新工科背景下教學(xué)質(zhì)量評價體系構(gòu)建與實(shí)證研究

沈樹聲　鄧沿生　夏建中　鄒寶平

[摘? ?要] 新工科建設(shè)對應(yīng)用型本科院校教學(xué)評價提出了新的要求。傳統(tǒng)的教學(xué)評價方法在確定指標(biāo)權(quán)重時普遍存在主觀性的問題，已無法滿足當(dāng)前工程教育的需要。文章綜合考慮新工科的建設(shè)需求，引入綜合賦權(quán)法計(jì)算指標(biāo)權(quán)重，結(jié)合模糊綜合評價法，提出基于綜合賦權(quán)的教學(xué)質(zhì)量模糊評價體系。以“地下工程施工”課程為例，研究發(fā)現(xiàn)：基于主觀權(quán)重計(jì)算的評價結(jié)果偏高，而基于客觀權(quán)重計(jì)算的結(jié)果與綜合賦權(quán)結(jié)果一致，更符合實(shí)際。研究成果能為新工科背景下應(yīng)用型本科院校的教學(xué)評價工作提供借鑒和參考。

[關(guān)鍵詞] 新工科； 應(yīng)用型本科； 教學(xué)評價體系； 指標(biāo)體系

[中圖分類號] G434? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A

[作者簡介] 沈樹聲（1981—），男，浙江桐鄉(xiāng)人。助理研究員，碩士，主要從事高等教育管理研究。E-mail：778385125@qq.com。鄧沿生為通訊作者，E-mail： ysdeng@zust.edu.cn。

一、引? ?言

隨著人工智能、大數(shù)據(jù)以及云計(jì)算等前沿科技的高速發(fā)展，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正蓬勃興起。為了緊跟時代發(fā)展，2017年教育部正式提出新工科發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，積極推進(jìn)新工科建設(shè)，先后形成“復(fù)旦共識”“天大行動”“北京指南”，為高校工程教育改革創(chuàng)新指明了方向 [1-3]。教學(xué)評價作為教學(xué)活動的基本環(huán)節(jié)，不僅影響教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成，更是教學(xué)改進(jìn)的重要導(dǎo)向。針對新工科對教學(xué)評價的新要求，提出一套更加科學(xué)、合理的教學(xué)質(zhì)量評價體系，對我國新工科建設(shè)與發(fā)展具有重要意義。

目前針對教學(xué)評價體系的研究多采用層次分析法（AHP）[4-10]、模糊綜合評價法[11-12]等，大多數(shù)評價方法均采用層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重，即通過專家主觀打分后計(jì)算得到，存在一定的主觀性。基于新工科背景下應(yīng)用型本科院校教學(xué)評價的特點(diǎn)，針對傳統(tǒng)教學(xué)評價體系中指標(biāo)權(quán)重普遍存在主觀性的問題，文章通過全面分析現(xiàn)有的教學(xué)評價方案，選取了適用于新工科專業(yè)的教學(xué)評價指標(biāo)，采用綜合賦權(quán)法確定指標(biāo)權(quán)重，在一定程度上避免了單獨(dú)采用AHP帶來的主觀性，結(jié)合模糊評價法構(gòu)建教學(xué)評價體系，研究成果能為新工科背景下應(yīng)用型本科院校的教學(xué)評價工作提供參考。

二、傳統(tǒng)教學(xué)評價體系存在的問題

傳統(tǒng)教學(xué)評價體系側(cè)重于考查學(xué)生本專業(yè)教材上的理論知識，很難適用于現(xiàn)階段新工科背景下應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)高素質(zhì)、交叉復(fù)合型卓越科技人才的需求。新工科背景下傳統(tǒng)教學(xué)評價體系存在如下問題：

（一）評價指標(biāo)沒有考慮學(xué)科交叉融合性

新工科建設(shè)具有顯著的學(xué)科交叉和跨界融合特征，需要高水平人才綜合跨學(xué)科的知識和視角，敢于打破傳統(tǒng)工科的思維定式，采用創(chuàng)新的思維模式，能夠創(chuàng)造性地解決現(xiàn)實(shí)中復(fù)雜多變的工程問題。這就需要高校在傳統(tǒng)教學(xué)評價體系的基礎(chǔ)上，融合能反映學(xué)生學(xué)科交叉和跨界融合能力的評價指標(biāo)，全面評價新工科背景下的教學(xué)質(zhì)量。

（二）評級體系沒有充分考慮創(chuàng)新實(shí)踐能力

為了滿足未來產(chǎn)業(yè)對具有實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力高素質(zhì)復(fù)合型人才的需求，高等院校教學(xué)質(zhì)量評價體系不僅要考核學(xué)生對基本理論知識的掌握情況，更要對學(xué)生所表現(xiàn)出來的創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力等進(jìn)行考核。

（三）評價體系沒有緊跟產(chǎn)業(yè)發(fā)展

新工科建設(shè)意味著傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容已不能滿足當(dāng)代產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，在互聯(lián)網(wǎng)時代的大背景下，科學(xué)知識也在快速迭代，應(yīng)用型本科院校作為培養(yǎng)高素質(zhì)、高科技人才的基地，其教學(xué)內(nèi)容在延續(xù)傳統(tǒng)學(xué)科基本知識和方法的同時，應(yīng)涵蓋必要的學(xué)科發(fā)展前沿知識，補(bǔ)充當(dāng)代產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的新思想、新理論、新方法和新技術(shù)。

（四）評價主體缺乏多元性

傳統(tǒng)評價通常采取學(xué)生評教、同行互評等方式進(jìn)行，評價主體較為單一。新工科背景下應(yīng)用型本科院校的教學(xué)評價應(yīng)由多方主體共同參與，特別是產(chǎn)業(yè)方參與教學(xué)評價，形成以學(xué)生、教師、教學(xué)管理和產(chǎn)業(yè)方等多方共同組成的評價主體。這樣不僅增加了教學(xué)質(zhì)量評價體系的客觀性，同時也可以及時了解產(chǎn)業(yè)需求，以便及時進(jìn)行教學(xué)改進(jìn)，從而保障高素質(zhì)、高水平工程技術(shù)人才的培養(yǎng)。

三、構(gòu)建教學(xué)評價指標(biāo)體系

為了應(yīng)對新一輪產(chǎn)業(yè)革命和科技變革，教育部提出了新工科的概念，其不僅具有一定的時代意義，還具有顯著的引領(lǐng)性、交融性、創(chuàng)新性、跨界性和發(fā)展性等新特征。面對新工科的新理念、新形勢、新特征和新挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)教學(xué)質(zhì)量評價方法已無法滿足當(dāng)前工程教育的需要。對于應(yīng)用型本科院校而言，如何培養(yǎng)滿足社會發(fā)展需求的、且具有國際競爭力的復(fù)合型高水平技術(shù)人才，如何構(gòu)建新工科背景下的教學(xué)評價體系已成為當(dāng)前應(yīng)用型本科院校亟須解決的問題。

綜合賦權(quán)法是一種將主觀權(quán)重和客觀權(quán)重相結(jié)合的綜合賦權(quán)方法。通過AHP構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型，并計(jì)算主觀權(quán)重，采用熵權(quán)法計(jì)算客觀權(quán)重，一定程度上避免了單獨(dú)采用AHP帶來的主觀性。AHP是將復(fù)雜的多目標(biāo)決策問題作為一個系統(tǒng)，將目標(biāo)分解為不同的組成因素，進(jìn)而按照因素間的關(guān)聯(lián)和隸屬關(guān)系分解為多指標(biāo)的若干層次，形成一個具有多層次的結(jié)構(gòu)模型。專家根據(jù)經(jīng)驗(yàn)通過對每一層次的各因素構(gòu)建判斷矩陣，即可計(jì)算出各層次每個因素的主觀權(quán)重。熵權(quán)法完全基于數(shù)據(jù)本身，根據(jù)某個指標(biāo)數(shù)據(jù)的離散程度確定指標(biāo)客觀權(quán)重。

以新工科工程教育改革為導(dǎo)向，結(jié)合新工科建設(shè)的新特征和教學(xué)工作的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以多方評價、多方反饋、多樣評價為基礎(chǔ)，引入AHP方法構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型，綜合賦權(quán)法計(jì)算綜合權(quán)重，設(shè)計(jì)的教學(xué)評價指標(biāo)體系（見表1）共分為三層，即目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層。目標(biāo)層為教學(xué)評價，作為土木工程教學(xué)評價模型的總目標(biāo)；準(zhǔn)則層共包含B1教學(xué)態(tài)度、B2教學(xué)內(nèi)容、B3教學(xué)過程、B4教學(xué)方法、B5教學(xué)實(shí)踐、B6教學(xué)效果等六項(xiàng)；指標(biāo)層共包含28項(xiàng)，其中在B1教學(xué)態(tài)度、B2教學(xué)內(nèi)容和B5教學(xué)實(shí)踐中均考慮了新工科建設(shè)的要求，如C13積極融入課程思政、C26教學(xué)內(nèi)容交叉性、C54實(shí)踐內(nèi)容緊跟產(chǎn)業(yè)發(fā)展等。

四、基于綜合賦權(quán)的模糊評價體系

基于綜合賦權(quán)的模糊評價模型在計(jì)算權(quán)重時綜合考慮了主客觀的情況，即采用AHP法計(jì)算主觀權(quán)重，采用熵權(quán)法計(jì)算客觀權(quán)重，最后綜合考慮主觀和客觀權(quán)重計(jì)算綜合權(quán)重值，既考慮了專家的主觀經(jīng)驗(yàn)，又尊重?cái)?shù)據(jù)的客觀事實(shí)，避免完全主觀判斷的局限。

（一）綜合賦權(quán)法

綜合賦權(quán)法需先利用AHP計(jì)算主觀權(quán)重，首先要確定目標(biāo)層、因素層和子因素層，從而構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型；根據(jù)構(gòu)建的層次結(jié)構(gòu)模型，通過比較因素間的相對重要性，依據(jù)9級標(biāo)示法構(gòu)造每層次的判斷矩陣。其次采用方根法和特征向量法，通過判斷矩陣計(jì)算對應(yīng)因素層各因素的權(quán)重。由于構(gòu)造判斷矩陣是專家憑借經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行的兩兩比較，當(dāng)元素較多時，很難做到判斷的完全一致性，這就容易導(dǎo)致估計(jì)誤差。因此對構(gòu)造的判斷矩陣要進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，當(dāng)一致性檢驗(yàn)指標(biāo)CI滿足要求時，則認(rèn)為滿足一致性檢驗(yàn)[13]。最后根據(jù)層次單排序的結(jié)果計(jì)算組合權(quán)重，即主觀權(quán)重wjs。AHP的計(jì)算流程如圖1所示。

計(jì)算出主觀權(quán)重wjs后，再利用熵權(quán)法計(jì)算客觀權(quán)重wjo。熵是對不確定性度量的一種方式，信息量越大，不確定性就越小，故熵越?。环粗卦酱?，不確定性就越大。熵值法計(jì)算客觀權(quán)重首先需將指標(biāo)值xij正向化處理，計(jì)算第j個指標(biāo)在第i個評價項(xiàng)目中特征比重pij為：

歸一化后即可得到評價結(jié)果向量B={b1， b2， …， bm}，基于最大隸屬度原則可最終確定教學(xué)評價結(jié)果。其計(jì)算過程如下：

（1）構(gòu)建評價因素集U，即為教學(xué)評價指標(biāo)體系準(zhǔn)則層和指標(biāo)層中元素的集合；

（2）建立指標(biāo)權(quán)重集W，即計(jì)算因素集U中各因素權(quán)重的大小，采用綜合賦權(quán)法計(jì)算得到指標(biāo)綜合權(quán)重集；

（3）確定評價評語集V，如優(yōu)、良、中、合格和不合格五級評價；

（4）計(jì)算評判矩陣R，首先確定U對V的隸屬函數(shù)，再計(jì)算出各評價指標(biāo)對各等級的隸屬度rij；

（5）計(jì)算模糊綜合評判集B，利用普通矩陣乘法，基于最大隸屬度原則，得出評判集最終評價結(jié)果。

（三）基于綜合賦權(quán)的模糊評價體系計(jì)算流程

（1）根據(jù)課程運(yùn)行情況，結(jié)合應(yīng)用型本科院校實(shí)際，確定土木工程教學(xué)評價的總目標(biāo)，并建立教學(xué)評價指標(biāo)體系；

（2）基于評價指標(biāo)，理清指標(biāo)間的聯(lián)系及層次結(jié)構(gòu)，邀請專家組獨(dú)立地對各評價指標(biāo)的重要性程度進(jìn)行對比打分；

（3）依據(jù)專家打分，采用AHP和熵權(quán)法計(jì)算各指標(biāo)的主客觀權(quán)重，并計(jì)算最終綜合權(quán)重值，得出各指標(biāo)的權(quán)重向量；

（4）根據(jù)具體的評價目標(biāo)要求，構(gòu)建評價因素集合和評價評語集合；

（5）依據(jù)模糊綜合評價模型的計(jì)算流程進(jìn)行模糊計(jì)算和綜合評價，得出模糊綜合評判集，進(jìn)行歸一化處理后，即可得到最終評價等級。

五、基于綜合賦權(quán)的模糊評價體系實(shí)踐應(yīng)用

以筆者所在學(xué)校“地下工程施工”課程為例，選擇土木工程專業(yè)2019級大四學(xué)生為研究對象，為了對“地下工程施工”課程的教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行評價，組織教學(xué)管理人員、教師、企業(yè)人員以及學(xué)生76名，開展基于綜合賦權(quán)的模糊評價體系的實(shí)踐應(yīng)用研究。本次評價中采用的教學(xué)質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)共分為五個等級，即優(yōu)秀、良好、中等、合格、不合格。

根據(jù)教學(xué)管理人員、教師、企業(yè)人員和學(xué)生的評分和專家打分結(jié)果，取待定系數(shù)a和b均為0.5，可得到準(zhǔn)則層教學(xué)態(tài)度、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程、教學(xué)方法、教學(xué)實(shí)踐和教學(xué)效果共六個維度的主觀、客觀和綜合權(quán)重值，如圖2所示。

從圖2可以看出，B4和B5的主觀和客觀權(quán)重相差較大，相差約3～4倍。如果單獨(dú)使用主觀或客觀權(quán)重進(jìn)行評價，均可能會造成評價結(jié)果與實(shí)際不符的情況。因此，綜合賦權(quán)方法既能在一定程度上減少人為判斷的主觀性，又能考慮數(shù)據(jù)本身的內(nèi)在性質(zhì)，能更真實(shí)地反映各影響指標(biāo)的權(quán)重?；诰C合賦權(quán)結(jié)果，得到準(zhǔn)則層（B1、B2、B3、B4、B5、B6）各指標(biāo)的評價結(jié)果分別為：[0.000 0.000 0.282 0.599 0.119]、[0.000 0.132 0.208 0.405 0.256]、[0.000 0.000 0.057 0.178 0.765]、[0.003 0.004 0.049 0.164 0.781]、[0.000 0.000 0.443 0.163 0.394]、[0.000 0.156 0.333 0.511 0.000]。

根據(jù)各準(zhǔn)則層指標(biāo)的評價結(jié)果可知，本學(xué)年“地下工程施工”課程在教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)評價結(jié)果為中等，仍有改進(jìn)空間。結(jié)合計(jì)算得到的綜合權(quán)重值，即可得到最終“地下工程施工”課程的教學(xué)質(zhì)量評價結(jié)果為[0.001 0.052 0.248 0.357 0.343]?；谧畲箅`屬度原則，即可確定2022年度“地下工程施工”課程的教學(xué)質(zhì)量評價結(jié)果為“良好”。

如果單獨(dú)采用主觀和客觀權(quán)重進(jìn)行計(jì)算，可得到教學(xué)質(zhì)量評價結(jié)果為[0.000 0.050 0.276 0.336 0.339]和[0.001 0.054 0.221 0.378 0.347]，按照最大隸屬度原則，可得到評價結(jié)果分別為“優(yōu)秀”和“良好”。可見，基于主觀權(quán)重計(jì)算，其最終評價結(jié)果偏高?；诳陀^權(quán)重的計(jì)算結(jié)果與綜合賦權(quán)結(jié)果一致，更符合實(shí)際。

六、結(jié)? ?語

基于綜合賦權(quán)的新工科背景下教學(xué)質(zhì)量評價體系能綜合考慮各評價指標(biāo)的主觀和客觀權(quán)重，采用層次分析模型將教學(xué)質(zhì)量評價問題分解為兩個層次，即準(zhǔn)則層和指標(biāo)層，并引入模糊數(shù)學(xué)的方法，構(gòu)建基于綜合賦權(quán)的教學(xué)質(zhì)量評價體系。針對新工科背景下應(yīng)用型本科院校高素質(zhì)、交叉復(fù)合型卓越科技人才的培養(yǎng)需求，提出的評價體系同時考慮了課程交叉融合和創(chuàng)新能力方面的考核，且具有良好的可操作性和可信度，為新工科背景下教學(xué)質(zhì)量評價和改進(jìn)提供了可行方案。

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Construction and Empirical Study of Teaching Quality Evaluation System under the Background of Emerging Engineering Education

SHEN Shusheng，? DENG Yansheng，? XIA Jianzhong，? ZOU Baoping

（School of Civil Engineering and Architecture， Zhejiang University of Science & Technology，

Hangzhou Zhejiang 310023）

[Abstract] The construction of emerging engineering education has put forward new requirements for the teaching evaluation in application-oriented undergraduate colleges. The traditional teaching evaluation methods are generally subjective in determining the weights of indicators， which can no longer meet the current needs of emerging engineering education. Comprehensively considering the needs of the construction of emerging engineering education， this paper introduces a comprehensive weighting method to calculate the indicator weight， combines the fuzzy comprehensive evaluation method and proposes a fuzzy evaluation system for teaching quality based on comprehensive weighting. Taking the course "Underground Engineering Construction" as an example， it is found that the evaluation results calculated based on subjective weights are higher， while the results calculated based on objective weights are consistent with the results of comprehensive weighting， which is more in line with the reality. The research results can provide reference for the teaching evaluation of application-oriented undergraduate colleges under the background of emerging engineering education.

[Keywords] Emerging Engineering Education; Application-oriented Undergraduate; Teaching Evaluation System; Indicator System

基金項(xiàng)目：浙江省教育科學(xué)規(guī)劃2023年度一般規(guī)劃課題“新工科背景下后疫情時代混合式教學(xué)質(zhì)量動態(tài)評價指標(biāo)體系研究”（課題編號：2023SCG334）