的出勤情況、作業(yè)完成情況、課堂表現(xiàn)以及報告質(zhì)量進(jìn)行成績評定，給出學(xué)生學(xué)習(xí)成績的相應(yīng)等級，包括優(yōu)、良、中、及格、不及格等[2]。百分計分制則通過對學(xué)生的平時表現(xiàn)成績以及最終測驗(yàn)或者報告等各方面的考核因素進(jìn)行分別評分，然后根據(jù)不同的權(quán)重等級進(jìn)行加權(quán)，得到最終的成績。兩種成績評定方法雖然能夠?qū)W(xué)生的相關(guān)學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評定，但是評定過程通常需要教師同時考慮考生個體的表現(xiàn)情況，以及學(xué)生的表現(xiàn)在班級整體表現(xiàn)的分布情況。因此，僅僅采用以上兩種成績評定方式，欲全方位地從信息量、自主學(xué)習(xí)能力、知識掌握與應(yīng)用情況、應(yīng)用技術(shù)能力、問題綜合分析能力等方面對學(xué)生進(jìn)行對比和分析，并進(jìn)一步洞察課程設(shè)置的各個環(huán)節(jié)對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的影響，是非常困難的一項工作，同時需要教師擁有非常豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)以及付出大量的時間和精力。

對高校工科專業(yè)課程設(shè)計類考查課程的成績評定，要求教師作為決策者能夠快速評估學(xué)生關(guān)于本?？聘鞣矫婢C合能力的掌握情況及應(yīng)用能力，因此該問題具有不精確性和不確定性，不適合應(yīng)用確定的經(jīng)典數(shù)學(xué)方法來解決。本文擬采用模糊決策分析的方法處理該類課程評級評定中的不確定性和不精確性問題。

二、模糊層次分析法

模糊決策具有外延不確定性，這是其與經(jīng)典數(shù)學(xué)的本質(zhì)區(qū)別。由于進(jìn)行模糊決策分析過程中，隸屬函數(shù)的確定可以根據(jù)不同的需求進(jìn)行人為認(rèn)定，同時體現(xiàn)不同影響因素在整體結(jié)構(gòu)中的權(quán)重比例，同時能反映個體自身的價值體系，因此被廣泛應(yīng)用于受多種因素影響的決策問題中[3]。由于工程類專業(yè)課程設(shè)計課程的成績評定是一個典型的受多種因素影響的復(fù)雜決策問題，因此本項目擬采用模糊決策分析的方法構(gòu)建專業(yè)課程設(shè)計課程的成績評定模型，同時推廣到與之類似的考查課程中。

三、模糊層次分析在“課程設(shè)計”成績評定中的應(yīng)用

模糊層次分析是用數(shù)學(xué)手段研究和處理模糊問題的方法，多用于解決影響因素復(fù)雜、模型關(guān)系不明確，各影響因素間具有強(qiáng)耦合現(xiàn)象的復(fù)雜不確定性問題。在理、工、農(nóng)、醫(yī)及社會科學(xué)的各個領(lǐng)域的成功應(yīng)用[4]，體現(xiàn)了它在處理此類問題時的強(qiáng)大生命力和滲透力。課程設(shè)計的評定工作從全面性、公平性等角度出發(fā)，具有模型關(guān)系復(fù)雜、影響因素多樣等特點(diǎn)，符合模糊問題的基本特征，用確定性方法分析和建模較為困難。因此，宜采用模糊層次分析的方法對學(xué)生成績進(jìn)行綜合評定。

模糊層次分析解決不確定性問題，通常需要分析歸納對評定結(jié)果構(gòu)成影響的因素，并根據(jù)對結(jié)果的影響程度給出權(quán)重系數(shù)（又稱隸屬度函數(shù)），最后選擇合適的模糊關(guān)系，構(gòu)建成績評定的數(shù)學(xué)模型?；诖嗽韽亩嘁蛩亟嵌瓤紤]，對“課程設(shè)計”類考查課程學(xué)生的成績評定步驟如下。

1.影響指標(biāo)分析。課程設(shè)計成績評定模糊數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建過程中，首先考慮兩方面因素的影響：確定性因素和不確定性因素。其中，確定性因素是指能夠用分?jǐn)?shù)直接進(jìn)行能力水平評定的相關(guān)能力指標(biāo)，不確定因素是指不能直接用結(jié)果或者分?jǐn)?shù)進(jìn)行登記評定的指標(biāo)。本文所選擇的影響因素指標(biāo)如表1所示。

其中，確定性因素包含的課堂作業(yè)成績、出勤率、筆試成績、設(shè)計報告質(zhì)量分，能夠?qū)W(xué)生完成質(zhì)量進(jìn)行確定性評分，從而區(qū)分課程完成質(zhì)量的相關(guān)因素。不確定因素包括小組成員互評、平時表現(xiàn)、教師評價、設(shè)計水平、設(shè)計參與度，不能用分?jǐn)?shù)進(jìn)行直接評定，每位學(xué)生的完成水平取決于其在班級中分布的位置。

2.給定指標(biāo)的模糊因子。模糊層次分析要求根據(jù)各影響指標(biāo)對分析結(jié)果的影響程度給出模糊因子。簡而言之，模糊因子可以理解為各指標(biāo)對評定結(jié)果的影響權(quán)重。其具體的影響關(guān)系取決于模糊層次分析所選擇的模糊函數(shù)。本文中進(jìn)行課程設(shè)計類考查課程的成績評定模型，按照各指標(biāo)依據(jù)教學(xué)大綱的能力對學(xué)生能力達(dá)成水平的要求選取相應(yīng)的模糊因子，如表2所示。

3.選定模糊層次的分析函數(shù)。選擇模糊層次的分析函數(shù)，將成績評定的模糊因子和影響指標(biāo)合并。本文選擇最簡單的權(quán)重傳遞函數(shù)作為模糊層次分析函數(shù)，其他課程模型可以根據(jù)實(shí)際需要選擇不同的傳遞函數(shù)模型。

c=【a1，a2，a3，…，an】r1r2r3…rn

其中，a表示各指標(biāo)學(xué)生所獲得的成績，r表示相應(yīng)的模糊因子，c為學(xué)生最后的課程評定成績。

四、結(jié)論

經(jīng)過模糊層次分析對“課程設(shè)計”類考查課進(jìn)行成績評定建模的方法，我們可以將教學(xué)大綱中對學(xué)生能力達(dá)成指標(biāo)的各影響因素分類，并進(jìn)行綜合評定。評定過程中，不僅考慮由確定性指標(biāo)所反映的學(xué)生絕對能力水平，同時包含由不確定性指標(biāo)所決定的學(xué)生相對能力水平。成績評定過程針對復(fù)雜的對象以及不同的研究問題，能夠相對公平和全面地給出學(xué)生知識及能力水平的差異程度。

參考文獻(xiàn)：

[1]班娟.360度考評法在高校學(xué)生成績評定中的應(yīng)用[J].東北師大學(xué)報（哲學(xué)社會科學(xué)版），2015.

[2]齊子姝，等.自我評價機(jī)制再功課考查課成績評定中的應(yīng)用[J].吉林建筑工程學(xué)院學(xué)報，2012.

[3]Zhang Z M.et，al. Hesitant fuzzy power aggregation operators and their application to multiple attribute group decision making[J].Information Science，2013.

[4]Zadeh L A.Fuzzy sets[J].Information and Control，1965，（8），338-353.