基于模糊物元的高校實驗教學質量綜合評價

李 焓

(成都理工大學 教務處，成都 610059)

基于模糊物元的高校實驗教學質量綜合評價

李 焓

(成都理工大學 教務處，成都 610059)

為了減少實驗教學質量綜合評價過程中主觀因素的影響，提高實驗教學質量綜合評價結果的可靠性，將物元分析理論引入到實驗教學質量綜合評價中，利用AHP層次分析法計算指標權重的方法，建立起模糊物元綜合評價模型。并運用該模型進行了實例分析，進一步證明了該方法的可行性和有效性，為高校實驗教學質量綜合評價提供了新的參考和方法。

模糊物元；實驗教學質量；AHP法；評價

實驗教學是高校教學活動的重要組成部分，是理論聯系實際的一個重要教學環節，在培養學生動手能力、分析和解決問題能力方面起著十分重要的作用[1-3]。隨著教學改革的深入與發展，對高校實驗教學質量的要求也越來越高，實驗教學質量直接關系和影響著教學的整體質量和效果[4]。因此，對高等學校實驗教學質量展開綜合評價就顯得十分重要。它是認識與分析實驗教學效率，監控實驗教學質量，推進實驗教學改革的必要方法和有效手段[5]。

近年來，我國相關學者[6-10]依據實驗教學的特點，通過找出與實驗教學工作關系緊密的核心要素等方法，對實驗教學質量評價體系的構建進行了有益的研究和探索，并構建了具有引導、調節、激勵功能的評價體系，在實驗教學質量評價中起到了關鍵性的作用。利用評價指標體系進行實驗教學質量評價時，因指標體系所涉因素較多，指標體系中各單項指標間往往存在不相容性。同時，因受主觀認識不確定性和模糊性的影響，指標權重的確定隨意性較大。因此，選取適當的評價方法，將直接關系和影響到評價的效果和結果的準確性。

物元分析理論主要研究事物的可拓性,具有解決矛盾，化矛盾問題為相容問題的特點[11]。本文通過利用AHP法確定指標權重系數與模糊物元相結合的方法,構建起了高校實驗教學質量模糊物元評價模型，并運用該模型進行了實例分析。此研究將為實驗教學質量綜合評價提供新的思路和方法。

1 物元熵權評價模型

1.1 物元及復合物元

物元分析法主要是用事物N、特征C和量值V，以有序三元組R=(N，C，V)作為描述事物的基本元，R簡稱物元[12]。如果事物N有n個特征C1,C2,…,Cn和對應的量值V1,V2,…,Vn，其物元矩陣表示為：

如果m個事物N1，N2，…，Nm，具有n個共同的特征C1，C2，…，Cn，事物Ni的特征Cj量值為νji，則復合物元矩陣記作：

1.2 關聯函數及關聯度計算

關聯函數表示物元的量值為實軸上一點時, 該點符合某一水平的程度。關聯函數的取值范圍為整個實數軸[13]。根據可拓集合理論和具體條件，建立如下關聯函數。

式中：Kj(χi)為各評價因子對應于所屬評價等級的關聯度；χi代表評價因子實際取得的量值；νji= 為經典域；νpi=為節域；ρ(χi,νji)代表點χi與有限區間νji的距離；ρ(χi,νpi)代表點χi與有限區間νpi的距離，其中：

νji=(bji-aji)

1.3AHP法確定指標權重

AHP法可根據問題的性質和要求，將研究對象分解為不同組成因素，通過建立遞階層次結構、構造兩兩判斷矩陣、層次單排序、層次總排序、一致性檢驗等步驟，得到評價指標的歸一化權重向量，ω=(ω1,ω2,…,ωn)[14]。

1.4 綜合關聯度向量及評價等級

復合模糊物元與權重向量的積向量為綜合關聯度向量，即：

K=ω·Rmn=(κ1，κ2，…，κn) (2)

關于評價等級結果分析，對于復合模糊物元中的特征事物的行向量或者綜合關聯度來說,它的等級即為行向量最大值所在列的等級。

2 實例分析

為了驗證模型在實驗教學質量綜合評價中應用的可行性和有效性，筆者選取了一門實驗課作為研究對象，同時參照相關參考文獻構建體系的方法[15-17]，構建起了本次評價的指標體系。該評價指標體系包含了：教學計劃、實驗過程、實驗效果3個準則層及14個評價指標項，每項指標都制定了詳細的評價標準和觀測值。經評價后各評價指標實際測評結果值見表1。

表1 實驗教學質量考核指標

利用所建模型對該門實驗課的實驗教學質量展開綜合評價分析。

2.1 模糊物元關聯分析

2.1.1 評價等級劃分

在評價之前，先將實驗教學質量評價等級劃分為Ⅰ～Ⅴ級五個評價等級，分別對應為“低”(Ⅰ級)、“較低”(Ⅱ級)、“中等” (Ⅲ級)、“較高”(Ⅳ級)、“高”(Ⅴ級)，五個等級的單因素評價標準臨界值分別為：(0～2)、 (2～4)、(4～6)、(6～8)、(8～10)。

2.1.2 構建復合模糊物元及關聯度計算

2.2 指標權重計算

2.2.1 計算指標權重

2.2.2 檢驗判斷矩陣的一致性

判斷矩陣A、B、C、D的一致性評估指標CI=(λmax-n)/(n-1)，隨機一致性比率CR=CI/RI，得到各判斷矩陣隨機一致性比率分別為：CR(A)=0.006；CR(B)=0.028；CR(C)=0.014；CR(D)=0.033；其CR值均小于0.1,故驗證了判斷矩陣具有滿意的一致性,表明其權數分配合理。

2.2.3 綜合權重

計算出二級指標相對總目標層的權重向量：

ω=(0.042，0.022，0.012，0.007，0.005， 0.102，0.040，0.044，0.023，0.021， 0.014，0.070，0.426，0.172)

ω即為實驗教學質量評價指標綜合權重向量。

2.3 評價結果

2.3.1 計算綜合關聯度

利用式(2)計算出各實驗室的綜合關聯度向量，結果見表2。

表2 綜合關聯度計算結果及所屬等級

2.3.2 評價結果分析

依據綜合關聯度最大值所對應的等級為其實驗教學質量評價結果所屬等級。根據表2中的綜合關聯度值，可知該實驗教學質量評價結果所對應的等級為：“良”。

3 結束語

基于可拓理論,運用AHP層次分析法確定指標權重的方法，建立起高校實驗教學質量綜合評價的模糊物元綜合評價模型，有效地減少評價過程中的主觀性，提高了實驗教學質量綜合評價的客觀性，從而為高校實驗教學質量綜合評價找到一種定量分析的新方法，為實驗教學質量綜合評價研究提供了新的參考。

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Comprehensive Evaluation of Experiment Teaching Quality in University Based on Fuzzy Matter-element

LI Han

(Office of Teaching Affairs, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China)

In order to reduce the subjective influence on the comprehensive evaluation of the quality of experimental teaching process, improve the reliability of the comprehensive evaluation of the results of the experiment teaching quality, this model of comprehensive evaluation of experiment teaching quality is established. By introducing matter element analysis theory and applying the AHP analysis method to calculate the weight of every index, the model is used to analyze an example, which further proves the feasibility and effectiveness of the method. This provides new reference methods for the research of comprehensive evaluation of experiment teaching quality in college.

fuzzy matter-element; experiment teaching quality; AHP method; evaluation

2014-07-07；修改日期: 2014-11-20

成都理工大學教學改革基金資助項目(13JG Y91)。

李 焓(1978—)，男，碩士，助理研究員，研究方向：教學與管理。

G642.423

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2015.03.039