“新三中心”教学模式层次分析法决策研究

杨玉建 贾致荣

［摘 要］ 以“学生发展、学生学习和学习效果”为中心的“新三中心”教学模式是一复杂的体系。从这一复杂体系中甄选典型的9个内容因素，基于开源的“R”语言，运用AHP决策分析法将定性的“新三中心”内容要素通过定量的方式由具体的数字准确地表达出来。AHP决策结果表明：学习效果评判体系（占比45.4%）和学习效果测定体系（占比15.2%）兩因素是“新三中心”教学模式的关键因素。因此，无论是教师的“教”、学生的“学”还是教育管理层面的“管”等都应重视学习效果评判体系和学习效果测定体系，提高教学质量。同时结合工程教育专业成果导向教育理念，持续改进，促进“新三中心”教学模式在教学过程中顺利执行。

［关键词］ 学生发展；学生学习；学习效果；AHP；R语言

［基金项目］ 2021年度山东理工大学“以学生为中心的教学模式研究”（4041/421024）

［作者简介］ 杨玉建（1974—），男，山东菏泽人，博士，山东理工大学建筑工程与空间信息学院副教授，主要从事测绘地理信息技术研究；贾致荣（1968—），男，山东滨州人，博士，山东理工大学建筑工程与空间信息学院教授（通信作者），主要从事建筑工程研究。

［中图分类号］ G40-032 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2023）20-0139-04［收稿日期］ 2022-05-19

引言

“以教师为中心，以教材为中心，以教室为中心”教学模式是以经验主义哲学为基础的，简称为“老三中心”，而“以学生发展为中心，以学生学习为中心，以学习效果为中心”，简称为“新三中心”，有别于“老三中心”。“新三中心”反映了第二次世界大战后心理学和教育学领域的科学研究成果，尤其是格式塔心理学、建构主义认识论和学习论［1］。而“老三中心”是在现代工业化进程中逐步形成的，旨在满足工业化进程对大规模教育的迫切需要，其所依据的认识论假设是不科学的，甚至是错误的。倡导“新三中心”不仅因为它是科学的，代表着优良传统与现代科学的新结合，而且因为它是道德的。目前，“新三中心”已在基础教育领域中广泛应用，取得了令人鼓舞的成果，虽然在高等教育领域中相对落后，但“新三中心”代表着大学教学的新未来［2］。

成果导向教育（Outcome-based Education，简称OBE）理念是落实工程教育专业认证工作、持续改进的指导性理念，该理念强调让学生取得的学习成果是什么、为什么要让学生取得这样的学习成果、如何有效地帮助学生取得这些学习成果、如何知道学生已经取得了这些学习成果等方面的问题［3］。无疑，“新三中心”与工程教育专业认证的OBE理念在内涵上是一致的，也可理解为对专业认证理念的落实。为了更好地推进“新三中心”的贯彻执行，除了应对该教学模式应具有坚定的信心、持续的努力、辛苦的劳动外，高校也有必要开展“新三中心”这一复杂体系的科学研究，剖析“新三中心”的内涵要素，更有效地在教学和教育过程中有效地开展工作，提高教学质量。基于此，本研究将定性的“新三中心”的内容要素通过定量的方式由具体的数字准确地表达出来，力促这一科学模式执行在教学过程和教育实践中。

一、“新三中心”教学AHP决策分析

（一）方法

运用AHP决策分析方法进行科学决策，一般需要明确决策的问题、建立层次结构模型、构造判断矩阵、层次单排序、一致性检验、层次总排序和一致性检验等方面［4-6］。

R语言是目前开源数据科学工具之一，提供了各种各样的数据分析技术和算法，是一个可进行交互式数据分析和探索的强大平台，易于扩展，为快速编程实现新方法提供了一套十分自然的语言［7-8］。“新三中心”教学模式是一复杂的体系，由于教师对于“新三中心”的认知程度不同，用一般的方式难以定量评价该模式，本研究基于开源的R语言，把“新三中心”教学模式作为目标，围绕学生发展、学生学习和学习效果三个因素的准则层和9个典型因素组成的方案层进行AHP编程决策分析，将定性的问题通过定量的方式由具体的数字准确地表达出来，有利于在现实教学实践中把握“新三中心”的内涵，付诸于教学实施。

（二）“新三中心”教学AHP决策分析

“新三中心”教学模式与工程教育认证倡导的“以学生为中心，持续改进，不断深化教学改革”理念在本质上是一致的，“新三中心”教学模式的AHP定量评价有利于揭示其内涵，也有利于把工程认证的工作推向深入。

1.“新三中心”层次结构模型。AHP决策分析方法思路简单明了，它将决策者的思维过程条理化、数量化。这样便于计算，容易被人们所接受，所需的定量化数据也较少，却对问题的本质、问题所涉及的因素及其内在关系分析得比较透彻、清楚。我们首先明确了“新三中心”教学模式是本次AHP实证决策的目标，准则层根据目标层进行设计，方案层依据准则层进行遴选，最终形成了目标层（A）—准则层（B）—方案层（C）的层次结构模型。其中目标层A指代“新三中心”教学模式的评价目标；准则层B包括学生发展（B1）、学生学习（B2）和学习效果（B3）；方案层C共包括九个因素（C1～C9），具体如下：学生发展（B1）对应学生当前状态（C1）、青春期特定发展（C2）、学生全面发展（C3）三个因素；学生学习（B2）对应学习是教育的中心（C4）、学习是学生校内生活的中心（C5）、学习是学生校外生活的中心（C6）三个因素；学习效果（B3）对应学习效果反馈体系（C7）、学习效果测定体系（C8）、学习效果评判体系（C9）三个因素。

2.构建判断矩阵、层次排序和一致性检验。构建各层次指标要素之间的判断矩阵是一项基础而重要的工作，判断矩阵表示矩阵中各因素对上一层某个要素而言，评定该层中因素相对重要性的情况，一般采用九级标度法［5］。在本次研究中，针对“新三中心”教学模式的决策评价，我们按照九级标度法要求两两比较构造判断矩阵，采用方根法计算各层判断矩阵的最大特征根以及对应的特征向量。运用一致性指标CI（Consistency Index）检验判断矩阵的一致性，基于CR（Consistency Ratio）判定判断矩阵的满意性，适当地对判断矩阵进行调整以达到满意性［9］。根据层次结构的特点，运用R语言AHP决策计算过程如下：计算B1、B2、B3的相对权重，表示对A的重要程度；计算C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9对准则层B1、B2、B3的相对权重，并用准则层B1、B2、B3的权重对A的相应权重加权后相加，计算各因素的组合权重。

“新三中心”教学模式AHP决策层次结构模型判断矩阵的方根法和一致性检验指标CR计算结果如下：准则层B对目标层A的层次单排序结果（λ=3.085 77，CI=0.042 9，RI=0.58，CR=0.073 9＜0.1），相对于总目标A、B层的指标学生发展、学生学习和学生学习效果的权重分别为：0.100 7、0.225 5、0.673 8。对于准则层学生发展（B1）而言，层次单排序一致性检验结果（相应参数λ=3.018 3，CI=0.009 1，RI=0.58，CR=0.015 77＜0.1）满足要求，相对于准则B1，学生当前状态（C1）、青春期特定发展（C2）、学生全面发展（C3）的权重分别为：0.625 0、0.136 5、0.238 5。对于准则层学生学习（B2）而言，层次单排序一致性检验结果（相应参数λ=3.094，CI=0.047 0，RI=0.58，CR=0.081 04＜0.1）。学习是教育的中心（C4）、学习是学生校内生活的中心C5）、学习是学生校外生活的中心（C6）的权重分别为：0.098 9、0.536 8、0.364 3。对于准则层学习效果（B3）而言，层次单排序一致性检验结果（相应参数λ=3.085 8，CI=0.042 88，RI=0.58，CR=0.073 9＜0.1）满足AHP建模要求，学习效果反馈体系（C7）、学习效果测定体系（C8）、学习效果评判体系（C9）的权重分别为：0.100 7、0.225 5、0.673 8。利用同一层次中所有单排序结果，计算相对上一层次的本层次所有因素的重要性权重值。通过对同层次所有因素排序，找出重点影响因素。“新三中心”教学模式总目标下层次总排序（CR=0.069 69）通过了一致性检验，层次排序结果如下：C9学习效果评判体系（权重为0.454）＞C8学习效果测定体系（权重为0.152）＞C5学习是学生校内生活中心（权重为0.121）＞C6学习是学生校外生活中心（权重为0.082）＞C7学习效果反馈体系（权重为0.067 8）＞C1学生当前状态（权重为0.063）＞C3学生全面发展（权重为0.024）＞C4学习作为教育的中心（权重为0.022）＞C2青春期特定发展（权重为0.014）。

（三）结果分析

从上述“新三中心”教学模式AHP综合决策中可知，所占权重最大的因素是C9学习效果评判体系，所占比重是45.4%；其次是学习效果测定体系C8，所占比重为15.2%；接着为学习是学生校内生活的中心C5和学生校外生活的中心C6（统称为学习是学生生活的中心），所占比重分别为12.1%和8.2%，学生的发展内容要素涵盖的三项指标学生当前状态C1、青春期特定发展C2和发掘学生潜力促进学生的全面发展C3所占比重很小，说明在“新三中心”教学模式中重要性低于学习效果和学生学习。依据AHP评价结果，我们在教育过程中构建有效的、良性的学习效果评判和学习效果测定体系是我们教育工作者首先重视的方面，在推广“新三中心”教学模式的过程中，应抓住学生学习效果的评判和测定体系方面这个主要矛盾。进行系统的学习效果评判体系和测定体系构建工作是评判学生的学习效果、对学生的学习效果进行有效测定的关键。

二、对策与措施

结合AHP定量评价结果，笔者认为从教师高效的教、学生高质的学和教育管理部门灵活的管三个方面构建科学的学生学习效果评判和测定体系是非常必要的。围绕“新三中心”教学模式，注重学生学习效果评判体系和测定体系，提高教学质量。

1.教师的“教”要高效。这要求教师不仅要注重语言、教态、板书等基本技能，还要提高教学研究与探索能力、教学设计技能、教学创新能力，围绕学生的学习效果制定评判体系，进行科学的教学设计，不断地开展教学研究和创新，以学生为中心、持续改进。着重提高教师编制教案的技能，这是因为教案讲究多层面的教学策略和方法手段，根据教学内容或根据学生情况选择教学方法，根据学科特點或教师情况选择教学手段。在教学实施过程中，为了让学生学习更有效果，突出教学重点和难点，构建合理的学生学习效果评判和测定体系，实现“以学生发展为中心，以学生学习为中心，以学习效果为中心”的“新三中心”的教学目的。

2.学生的“学”要高质。从“新三中心”教学模式的AHP决策结果来看，学习效果评判和测定是最重要的，学习仍然是学生生活的中心，学生不注重学习效果，再优秀的老师、再好的评判体系和测定体系也难以奏效。另外，学习效果，学生学习和学生发展是相辅相成的，不是割裂的。但学生的学习效果是最重要的，学生高质量的学习效果不仅依靠持续改进的评判和测定体系来规范，而且要求教师从课程目标、了解学生、教学设计、学习效果检测、教师教学评价与教学改进等方面全方位注重学生的学。

3.教育管理部门多举措灵活管理。教育管理部门对于学生学习效果运用经济的、行政的措施和手段激励、约束学生的“学”和教师的“教”，不断加强学生学习过程管理，有效激发学生学习兴趣和潜能，完善协同育人和实践教学机制，细化学生学习效果评判体系和测定体系的具体内容，创新管理模式。

总之，教师不仅要善于装满学生学习知识和技能的“口袋”，而且要开启学生的心智，点亮学生的“心灵之灯”，帮助学生塑造人格，针对AHP评价结果，根据学习效果评判体系和测定体系，提高学生的学习效果。

参考文献

［1］赵炬明，高筱卉.赋能教师：大学教学学术与教师发展：美国以学生为中心本科教学改革研究之七［J］.高等工程教育研究，2020（3）：17-36+42.

［2］赵炬明.关注学习效果：美国大学课程教学评价方法述评：美国“以学生为中心”的本科教学改革研究之六［J］.高等工程教育研究，2019（6）：9-23.

［3］贾致荣，王春光.山东省一流本科专业建设点工作报告［R］.山东理工大学，2021.11.

［4］Saaty T L. The Analytic Hierarchy Process［M］. New York： McGraw Hill， Lnc.1980：1-287.

［5］许树柏.层次分析法原理实用决策方法［M］.天津：天津大学出版社，1988：1-125.

［6］李焱斌，朱泓，黄玮，等.基于AHP的本科专业动态调整预警评价模型［J］，高等工程教育研究，2019（1）：109-113.

［7］尚塔尔D拉罗斯，丹尼尔T拉罗斯.数据科学实战入门 使用Python和R［M］.王海涛，宋丽华，邢长友，譯.北京：清华大学出版社，2020：50-152.

［8］卡巴科弗.R语言实战［M］.2版.王小宁，刘撷芯，黄俊文，等，译.北京：人民邮电出版社，2016：1-345.

［9］徐建华.现代地理学的数学方法［M］.3版.北京：高等教育出版社，2017：224-238.

附件：“新三中心”教学模式AHP决策R部分代码

A=c（1，1/3，1/5，3，1，1/4，5，4，1）;

A=matrix（A，ncol=3，byrow = T）；

EV=eigen（A）；

Lamda=ev$values［1］；

CI1=（Lamda-3）/2；

CR1=CI1/0.58；

w1=EV$vectors［，1］/sum（EV$vectors［，1］）；

C1=c（1，4，3，1/4，1，1/2，1/3，2，1）；

C1=matrix（C1，ncol=3，byrow = T）；

EV=eigen（C1）；Lamda=EV$values［1］；

CI21=（Lamda-3）/2；

CI21；

CR21=CI21/0.58；

w21=EV$vectors［，1］/sum（EV$vectors［，1］）

AHP Decision-making of “New Three Centers” Teaching Model

YANG Yu-jian， JIA Zhi-rong

（School of Civil Engineering and Geomatics， Shandong University of Technology， Zibo，

Shandong 255000， China）

Abstract： The “new three centers” model of teaching focused on “student development， student learning and learning effects” is a complex system. 9 typical factors from this complex system were carefully chosen in the case study. Based on the open-source “R” language， the paper uses AHP （Analytical Hierarchy Process） decision analysis method to accurately express the qualitative content elements of the new three centers by specific numbers in a quantitative way. The results of AHP decision-making showed that the two factors of learning effect evaluation system （accounts for 45.4 %） and learning effect measurement system （accounts for 15.2 %） were the key factors of the “new three center” teaching model. Therefore， the “teaching” of teachers， the “learning” of students or the “management” of education management sections all should pay attention to the learning effect evaluation system and the learning effect measurement system to improve the teaching quality. At the same time， combined with outcome based education （OBE） of the engineering，  the new three center teaching model should be continually improved and smoothly implemented during the teaching process.

Key words： student-centered development; student-centered learning; learning effects; AHP; R language