基于主成分分析的教学质量标准研究*

张维津，闫玉苹

(天津机电职业技术学院，天津 300131)

目前，我国高职教育较缺乏与人才培养方案设计相匹配的教学质量标准体系，导致对学生的职业生涯设计指导明显不足，更少有用定量分析法构建的。本文采用定量的主成分分析法构建教学质量标准各指标，变以教师为中心为以学生为中心;变以课本为中心为以“基于工作过程系统化质量标准的项目考核”为中心;变以课堂为中心为以“学做一体”为中心，在测评方法设计上融入实验、制作、探究、技能、情感态度、价值观、获取职业资格证书等指标，通过主成分分析准确锁定各指标的重要程度，确定各指标的权重，确保人才培养的质量。

一、教学质量标准体系的构建

依据人才培养方案构建的高职教学质量标准体系为“课程教学过程质量标准”、“学生能力及教师素养质量标准”和“职业能力拓展质量标准”。

(一)课程教学过程质量标准

高职教育课前环节质量标准 (教学大纲等)和课后环节质量标准 (成绩评定等)均较健全，唯独较缺乏教学过程中的质量标准评价。针对此弊端通过任务分析法构建“课程教学过程质量标准”，可以消除质量标准体系的瓶颈，为高职院校提供可参考的依据。

以教学过程为切入点，从认知、智慧、技术、能力和诚信五方面构建“学做统一”、“知行统一”的课程教学质量标准表。该表的列是由指标内容及权重构成:分别为认知 (企业认知6%;职业认知6%)、智慧 (知识6%;智力6%;思维方法6%)、技术 (普适技术15%、核心技术15%)、能力 (专业技术岗位能力10%;服务社会能力8%;自我生存与发展能力10%)和诚信(忠诚度6%;信用度6%)，行是由教学过程每项具体内容构成，如某学做一体项目、问题探究思路、解决问题方法、应用设计方案、评估报告撰写及小组综合作业等。

(二)学生能力及教师素养质量标准

学生能力及教师素养质量标准体系由“学生能力质量标准”和“教师素养质量标准”两部分构成。

1.学生能力质量标准

学生能力质量标准是考核帮助学生确定职业兴趣、能力特长和择业决策的质量标准。主要是通过“顶岗实习”和“毕业综合实践”来构建，这两个标准考核的项目及相应的权重分别为:实训单位认知10%、工作态度20%、岗位技能25%、专业知识的运用20%、身体素质10%、解决问题方法等10%、报告撰写5%。

2.教师素养质量标准

教师素养质量标准是评价教师履行职责，完成教育教学任务所必备的各种素养的质的要求，以及将各种素养有机结合在一起的能力的标准。通过师德、师观、师智、师能、师风五方面构建教师素养质量标准，对教师的教学质量进行评估，构成教师素养质量标准表，该表的列是由各指标内容及权重组成，分别是师德 (志向与襟怀;人格与敬业10%)、师观 (教育价值观;学生观5%)、师智 (知识结构10%;人文专业知识10%)、师能 (教学能力;实践能力;双师素质10%;掌握新科技能力5%)和师风 (师容师表;待人态度;身心健康5%)，该表的行是由各评价主体构成，如教师自我评价、学生评价、教师团队评价及督导评价等。

(三)职业能力拓展质量标准

职业能力拓展质量标准强调要在“知、行、智、新、特”五个层面上去拓展学生的全面发展能力，是使学生从“新手”逐步变为“行家里手”的质量标准。构建职业能力拓展质量标准表，该表的列是由各指标的内容及权重组成，分别为知识 (基本认知能力10%;系统学习能力10%)、行为 (执行力5%;取证能力15%)、智慧 (人文素质能力10%;人际交往能力10%;语言沟通能力10%;合作协调能力10%)、创新(创造能力5%;研发能力5%)和特异 (传承发展能力5%;未来独特发展能力5%)，该表的行是由各评价主体构成，如用人单位评价、理论教师评价、实践教师评价、辅导员等评价、学生自我评价及学生之间互相评价等。

二、用主成分分析确定各指标的重要程度

主成分分析是采取一种数学降维的方法，找出几个综合变量来代替原来众多的变量，使这些综合变量能尽可能地代表原来变量的信息量，而且彼此之间互不相关。这种将把多个变量化为少数几个互相无关的综合变量的统计分析方法就叫做主成分分析。教学质量标准体系是用主成分分析对教学过程的质量实行全面系统监控，通过“课程教学过程质量标准”、“学生能力及教师素养质量标准”和“职业能力拓展质量标准”构建的科学、规范的教学质量标准组织运行机制。其研究是以天津机电职业技术学院物流专业高职在校生为样本，针对上述三个标准进行了全面问卷调查研究，现仅将“职业能力拓展质量标准”的主成分分析进行介绍。

以天津机电职业技术学院物流专业高职在校生为样本，针对“职业能力拓展质量标准”的12个指标 (基本认知能力、系统学习能力、执行力、取证能力、人文素质能力、人际交往能力、语言沟通能力、合作协调能力、创造能力、研发能力、传承发展能力、未来独特发展能力)进行问卷调查，随机抽取了30份样本作为原始数据进行SPSS的主成分分析。

在施工前必须进行实地测量，为石材和木饰面等施工大样图、外加工图提供精确的数据。一般土建结构的实际尺寸会与图纸上有部分出入，为了保证装饰构件材料的施工进度及质量，必须要按实际尺寸进行加工调整。各个装饰交界面的尺寸控制也要参照实际已完成的尺寸。由于现场施工条件的有限性，构件现场加工的精度及质量没有工厂里加工有保证。所以可以在工厂加工的装饰构件，比如门框、门套和门以及木饰面板等，都安排在工厂生产制作，提高构件的质量。

(一)用标准化后的数据进行主成分分析

通过表1和表2计算得出表3的成份矩阵a。

表1 KMO和Bartlett检验

表2 解释的总方差

初始特征值 提取平方和载入 旋转平方和载入7 0.630 5.250 88.879 8 0.464 3.867 92.746 9 0.334 2.781 95.527 10 0.320 2.668 98.195 11 0.119 0.994 99.189 12 0.097 0.811 100.000

表3 成份矩阵a

(二)根据成份矩阵计算特征向量:

公式:Ui=Ai÷SQR(λi)

(三)主成分得分

公式:Yi=Ui*ZXi(ZXi为标准化数据)

(四)计算主成分得分和综合得分

主成分得分一部分是主成分得分系数矩阵，见表4。

表4 主成分得分系数矩阵

(五)主成分分析结论

1.在 “KMO”和 “Bartlett”的检验中，KMO值为0.432，KMO越接近1，做主成分分析越好，说明指标之间相关性比较强，可以进行主成分分析。

2.从表2中可以看出相关阵的七个特征值分别为:

3.164，1.830，1.629， 1， 391， 1， 167，0.855，0.630

由于前七个特征值累积贡献率为88.879，所以用这前7个变量可以代替12个变量做主成份分析。

第一主成分:

Y1=0.786ZX1+0.676ZX2+0.625ZX3+0.550ZX4+0.264ZX5+0.337ZX6+0.442ZX7+0.610ZX8+0.168ZX9+0.464ZX10+0.405ZX11+0.490ZX12

第二主成分:

Y2=-0.131ZX1-0.433ZX2+0.140ZX3+0.078ZX4+0.740ZX5-0.611ZX6-0.476ZX7+0.111ZX8+0.391ZX9+0.289ZX10-0.005ZX11+0.450ZX12

第三主成分:

Y3=0.240ZX1+0.165ZX2-0.056ZX3-0.576ZX4+0.359ZX5+0.370ZX6+0.110ZX7+0.398ZX8-0.682ZX9+0.182ZX10+0.496ZX11-0.097ZX12

第四主成分:

Y4=-0.180ZX1+0.217ZX2+0.152ZX3+0.439ZX4+0.103ZX5+0.435ZX6-0.349ZX7-0.201ZX8+0.660ZX9-0.516ZX10-0.138ZX11-0.110ZX12

第五主成分:

Y5=-0.162ZX1+0.083ZX2+0.016ZX3-0.180ZX4+0.017ZX5+0.360ZX6+0.064ZX7-0.034ZX8-0.103ZX9+0.175ZX10-0.778ZX11+0.566ZX12

最后综合得分为:

Y=0.2636Y1+0.1525Y2+0.1357Y3+0.1159Y4+0.0972Y5

4.在“成分得分矩阵”中成分得分系数中0.786表示Y1与之间的相关系数。其他数据类似。

根据“成份矩阵a”表中的系数解释各主成分的意义:

第一主成分在V11，V13，V9，V18，V25指标前的系数比较大，显然是反映人际交往能力，语言沟通能力，人文素质能力，创造能力，未来独特发展能力等5个指标的信息;

第二主成分在V20指标系数最大，这说明该主成分主要是反映研发能力指标信息;

第三主成分中V23指标系数最大，说明该主成分主要反映传承发展能力方面信息;

第四主成分中V30指标系数最大，说明该主成分主要反映取证能力信息;

第五主成分中V15合作协调能力指标系数最大，说明该主成分主要反映这方面的信息。

高职教学质量标准体系应从“课程教学过程质量标准”、“学生能力及教师素养质量标准”和“职业能力拓展质量标准”三方面构建，在此基础上通过主成分分析研究“职业能力拓展质量标准”12个指标，将其简化为9个主要指标，相应可以增加这些主要指标在各质量标准中的权重，将3个次要指标 (基本认知能力、系统学习能力和执行力)予以减除或减少其权重 (在下一期质量标准体系中有针对性的进行调整)。可见基于主成分分析构建的教学质量标准，能准确地找到主要指标，从而有效的保证教学质量标准体系的科学循环，使其更具备职业性、实践性、开放性和可操作性，实现了高职教学质量标准体系构建的逾越。

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