基于可拓層次分析法的課程教學(xué)質(zhì)量評價模型構(gòu)建與應(yīng)用

金 莉，劉 粉，馬 龍，張 斌

(1.蚌埠學(xué)院 計算機與信息工程學(xué)院，安徽 蚌埠 233000；2.蚌埠學(xué)院 食品與生物工程學(xué)院，安徽 蚌埠 233000)

教學(xué)工作是學(xué)校的中心工作，是培養(yǎng)人才、實現(xiàn)教育目的的基本途徑，教師課程教學(xué)質(zhì)量評價是實現(xiàn)這一途徑的重要措施和保證，是檢驗教育教學(xué)質(zhì)量的重要手段。課程教學(xué)質(zhì)量在本科人才培養(yǎng)質(zhì)量體系中具有基礎(chǔ)性和關(guān)鍵性作用，是高等學(xué)校最主要、最基本的工作，是樹立良好教風(fēng)、學(xué)風(fēng)，培養(yǎng)合格人才的重要環(huán)節(jié)。課程評價是實現(xiàn)課程目標(biāo)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是教育質(zhì)量管理體系的重要組成部分，在課程實施過程中發(fā)揮著教育導(dǎo)向和質(zhì)量監(jiān)控的作用。通過評價可以了解目標(biāo)的制定是否合理、內(nèi)容是否符合需要、形式是否切合實際等。因此，建立科學(xué)合理的課程評價機制在教學(xué)過程中尤為重要[1-2]。

層次分析方法屬運籌學(xué)理論范疇，指將一個復(fù)雜的多目標(biāo)決策問題作為一個系統(tǒng)，將總目標(biāo)分解為多個目標(biāo)或準(zhǔn)則，進而分解為多指標(biāo)的若干層次，通過定性指標(biāo)模糊量化方法算出層次單排序和總排序[3]。這與研究所要解決的問題相符，因此，采用層次分析法建立課程教學(xué)質(zhì)量評價模型。但層次分析法在構(gòu)造判斷矩陣時，對兩兩比較的重要性進行賦值，只給出一個確定的值作為判斷結(jié)果，忽略了人主觀判斷的模糊性[4-5]，即忽略了兩者之間重要性的比較結(jié)果可能是介于某個范圍內(nèi)。為了解決這個問題，將可拓學(xué)應(yīng)用于層次分析方法中。

可拓學(xué)是我國學(xué)者蔡文于1983年創(chuàng)立的一門新學(xué)科，研究事物拓展的可能性和開拓創(chuàng)新的規(guī)律與方法，并用以解決矛盾問題?？赏貙W(xué)的理論支柱是物元理論和可拓集合理論，能根據(jù)事物相關(guān)特征的量值來判斷事物屬于某集合的程度，即評價事物的好壞、方案的優(yōu)劣等，使評價精細化、定量化[6-7]。層次分析法與可拓學(xué)相結(jié)合[8-9]，可以實現(xiàn)課程教學(xué)質(zhì)量評價模型的定性定量分析。

本文在長期講授“計算機組成原理”課程的基礎(chǔ)上，結(jié)合校內(nèi)外專家對該課程評價的意見和建議，構(gòu)建較為科學(xué)系統(tǒng)的計算機組成原理評價指標(biāo)體系，并運用可拓AHP方法對課程教學(xué)效果評價指標(biāo)進行定量定性分析，確定各指標(biāo)的權(quán)重，既能克服專家主觀因素的影響，又能得到滿意的結(jié)果，為科學(xué)評價課堂教學(xué)效果提供依據(jù)。

1 基于可拓層次分析法的課堂教學(xué)質(zhì)量評價模型設(shè)計

為了科學(xué)、有效地構(gòu)建課程教學(xué)評價模型，建立一個客觀公正、科學(xué)合理的課程評價體系，本文按照蚌埠學(xué)院課堂教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，從教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段、課堂效果四個方面構(gòu)建了課堂教學(xué)質(zhì)量評價指標(biāo)，具體考核評價體系如表1。

表1 課堂教學(xué)質(zhì)量評價體系

考核評價體系中的每一個指標(biāo)在課堂教學(xué)質(zhì)量考核過程中起到不同的影響和作用，而影響和作用的大小體現(xiàn)在它們在整個體系中的權(quán)重上。采用可拓層次分析法為課堂教學(xué)質(zhì)量評價體系建立一個準(zhǔn)確、客觀的評價權(quán)重集[10-12]。

2 可拓層次分析法建模

2.1 可拓判斷矩陣的建立

由本科教育行業(yè)T位專家根據(jù)表1，采用1～9標(biāo)度法，對課堂教學(xué)質(zhì)量評價體系第k層中的nk個評價指標(biāo)相對第k-1層次的第h個評價指標(biāo)的重要性進行兩兩比較，其相對重要程度用區(qū)間數(shù)表示。

2.2 可拓權(quán)重向量及一致性檢驗

對上述第k層的綜合可拓判斷矩陣A，分別求出其左右判斷矩陣A-，A+的最大特征值λ-，λ+及其對應(yīng)的歸一化特征向量x-，x+，并根據(jù)公式1計算出權(quán)重系數(shù)k和m。

(1)

2.3 層次排序

(2)

分別求出第k層次上各個評價指標(biāo)對第k-1層次上各個評價指標(biāo)的單排序權(quán)重向量后，可以得到nk*nk-1階矩陣Pk。

(3)

3 課堂教學(xué)質(zhì)量評價

3.1 課堂教學(xué)質(zhì)量準(zhǔn)則層可拓區(qū)間數(shù)判斷矩陣

邀請本科教育專家及同教研室教師共5人，按照表1，采用可拓層次分析法，對課堂教學(xué)質(zhì)量進行評價，首先建立準(zhǔn)則層相對于目標(biāo)層的重要性判斷可拓區(qū)間數(shù)，結(jié)果如表2。

表2 準(zhǔn)則層對目標(biāo)層的重要性判斷

依此建立準(zhǔn)則層可拓區(qū)間數(shù)判斷矩陣A。

分別求出準(zhǔn)則層可拓區(qū)間數(shù)判斷矩陣A的左右矩陣A-和A+的最大特征值λ-，λ+及其對應(yīng)的歸一化特征向量x-，x+，并根據(jù)公式1計算出權(quán)重系數(shù)k和m，結(jié)果如下：

λ-=2.9404，λ+=6.2223

x-=(0.14860.26250.47090.1180)

x+=(0.11520.26890.50990.1061)

k=0.8041，m=1.1709

Sk=(s1，s2，s3，s4)=〈kx-，mx+〉

=(<0.1195，0.1349><0.2111，0.3138>

<0.3786，0.5970><0.0949，0.1242>)

3.2 課堂教學(xué)質(zhì)量指標(biāo)層可拓區(qū)間數(shù)判斷矩陣

依照上述方式對指標(biāo)層分別建立可拓區(qū)間數(shù)判斷矩陣，其中立德樹人(B11)、學(xué)生中心(B12)和終身學(xué)習(xí)(B13)對教學(xué)理念(B1)的可拓區(qū)間數(shù)判斷矩陣C1，內(nèi)容準(zhǔn)備(B21)、內(nèi)容表達(B22)和內(nèi)容內(nèi)涵(B23)對教學(xué)內(nèi)容(B2)可拓區(qū)間數(shù)判斷矩陣C2，多樣性(B31)、豐富性(B32)和規(guī)范性(B33)對教學(xué)方法與手段(B3)可拓區(qū)間數(shù)判斷矩陣C3，課堂質(zhì)疑(B41)和課堂氛圍(B42)對課堂效果(B4)可拓區(qū)間數(shù)判斷矩陣C4，具體結(jié)果如下：

分別計算出其相關(guān)參數(shù)，結(jié)果如表3。

表3 指標(biāo)層對準(zhǔn)則層可拓區(qū)間數(shù)判斷矩陣相關(guān)參數(shù)

四個指標(biāo)層對準(zhǔn)則層的可拓區(qū)間數(shù)判斷矩陣均滿足0≤k≤1≤m，分別計算C1、C2、C3和C4的可拓區(qū)間數(shù)權(quán)重向量及指標(biāo)層單層排序權(quán)重，結(jié)果如表4。

表4 權(quán)重向量和單層排序權(quán)重

3.3 課堂教學(xué)質(zhì)量評價模型的綜合權(quán)重

將準(zhǔn)則層和指標(biāo)層的單層排序結(jié)果帶入公式(3)得到課堂教學(xué)質(zhì)量評價模型的綜合權(quán)重Z。

Z=(0.0938 0.0593 0.0229 0.0394 0.1143 0.1721

0.1613 0.1904 0.0479 0.0741 0.0244)

經(jīng)過上述步驟，建立了課堂教學(xué)質(zhì)量評價體系中準(zhǔn)則層對目標(biāo)層、指標(biāo)層對準(zhǔn)則層單層排序權(quán)重以及評價體系中各評價因素對目標(biāo)層的綜合權(quán)重，具體結(jié)果見表5。

表5 課堂教學(xué)質(zhì)量評價體系各層次權(quán)重值

3.4 課堂教學(xué)質(zhì)量評價

邀請5位“計算機組成原理”課程組成員及5位計算機相關(guān)專業(yè)課教師，對2020級計算機科學(xué)專業(yè)“計算機組成原理”課程的教學(xué)質(zhì)量效果進行評價。根據(jù)教師和學(xué)生的課堂表現(xiàn)，對每一個指標(biāo)層中的每一個評價指標(biāo)按照優(yōu)良中差四個等級進行評判，得到模糊評價矩陣P并計算該門課程的評價結(jié)果F=Z*P。由向量F根據(jù)最大隸屬度原則判斷，該門課程的課堂教學(xué)質(zhì)量評價結(jié)果為優(yōu)[13]。

F=(0.4558 0.4014 0.1232 0.1815)

根據(jù)G′中教學(xué)方法和手段得分為0.5240分，表明該教師在教學(xué)過程中能靈活運用多種教學(xué)手段，結(jié)合課程因材施教，善于把握課堂節(jié)奏，張弛有度，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。學(xué)生對各種互動活動參與度高，能積極主動地回答老師提出的問題，并在此基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)問題，因此，課堂教學(xué)效果得分較高為0.7000分，教學(xué)方法和手段及其課堂教學(xué)效果兩個方面相輔相成。但是，該教師在教學(xué)理念方面得分較低，為0.3428分，表明該老師要加強“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，課程中應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容適當(dāng)加入課程思政內(nèi)容，真正做到教書育人，引導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生的終身學(xué)習(xí)能力和習(xí)慣。

4 結(jié)語

(1)課堂教學(xué)質(zhì)量評價是在人才培養(yǎng)質(zhì)量體系中具有關(guān)鍵性和基礎(chǔ)性作用的重要環(huán)節(jié)，從教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段以及課堂效果四個方面建立了課程教學(xué)質(zhì)量的考核評價體系。

(2)課堂教學(xué)質(zhì)量考核評價體系中每一個指標(biāo)的權(quán)重體現(xiàn)其在課堂教學(xué)質(zhì)量考核過程中起到不同的影響和作用，為了克服在評價過程中人的偏好和主觀認知的不同，采用可拓層次分析法來確定每一個考核評價指標(biāo)的權(quán)重。

(3)通過對“計算機組成原理”課程的教學(xué)質(zhì)量考核，表明根據(jù)可拓層次分析法建立的課堂教學(xué)質(zhì)量考核評價體系適用性強，兼顧了定性和定量分析兩個方面，減少了傳統(tǒng)評價法的主觀性。