基于可拓层次分析法的课程教学质量评价模型构建与应用

金 莉，刘 粉，马 龙，张 斌

(1.蚌埠学院 计算机与信息工程学院，安徽 蚌埠 233000；2.蚌埠学院 食品与生物工程学院，安徽 蚌埠 233000)

教学工作是学校的中心工作，是培养人才、实现教育目的的基本途径，教师课程教学质量评价是实现这一途径的重要措施和保证，是检验教育教学质量的重要手段。课程教学质量在本科人才培养质量体系中具有基础性和关键性作用，是高等学校最主要、最基本的工作，是树立良好教风、学风，培养合格人才的重要环节。课程评价是实现课程目标的关键环节，是教育质量管理体系的重要组成部分，在课程实施过程中发挥着教育导向和质量监控的作用。通过评价可以了解目标的制定是否合理、内容是否符合需要、形式是否切合实际等。因此，建立科学合理的课程评价机制在教学过程中尤为重要[1-2]。

层次分析方法属运筹学理论范畴，指将一个复杂的多目标决策问题作为一个系统，将总目标分解为多个目标或准则，进而分解为多指标的若干层次，通过定性指标模糊量化方法算出层次单排序和总排序[3]。这与研究所要解决的问题相符，因此，采用层次分析法建立课程教学质量评价模型。但层次分析法在构造判断矩阵时，对两两比较的重要性进行赋值，只给出一个确定的值作为判断结果，忽略了人主观判断的模糊性[4-5]，即忽略了两者之间重要性的比较结果可能是介于某个范围内。为了解决这个问题，将可拓学应用于层次分析方法中。

可拓学是我国学者蔡文于1983年创立的一门新学科，研究事物拓展的可能性和开拓创新的规律与方法，并用以解决矛盾问题。可拓学的理论支柱是物元理论和可拓集合理论，能根据事物相关特征的量值来判断事物属于某集合的程度，即评价事物的好坏、方案的优劣等，使评价精细化、定量化[6-7]。层次分析法与可拓学相结合[8-9]，可以实现课程教学质量评价模型的定性定量分析。

本文在长期讲授“计算机组成原理”课程的基础上，结合校内外专家对该课程评价的意见和建议，构建较为科学系统的计算机组成原理评价指标体系，并运用可拓AHP方法对课程教学效果评价指标进行定量定性分析，确定各指标的权重，既能克服专家主观因素的影响，又能得到满意的结果，为科学评价课堂教学效果提供依据。

1 基于可拓层次分析法的课堂教学质量评价模型设计

为了科学、有效地构建课程教学评价模型，建立一个客观公正、科学合理的课程评价体系，本文按照蚌埠学院课堂教学质量标准，从教学理念、教学内容、教学方法与手段、课堂效果四个方面构建了课堂教学质量评价指标，具体考核评价体系如表1。

表1 课堂教学质量评价体系

考核评价体系中的每一个指标在课堂教学质量考核过程中起到不同的影响和作用，而影响和作用的大小体现在它们在整个体系中的权重上。采用可拓层次分析法为课堂教学质量评价体系建立一个准确、客观的评价权重集[10-12]。

2 可拓层次分析法建模

2.1 可拓判断矩阵的建立

由本科教育行业T位专家根据表1，采用1～9标度法，对课堂教学质量评价体系第k层中的nk个评价指标相对第k-1层次的第h个评价指标的重要性进行两两比较，其相对重要程度用区间数表示。

2.2 可拓权重向量及一致性检验

对上述第k层的综合可拓判断矩阵A，分别求出其左右判断矩阵A-，A+的最大特征值λ-，λ+及其对应的归一化特征向量x-，x+，并根据公式1计算出权重系数k和m。

(1)

2.3 层次排序

(2)

分别求出第k层次上各个评价指标对第k-1层次上各个评价指标的单排序权重向量后，可以得到nk*nk-1阶矩阵Pk。

(3)

3 课堂教学质量评价

3.1 课堂教学质量准则层可拓区间数判断矩阵

邀请本科教育专家及同教研室教师共5人，按照表1，采用可拓层次分析法，对课堂教学质量进行评价，首先建立准则层相对于目标层的重要性判断可拓区间数，结果如表2。

表2 准则层对目标层的重要性判断

依此建立准则层可拓区间数判断矩阵A。

分别求出准则层可拓区间数判断矩阵A的左右矩阵A-和A+的最大特征值λ-，λ+及其对应的归一化特征向量x-，x+，并根据公式1计算出权重系数k和m，结果如下：

λ-=2.9404，λ+=6.2223

x-=(0.14860.26250.47090.1180)

x+=(0.11520.26890.50990.1061)

k=0.8041，m=1.1709

Sk=(s1，s2，s3，s4)=〈kx-，mx+〉

=(<0.1195，0.1349><0.2111，0.3138>

<0.3786，0.5970><0.0949，0.1242>)

3.2 课堂教学质量指标层可拓区间数判断矩阵

依照上述方式对指标层分别建立可拓区间数判断矩阵，其中立德树人(B11)、学生中心(B12)和终身学习(B13)对教学理念(B1)的可拓区间数判断矩阵C1，内容准备(B21)、内容表达(B22)和内容内涵(B23)对教学内容(B2)可拓区间数判断矩阵C2，多样性(B31)、丰富性(B32)和规范性(B33)对教学方法与手段(B3)可拓区间数判断矩阵C3，课堂质疑(B41)和课堂氛围(B42)对课堂效果(B4)可拓区间数判断矩阵C4，具体结果如下：

分别计算出其相关参数，结果如表3。

表3 指标层对准则层可拓区间数判断矩阵相关参数

四个指标层对准则层的可拓区间数判断矩阵均满足0≤k≤1≤m，分别计算C1、C2、C3和C4的可拓区间数权重向量及指标层单层排序权重，结果如表4。

表4 权重向量和单层排序权重

3.3 课堂教学质量评价模型的综合权重

将准则层和指标层的单层排序结果带入公式(3)得到课堂教学质量评价模型的综合权重Z。

Z=(0.0938 0.0593 0.0229 0.0394 0.1143 0.1721

0.1613 0.1904 0.0479 0.0741 0.0244)

经过上述步骤，建立了课堂教学质量评价体系中准则层对目标层、指标层对准则层单层排序权重以及评价体系中各评价因素对目标层的综合权重，具体结果见表5。

表5 课堂教学质量评价体系各层次权重值

3.4 课堂教学质量评价

邀请5位“计算机组成原理”课程组成员及5位计算机相关专业课教师，对2020级计算机科学专业“计算机组成原理”课程的教学质量效果进行评价。根据教师和学生的课堂表现，对每一个指标层中的每一个评价指标按照优良中差四个等级进行评判，得到模糊评价矩阵P并计算该门课程的评价结果F=Z*P。由向量F根据最大隶属度原则判断，该门课程的课堂教学质量评价结果为优[13]。

F=(0.4558 0.4014 0.1232 0.1815)

根据G′中教学方法和手段得分为0.5240分，表明该教师在教学过程中能灵活运用多种教学手段，结合课程因材施教，善于把握课堂节奏，张弛有度，调动学生学习的热情。学生对各种互动活动参与度高，能积极主动地回答老师提出的问题，并在此基础上发现问题，因此，课堂教学效果得分较高为0.7000分，教学方法和手段及其课堂教学效果两个方面相辅相成。但是，该教师在教学理念方面得分较低，为0.3428分，表明该老师要加强“以学生为中心”的教学理念，发挥教师的主导作用，课程中应根据教学内容适当加入课程思政内容，真正做到教书育人，引导培养学生的终身学习能力和习惯。

4 结语

(1)课堂教学质量评价是在人才培养质量体系中具有关键性和基础性作用的重要环节，从教学理念、教学内容、教学方法和手段以及课堂效果四个方面建立了课程教学质量的考核评价体系。

(2)课堂教学质量考核评价体系中每一个指标的权重体现其在课堂教学质量考核过程中起到不同的影响和作用，为了克服在评价过程中人的偏好和主观认知的不同，采用可拓层次分析法来确定每一个考核评价指标的权重。

(3)通过对“计算机组成原理”课程的教学质量考核，表明根据可拓层次分析法建立的课堂教学质量考核评价体系适用性强，兼顾了定性和定量分析两个方面，减少了传统评价法的主观性。