基于SPC技术的课堂教学质量监控系统研究

蒋琳+史红艳+巢琥

[摘  要]教学质量监控就是在教学质量评价的基础上，通过一定的组织机构，按照一定的程序，对影响教学质量的各个要素和教学过程的各个环节，进行积极认真的规划、检查、评价、反馈和调节，以确保学校的教学工作按计划进行，并 达到学校教学质量目标的过程。 将 SPC 技术应用于高等学校课堂教学质量监控，能有效地将原有的评价体系从结果分析转向过程控制，有助于采取合理的措施，提高高等学校课堂教学质量。

[关键词]课堂教学;教学质量监控;统计过程控制;教学过程

中图分类号：TG333.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）22-0207-02

引言

当前我国的高等教育逐渐从精英教育转化为大众教育，扩大规模与保证质量是现在绝大多数高校面临的现实问题。为了解决这些问题，各高校一直在进行着一系 列的改革探索，从教育体制到学术标准，从课程设置、教学组织到教学管理，各个方面都在发生着诸多变化。但不论改革如何实施，切实提高教学质量将是各项措施的出发点和落脚点，而教学评价作为衡量教学质量的一种基本手段，已逐步得到了许多高校的重视并陆续被采用。统计过程控制（SPC）是一种借助于数理统计方法的过程控制工具。它对产品的生产过程进行分析评价，根据反馈信息及时发现系统性因素出现的征兆，并采取措施消除其影响，使过程维持在仅受随机性因素影响的受控状态，以达到控制质量的目的。在产品的生产过程中，当仅受随机因素影响时，过程处于统计控制状态（简称受控状态）;当存在系统因素的影响时，过程处于统计失控状态（简称失控状态）。由于生产过程波动具有统计规律性，当生产过程受控时，过程特性一般服从稳定的随机分布;而失控时，过程分布将发生改变。SPC正是利用过程波动的统计规律对生产过程进行分析控制。

作为授课教师可以通过采集学生的听课情况数据统计了解教学过程性能以及教学过程中所存在的问题。通过这些统计数据了解自己的教学水平和执教能力，根据过程数据的反馈情况及时调整教学环节与方法，解决教学中存在的问题改进教学过程，提高过程能力，为高质量的教学过程奠定量化基础。 利用SPC 技术对指标 进行量化从而实现对教学过程的动态评价和动态监控。

一、教学质量综合评价的量化过程

量化教学过程是在提出教学目标的基础上，确定度量目标，而由度量目标决定具体的度量元，通过对度量元的采集，最终形成教学评价需要的指示器。根据高校课堂教学的实际情况，高校教学质量的评价指标一般包括定性指标和定量指标。定性指标包括教学态度、教学内容、教学方法、教学效果和师德品质等。定量指标可以认定为专业素质数据（例如考试成绩）。

在定性指标集合中，本文采用了（专家用）教学质量评价指标集合和（学生用）教学质量评价指标集合。专家用评价指标集合由教学态度、教学内容、教学方法、教学效果四个部分组成;学生用评价指标集合由教学态度、教学内容、教学方法、教学效果、师德素质等五个部分组成。考虑到专家和学生的知识层次、认知能力、思维方式等方面的差别，对专家用评价指标和学生用评价指标的二级指标分别做了细化，根据侧重点的不同，各指标的权重值不同。以课堂教学质量（专家用）评价指标表为例，如表1所示。

根据采集的基础数据，将这些数据绘制到控制曲线图上，便可以从控制图中反映出教师执教的能力。通过这些过程数据，可以让教学过程表达自身的性能和异常点，随着累积数据的增多，过程的状态将会更加真实地展现在控制图上。

保证教学质量的前提是稳定教学过程，再经过不断地改进教学过程，从而提高教学质量。 这一过程符合统计过程控制的特点，即让数据说话，使教学过程可视化，从中发现教学环节中的问题，通过解决问题不断地改进教学过程，从而可以监测教学过程，保证高质量的教学的目的。

二、基于SPC技术的教学质量监控

由于教学过程监控的思想的引入，教学质量的好坏，直接取决于教学过程是否稳定受控，而教学过程是否稳定受控，则需要检验影响教学过程的多个因素是否处于提前预设好的允许范围内。

（一）利用X-R控制图的控制

本文选用了灵敏度较高的X-R控制图，并针对某高校3个学期对教师D的课堂教学质量共进行专家评价30次（第一学期10次、第二学期12次、第三学期8次），每次由5名专家评价;学生评价数据60次（第一学期20次、第二学期19次、第三学期21次），每次由5名学生评价，根据量化结果绘制出控制图，如图 1，图2所示。

通过对图1，图2进行分析，可以发现，近三个学期，从专家评价的角度看教师D的教学过程出现了几处异常，有三处评价得分处于控制线之外。 经过对 几处数据的调查，教师D一次评价分数偏低的原因是教学设备出现故障，导致专家认为教学效果不佳，属于客观因素;一次评价分数偏高的原因是此次评价专家团队全部由非相关专业教师组成，故普遍评价分数较高;还有一处评价分数偏低原因不明，可认定为属于正常偏差。

通过X- R控制图展示了教学过程中存在的异常原因，通过对其原因的调查和了解，解决了存在的问题，并在今后的教学中避免出现类似的情况，从而可以保证教学过程的稳定性。 当教学过程稳定之后，可以通过控制图中展示的过程能力，了解与教学目标要求的能力之间的差距，改进教学方法，从而提高教学质量。

（二） 过程能力分析

过程能力分析的目的是为教学管理部门进行课堂 教学质量控制活动提供依据。 运 用 Minitab软件的统计/质量工具/能力分析功能对我系教师课堂教学质量进行分析，可知过程能力。

过程能力是以该过程产品质量特性值的变异或波动来表示的。 根据3σ原理，在分布范围μ±3σ内，包含了99.73%的数据，接近于1，因此以±3σ，即6σ 为标准来衡量过程是否具有足够的精确度和良好的经济特性。 过程能力记为B，则 B=6σ。过程能力分结果指出，过程精密度Cp=0.79，表示课堂教学质量能力处于中等偏上的水平，还有进一步提高的可能。过程能力指数Cpk=0.54，表明此过程能力一般。Cpk 指数表示过程能 否在公差范围内进行，如果Cpk指数为1，意味着过程恰好符合要求;小于1，说明超出要求范围。Cpk指数越大，表明过程越贴近要求。

从上述分析结果可以看出，近年来的课堂教学工作的质量比较稳定，但也存在一些不足之处，体现在过程能力分析图上就是过程虽然基本符合正态分布，但也出现了一定的中心偏移。后续应对出现这种状况的原因进行更深入的调查研 究，以进一步提高课堂教学的 质量。

三、结语

应用SPC技术对课堂教学质量进行评价和监控是教学工作的一项新探索，还有很多不尽人意之处，特别需要指出的是，影响课堂教学质量评价的因素是方方面面的，很难完全地消除课堂教学评价中主观因素的干扰。 因此，必须进一步加强对课堂教学评价的研究，全面探索课堂教学过程中出现的问题，同时也应当全面认识课堂教学评价的效果，合理使用评价结果。

参考文献

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[2] 沈小碚.教 育教学评价研究的发展与问题[J].西 南 师 范 大 学学报：人文社会科学版，2001（4）：99.