基于粗集理论的理工类本科院校英语教师教学评价

尹 付,尹 川

(1.常州工学院外国语学院,江苏常州213002; 2.四川理工学院自动化与电子信息工程学院,四川自贡643000)

基于粗集理论的理工类本科院校英语教师教学评价

尹 付1,尹 川2

(1.常州工学院外国语学院,江苏常州213002; 2.四川理工学院自动化与电子信息工程学院,四川自贡643000)

以粗集理论为方法,把学生的英语水平情况作为指标,分别以理工类本科英语教师的英语口语水平、备课、教学理念与策略的使用、教师的学历、教师的性别、教师的国籍、教师的年龄以及课堂仪表作为条件属性,对江苏某高校的100名在校大学生的英语水平进行随机问卷调查,并对其加以归一化处理和详尽分析。研究结果表明,以上用于考查的各条件属性对目标的影响程度有着明显的差别。

粗集理论;英语教师;教学评价

目前,针对英语教师的教学评价的研究并不多,主要是由于缺乏一个适当的方法。一般情况下,对其进行的分析经常只利用单一而简单的研究框架,这样的方法有着很大的局限性。首先,它往往只能得出粗略的结果,这种表面上的分析已经不能满足教育测量和评价以及教育管理的需求,如今人们需要的是更为理性和量化的结果。其次,它不能顾及不同英语教师的教学水平对于教学质量影响的重要性之间的差距,并在此基础上进行研究。由于存在这样的不足,教育管理部门、教师以及学者等都更需要一种新的方法。本文以粗集理论为依据,利用粗集理论的条件属性约简方法,分别以理工类本科英语教师的英语口语水平、备课、教学理念与策略的使用、教师的学历、国籍、性别、年龄以及课堂仪表作为条件属性,以江苏某高校在校大学生为研究对象,经过计算和分析得出各个条件属性对结果的重要性的差异。之后运用粗集理论中知识的依赖性,分析出各个条件属性对目标的依赖性和重要程度,这样的结果更为具体和更加量化,让人一目了然。

粗糙集理论(Rough Set)是波兰数学家Z· Paw lak于1982年提出的新数学理论。与其它处理不确定性问题理论——概率统计方法、模糊集方法和证据理论方法等——最显著的区别是:这一方法无需提供问题所需处理的数据集合之外的任何先验信息。同时,由于该理论未能包含处理不精确或不确定原始数据的机制,使得该方法与其它处理不确定性问题的理论有很强的互补性,因此对问题的处理比较客观。

一、粗集理论的基本概念

(一)知识的表达

定义1。知识系统的基本组成是研究对象的集合,关于这些对象的知识是通过指定对象的基本特征和他们的特征值来描述的,所以一个数据表也可以用公式表达为知识系统S:

S=〈U,C,D,V,f〉

其中非空集合U是研究对象的集合,CUD= A是属性集合,子集C和D分别称为条件属性和决策属性,f:U＊R→V,它指定U中每一对象x的属性值。它是一个信息函数,它给论域U中每个对象的每个属性赋予一个信息值。

定义2。在智能信息处理过程中,经常可能用定性的方法来描述事物,或可能用数据的形式来表达,而这些表达可能是有层次分别的,也可能是无序的某种性质。其中定性的描述方式往往比较模糊、精确度不高,因此这样的描述方式不能满足粗集理论的研究要求。粗集理论的研究需要一个定量的准确的数据库,需要把定性的信息转变为定量的数据表,这一过程称为离散归一化处理[1](P661-688)。

(二)粗集和近似关系

定义3。假设存在任一子集X⊆U,R为一等价关系,则当R的某些基本范畴可以表示X时,称子集X为R的可定义集,否则称R为不可定义集,即R粗集。粗集可以被近似定义,为达到此目的,使用两个精确集(粗集的上近似集和下近似集)来描述。假设给定知识库Q=(U,R)

当R_(X)={X∈U:[X]R∈X}时,是下近似集,用文字语言表达就是U中所有一定能归入X的元素的集合,又称为X的正域。当Rˉ(X)={X∈U:[X]R∩X≠空集}时,是上近似集,即根据知识R,U中一定能和可能归入X的元素的集合。BNR (X)称为X的R边界,即上近似集中一定不能归入下近似集的部分。N EGR(X)称为X的R负域,即U中一定不能归入X的集合[2](P88-95)。

(三)属性的简约和核

在实际应用中,有时系统表达并不需要定义全部的知识,换句话说,要使系统在保持初等范畴的情况下消除一些冗余属性,这就是粗集理论中的知识的简约。

给定知识库Q=(U,R),对于所研究的系统U,定义一个等价关系R∈ind(Q),令R为一等价关系,则作下面的定义:

定义4。如果ind(R)=ind(R-{r}),则r为R中可省略的,否则r为R中不可省略的。在一些近似表达中,有一些特征没有作用,可以去掉这些特征而不影响对研究对象的表达。

定义5。若对于任一r∈R,R不可省略,则族R是独立的;当K独立,且ind(K)=ind(P),K⊆P为P的简化;P中所有不可省略关系的交集,称为P的核,记作core(P)[3](P86-96)。

二、对目标进行粗集分析

(一)知识表达系统

首先,笔者利用粗集理论里的属性简约的方法来对教师的各个属性进行分析。经过对江苏某高校里的100名学生进行随机的问卷调查,得到数据表1(只给出前15名同学的调查情况)。

表1 问卷调查数据表

接着,笔者对表1进行归一化处理。第一,将条件属性设置为P,根据表1可以确定P{1}、P{2}、P {3}、P{4}、P{5}、P{6}、P{7}7个元素,它们分别表示英语教师的英语口语水平、国籍、备课、教学理念与策略的使用、学历、性别、年龄以及课堂仪表。第二,对于P{1}我们定义了非常好、好、一般、差四个属性值,分别以1,2,3,4来表示。对于P{2}我们定义以英语为母语国家为1,以不以英语为母语国家为2。对于P{3}我们定义备课、教学理念与策略的使用:满意为1,比较满意为2。对于P{4}我们定义硕士以上(包括硕士)为1,否则为2。对于P{5}我们定义60岁以上为1,40到60岁为2,40岁以下为3。对于P{6}我们定义男教师为1,女教师为2。对于P{7}教师的课堂仪表我们定义满意为1,比较满意为2。学生的成绩为决策属性,设为S。为方便归一化处理,我们也对它进行了定义:很满意用1表

示,满意用2表示,比较满意用3表示,而不太满意用4表示[4](P132-155)。经过这样的的定义,可以得出归一化后的数据表2(同样也只给出前15名同学)。

表2 归一化数据表

(二)属性重要程度的计算与分析

计算属性重要程度的目的是分析条件属性中哪些属性最大程度地改变了决策属性和分类,这样就可以定量地表达出哪些属性最重要,哪些属性不很重要,甚至哪些属性可以省略。为了找出某些属性的重要性,笔者采用的方法是:从表中去掉一个属性,再考查没有该属性后,决策分类会发生怎样变化。若去掉该属性能够导致分类变化大,则说明该属性的重要性比较大,即对决策属性起到比较重要的作用;反之则说明该属性的强度小,即重要性小[5](P43-55)。

总之,通过分析上面的计算结果,可以很清楚地看出:如果按照条件属性重要程度对教师的各项素质的影响进行排序,其结果为教师备课、教学理念与策略的使用>教师的最高学历>教师英语口语水平>教师的国籍>教师的年龄>课堂仪表>教师的性别。分析结果说明不同教师具备的素质对教师教学水平的影响程度是不同的,其中教师的备课、教学理念与策略的使用是影响学生成绩的核心因素,而上课的仪表和教师的性别没有那么重要,影响程度几乎为零,所以可以不用考虑[8]。由此可以看出,此项研究结果可以为学校教学评估和教育评价以及学校教育管理提供理论支撑。诚然,在大力倡导素质教育的当下,应试教育在中国仍然有极大的影响,大多数学生认可的外语教学模式仍以考试过关或考试的分数作为英语学习的直接目标或评判标准,对大学英语教学的评价往往难以摆脱应试教育的束缚,对教师教学的认可度与理论要求往往也大相径庭。

[1] Paw lak Z.Rough Set Theo ry and Its Applications to Data Analysis[M].The Netherlands:Kluwer Academic Publishers,1991.

[2] 曾黄麟.粗集理论及其应用——关于数据推理的新方法[M].重庆:重庆大学出版社,1996.

[3] 张文修,吴伟志,梁吉业,等.粗糙集理论与方法[M].北京:科学出版社,2001.

[4] 刘清.Rough集及Rough推理[M].北京:科学出版社,2003.

[5] 石纯一.数理逻辑与集合论[M].北京:清华大学出版社,2000.

[6] 姚毅,曾黄麟.知识发现中概率统计与粗集方法的比较[J].四川轻化工学院学报,2003,(2):9-15.

[7] 曾黄麟,姚毅.Image Recognition Using Adap tive Fuzzy Neural Netwo rk And Wavelet Transfo rm,Rough Sets,Fuzzy Sets,Data M ining,and Granular Computing[J].Sp ringer,2003:635-639.

[8] 尹川,姚毅.基于粗集理论的教师教学水平分析[J].河北软件职业技术学院学报,2009,(2):34-37.

Assessmen t of the Teaching Proficiency of English Teachers in the Colleges of Science and Technology Based on the Theory of Rough Set

YIN Fu1,YIN Chuan2

(1.School of Foreign Languages,Changzhou Institute of Technology,Changzhou,Jiangsu 213002,China; 2.Department of Machinery and Electronics,Sichuan University of Science and Technology,Zigong,Sichuan 643000,China)

Regarding the theory of Rough Set as the researching method and the students’English p roficiency as the index,this paper carries on a questionnaire on English p roficiency from 100 students in a certain college of Jiangsu Province at random,and makes a unitizing disposal and a careful analysis concerning o ral English p roficiency of college English teachers,the nationality of teachers,class p reparations,dip lomas,gender,ages and the bearings in class.The results show that there is an obvious difference in the impact that the listed factors have clearly on the target.

Theory of Rough Set;English teachers;teaching assessment

G 652

A

1672-9951(2011)02-0096-04

(责任编辑 乔志杰)

CN KI:13-1354/C.20110422.0950.005网络出版时间:2011-04-22 09:50

http://www.cnki.net/kcm s/detail/13.1354.C.20110422.0950.005.htm l

2010-02-26

尹付(1963-),男,安徽和县人,常州工学院外国语学院副教授,硕士,上海外国语大学在读博士研究生,研究方向为英语教学法、认知语言学。