基于直覺梯形模糊TOPSIS的師范生信息化教學(xué)能力評價

李 駿

(閩江師范高等?？茖W(xué)校初等教育系，福建 福州 350108)

0 引言

信息化教學(xué)能力是師范生在教育信息化2.0時代開展教學(xué)所必需的實踐能力。根據(jù)2021年教育部辦公廳印發(fā)的《中學(xué)教育專業(yè)師范生教師職業(yè)能力標(biāo)準(zhǔn)(試行)》等文件的要求，師范生應(yīng)主動適應(yīng)信息化等新技術(shù)變革、學(xué)會利用信息技術(shù)資源進行教學(xué)設(shè)計和課程教學(xué)[1]。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，師范院校應(yīng)在人才培養(yǎng)的過程中加強對其信息化教學(xué)能力的測評，從源頭上推進教師專業(yè)發(fā)展。目前，國內(nèi)外學(xué)者對師范生信息化教學(xué)能力評價的研究大多關(guān)注于評價行為的實現(xiàn)路徑和評價指標(biāo)體系的建立。閆寒冰等[2]基于師范生“學(xué)生”和“未來教師”的雙重角色，開發(fā)了師范生信息技術(shù)應(yīng)用能力自評工具；周效章[3]梳理分析了師范生信息化教學(xué)能力課程建設(shè)與實踐現(xiàn)狀，建立了包括診斷性評價、過程性評價、總結(jié)性評價3部分內(nèi)容的教學(xué)評價體系；王巍等[4]注意到師范生基于真實場景的教學(xué)實踐經(jīng)驗不足的特點，提出基于能力評估和證據(jù)導(dǎo)向的微認證機制；劉麗等[5]以發(fā)展學(xué)生的智慧為目標(biāo)，提出了動態(tài)多元的評價策略。這些研究為師范生信息化教學(xué)能力的評價提供了理論基礎(chǔ)和操作指南，但仍有一些不足：(1)現(xiàn)有體系中定性指標(biāo)的評價多依賴專家教師的主觀判斷或?qū)W習(xí)小組內(nèi)的互評，但由于各人的專業(yè)背景和專業(yè)水平不同，容易造成評價等級的混淆；(2)缺乏將定性指標(biāo)定量化的評價模型，僅僅以描述性的統(tǒng)計量代替評價結(jié)果；(3)現(xiàn)有研究多分別考慮單一屬性的評價信息，鮮有對信息化教學(xué)能力進行綜合考量。鑒于此，本文在構(gòu)建表征師范生信息化教學(xué)能力的多屬性綜合評價指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，提出基于直覺梯形模糊數(shù)和理想解的評價模型，將其轉(zhuǎn)化為一個多屬性群決策問題；并充分考慮不同領(lǐng)域?qū)＜覍蝹€指標(biāo)的主觀模糊評判，根據(jù)評價信息確定專家對各評價指標(biāo)的權(quán)重，對師范生展開實例研究，以期推動對師范生信息化教學(xué)能力的合理診斷和針對性培養(yǎng)。

1 評價指標(biāo)體系

本文在綜合考慮課堂教學(xué)實踐全過程的基礎(chǔ)上，選取了3個一級指標(biāo)、9個二級指標(biāo)，構(gòu)建了師范生信息化教學(xué)能力評價指標(biāo)體系(表1)。

表1 師范生信息化教學(xué)能力評價指標(biāo)體系

對于一級指標(biāo)“資源準(zhǔn)備”：師范生應(yīng)掌握信息化教學(xué)設(shè)備、軟件、平臺及其他新技術(shù)的操作，可以將特定的教學(xué)內(nèi)容通過數(shù)字教育資源有效地呈現(xiàn)出來，輔助課堂教學(xué)過程，完成特定的教學(xué)任務(wù)，實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。同時還需知道不同類型的數(shù)字資源在為學(xué)生提供學(xué)習(xí)機會和個性化學(xué)習(xí)體驗方面的作用，以便合理選擇與整合信息技術(shù)資源?；谏鲜龇治?，總結(jié)“資源準(zhǔn)備”的評價內(nèi)容，主要包括數(shù)字教育資源的設(shè)計與制作、評估與優(yōu)化、管理與整合。

對于一級指標(biāo)“過程設(shè)計”：師范生應(yīng)融合信息技術(shù)和數(shù)字資源，將其作為內(nèi)容、方法與手段，分析學(xué)生學(xué)情，設(shè)計學(xué)習(xí)活動。并選擇適當(dāng)?shù)馁Y源和教學(xué)方法，合理安排教學(xué)過程和環(huán)節(jié)，設(shè)計評價方法，促進教學(xué)過程整體優(yōu)化，能有效解決教育教學(xué)的重難點。基于此，總結(jié)“過程設(shè)計”的評價內(nèi)容，主要包括信息化教學(xué)模式選擇、活動設(shè)計、評價設(shè)計。

對于一級指標(biāo)“教學(xué)實踐”：師范生應(yīng)在相應(yīng)的教學(xué)情境中，合理地利用信息技術(shù)調(diào)控教學(xué)進程，調(diào)整教學(xué)行為，維持良好的教學(xué)氛圍，組織好教學(xué)活動，形成動態(tài)化的學(xué)習(xí)管理?；诖?，總結(jié)“教學(xué)實踐”的評價內(nèi)容，主要包括信息化課堂組織與管理、反思與改進、實施與創(chuàng)新。

2 基于直覺梯形模糊TOPSIS的評價模型

由于專家評價多為定性的等級評價，所以單純用精確數(shù)字來衡量等級結(jié)果往往具有很大的局限性。同時，師范生的教學(xué)能力需要多元主體的共同評價，比如涉及高校教師以及中小學(xué)一線教師，他們關(guān)注的側(cè)重點也不盡相同；此外，在學(xué)生的自評中，也可能會因為學(xué)生對自身水平的認識存在偏差，而給出不一致的等級結(jié)果?？紤]到這種評價信息的模糊性，于是引入直覺梯形模糊數(shù)來進行數(shù)據(jù)處理。

直覺梯形模糊數(shù)作為直覺模糊集概念[6]的一類重要拓展，被廣泛地運用于多個領(lǐng)域。它通過把離散的模糊集擴展到連續(xù)的集合，可以較好地處理不同量綱間的決策信息[7]；同時，也更善于刻畫模糊的本質(zhì)，有效減少決策信息的損失，進而利用直覺梯形模糊數(shù)的期望值、得分函數(shù)等性質(zhì)[8-10]，就能有效地進行多屬性決策問題[11-12]。

2.1 直覺梯形模糊數(shù)的運算法則

(1)

(2)

(a12+a22,b12+b22,c12+c22,d12+d22)〉

(3)

(λai2,λbi2,λci2,λdi2)〉

(4)

(c11-c21)2+(d11-d21)2+(a12-a22)2+(b12-b22)2+

(c12-c22)2+(d12-d22)2+(a11-a21)(b11-b21)+

(c11-c21)(d11-d21)+(a12-a22)(b12-b22)+

(5)

2.2 直覺梯形模糊TOPSIS評價方法

對于信息化教學(xué)能力評價這樣一個多屬性群決策問題，設(shè)m個待評價對象構(gòu)成的集合為U={U1,U2,…,Um}，n項評價指標(biāo)構(gòu)成的集合為X={X1,X2,…,Xn}，l名進行評價的專家構(gòu)成的集合為G={G1,G2,…,Gl}。評價專家Gk以直覺梯形模糊數(shù)對待評價對象Ui在指標(biāo)Xj上給出的評估值為rij(k)，則各位專家的模糊評價矩陣分別為R(k)=(rij(k))m×n(k=1,2,…,l)。

STEP2：計算專家權(quán)重。根據(jù)專家的評價信息偏離群體評估均值的程度，來確定其對各個指標(biāo)的權(quán)重。即若專家的評價信息與群體評估均值的偏離程度越小，則說明該專家的評價可信度較高，應(yīng)賦予其較大的權(quán)重；反之，則應(yīng)賦予其較小的權(quán)重。

由此，先計算專家的評價信息與群體評估均值的偏離程度:

相應(yīng)地，專家的評價信息與群體評估均值的相近程度為：

F(rij(k),rij′)=1-DIF(rij(k),rij′)。

STEP3：集結(jié)所有專家的評價信息，形成群體信息綜合決策矩陣R=(rij)m×n，其中：

rij=〈(aij1,bij1,cij1,dij1), (aij2,bij2,cij2,dij2)〉=

STEP4：計算各指標(biāo)的權(quán)重。評價專家Gk以直覺梯形模糊數(shù)的形式對指標(biāo)Xj的重要程度給出評估值pj(k)，則以標(biāo)準(zhǔn)化后的直覺梯形模糊權(quán)重的期望作為各指標(biāo)的權(quán)重。即：

3 師范生信息化教學(xué)能力綜合評價實例

本研究邀請來自福建某小學(xué)的一線教師、某高校信息技術(shù)課程教師、某高校學(xué)科教學(xué)論課程教師各1名組成3人專家小組，對同一年級同一專業(yè)的4名師范生的信息化教學(xué)能力進行獨立評價。

1)各專家用自然語言定性描述待評價對象在各評價指標(biāo)上的表現(xiàn)。本研究使用7級評語：絕對低、低、較低、中等、較高、高、絕對高。利用表2所示的對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)[9]，將其量化為直覺梯形模糊數(shù)。由此得到每個專家的模糊評價矩陣(表3～5)。同理，將專家對各指標(biāo)重要性的評價語言也轉(zhuǎn)化成直覺梯形模糊數(shù)(表6)。在此基礎(chǔ)上，由上述STEP 1～3中的算式，可得該專家組的群體信息綜合決策矩陣R(表7)。

表2 評價語言與直覺梯形模糊數(shù)的對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)

表3 專家G1對各對象的評價

表4 專家G2對各對象的評價

表5 專家G3對各對象的評價

表6 專家對各指標(biāo)重要性的評價

表7 群體信息綜合決策矩陣R

2)由上述STEP 4中的算式，可得該專家組對各對象的指標(biāo)期望權(quán)重ξij(表8)。

表8 各對象的指標(biāo)期望權(quán)重ξij

權(quán)重較大的指標(biāo)有：信息化課堂組織與管理、信息化教學(xué)活動設(shè)計、數(shù)字教育資源的評估與優(yōu)化等。而像“數(shù)字教育資源的設(shè)計與制作”的權(quán)重僅僅居中。這也反映了在教育信息化2.0時代，面對已然很豐富的教育資源，與其讓師范生們花費大量時間重新制作資源，不如引導(dǎo)他們深入思考如何合理利用資源服務(wù)課堂，以及如何有效地融入教學(xué)過程。信息化課堂絕不是信息技術(shù)的簡單堆疊，必須符合學(xué)生的認知規(guī)律和知識結(jié)構(gòu)間的內(nèi)在邏輯。這些指標(biāo)的權(quán)重相對較大可以合理地提高綜合評價的區(qū)分度，也強調(diào)了設(shè)計和優(yōu)化教學(xué)環(huán)節(jié)的重要性。

權(quán)重較小的指標(biāo)有：信息化課堂實施與創(chuàng)新、信息化教學(xué)評價設(shè)計等?？紤]到師范生在校期間進行的片段教學(xué)訓(xùn)練，大多面對的是虛擬的環(huán)境，接觸真實的課堂不足。所以當(dāng)在授課時遇到超出預(yù)設(shè)的情況，師范生較難將設(shè)計好的環(huán)節(jié)順利實施下去。同時，缺乏真實課堂的經(jīng)驗，和對創(chuàng)新性方面偏低的要求，也會導(dǎo)致師范生無法自如地對學(xué)生的表現(xiàn)進行合適和及時的評價。于是，專家組在模型中也有意降低這部分指標(biāo)的權(quán)重。

綜上所述，基于直覺梯形模糊數(shù)的各指標(biāo)權(quán)重，與師范生信息化教學(xué)能力培養(yǎng)目標(biāo)的匹配度較高，可以用來進行綜合評價。

3)由上述STEP 5～7中的算式，可得該專家組對各對象的相對貼近度及排序(表9)。

表9 各對象的相對貼近度及排序

利用直覺梯形模糊TOPSIS法得到的師范生信息化教學(xué)能力的排序結(jié)果為：U2>U3>U4>U1。師范生U2在“信息化教學(xué)活動設(shè)計”和“課堂組織與管理”等方面較其他師范生更有優(yōu)勢，而且在“信息化資源準(zhǔn)備”方面也有一定基礎(chǔ)，整體表現(xiàn)更為突出。而反觀師范生U4，盡管擅長于資源的設(shè)計與制作，但在其他方面的表現(xiàn)卻不盡如人意。總體上看，師范生不僅要關(guān)注信息化教學(xué)資源的使用，還要更多地考慮如何設(shè)計合適的教學(xué)環(huán)節(jié)，以及利用技術(shù)工具評價學(xué)習(xí)活動和學(xué)習(xí)成果。

4 結(jié)語

考慮到影響師范生信息化教學(xué)能力的指標(biāo)較為復(fù)雜，開展多元主體評價得到的數(shù)據(jù)具有較強模糊性，因此本文提出的直覺梯形模糊TOPSIS評價模型對推動評價改革具有一定的實際意義。模型中采用直覺梯形模糊數(shù)量化專家對各方案的偏好及各指標(biāo)權(quán)重的信息，可以有效避免專家專業(yè)背景對各指標(biāo)權(quán)重的主觀影響以及決策信息的缺失。同時運用TOPSIS思想對方案進行排序優(yōu)選，針對性地發(fā)現(xiàn)人才培養(yǎng)過程中的優(yōu)勢和不足，真正實現(xiàn)以“評”促“學(xué)”，從而提升師范生信息化教學(xué)能力。