基于模糊層次分析法的沙盤模擬實踐教學評價研究*

陳晶 陳棉 李娜(河西學院土木工程學院，甘肅 張掖 734000)

0 引言

隨著科技與經(jīng)濟的快速發(fā)展，各行各業(yè)對人才的需求在數(shù)量、質(zhì)量和結(jié)構(gòu)等方面都發(fā)生了巨大變化。為了讓高校畢業(yè)生盡可能滿足當前就業(yè)崗位的要求，國家出臺了一系列人才保障政策。2019年，《教育部關(guān)于深化本科教育教學改革全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的意見》(教高〔2019〕6號)指出，要建立包括專業(yè)評價、教師評價和學生評價等在內(nèi)的全鏈條多維度高校教學質(zhì)量評價與保障體系[1]。2020年，中共中央和國務院印發(fā)的《深化新時代教育評價改革總體方案》提出，要針對不同類型教育特點，改進結(jié)果評價，強化過程評價，建立科學的教育評價制度和機制[2]。這些舉措都強調(diào)了教學質(zhì)量管理體系在保障高水平人才培養(yǎng)中的重要性，而推動其持續(xù)改進的依據(jù)則是質(zhì)量評價。

工程管理作為培養(yǎng)工程技能應用型人才的綜合型專業(yè)，其人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)離不開實踐教學。工程管理專業(yè)實踐教學的開展途徑包括校內(nèi)實踐教學和校外實踐教學兩個方面，而校內(nèi)實踐教學的主要方式之一是沙盤模擬實踐教學。通過使用沙盤教具模擬工程項目施工管理的全過程，讓學生將所學理論知識用于實踐，并進一步培養(yǎng)其團隊協(xié)作意識和個人創(chuàng)新精神。然而，實踐教學與理論教學存在較大差異。工程管理專業(yè)的理論教學側(cè)重于經(jīng)濟、管理、技術(shù)和法律專業(yè)的概念、原理和方法等知識傳授，對學生的考察主要以授課結(jié)束后的考核為主。工程管理專業(yè)的實踐教學則著重培養(yǎng)學生將所學專業(yè)知識綜合運用于解決實際工程問題，主要以過程考核/考察學生的實踐水平。因此，開展沙盤模擬實踐教學質(zhì)量評價研究具有十分重要的意義。基于此，本文結(jié)合教學評價相關(guān)研究成果，通過運用數(shù)學理論建立相應的評價模型，旨在提升沙盤模擬實踐教學質(zhì)量，為社會培養(yǎng)高質(zhì)量的應用型人才。

1 沙盤模擬實踐教學評價指標體系構(gòu)建

相關(guān)研究表明[3]，教學評價對提高教學質(zhì)量具有至關(guān)重要的作用。教學評價是指根據(jù)課程特點及不同教學環(huán)節(jié)中的教學理念對整個教學過程進行定性與定量分析，以此反饋教學中存在的問題并在后續(xù)教學中進行改進。而構(gòu)建評價指標體系是教學評價的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。根據(jù)工程管理專業(yè)人才培養(yǎng)目標，結(jié)合教育部提出的“新工科”理念，以O(shè)BE教育模式和CIPP評價模式為導向，通過梳理相關(guān)研究文獻[4-12]，采用德爾菲專家咨詢法對高校工程管理專業(yè)的專職教師、建筑企業(yè)的高級工程師和工程管理專業(yè)各年級學生進行咨詢調(diào)查，建立沙盤模擬實踐教學評價指標體系，如圖1所示。

圖1 沙盤模擬實踐教學評價指標體系

該評價指標體系包括目標層、準則層和指標層。其中，目標層為沙盤模擬實踐教學質(zhì)量；準則層包括教學準備、教學過程和教學效果三個方面；指標層包括教學大綱、教學計劃、內(nèi)容預習、資料查閱、教具設(shè)備、規(guī)章制度等16個評價指標。

2 評價指標權(quán)重確定

為了科學評判評價指標權(quán)重，本文基于層次分析法，采用1～9標度進行權(quán)重計算，各標度含義見表1。

表1 1～9標度的含義

2.1 建立判斷矩陣

邀請相關(guān)專家對沙盤模擬實踐教學評價指標體系打分，將下一層指標相對于上一層隸屬指標的重要程度進行兩兩比較，以此建立判斷矩陣A=(aij)n×n，其中，aij為第i個元素和第j個元素相比的重要程度系數(shù)，且滿足式(1)條件，即

(1)

2.2 計算相對權(quán)重與一致性檢驗

根據(jù)建立的判斷矩陣A，依次完成指標層各指標相對權(quán)重的計算和一致性檢驗[13]，步驟如下：

(1)對判斷矩陣A中每一行元素的乘積求n次方根，公式如下

(2)

(2)對wi進行歸一化處理，計算相對權(quán)重，公式如下

(3)

(3)求解判斷矩陣A的最大特征值，公式如下

(4)

(4)進行一致性檢驗，公式如下

(5)

(6)

式中，RI為隨機性指標，1～9階矩陣對應的RI數(shù)值見表2。若CR<0.1，則判斷矩陣A通過一致性檢驗；否則，需要進行修正，直至滿足一致性檢驗要求。

表2 1～9階矩陣的RI數(shù)值

2.3 計算絕對權(quán)重與一致性檢驗

計算準則層相對于目標層各指標的權(quán)重，在此基礎(chǔ)上對指標層各指標的相對權(quán)重進行加權(quán)，最終得到指標層各指標相對于目標層的絕對權(quán)重，其一致性檢驗公式如下[13]

(7)

式中，Wi為準則層各指標的權(quán)重；CIi為計算指標層各指標相對權(quán)重時的一致性指標；RIi為對應的隨機性指標。若CR′<0.1，則通過一致性檢驗；否則，需要重新確定權(quán)重。

按照上述計算步驟，得到沙盤模擬實踐教學評價指標體系權(quán)重，見表3。

表3 沙盤模擬實踐教學評價指標體系權(quán)重

3 沙盤模擬實踐教學模糊評價模型構(gòu)建

3.1 建立評價等級

本文在建立沙盤模擬實踐教學模糊評價等級時，參考理論教學質(zhì)量評價等級劃分標準，最終建立的評價等級分為5級，即V={優(yōu)秀，良好，中等，合格，不合格}。

3.2 確定隸屬度

為了避免指標評價的模糊性，運用模糊數(shù)學理論構(gòu)建相應的隸屬度函數(shù)對評價結(jié)果進行量化。本文采用調(diào)查問卷的形式構(gòu)建各評價指標隸屬度函數(shù)，經(jīng)歸一化處理后得到模糊隸屬度矩陣R[14]，公式如下

(8)

式中，n為評價指標的數(shù)量；m為評價等級的數(shù)量；rnm為第n個評價指標對第m個評價等級的隸屬度。

根據(jù)上述原理，對已經(jīng)完成《工程項目管理》課程沙盤模擬實踐教學的工管181班、工管191班和工管201班共115名學生發(fā)放調(diào)查問卷，對收回的調(diào)查問卷進行數(shù)據(jù)處理，得到沙盤模擬實踐教學質(zhì)量模糊隸屬度矩陣，見表4。

表4 沙盤模擬實踐教學質(zhì)量模糊隸屬度矩陣

3.3 模糊綜合評價

在各指標權(quán)重和隸屬度的基礎(chǔ)上進行模糊綜合評價。評價模型分為兩級：一級針對準則層，二級針對目標層。

3.3.1 一級模糊綜合評價

根據(jù)式(9)，將指標層各指標權(quán)重W′與模糊隸屬度矩陣R相乘，得到準則層模糊評價矩陣U′[15]，即

U′=W′×R

(9)

3.3.2 二級模糊綜合評價

根據(jù)式(10)，將準則層各指標權(quán)重W與一級模糊綜合評價的模糊評價矩陣U′相乘，得到目標層的模糊評價矩陣U[15]，即

U=W×U′

(10)

基于表3、表4數(shù)據(jù)和式(9)，得到沙盤模擬實踐教學一級模糊綜合評價結(jié)果，即

(11)

同理，得到沙盤模擬實踐教學二級模糊綜合評價結(jié)果，即U=(0.434 8，0.460 8，0.062 3，0.036 4，0.005 8)。結(jié)合教學質(zhì)量評價等級劃分標準，按照最大隸屬度原則，判定沙盤模擬實踐教學質(zhì)量等級為良好。

4 結(jié)語

本文基于模糊層次分析法，構(gòu)建沙盤模擬實踐教學評價模型對教學質(zhì)量進行評價，得到的評價結(jié)果與實地問卷調(diào)研評價結(jié)果完全一致，均為良好等級，說明利用該模型可以對沙盤模擬實踐教學質(zhì)量進行客觀、準確評價。主要研究結(jié)論如下：

(1)通過文獻梳理與咨詢調(diào)查，以O(shè)BE教育模式和CIPP評價模式為導向，從實踐教學全過程入手，建立了沙盤模擬實踐教學評價指標體系。

(2)采用層次分析法計算指標權(quán)重，參照實際教學活動進行教學質(zhì)量等級劃分，利用模糊數(shù)學理論確定指標隸屬度，實現(xiàn)了對沙盤模擬實踐教學質(zhì)量等級的量化評價。

(3)通過在教學環(huán)節(jié)中應用所建立的沙盤模擬實踐教學評價模型，并與實際結(jié)果作對比，驗證了該模型的科學性和合理性。

雖然本文所構(gòu)建的模型可以對沙盤模擬實踐教學質(zhì)量作出合理評價，但在實際教學運用中，仍需注意以下問題：

(1)影響沙盤模擬實踐教學質(zhì)量的因素眾多，通過文獻梳理與咨詢調(diào)查雖能進行歸納總結(jié)，但如何較為全面地辨識影響因素并構(gòu)建更加完善的評價指標體系，將是今后研究的重點。

(2)本文在確定隸屬度函數(shù)時采用了調(diào)查問卷法，存在一定的主觀性。為了完全量化評價結(jié)果，可根據(jù)評價指標的特點，選擇隸屬度函數(shù)確定方法，使評價結(jié)果更加準確。

(3)本文在進行模型驗證時，僅選取了實踐教學中的學生方和督導方兩個主體，而實踐教學評價涉及的主體是多元化的，還應考慮實踐教學中的其他主體，如參與教學全過程的專職教師和企業(yè)代表等，以更加全面地驗證模型的科學性。