如何描述教育装备的能力——性能、效能、需能<br/>

如何描述教育装备的能力——性能、效能、需能

2013-11-26胡又农赵锦红

中国教育技术装备 2013年17期

■胡又农赵锦红

将能力明确地分解为表示“产出”的效能和表示“投入”的需能，这样的分解使过去对能力的模糊认识得以清晰明了，其最大的优势是使很多有关教育装备能力的测量和计算都变得非常容易操作了，而且其测量结果的意义也十分清晰和明确。性能是教育装备自身特性的描述，而需能和效能则用来描述教育装备完成任务时表现出来的特性。性能与能力既有联系又有不同，两者分别有各自的意义，不能相互取代。

1 引言

“能力”一词似乎很普通，使用得也很频繁，人人都用过，似乎大家都知道它的含义是什么。然而事实绝非想象的那样。

商务印书馆1979版《新华词典》（第610页）是这样解释“能力”的：“【能力】做事的本领。”字典里用“本领”来解释“能力”，出现“本领”一词了。让我们看看“本领”是什么呢？第41页：“【本领】本事，技能才力等。”解释“本领”用了“本事”“技能”“才力”这三个词，让我们继续深究下去。“本事”“才力”在该字典中没有解释了，“技能”有解释，第395页：“【技能】掌握和运用技术的能力。”即“技能”用“能力”来解释。

到此，出现了词与词之间的循环解释现象。单独来看，每一个词都在解释，但从循环解释现象总的来看，实际上是哪一个词都没有解释清楚。至此，我们可以得到一个结论，即人们尚未将“能力”这个词的含义清晰地解释和表达出来，在很多人的头脑中，“能力”这个词只是一个模糊的概念，说不清、理还乱。

人与人之间一般交流时，用“能力”这个词似乎没有什么障碍，也很少因概念模糊引起争论和麻烦。但是，当在做教育装备研究时，这个概念的模糊性总是给我们造成麻烦。因为说不清能力具体是什么，自然就无法对其测量和度量，似乎教育装备的很多特性都属于能力，似乎又都不是，因为它们都有各自的专用词。此现象造成在研究教育装备能力时，只能是泛泛而言，无法深入下去，量化的研究更是难以开展。

由于“能力”一词的概念尚不清晰，教育装备很多特性又与“能力”有关，因此，在量化地研究教育装备时，有很多研究都采用了综合评价的思路，即将和“能力”有关的各个数据综合在一起，用数学方法将它们合成为一个表达“能力”的数字。诚然，这种用综合来对付模糊的方法，在一定程度上可以解决定量研究教育装备能力的问题，但是这样的研究方法仍然有不少不足之处。首先，综合评价的方法比较烦琐，每次都要根据具体任务进行指标体系和指标权重的建立，工作量大，工作成本高，专家们的主观因素对最终结论的影响力很强。其次，由综合评价方法得到的“能力”数据不具备普遍意义，该“能力”数据仅能体现特定范围、特定情况下的比较意义，不能用做范围外的比较，并且这个数据一般是没有量纲和单位的，其具体意义往往很难说清楚。

综上所述，要想深入研究教育装备的能力，首先必须界定清楚什么是“能力”，想绕过“界定”这一关是很难的。

2 教育装备的能力——效能与需能

2.1 定义

教育装备是服务于教育教学的物品系统，其使用目的是完成教育活动对其提出的任务目标[1]。为此，我们在研究教育装备时应重点关注以下两方面：1）从完成任务目标的方面来看，教育装备是否能完成任务目标？在不能完全达到目标情况下，其接近目标的程度是多少？2）从完成任务所需要的投入方面来看，教育装备在完成规定教育任务的前提下，其需要的投入是多少？能否更加经济、节省？

上述两个重点关注的方面都与“能力”有密切关系，前者是从“产出”的角度来衡量能力，即“产出”的能力；后者是从“投入”的角度来衡量能力，即“投入”的能力。过去，在衡量能力时，大多从“产出”的角度来衡量，而很少从完成任务所需“投入”的角度来衡量。为了避免混淆，我们用两个词分别表示它们，前者用“效能”，后者用“需能”。“需能”一词为本文新造，新造词汇实属不得已而为之，虽然汉语中有“探囊取物”“唾手可得”“不费吹灰之力”等等描述能力之高的成语和俗话，但是我们却没有找到一个如“效能”一样直接表述能力的词汇。

用效能来表示教育装备完成目标的情况，那么效能与完成目标的情况应该成正比，即教育装备做的工作越接近目标，其能力就越强，因此可如下定义效能。

效能：是完成目标（任务）程度的度量。教育装备完成的工作越接近目标，则其效能越大。这里，目标可以完全实现，也可以部分实现。

用需能来表达教育装备投入的情况，那么需能与投入应该是反比关系，即在完成规定（目标）任务的前提下，投入（付出）越小的教育装备，其能力就越强，即所谓事半功倍；而投入（付出）越多的教育装备，其能力就差，即所谓事倍功半，因此可如下定义需能。

需能：在完成规定任务（目标）的前提下，所需投入的度量。在达到规定目标的情况下，教育装备所需的投入越少，其需能越大。

将能力分解成为效能和需能之后，最大的优势是使很多有关能力的测量和计算都变得非常容易操作了，而且其测量结果的意义也十分清晰和明确。

2.2 效能的测量

效能是完成目标的程度，因此只要目标明确且可以测量，那么效能就可以测量和计算了。

假设目标由一组（m个）代表不同意义的数据组成，即：

那么教育装备所完成目标的情况也可以用对应的一组数据来表示，即：

目标与完成目标情况之间的差异为：

其中，函数D(·)为某种意义距离的计算公式[2]。

至此，教育装备的效能（百分比）的计算公式为：

其中，dmax为教育装备未做任何工作，即完成目标的程度离目标最远时的差异。

例如，在一次试卷的印刷工作中，要求印刷1万张试卷，假设从事印刷工作的速印机在印刷了7000份试卷后就因为油墨等问题停止工作了，那么这台速印机的效能为：

即这台速印机的效能为此次任务目标的70%。

同样是这台速印机，当印刷试卷的数量不是先前的1万张，而是1000张，那么这台速印机完全有能力将这1000张试卷印刷完成，此时，这台速印机的效能为：

由此可见，效能是面向任务而言的，但效能与教育装备本身的性能是有密切关系的，因此往往容易在不经意的情况下将两者混淆。

2.3 需能的测量

需能用来表达教育装备为了完成任务所需投入的情况，且教育装备的需能与其投入成反比。这里，教育装备所需的投入就是使用者必须的付出，付出的含义较广，如经费、精力、风险、时间等等。目前测量投入的方法已经相当成熟，例如经费投入、人力投入、物质投入、时间投入、资源投入等等。因此可以用以下公式计算教育装备的需能：

计算需能的前提是达到规定任务目标，如果规定任务达不到，那么探讨需能的意义不大。需能是有单位的，其单位是投入计量单位的倒数。如果考虑多种投入情况下的综合需能，则可以用以下公式计算：

人们在选择使用教育装备时，首先考虑的是其是否能够完成任务，其次是哪个能更轻松、更方便、更节省地完成任务，即选择需能最高的那个教育装备。

例如：两位分别在不同地点（步行约5分钟的距离）的同学要传递计算机文件时，他们该选择哪种传递方法呢？假设传递的方法有：1）利用网络和QQ文件传递功能；2）先把文件复制到U盘，亲自送过去，再复制到对方的计算机里。

如果问题到这里就结束了，那么就很难给出唯一的答案。选择完成任务的方法要根据具体任务来定，任务不确定，完成任务的方法也就难以确定。这里我们假设了2个任务，并假设仅从时间投入来考虑需能问题，具体请见表1。

由表1可见，教育装备的需能是与其任务密切相关的，同样一个教育装备，在不同任务的情况下，其需能是不同的。此外，教育装备的需能与教育装备的性能也密切相关，如果网络速度足够快（性能很好），快到能在20分钟内把3 G左右的文件传递完成，那么表1中所列的2个任务都会选择方法①来完成了。如同性能与效能容易混淆一样，由于需能与性能也有密切关系，两者也往往容易在不经意的情况下混淆。因此我们有必要仔细讨论“性能”“需能”“效能”的相互关系。

表1 不同任务情况下的需能

3 性能、效能、需能的关系

3.1 面向自身与面向任务

教育装备的性能和功能指标多数是描述教育装备自身技术情况的，是面向装备本身的，与装备将要完成的任务没有很直接的关系，指标数据一般不会因任务的不同而改变。而需能和效能则是衡量教育装备完成任务时的表现，它们根据任务的不同会有所改变。

例如表1中的方法①是用网络传递计算机数据，无论是任务①还是任务②，网络的数据传输速度是不变的，即在规定的使用条件下，教育装备的性能不会随着任务而改变（这里排除超负荷使用造成性能下降的情况）。

然而，表1方法①的需能则随着任务的不同有所不同。在任务①时，方法①的需能为0.1（秒-1）；在任务②时，方法①的需能则为3.3×10-5（秒-1）。很明显，方法①的需能随着任务而改变了。我们之所以在传输1 M左右的数据时选择了方法①，而在传输3 G左右的大文件时不选择方法①，就是因为其需能的不同。

3.2 性能与效能

教育装备性能和功能指标中有很多与教育装备完成特定任务时的效能有关。

例如电话机有通话的功能，水果刀有削皮的功能。因此当任务是通话时，我们必定选择电话机，而不选择水果刀，因为水果刀用于通话时的效能为0。同理，当任务是削水果皮时，我们绝不会去选则没有削皮功能的电话机。

再如，焦距是照相机镜头的一个性能指标，它与视场角有对应关系。当我们拍摄合影时，一旦固定了相机与被拍摄众人的相对位置，那么视场角也就基本固定了，也就是对照相机镜头的焦距指标提出了要求。如果照相机镜头的焦距长于这个要求，则其视场角小，那么就会出现无法将全部人员纳入镜头的情况，即完成任务的效能下降。

从上述分析可以看出，教育装备的某些功能和性能会影响到教育装备的效能，为了使教育装备的效能达到一定的要求，就要对教育装备的功能和性能有相应的要求。

3.3 性能与需能

教育装备某些性能和功能指标与教育装备完成特定任务时的需能有关。

例如普通水果刀和专用削皮刀都能用来削皮。如果当前任务仅是削皮时，那么首选的应该是专用削皮刀而非普通水果刀。之所以选择专用削皮刀是因为用它削皮比起用普通水果刀削皮更加轻松便捷、更加安全。更加轻松便捷、更加安全意味着在完成规定任务的前提下，其投入相对低，也就是需能相对高。选择高需能的装备是情理之中的。

又如照明灯具的性能指标中有发光效率这个指标，不同类型的灯具，其发光效率是不同的。如果仅从使用期间的能耗情况来考虑，当几种类型的灯具都能完成规定照明任务的前提下，人们自然会选择发光效率高的那种灯具。因为发光效率高意味其在完成规定照明任务的前提下，其所需要的投入相对少些，即其需能比那些发光效率低的灯具要高。

从上述可以看出，教育装备的某些功能和性能会影响到教育装备的需能，从而影响到是否会选择使用这个教育装备。

3.4 多面的性能

教育装备某些性能和功能指标与教育装备完成特定任务时的需能和效能都有关。如计算机网络的数据通信速率这个性能指标就和效能、需能都有关系。

例如要用计算机网络传输视频图像时，由于视频图像的数据量比较大，且实时性要求非常高，数据通信速率低的网络便不能很好地完成这个传输任务。此种情况下，网络的数据通信速率是一个关系到效能的性能指标。

又如当利用网络浏览普通网页时，由于普通网页的数据量不大，且基本没有实时性要求，因此，无论是早期那种电话线+调制解调器的上网方式还是现在的3G上网，都能实现普通网页的浏览。但是如果让从电话线+调制解调器和3G中选一种的话，显然数据传输速率更快的3G上网方式是首选。因为相对用电话线+调制解调器浏览网页来说，用3G上网方式浏览网页更流畅、更快捷。此刻，网络的数据通信速率不再是关系到效能的指标，而是关系到需能的一个指标。