基于主成分分析法的课堂教学质量评价模型构建

杨兴鑫　李琼瑶　张克非

【摘 要】课堂教学评价是提高教学质量的重要组成部分。结合OBE教育（Outcome-based Education，缩写为OBE）、反转课堂等理念设计教学质量评价指标调查问卷，随机抽取学生、教职工进行问卷调查；对所有一级指标进行主成分分析，并根据各综合指标的贡献率确定其权重；生成不同适用内容的专项评价指标，建立了教学质量评价模型，用频数筛选的方法确定各二级指标的条目，形成最终的评价指标。实例证明，该模型具有可靠的信度与效度，对高等学校具有较好的适用性。

【关键词】教学质量评价；主成分分析法；综合评价模型；频数筛选

国内教育评价界一致认为我国的高等教育评价研究和实践自1985年开始真正起步[1]。随后，我国的高等教育理论和实践工作者对高等学校内部的教师教学评价的理论和实践展开了广泛深入的研究，取得了不少成果。1985-1990年，此阶段教师教学评价的特点是以课程评估为主，教师教学质量评价为辅。评价内容都是依据高校教学管理人员的教学管理经验确定[2]。一级评价指标中包含有教学内容、教学手段、教学方法、教学态度等内容。再分别将这些指标的共性要求抽象出来作为二级指标，然后以之评价不同的课程。这种评价体系简单，共性要求明了，对各种课程教学的标准统一，便于对课程教学质量的宏观控制，也易于专家和领导评价打分，但该模型模糊了不同类型课程的教育特性，制约了教学个性和不同教学风格的形成和发展，也影响了评价的准确性和实际效果[3]。1991-1995年，国内外的高校常常将学生评价、同事评价、教师自评作为教师教学评价的信息来源，其中，学生评价较同事评价、教师自评和专家评价具有更好的信度和效度，相比较而言，学生评价在衡量教师的教学效果时更具有可靠性和有效性，但后来评价实际表明学生评价也存在对教学规律认识不深的现象。近年来，随着高等学校教学改革的深入进行，在课程教学质量评价体系的构建上出现了一些新的改革方案，主要集中在评价指标的确定上如何突出大学教育的特点，突出时代发展的要求，突出对学生个性和创造性的培养，突出课堂教学过程的实践性、开放性和职业性[4]。而传统的教学质量评价体系在评价目标和评价内涵方面不能体现教育改革背景下新的教学理念和方法手段。评价指标过于冗杂，不利于各高校根据本校的具体情况编制适合本校具体情况的课堂教学质量评价模型。在这样的背景下，形成了更加注重评价主体多元化、评价功能由纯甄别偏向激励、评价价值取向更加注重“人本身的价值”的新的评价趋势[6]。笔者探索建立了基于新理念的课堂教学质量评价模型，力图真实反应高等教育改革背景下的教育理念和内涵，实现对课堂教学质量的导向和促进。

一、专业核心课程课堂教学质量评价指标及模型的建构

（一）問卷调查

1.编制调查问卷

目前大多数高等院校的课堂教学评价指标普遍包含以下几个方面的一级指标：教学目标、教学内容、教学过程[7]。还有很多教学质量评价指标包括课后作业[8]、实训内容[9]这两项，经考虑将其定为“教学辅助”单独列出，下属指标还包括：答疑情况、作业布置与批改、课后学习信息、作业完成情况。同时，为反映每一项指标都应“以学生为中心的”培养过程相关的原则[10]，增加了“学生学习效果”一项。并借鉴美国高校教师教学评价的先进理念[11]，增加了“学生评价”、“同行评价”和“师生互评”三项一级指标[12]。本模型共选择了以上八项一级指标。

调查问卷的内容共包含两部分：基本人口统计信息资料和调查的正文部分。其中，第一部分包括：性别、年龄、身份、专业、课程等基本信息。第二部分包含了八个一级指标的重要程度的判断和排序，从最重要到最不重要分八个等级。每个一级指标下面有2-6个二级指标供选择，全问卷共包含27个二级指标。为了保证指标的低耦合度和有效性，要求被调查者对每个一级指标下的二级指标选项不超过三个。

2.调查对象及统计

调查对象选择某科技性高校参加课程改革的专业教师和班级学生，学生选择2013级、2014级、2015级计算机科学与技术和计算机科学与技术（卓越计划）、软件工程和软件工程（卓越计划）、信息安全、医学影像技术共10个班512名学生，专业教师选取学院参与课程改革的4个教研室的专业教师48名。此外还选择教学管理人员，尤其是管理、评估课堂教学质量的人员，如各系主任、教研室主任、教学督导人员等共15名。总共发放问卷575份，回收有效问卷524份，有效率达到91%。对调查数据用SPSS 22.0进行数据的录入及统计分析。

（二）专业核心课程课堂教学质量评价指标及模型的建构

1.对一级指标整体进行主成分分析，构建评价模型

主成分分析法[11-14]是一种把多指标转换为少数几个具有代表性指标的一种方法，国外在课堂评价方面大多使用此技术综合凝练指标[15-18]。运用 SPSS 22.0 软件，对一级指标进行主成分分析，以确定权重，构建评价模型。调查中将一级指标的重要性程度分为6个等级，录入数据时分别赋值为：6 、5、 4 、3 、2 、1分。主成分分析中，各成分贡献率和累积贡献率见下表1：

从表1可以看出，前三项的特征值大于1，且累积贡献率达到66.80%接近70，有较好的解释力度，故采用前三个主成分作为评价综合指标，一级指标的主成分分析结果见表2：

从表2中可以看出，主成分1对同行评价和教学内容的解释力度较好，这两个因素在主成分1中载荷较大，主成分1可以看成是教学目标评价取向的评价模型；同理，主成分2教学过程和教学辅助占载荷量较大，可以看做是过程取向的教学评价模型；主成分3学生学习效果所占载荷较大，可以看做是基于效果的教学评价模型。

但各项主成分累积贡献率都太大，贡献率最大的主成分1也只有32%，为了更精确的综合课程评价，对三个主成分采用综合分析法，将三个主成分中各因素除以特征根的开方即得到各因素在不同主成分线性组合中的系数，如下表3：endprint

将各主成分的系数按照方差贡献率进行加权平均：表1中“初始特征值”的“方差%”表示各主成分方差贡献率，方差贡献率越大则该主成分的重要性越强，因此方差贡献率可以看成是不同主成分的权重。原有指标基本可以用前三个主成分代替，因此，指标系数可以看成是以这两个主成分方差贡献率为权重，对指标在这两个主成分线性组合中的系数做加权平均。得到的综合系数表如下表4：

以上即专业课程相应的课堂教学质量综合评价模型，也就是教学质量Y=0.21*X1+0.31*X2+0.05*X3+0.04*X4-0.02*X5+0.21*X6-0.32*X7-0.27*X8。

从综合评价模型可以看出，在新课程改革的背景下，教学质量强化了同行评价、学生评价、学生学习效果以及教学辅助和教学过程的份额，同时弱化了传统教育中教学内容、教学目标和师生互评的份额，体现了教学改革的以学生为主体，基于结果的教育理念。这与工科高等教育改革的以目标为导向，以学生为中心的理念比较契合[5]。教学改革较为成功。同时对同行评价以及教学过程和辅助所占的权重较大，也对教师自身的教学能力和科研能力提出了更高的要求。

2.二级指标的选取

对二级指标的选取，依照前人经验，每个一级指标选择了若干二级指标，由每个二级指标被选择的频率来决定最终选取的二级指标，将选中率超过50%的指标保留作为最终二级指标。对二级指标的权重采用模糊化处理的形式，最终得到二级指标如下表5：

三、实例的应用

西南某理工科高校正在实施教学改革，笔者在得到高校允许后，对正在进行教改的十个班共400人进行了基于本评价模型的问卷调查，获得有效问卷386份，有效率96.5%。其中男生200人，女生186人，大三183人，大二203人。使用spss22.0进行数据统计与分析。使用此课程评价模型对近三年的课程质量进行评价。具体结果如下表6：

将各年数据分别带入综合评价模型，进行比较，可以得知三年的教学质量：Y（2016）=0.21*X1+0.31*X2+0.05*X3+0.04*X4-0.02*X5+0.21*X6-0.32*X7-0.27*X8=1.8893。

Y（2015）= 0.21*X1+0.31*X2+0.05*X3+0.04*X4-0.02*X5+0.21*X6-0.32*X7-0.27*X8=1.7247。

Y（2014）= 0.21*X1+0.31*X2+0.05*X3+0.04*X4-0.02*X5+0.21*X6-0.32*X7-0.27*X8=1.5239。

从上表数据可以发现学校课堂教學质量稳步提升，这表明教学改革成效明显，改革的方向和方法基本上上对的。具体来看，同行评价和师生互评得分进步较为明显，教学辅助和教学过程变化趋势不大，传统的教学内容和教学目标得分在逐步降低。比较符合当下的评价趋势和教学改革目标，也与学校督导结果相一致[19]。

对学校部分专业的调查分析证明了新的课程评价模型是有较高效度的，且二级指标不冗长，使用较为方便，有推广使用的价值。

四、结语

本文在前人研究的基础上结合最新的OBE理念与建构主义思想，创造了加入了学生评价和师生满意度的一级指标的评价体系，并通过时下较为先进的主成分分析法确定了一级指标的科学性一级以及得到了综合评价指标。再通过频数筛选的方法确定二级指标。得到的模型通过在西南科技大学近三年的教学质量数据得到了验证，具有较高的效度。对课程教学质量评价系统具有一定推广价值。未来研究方向可以参考个案访谈进行定量研究与定性研究相结合；另外工科与文科的评价模型差异也有待将来相关研究。

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作者简介：

杨兴鑫（1994.2～），男，汉族，四川南充人，在读研究生，研究方向：心理健康教育

通讯作者：

张克非（1968～），男，四川绵阳人，副教授，主要研究方向为模式识别，计算机网络等。endprint