何杰明

（廈門理工學(xué)院公共體育教學(xué)部，福建廈門 361005）

模糊物元聚類法在體育教學(xué)評價中的應(yīng)用

何杰明

（廈門理工學(xué)院公共體育教學(xué)部，福建廈門 361005）

體育教師課堂教學(xué)能力是實現(xiàn)體育教育教學(xué)質(zhì)量核心環(huán)節(jié)。文章利用模糊物元理論，以體育教師個體為研究對象，以體育課堂教學(xué)能力評價指標為特征、考核成績平均值為模糊量值，建立體育教師課堂教學(xué)能力4維復(fù)合待評模糊物元矩陣，通過模糊物元關(guān)聯(lián)函數(shù)變換，求得待評物元距離，實現(xiàn)聚類，從而達到評價的目的。為有效實現(xiàn)體育教師課堂教學(xué)能力評價，促進體育教學(xué)質(zhì)量提高，提供一種簡單易行的操作方法。

模糊物元;聚類分析;體育教學(xué);教學(xué)能力;評價

體育教師的課堂教學(xué)能力是體育教育工作中的核心能力，因為體育教師的課堂教學(xué)綜合能力決定著學(xué)生學(xué)習(xí)效果，從而決定整個體育教學(xué)核心質(zhì)量問題，這也是體育教學(xué)根本任務(wù)和主要目標。體育教學(xué)能力評價，能夠促進體育教師改進教學(xué)方式、提高教學(xué)質(zhì)量，也是考核體育教師績效的重要依據(jù)，但是從目前對體育教師教學(xué)能力評價實現(xiàn)情況看，各個教育單位往往忽視體育教師教學(xué)能力的評價;從研究的結(jié)果看，學(xué)者們有關(guān)體育教學(xué)能力的評價大都局限于理論的概述，沒有形成評價的具體操作模型。體育教師教學(xué)能力評價屬于模糊理論的不確定性內(nèi)容的研究范疇，只有通過模糊性進行判斷，體育教師教學(xué)能力屬于設(shè)定等級的某一區(qū)域。基于此，筆者利用模糊物元分析法，將體育教師教學(xué)能力作為物元，轉(zhuǎn)化為事物、特征、量值要素進行量化，再通過聚類分析，評判體育教師教學(xué)能力所屬等級類別，從而達到評價目的。

1 模糊物元聚類分析模型構(gòu)建

物元分析是我國學(xué)者蔡文教授在1983年首創(chuàng)的—門介于數(shù)學(xué)和實驗之間的學(xué)科。其把事物用“事物、特征、量值”三個要素來描述。把這些要素組成有序三元組的基本元，就稱為物元。它可以解決現(xiàn)實世界中不相容問題。如果物元中的量值帶有模糊性，便構(gòu)成了模糊不相容問題，諸如本研究中體育教師教學(xué)能力評價問題。因此，模糊物元分析法是通過模糊數(shù)學(xué)與物元分析共同解決模糊不相容事物的方法。分析過程包括：

1.1 建立待評物元與評價標準物元矩陣

1.2 建立模糊物元關(guān)聯(lián)函數(shù)

該式中，Ki（xj）為各評價因子關(guān)于評價級別的關(guān)聯(lián)度。ρ（χj，Xij）為點 χj到有限區(qū)間 Xij的距離，同樣有，ρ（χj，Xpj）是點 χj到有限區(qū)間，Xpj的距離。這里 χj為評價指標的實際數(shù)值。

1.3 求兩模糊物元間的海明距離

1.4 建立評價物元模型及等級聚類

聚類就是根據(jù)研究對象間的“距離”或“相似性”的程度來自動地進行分類。所以判定等級要依據(jù)“距離”最小越貼近標準原則做出判別的依據(jù)。

2 體育教師課堂教學(xué)能力的模糊物元聚類分析及評價

2.1 體育教師課堂教學(xué)能力指標構(gòu)建

建立一個合理，可行的分析評價模型，必須首先建立一個有效的評價指標體系。基于評價指標在評價中的重要性，構(gòu)建體育教師課堂教學(xué)能力的評價合理性、科學(xué)性是完成本次研究工作的前提。

2.1.1 體育課堂指標的設(shè)計與篩選

根據(jù)本研究研究重點，針對體育課堂教學(xué)中體現(xiàn)教師教學(xué)能力的指標，筆者初選了課堂常規(guī)教學(xué)情況、課堂組織教學(xué)能力、教學(xué)方法手段創(chuàng)新、體育教師語言表達能力、講解示范水平、運動負荷設(shè)計、動作示范能力等評價指標。經(jīng)過兩輪特爾非法，最終確定動作示范能力、課堂組織能力、體育教學(xué)方法手段的創(chuàng)新能力、體育教師語言表達能力作為評價指標。

2.1.2 體育課堂教學(xué)能力指標權(quán)重

某一指標的權(quán)重是指該指標在整體評價中的相對重要程度。本研究中4個評價指標權(quán)重，由于專家數(shù)量≤22人，所以筆者采用了加權(quán)統(tǒng)計法進行計算，對回收的權(quán)重調(diào)查分析表，用SPSS16.0進行了統(tǒng)計實驗處理。按照公式：ak=Wiχi計算，（χi代表權(quán)數(shù)值，Wi代表頻率，S代表序號數(shù)）得到權(quán)重：A={0.225 ，0.300 ，0.225 ，0.250}

2.2 建立體育教師教學(xué)能力評價指標模糊多維物元

根據(jù)體育教學(xué)的特點，體育教師教學(xué)能力評價指標應(yīng)該是多維的，所以本研究所建立的模糊物元是多維物元。現(xiàn)以某地方本科高校為例，筆者對15名體育教師進行教學(xué)能力考核，考核指標分別為：體育教師的動作示范能力、課堂組織能力、體育教學(xué)方法手段的創(chuàng)新能力、體育教師語言表達能力?？己顺煽?nèi)÷犝n小組5人的平均值，作為隸屬度值，建立該15名體育教師教學(xué)能力評價待評模糊4維復(fù)合物元，即：

根據(jù)評價等級標準，設(shè)M01=優(yōu)秀、M02=良好、M03=中等、M04=及格，建立一個考核等級為四類的4維標準復(fù)合模糊物元，即：

2.3 指標權(quán)重轉(zhuǎn)換

2.4 體育教師教學(xué)能力模糊物元廣義加權(quán)海明距離

把上述中建立的體育教師教學(xué)能力待評復(fù)合模糊物元與標準復(fù)合模糊物元，分別求其簡單差，通過關(guān)聯(lián)變換，可以把這些物元中的簡單差轉(zhuǎn)換成關(guān)聯(lián)系數(shù)的簡單差，結(jié)果就變成了關(guān)聯(lián)復(fù)合模糊物元（限于篇幅，在此不再累述），然后采用廣義海明距離計算方法，分別計算15名體育教師的關(guān)聯(lián)4維復(fù)合模糊物元到第P（P=1，2，3，4）類標準的關(guān)聯(lián)4維復(fù)合模糊物元的距離，即 d=（Rj，Rop）（j=1，2，3……15，p=1，2，3，4），于是有：d（R1，R01）=0.9 × （－ 10）+1.2×（－15）+0.9×（－20）+1×（－30）= －75，這是第一位體育教師與第一類評價等級的距離，是兩關(guān)聯(lián)物元（R1，R01）簡單差與權(quán)重值乘積之和。同理求得第一位教師與其他評價等級標準的距離分別為：d（R1，R02）= －35，d（R1，R0，3）=5，d（R1，R0，4）=45，其他體育教師與標準等級評價物元距離方法以此類推。

2.5 體育教師教學(xué)能力模糊物元聚類評價解析

由于本研究中，待評價的物元量為15，評價等級為4，即特征量=4，根據(jù)上述廣義海明距離計算方法求得距離為特征值，可以重新構(gòu)建關(guān)聯(lián)的4維復(fù)合模糊物元評價矩陣如下：

從關(guān)聯(lián)的4維復(fù)合評價模糊物元可以看出：d（R1，R01）= －75，d（R1，R02）= － 35，d（R1，R0，3）=5，d（R1，R0，4）=45，從這些距離可見：d（R1，R0，3）的絕對值最小，故R1體育教學(xué)能力屬于第三類考核等級，即體育課堂教學(xué)能力為“中等水平”。同樣由d（R2，R01）=－9.5絕對值最小，故R2屬于第一類考核等級，即“優(yōu)秀”行列。以此方法由d（R3，R01）屬于“優(yōu)秀”，…… d（R15，R02）屬于“良好”。依據(jù)廣義海明距離絕對值最小原則，其確定15名體育教師課堂體育教學(xué)能力評價等級，每個等級體育教師按照距離絕對值由小到大排序，最終聚類見表1。

表1 體育教師教學(xué)能力等級模糊物元評價聚類表

從表1中可以清楚地看出：在所選的15名體育教師教學(xué)能力等級模糊物元評價中，由于教學(xué)能力的差異，經(jīng)過模糊物元聚類分析，他們隸屬于不同的等級區(qū)域，R14，R5，R2，R3，R11，R9教學(xué)能力為優(yōu)秀;R6，R10，R15三位教師體育教學(xué)能力為良好;R8，R1，R4，R13四位教師體育教學(xué)能力為中等;而R12，R7兩位體育教師教學(xué)能力等級處于及格區(qū)域。另外，通過對每個等級按照廣義海明距離絕對值從小到大的排序，也能夠判斷出這15名體育教師總體教學(xué)能力水平高低。即：R14＞R5＞R2＞R3＞R11＞R9＞R6＞R10＞R15＞R8＞R1＞R4＞R13＞R12＞R7，可見，在總體體育教學(xué)能力模糊物元評價中，R14教師體育教學(xué)能力最好，R7教師體育教學(xué)能力在群體中最差。

3 結(jié)論與 建議

3.1 結(jié)論

3.1.1 模糊聚類評價是體育教師教學(xué)能力評價最合適的方法

體育教師的教學(xué)能力評價，屬于社會科學(xué)的研究范疇，不像自然學(xué)科中衡量評價的標準都固定的數(shù)據(jù)支撐。而且體育課堂教學(xué)能力評價等級沒有明顯的界限，在平常的體育課堂評價中，大多都是以評價者對主體體育課堂教學(xué)總體感覺進行自我判斷，有時評判等級差距較大。模糊物元聚類法，通過對體育教師教學(xué)能力的定性與定量兩個維度很好地解決了評價中帶有主觀性的缺陷。因此用模糊數(shù)學(xué)的方法評判是可行的、評價結(jié)果更加合理。

3.1.2 評價模型操作簡單易行

在計算方法上借助兩關(guān)聯(lián)物元簡單差與權(quán)重積之和，作為待評物元與評價等級的距離，根據(jù)“最小距離”原則，判斷待評物元所屬等級并聚類，因此計算方法簡單，易于操作。同時，聚類排序是按照距離由小到大排列，很容易比較每個體育教師教學(xué)能力在整體中的位置以及所屬等級行列，為廣大體育教育教學(xué)工作者能力定位，為了更好地促進體育教學(xué)能力提升，提供一種很好的評判方法。

3.1.3 此模糊聚類評價模型能很好地判斷所有評價主體的位置

克服傳統(tǒng)主觀打分法缺陷，本模型客觀、公正地評價了15位大學(xué)體育教師的課堂教學(xué)能力，通過模型的等級聚類表可以看出R14教師體育教學(xué)能力最好，R5位居次席，R7在所有15位教師中處于末位，評價的結(jié)果能更好地促進體育教師的課堂教學(xué)能力的改進，為不斷的提高體育課堂的教學(xué)方法提供了強有力的動力。

3.2 模型改進建議

3.2.1 適當(dāng)增加體育教師課堂教學(xué)能力評價指標數(shù)量與等級

在本研究中，筆者只設(shè)計了一級維度的評價指標。但是在實際社會科學(xué)評價模型中，為了更能體現(xiàn)評價模型的科學(xué)性、真實性，可以設(shè)計多級評價指標，構(gòu)成相互聯(lián)系的評價指標體系，然后利用從低級向高級層層遞進的方法，進行計算。這樣的模糊評價模型，隨著指標細化，一方面更有利于評價者量化打分，另一方面，評價的結(jié)果會更加客觀。比如在動作示范能力的一級指標下，可以設(shè)定動作的準確性，動作實效性、動作經(jīng)濟性等二級指標。每一級的指標的權(quán)重獲取是關(guān)鍵的一步，指標權(quán)重的取得方法也可以按照本模型中專家加權(quán)統(tǒng)計法，或者層次分析法（AHP）。

3.2.2 盡量提高獲取指標權(quán)重的專家人數(shù)

模糊評價中指標權(quán)重是人為主觀打分而得的，帶有很強的個人主觀判斷，但是權(quán)重又是評價模型實施操作的關(guān)鍵性一環(huán)，是直接影響評價結(jié)果的數(shù)據(jù)化表現(xiàn)。在權(quán)重的獲得方法上，首先盡量選取知名的，學(xué)術(shù)造詣較深的專家，以獲得相對合理的權(quán)重值。其次在專家的數(shù)量選擇上最好多于30名，數(shù)量越多指標權(quán)重值越趨于合理。

［1］蔡文.物元模型及其應(yīng)用［M］.北京：科學(xué)技術(shù)文獻出版社，1994.

［2］張斌.模糊物元分析［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1997.

［3］李立峰，胡紅霞.大學(xué)體育教師教學(xué)能力的結(jié)構(gòu)證實性因子分析［J］.江西教育學(xué)院學(xué)報，2007，28（6）：77-79.

［4］陸玉林，高力翔.中學(xué)體育教師教學(xué)能力評估指標體系及權(quán)重分布研究（一）［J］.南京體育學(xué)院學(xué)報，2001，15（5）：12-13.

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［6］李芳.體育教師的教學(xué)能力研究［J］.西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報：社會科學(xué)版，2007，5（4）：189-191.

Application of Fuzzy Matter Element Clustering Method in Evaluation of Sports Classroom Teaching Ability

HE Jie-ming
（Physical Education Department，Xiamen University of Technology，F(xiàn)ujian Xiamen，361005）

P.E teachers＇teaching ability is the core link to realize physical education teaching quality.This paper uses the fuzzy matter－ element theory，in order to P.E teachers as the research object，the sports classroom teaching ability evaluation index for feature，examination results mean values for fuzzy value，establish of teaching ability in classroom 4 dimensional fuzzy matter element matrix composite to be evaluated，through the fuzzy matter element correlation function transform，achieve matter－element to be evaluated distance，clustering，so as to achieve the purpose of the evaluation.For the effective implementation of physical education teachers teaching ability evaluation，promoting sports to improve the quality of teaching，to provide a simple and easy operation method.

fuzzy matter element;cluster analysis;P.E teaching ability;teaching ability;evaluation

G 807.0 < class="emphasis_bold">文獻標識碼：A

A

1007－7413（2012）01－0072－04

2012－01－08

何杰明（1979—），男，廣東茂名人，講師，碩士。研究方向：體育教育訓(xùn)練學(xué)。

［責(zé)任編輯 江國平］