基于熵权法的教学评优模型构建及应用研究

史 诺，刘 琼

（杨凌职业技术学院，陕西杨凌712100）

基于熵权法的教学评优模型构建及应用研究

史 诺，刘 琼

（杨凌职业技术学院，陕西杨凌712100）

教学评优是对教师教学活动做出的价值认定和判断，对于提高教学质量，推动教学发展具有一定的积极作用。在其他教学评优方法的基础上，提出基于熵权法建立一种定性与定量相结合的分析方法，并通过数据采集、建立模型、确定权重、分析结果等步骤进行实例研究。该方法不仅能够客观反映教师的综合业务素质，而且可以帮助教师及管理人员发现教学过程中存在的问题并进行改进，对教学评优做出了有益的尝试。

数据分析；教学评优；熵权法；评价模式

0 引言

教学评优是对教师教学活动做出的价值认定和判断，多用于教师之间的横向比较，旨在引入竞争机制促进教师专业化成长，是目前开展得较为普遍的一种教学活动。科学合理的教学评优可以促进教师积极参与教学改革、进行教学反思，全面提升教学能力，因此进行教学评优的研究具有重要意义。

1 教学评优的研究现状

目前的教学评优主要采用数据统计的方式，选取学生评教和专家评价两个维度中的一种，通过对统计数据求平均值得出评优结果。学生评教的出发点是自身的学习效果，侧重教学质量，而专家评价的出发点是教学经验与学科背景，侧重于教学技能。不论采用哪一种方式，都掺杂了过多的主观因素，使得教学评优在很大程度上处于定性阶段，教师的关注点集中在评优结果而不是评优过程。要体现出教学评优的科学性，就必须解析大量的统计数据，通过抽取、转换、分析以及模型化处理，找出隐含在数据中的信息，从而帮助教师及管理人员发现教学过程中存在的问题并进行决策。

很多学者已将数据分析技术应用于教学当中，并取得了一定效果。马希荣等采用关联规则算法为远程教育教学决策提供科学依据及支持；贺孝莉采用了一种基于Apriori算法的改进算法——Apriori_B算法找出了教学评价体系中大量数据之间的联系；孙笑微将贝叶斯分类技术应用于教学质量评价体系中进行了实验研究；李红艳利用Microsoft SQL Server 2005的数据挖掘功能进行教学评价，归纳出教学方法的改进措施；高云辉采用C4.5算法构造决策树生成分类模型进行了教学评价的尝试。

从结构上讲，教学评优涉及到的因素很多，且评价对象是多位老师，是一个多对象、多指标的体系。利用熵权法对多对象、多指标的体系进行数据分析是一种有效的方法，且已在实际中得到了较好的应用，而在教学领域鲜见采用熵权法进行分析的文献，所以将熵权法应用于教学评优是一种有益的尝试。

2 数据来源与模型建立

2.1 数据来源

本文研究所用的数据均来自于实地调查，调查范围主要集中在杨凌职业技术学院信息工程分院和机电工程分院。为了保证数据的完整性和准确性，本次调查采用每人一张问卷调查表的方式与学生进行交流。问卷调查表的设计采用百分制，共收得有效调查表465份，占问卷调查表总数的92.3%。通过对问卷数据进行信度和效度检验，发现问卷调查表的整体信度克朗巴哈系数值为0.875，大于0.8，说明它具有较好的内部一致性；同时，结构效度值都在0.5以上，表明各测量变量的设计较为理想，结构良好。

2.2 模型建立

熵权表征的是各指标在“指标集”中竞争的激烈程度，用熵权法分析得到的指标权重是将决策者预先建立好的主观权重与各待评价对象的信息进行量化后综合得出的，权重越高，该指标在“指标集”的作用就越明显。另外，通过对各指标权值的计算，可以衡量出指标信息量的大小。本文基于熵权法建立一种定性与定量相结合的分析方法。

2.2.1 模型建立思路

首先确定评价指标与评价对象，将评价指标的原始数据做规范化处理，计算各评价指标的权系数，结合主观权重得出综合权重，利用规范化数据和综合权重建立基于熵权法的教学评优综合评价模型。其原理如图1所示。

图1 教学评优综合评价模型原理图

2.2.2 评价指标权重的确定

首先要建立规范化矩阵。确定评价指标与评价对象，评价指标根据高职教育特点进行设置，评价对象是多位授课教师。每个评价指标的得分由百分制下的分数乘以该指标在体系下的主观权重得出，而百分制下的分数是n个学生对同一位教师打分的平均分，主观权重由专家给出。设有m个评价指标、k个评价对象，建立矩阵 。

首先对原始数据做归一化处理，得到规范化矩阵R。

第二是需要将原始数据矩阵X转化为概率矩阵P。

第三是计算各评价指标的信息熵。对概率矩阵P的每一行做处理，形成信息熵向量，

第四计算各评价指标的权系数。对信息熵向量α做处理，形成权系数向量

2.3 基于熵权法的教学评优综合评价模型

L1的分量lj（ j=1,2…，k） 越大，其综合评价值越高，对各分量按大小进行排序，从而得到各个教师教学效果的优劣。

3 实证研究

3.1 数据计算

以理论知识、实际操作、工程拓展、创新思维、教学策略作为评价指标，统计各位教师各项指标的平均得分，如表1所示，表中T1、T2、 T3、 T4、 T5分别代表“ 单片机应用技术”“电工与电子技术”“ 数控机床装调与维修”“液压与气动技术”“电气控制与PLC应用技术”课程的教师。

表1 教师各项指标的平均得分

根据专家意见与调研，确定各指标的权重依次为0.2、0.4、0.2、0.1、0.1，由于高职教学的侧重点在于学生操作技能的培养，因此教师实操能力的主观权重是最大的，即主观权重结果与传统教学评优的排序结果完全相同，充分说明了基于熵权法的教学评优的正确性。

3.2 数据分析

3.2.1 工程拓展数据分析

在上述的数据中，可以清晰地看到工程拓展这一指标上的综合权重系数为0.743 5，这一指标专家给出的权重为0.2，两值之间差异很大。这说明，工程拓展虽然在原先设定的指标体系中不是最重要的，但却是教师教学能力差异最大的指标，所以对教学评优的结果起着决定性作用。针对这一现象进行分析发现，主要是由师资结构造成的。电气控制与PLC应用技术的授课教师在企业工作多年之后调入学校，在课堂教学中，能够将工作经验与实际经历穿插在授课当中，深入浅出地讲解知识与技能，使学生觉得原本枯燥、复杂的控制电路变得不再难于理解；“电工与电子技术”的授课教师虽无企业工作经历，但是毕业于工程类师范院校，拥有多项专业技术职务资格证书，属于“双师型”教师，能够将职业认证的内容与课堂教学无缝对接；其余三位得分较低的教师，都很年轻，均毕业于普通高校，毕业后无任何工作经历，虽然知识储备较全面，且专业技术扎实，但是工作经验的欠缺导致其无法将课本的内容进行扩展，课堂形式较为单一，教学气氛呆板沉闷。师资来源的差异使教师得分在这一指标上差异很大，说明青年教师定期到企业实习、实践、兼职甚至轮岗的制度不够完善，在师资队伍建设上，应定方向、定目标、定措施，全面提升青年专业教师的“双师”素质。由于主观权重与综合权重的差异很大，所以在后续的教学评优指标设定当中，应对工程拓展这一指标的主观权重进行相应的修正。

3.2.2 创新思维数据分析

创新思维部分的综合权重为0.174 5，在指标体系当中排位第二，“电气控制与PLC应用技术”的授课教师得分最高，该教师思维较为活跃，拥有多项国家发明专利及实用新型专利，能够将业界发展趋势的最新资讯以及自己的创意融入日常教学活动中，使学生在上课时感到新鲜有趣。对该教师详细访谈后了解到，他在上课中将TRIZ理论（发明问题解决方法）融入到教学当中，较为系统地培养学生的创新思维。虽然其他四位教师也在课堂中渗透创新思想并开展了一些课堂活动，但是欠缺系统有效的方法与手段，导致了在这一指标的得分上与最高分有较大差距。通过对企业调研以及查阅文献资料了解到，TRIZ理论成功地揭示了创造发明的内在规律和原理，实践证明运用该理论可大大加快创造发明的进程而且能得到高质量的创新产品，TRIZ理论已成为企业创新的利器。所以我们开展了广大教师学习TRIZ理论的活动，并聘请企业专家对广大教师进行系统培训，以使广大教师能够从全新的角度看待、思考、解决教学中出现的问题，提高创新能力。

3.2.3 实际操作数据分析

实际操作部分的综合权重为0.065 6，显著低于专家给出的权重系数0.4，说明在这个指标上，各位教师的教学能力比较均衡，且教师的实操功底较扎实，这与杨凌职业技术学院长期开展的老中青教师的传、帮、带活动是密不可分的，另外，完善的在职进修与培训制度也极大地促进了教师的可持续性发展，全面提升了教师的基本素质。

3.2.4 理论知识数据分析

理论知识的综合权重为0.010 7，在整个指标体系中的作用非常有限，通过对问卷进行分析后认为这主要是由于高职教学的特点决定的。学生掌握的理论知识以“必需、够用”为度，较为浅显，且在教材中理论知识内容明确、阐述详细，因此该部分对于教师的教学能力要求不高，建议在教学中可适当减少理论知识的教学时间。

3.2.5 教学策略数据分析

教学策略的综合权重为0.005 7，是系数最小的指标，在整个评价体系中几乎不起作用，这主要是两个方面造成的：一是经过示范性建设后，杨凌职业技术学院大力推广标准化教学，大部分课程都采用了项目化教学这一先进模式，分为任务导入、相关知识、任务实施、任务拓展四步进行教学；二是以学生的现有阅历及判断能力很难对教师的教学策略做出准确评估。建议剔除此指标，根据课程特点进行重新设置。

基于熵权法的教学评优模型相对于传统的教学评优方法不仅能够较为客观地反映教师的综合业务素质，而且可以帮助教师及管理人员发现教学过程中存在的问题并进行改进。在本文的研究中，只是针对一级指标进行研究，如果将二级指标采用同样的方法进行分析，就可得到更为精准的结论，所反馈出的信息针对性会更强。通过实例研究可以发现，该评价模型的整个计算过程步骤明确，判断简便，但是由于大量的数据导致计算过程非常繁琐，在以后的研究工作中，需要通过计算机编程建立可视化的用户界面，可直接读出综合评判结果，使此套方法具有简易可行性。

[1]陈磊,于伟,张容,等.校内讲课竞赛模式创新与教师教学能力发展实证研究[J].现代教育科学,2014(1):154-157.

[2]梁冯珍.模糊综合评判在教学评优中的应用[J].山西大学师范学院学报,1999(4):80-82.

[3]马希荣,孙华志.数据挖掘技术在教学评价中的应用[J].计算机工程与应用,2003(19):51-54.

[4]贺孝莉.改进的关联规则算法在教学评价中的研究与应用[J].电子世界,2014(1):199-201.

［责任编辑：宋艳华］

The Construction and Application Research on Teaching Evaluation Model Based on Entropy Method

SHI Nuo,LIU Qiong
(Yangling Vocational&Technical College,Yangling 712100,China)

Teaching evaluation is the value identification and judgment of teachers'teaching activities,which has certain positive role in improving teaching quality and promoting teaching development.Based on other teaching evaluation methods,the researcher proposes an analysis method of combining quality and quantity based on entropy method,and makes case study through the steps of data collection,model establishment,weight determination and result analysis.The result shows that the method cannot only objectively reflect teachers' comprehensive professional quality,but also help teachers and administers find the existing problems and make improvement during teaching process,which makes a useful attempt on teaching evaluation.

data analysis;teaching evaluation;entropy method;evaluation model

G40.034

A

2095-5928（2015）04-26-05

2015-05-01

杨凌职业技术学院2014年人文社科类研究基金项目（GJ1436）

史诺（1985-），男，陕西杨凌人，讲师，硕士，研究方向：机电一体化技术及高职教育管理。

刘琼（1984-），女，陕西西安人，讲师，硕士，研究方向：图像处理、语义网及高职教育管理。