基于CDIO構(gòu)建TF-CDIO-CMM教師評(píng)價(jià)模型應(yīng)用研究

謝富春，周至陽(yáng)，彭可樂(lè)，王先安，王 娟

（湖南工程學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，湘潭 411104）

隨著互聯(lián)網(wǎng)和智能化等技術(shù)的飛速發(fā)展，全球已進(jìn)入新一輪科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)革命發(fā)展階段.自2016年以來(lái)，基于“新工科”視角工程教育討論的逐漸展開(kāi)，形成了“復(fù)旦共識(shí)”［1］、“天大行動(dòng)”［2］，最終形成“北京指南”［3］，標(biāo)志著我國(guó)以“新工科”建設(shè)為主題的工程教育改革進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段.但這只是中國(guó)工程教育統(tǒng)領(lǐng)性文件，對(duì)于如何落地實(shí)施，還需要進(jìn)行更為深入和細(xì)致地研究，從而創(chuàng)造行之有效的人才培養(yǎng)模式.

進(jìn)行TF-CDIO-CMM教育模式研究和改進(jìn)，是高等教育體系的完善目標(biāo)方向之一.為促進(jìn)新工科教師的發(fā)展，保證新工科教學(xué)質(zhì)量，本課題將基于教學(xué)工廠（Teaching-Factory）［2］和 CDIO 理念（Conceive、Design）、（Implement和 Operate）［3-7］，結(jié)合成熟度模型，設(shè)計(jì)基于TF-CDIO-CMM理念的新工科教師評(píng)價(jià)表格，構(gòu)建一種基于模糊數(shù)學(xué)定量的TF-CDIO-CMM教師CDIO能力評(píng)價(jià)模型.

1 設(shè)置教師CDIO能力評(píng)估指標(biāo)

CDIO工程教育模式強(qiáng)調(diào)學(xué)生工程能力培養(yǎng)，12項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)為全面實(shí)施教師評(píng)價(jià)提供了基礎(chǔ)，但尚缺乏系統(tǒng)的能力評(píng)估和改進(jìn)體系，對(duì)于教師的CDIO能力評(píng)估更沒(méi)有量化的評(píng)價(jià)指標(biāo)［8-9］.筆者認(rèn)為教師CDIO能力評(píng)估指標(biāo)應(yīng)包含基本素質(zhì)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)技巧、實(shí)踐設(shè)計(jì)、實(shí)踐實(shí)施、培養(yǎng)效果以及知識(shí)更新等8項(xiàng)指標(biāo)，涵蓋了整個(gè)的教學(xué)過(guò)程，具體設(shè)置如表1所示.

表1 初始級(jí)教師、定義級(jí)教師和管理級(jí)教師CDIO能力評(píng)價(jià)問(wèn)卷表

表1 （續(xù)）

2 構(gòu)建基于模糊數(shù)學(xué)的教師評(píng)價(jià)多層次模型

2.1 教師TF-CDIO-CMM教學(xué)模式評(píng)價(jià)調(diào)查分析

采用計(jì)分的方法，即設(shè)E1（100＞x≥90）、E2（90＞x≥80）、E3（80＞x≥70）、E4（70＞x≥60）、E5（x＜60）五個(gè)等級(jí)分別表示效果的非常滿意、滿意、一般、不滿意、非常不滿意，設(shè)計(jì)了如表2所示的評(píng)價(jià)表.

表2 教師TF-CDIO-CMM教學(xué)模式評(píng)價(jià)調(diào)查表

2.2 教師評(píng)價(jià)表層次分析

對(duì)教師TF-CDIO-CMM教學(xué)模式評(píng)價(jià)調(diào)查表的層次進(jìn)行分析，依據(jù)層次分析法，將教學(xué)模式評(píng)價(jià)總目標(biāo)設(shè)為M1，即教師對(duì)TF-CDIO-CMM教學(xué)模式評(píng)價(jià)，分解為4個(gè)層次，即M1={B1，B2，B3，B4}；學(xué)生方面B1={C1，C2，C3，C4，C6，C5，C7，C8，C9，C10，C11，C12，C13，C14，C15，C16}；教師方面B2={C17，C18，C19，C20，C21，C22}；學(xué)校方面B3={C23，C24，C25，C26，C27，C28}；企業(yè)方面B4={C29，C30，C31}.其中評(píng)價(jià)指標(biāo)Ci表示表中的第i個(gè)問(wèn)題（i=1，2，…，31）.從而建立教師評(píng)價(jià)指標(biāo)的層次結(jié)構(gòu)，如表3所示.

表3 評(píng)價(jià)指標(biāo)的層次結(jié)構(gòu)

2.2.1 評(píng)價(jià)等級(jí)

設(shè)DT=（90，80，70，60，50）T為評(píng)定等級(jí)向量，分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如2.1節(jié)所述.

2.2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定

為了確定評(píng)教指標(biāo)的權(quán)重，特邀請(qǐng)教師和企業(yè)相關(guān)人員，依據(jù)層次分析法中常用的1～9標(biāo)度作了問(wèn)卷調(diào)查.標(biāo)度定義如表4所示.

表4 判斷矩陣標(biāo)度定義

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，構(gòu)建了總指標(biāo)教學(xué)質(zhì)量M1、學(xué)生方面B1、教師方面B2、學(xué)校方面B3、企業(yè)方面B4的成對(duì)比較，如表5所示.

表5 A判斷矩陣及重要度計(jì)算和一致性檢驗(yàn)結(jié)果

依據(jù)表5的判斷矩陣及重要程度計(jì)算和一致性檢驗(yàn)結(jié)果，可以判斷C.R.是否符合一致性.

可 得 到 ：C.R.=C.I.R.I.=0.015/0.89=0.019＜0.1，符合一致性，可做權(quán)值使用.

同理可以得到B1判斷矩陣及重要度計(jì)算和一致性檢驗(yàn)結(jié)果.綜合B1、B2、B3和B4的判斷矩陣及重要度計(jì)算和一致性檢驗(yàn)結(jié)果，可得到教師評(píng)價(jià)指標(biāo).如表6所示.

表6 教師評(píng)價(jià)指標(biāo)及其權(quán)重

3 TF-CDIO-CMM模型的實(shí)際運(yùn)用

本文選取在TF-CDIO-CMM教學(xué)模式下的教師100名，根據(jù)表3，教師分別對(duì)在TF-CDIOCMM教育模式下的學(xué)生、教師自身、學(xué)校和企業(yè)等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，其評(píng)價(jià)結(jié)果如表7所示.

表7 教師評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)表

將表8的結(jié)果進(jìn)行分析計(jì)算，得到的綜合評(píng)價(jià) 結(jié)果如表8所示.

表8 教師綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

3.1 確定因素集F和評(píng)定集E

因素集F={Fi}，i=1，2，…，31.

評(píng)定集E={E1，E2，E3，E4，E5}={非常同意，同意，一般，不同意，非常不同意}

3.2 確定評(píng)價(jià)隸屬度向量，形成B層隸屬度矩陣R

隸屬度rij是指多個(gè)學(xué)生對(duì)教師在fi做出ei評(píng)定的可能性大小，隸屬度向量Ri=(ri1，ri2，…，rim)，i=，隸屬度矩陣R=(R1，R2，…，

通過(guò)對(duì)表8中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，該學(xué)生B1、教師B2、學(xué)校B3、企業(yè)B4的隸屬度矩陣分別如式（3）～式（6）所示.

3.3 確定B層的權(quán)重向量WF

WF為評(píng)價(jià)項(xiàng)目的權(quán)系數(shù)向量，在本文中該學(xué)生B1、教師B2、學(xué)校 B3、企業(yè) B4的權(quán)重向量 WF分別為式（7）～式（10）所示.

3.4 確定評(píng)價(jià)隸屬度向量，并形成A層的隸屬度矩陣R

由于B層為A層的子層，B層每個(gè)元素的綜合評(píng)價(jià)向量Sk，即為A層的評(píng)價(jià)隸屬度向量，計(jì)算B層的綜合評(píng)價(jià)向量為式（11）、式（12）、式（13）、式（14）.

3.5 確定A層的權(quán)重向量WF

由于A層為B層的父層，由此可得A層的權(quán)重向量為式（16）.

3.6 確定綜合評(píng)價(jià)向量AK及綜合評(píng)價(jià)值PK

根據(jù)B層指標(biāo)對(duì)A層指標(biāo)的權(quán)重為式（17）.

則計(jì)算A層的綜合評(píng)價(jià)向量為式（18）.

設(shè)D=（95，85，75，65，55）T為評(píng)定等級(jí)向量，那么該教學(xué)效果的綜合評(píng)價(jià)得分可由A層的綜合評(píng)價(jià)向量與評(píng)定等級(jí)向量相乘可得，即為式（19）.

該分值屬于滿意E1水平，這與實(shí)際效果相差不遠(yuǎn).

4 總結(jié)

通過(guò)運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)法，將定性的教學(xué)模式的效果轉(zhuǎn)化為定量的百分制評(píng)價(jià)教育模式.實(shí)踐表明本文構(gòu)建的教師評(píng)價(jià)TF-CDIO-CMM-CMM模型有助于為教師不斷提升自身能力，不斷改進(jìn)教育模式，提高工程能力提供指導(dǎo).從評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)看，教師對(duì)TF-CDIO-CMM教育模式下的綜合評(píng)價(jià)處于E1（非常滿意）的水平.因此，持續(xù)改進(jìn)的TFCDIO-CMM教師評(píng)價(jià)模型，有助于教師CDIO能力的提高.