基于粗糙集與信息熵的課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系研究

付沙　周航軍　陳智俐　肖葉枝

[摘 要] 針對(duì)決策與評(píng)價(jià)中信息不完全以及概念不明確等特性，引入粗糙集理論和信息熵，構(gòu)建基于粗糙集的綜合評(píng)價(jià)模型，最大程度呈現(xiàn)專家的經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)對(duì)指標(biāo)重要性的影響。針對(duì)評(píng)價(jià)體系中指標(biāo)權(quán)重獲取的問(wèn)題，結(jié)合實(shí)際評(píng)價(jià)分析中小樣本數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，運(yùn)用模糊層次分析法確定各指標(biāo)的主觀權(quán)重，以粗糙集方法確定客觀權(quán)重，將主觀和客觀權(quán)重進(jìn)行有機(jī)結(jié)合計(jì)算出綜合權(quán)重，最終獲得課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果及排序。通過(guò)實(shí)例分析，驗(yàn)證課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系和評(píng)價(jià)模型的可行性與有效性。

[關(guān)鍵詞] 高等教育；粗糙集；信息熵；課堂教學(xué)；評(píng)價(jià)體系；指標(biāo)權(quán)重

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2018. 19. 090

[中圖分類號(hào)] G420；G934 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194（2018）19- 0207- 05

1 引 言

教學(xué)質(zhì)量作為高校賴以生存和發(fā)展的生命線，對(duì)其給予保障和提高一直都是高校建設(shè)與發(fā)展的永恒主題。當(dāng)前環(huán)境下開(kāi)展課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)是教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控機(jī)制尤為重要的組成部分，建立科學(xué)、合理的評(píng)價(jià)體系，運(yùn)用合適的評(píng)價(jià)方法，是客觀公正地做好教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)工作的前提條件。以學(xué)生為主體的課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)尊重教育規(guī)律與學(xué)生的主體地位，將教育教學(xué)工作引導(dǎo)到致力于以學(xué)生的發(fā)展為出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)上，在全面提升教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)對(duì)教學(xué)管理予以完善。課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)收集并反映了學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)的意見(jiàn)和建議，可以反饋教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，進(jìn)一步推動(dòng)教學(xué)改革、加強(qiáng)教風(fēng)和學(xué)風(fēng)建設(shè)，為教學(xué)管理提供有價(jià)值的信息，更為重要的是能促進(jìn)教師充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，激發(fā)工作熱情，探索和總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，不斷提高教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量[1]。

在傳統(tǒng)教學(xué)模式仍未被打破的今天，隨著社會(huì)對(duì)教育事業(yè)重視程度的加深，課堂教學(xué)質(zhì)量日益成為社會(huì)普遍關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題，其好壞直接影響學(xué)校的辦學(xué)水平與人才培養(yǎng)質(zhì)量，因而，提高課堂教學(xué)質(zhì)量成為提升高校教育教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵所在。現(xiàn)行評(píng)價(jià)體系主要以教師為中心而制定，從評(píng)價(jià)理念與標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看都顯得不合時(shí)宜，此外，還存在著評(píng)價(jià)項(xiàng)目設(shè)計(jì)不盡合理，評(píng)價(jià)過(guò)程或操作不科學(xué)等問(wèn)題[2]。因此，大力倡導(dǎo)以學(xué)生為主體的課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，注重以學(xué)論教、以學(xué)論學(xué)，全面促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展在此類評(píng)價(jià)工作中顯得尤為重要。探討教育教學(xué)質(zhì)量的提升，高素質(zhì)人才的培養(yǎng)教育，合理及公平公正課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系的建設(shè)，能及時(shí)、有效客觀地發(fā)現(xiàn)、分析并解決問(wèn)題，對(duì)促進(jìn)教育教學(xué)的發(fā)展意義重大。目前，將粗糙集理論和信息熵應(yīng)用于課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的研究仍處在初期階段，期望通過(guò)本文建設(shè)更為科學(xué)、合理的評(píng)價(jià)模型，并與其他研究者共同分析此類問(wèn)題。

2 預(yù)備知識(shí)

3 基于粗糙集的綜合智能評(píng)價(jià)模型

3.1 問(wèn)題描述

論文在課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)工作中引入粗糙集理論與信息熵，構(gòu)建基于粗糙集的綜合智能評(píng)價(jià)模型，結(jié)合粗糙集理論中知識(shí)與信息熵的關(guān)系，運(yùn)用信息表示法來(lái)表述粗糙集理論的主要概念與運(yùn)算。

3.1.1 連續(xù)型數(shù)據(jù)離散化

由于粗糙集只能處理離散化數(shù)據(jù)，本文擬采納等距離法[7]對(duì)連續(xù)型數(shù)據(jù)予以離散化處理。

3.1.2 構(gòu)建決策表

將數(shù)據(jù)離散化的結(jié)果轉(zhuǎn)化為決策表S=（U，A，V，f），U={u1，u2，…，un}表示各評(píng)價(jià)對(duì)象的集合，條件屬性集C={C1，C2，…，Cz}，決策屬性集D={d1，d2，…，dk}。

3.1.3 確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的客觀權(quán)重

將基于信息熵觀點(diǎn)下的粗糙集計(jì)算方法引入綜合智能評(píng)價(jià)分析中，獲得評(píng)價(jià)指標(biāo)的客觀權(quán)重。

3.2 等級(jí)量化精確模型

論文采用等級(jí)量化精確模型[8]來(lái)劃分評(píng)判集等級(jí)，利用公式（5）計(jì)算出評(píng)判等級(jí)的精確分值。

V（x）=A·ln（m-x）/ln（m-A）（5）

式中，x=1，2，…，j，x為評(píng)判等級(jí)，j為評(píng)判集中等級(jí)數(shù)，m=j+2，V（x）為與x對(duì)應(yīng)的函數(shù)量，A∈（0，1），由于將評(píng)判最高等級(jí)的分值設(shè)置為100是值得商榷的，因而當(dāng)A=0.95時(shí)，可得到5級(jí)評(píng)判的等級(jí)量化精確值如表1所示。

此外，可以通過(guò)調(diào)整A的值來(lái)調(diào)整評(píng)判各等級(jí)的分值，與最大隸屬度原則方法相比，本文所采用的等級(jí)量化精確模型使得評(píng)判結(jié)果更為科學(xué)、準(zhǔn)確。

3.3 算法步驟

論文所探討的基于粗糙集的智能評(píng)價(jià)模型，依據(jù)決策表S=（U，A，V，f）等進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入，計(jì)算得到指標(biāo)權(quán)重值w以及待評(píng)價(jià)對(duì)象的綜合評(píng)價(jià)值Ei[9]。具體步驟如下。

步驟1：得到全體對(duì)象集U的劃分結(jié)果U/IND（C），以及在決策屬性D上的劃分結(jié)果U/IND（D）和每次剔除條件屬性Cx后的劃分結(jié)果U/IND（C-{Cx}）。

步驟2：計(jì)算條件屬性集C上的相對(duì)決策屬性D上劃分的信息熵I（D|C）；在依次剔除C下的各條件屬性Cx后，計(jì)算C-{Cx}上的相對(duì)D上劃分的信息熵I（D|C-{Cx}）。

步驟3：對(duì)每個(gè)條件屬性Cx，計(jì)算粗糙集意義下的重要度。

4 實(shí)例分析

根據(jù)教育部對(duì)本科高等教育評(píng)估的指標(biāo)要求，經(jīng)過(guò)梳理獲得以學(xué)校各級(jí)督導(dǎo)、學(xué)生為評(píng)價(jià)主體的課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，指標(biāo)體系由各級(jí)指標(biāo)、權(quán)重、量化等級(jí)共同構(gòu)成。以中部地區(qū)某財(cái)經(jīng)院校的課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)為研究對(duì)象，從學(xué)生和專家（含管理者）兩個(gè)層面出發(fā)，聘請(qǐng)多名專家、教授組成專家組，對(duì)若干名教師的課堂教學(xué)質(zhì)量開(kāi)展評(píng)價(jià)，整理后的數(shù)據(jù)納入測(cè)試數(shù)據(jù)集，根據(jù)實(shí)際樣本對(duì)指標(biāo)體系進(jìn)行實(shí)證研究。

根據(jù)教育部以及《中華人民共和國(guó)教育法》對(duì)課堂教學(xué)質(zhì)量的要求與相關(guān)規(guī)定，運(yùn)用目標(biāo)分解法將課堂教學(xué)質(zhì)量劃分為5個(gè)維度（一級(jí)指標(biāo)）：教學(xué)內(nèi)容（C1）、教學(xué)態(tài)度（C2）、教學(xué)效果（C3）、教學(xué)方法與手段（C4）和教學(xué)組織（C5）[11]，包含31個(gè)二級(jí)指標(biāo)。采用模糊層次分析法確定指標(biāo)主觀權(quán)重，已知其主觀權(quán)重向量為=[0.25，0.16，0.27，0.18，0.14]。由專家組依據(jù)指標(biāo)對(duì)12位教師ui課堂教學(xué)質(zhì)量實(shí)行全面評(píng)價(jià)，決策屬性D為專家滿意度，評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)整理后如表2所示。

由公式（7），通過(guò)信息熵觀點(diǎn)下的粗糙集方法求得指標(biāo)客觀權(quán)重向量。

=[0.256 2，0.186 0，0.186 0，0.186 0，0.186 0]T

由公式（8），計(jì)算得到指標(biāo)綜合權(quán)重向量w為：

w=[0.315，0.146，0.247，0.164，0.128]T

根據(jù)相關(guān)研究，評(píng)價(jià)等級(jí)可分為優(yōu)秀、良好、中等、及格、差5個(gè)等級(jí)，評(píng)價(jià)總分為100分，量化等級(jí)及對(duì)應(yīng)分值如表4所示。

依據(jù)公式（9），獲得該高校12位教師的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，詳細(xì)情況如表5所示。

由評(píng)價(jià)結(jié)果可看出，課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的最佳教師為u10，u3次之，該結(jié)果與學(xué)校本年度教學(xué)評(píng)比實(shí)際狀況相符。實(shí)例驗(yàn)證了本文所構(gòu)建模型能較好地解決課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)中定性指標(biāo)定量評(píng)估的難點(diǎn)，并克服主觀判斷帶來(lái)的不確定性與模糊性，為決策的科學(xué)性提供有效措施。與參考文獻(xiàn)中所采用的評(píng)價(jià)方法相比，本文所提方法能更好地滿足實(shí)際應(yīng)用需求，且具備更好的可操作性。

5 結(jié) 語(yǔ)

本研究遵循教育評(píng)價(jià)的整體規(guī)律，結(jié)合中部地區(qū)某所財(cái)經(jīng)院校的實(shí)際課堂教學(xué)情況，以影響課堂教學(xué)質(zhì)量的師生兩方面因素為主線，從學(xué)生評(píng)價(jià)與專家評(píng)價(jià)兩個(gè)層面入手，通過(guò)文獻(xiàn)查閱、問(wèn)卷調(diào)研及專家咨詢等方法構(gòu)建課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系。以該評(píng)價(jià)體系為依據(jù)展開(kāi)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)，可對(duì)教師的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)態(tài)度、教學(xué)效果、教學(xué)方法等因素給予更為客觀準(zhǔn)確的評(píng)定，能夠更為真實(shí)地反映課堂教學(xué)情況，為教師實(shí)現(xiàn)自身發(fā)展提供持續(xù)動(dòng)力，還可為教學(xué)管理帶來(lái)有價(jià)值的信息。為獲得更為客觀的評(píng)價(jià)決策結(jié)論，將粗糙集理論與信息熵引入課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)與分析，構(gòu)建基于粗糙集的綜合智能評(píng)價(jià)模型。針對(duì)當(dāng)前權(quán)重確定方法過(guò)于單一的問(wèn)題，在權(quán)重確定的諸多方法中，充分結(jié)合主觀模糊層次分析法和客觀粗糙集方法，通過(guò)建立綜合權(quán)重模型以獲得綜合權(quán)重。該方法在兼顧客觀準(zhǔn)確性的同時(shí)，又不失專家的主觀判斷，實(shí)現(xiàn)了主觀與客觀的統(tǒng)一，促使評(píng)價(jià)結(jié)果更符合實(shí)際。通過(guò)實(shí)例分析表明，論文所建立的課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系及其相應(yīng)的粗糙集智能評(píng)價(jià)模型是切實(shí)可行且有效的，此類方法在實(shí)踐操作過(guò)程中具備良好的應(yīng)用推廣價(jià)值，同時(shí)，該研究也為課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)提供了新的思路和途徑。

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