楊欣毅 蔣科藝 沈偉 李本威 王永華

[摘 要]對課程教學(xué)改革效果的評價需要從考試成績、學(xué)員表現(xiàn)、作業(yè)及試驗等各個環(huán)節(jié)進(jìn)行統(tǒng)一的考量和評估。針對以往對教學(xué)改革效果評估方法權(quán)值難以確定、評價結(jié)果不夠準(zhǔn)確的問題，提出一種基于層次分析法的課程教改效果評價方法，以“工程熱力學(xué)”課程為對象，根據(jù)其特點和教改實施情況研究三級評價指標(biāo)體系，應(yīng)用層次分析法得到連續(xù)三年的教改效果評價結(jié)果。研究內(nèi)容為評估課程教改效果探索一種新模式，具有重要的推廣應(yīng)用價值。

[關(guān)鍵詞]專業(yè)課程 教學(xué)改革 評價 層次分析法

[中圖分類號] G423.07[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A[文章編號] 2095-3437（2015）12-0111-03

對課程教學(xué)改革效果的評價需要從考試成績、學(xué)員表現(xiàn)、作業(yè)及試驗等各個環(huán)節(jié)進(jìn)行統(tǒng)一的考量和評估。但是傳統(tǒng)的加權(quán)平均方法對各級指標(biāo)的權(quán)值難以準(zhǔn)確的、定量的給出，影響了教改效果評價的客觀性和準(zhǔn)確性。為了準(zhǔn)確地評價教學(xué)改革效果，本文以“工程熱力學(xué)”課程為對象，基于層次分析法進(jìn)行課程教學(xué)改革效果評價方法研究，為準(zhǔn)確合理地評價課程教學(xué)改革效果提供了一個可行的方法，具有很好的推廣和應(yīng)用價值。

一、層次分析法

（一）方法概述

層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）是被廣泛應(yīng)用于各種工程領(lǐng)域，用于大型設(shè)備等性能的定量評估分析。該方法是美國的數(shù)學(xué)家和運籌學(xué)家薩蒂教授在從事美國國防部的一項課題研究過程中所提出的一種基于層次權(quán)重的決策分析方法。這種方法的思想是利用多目標(biāo)綜合評價方法，將制定決策有關(guān)的各種元素分解成層次體系，在建立此層次體系的基礎(chǔ)之上，根據(jù)定量的加權(quán)計算進(jìn)行綜合的評估的決策方法。

具體來說，層次分析法首先將決策問題分解為各目標(biāo)、評價標(biāo)準(zhǔn)等層次結(jié)構(gòu)，然后通過判斷矩陣的特征向量來確定層次之間的優(yōu)先權(quán)值，最后通過加權(quán)以及遞進(jìn)的方法得出各個可行方案對總的目標(biāo)權(quán)值，選擇權(quán)值最大的方案作為最終的優(yōu)化結(jié)果。

（二）AHP分析步驟和計算流程

層次分析法首先需根據(jù)要解決的問題建立描述系統(tǒng)特征的層級結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的方法不同，該方法通過相互比較相同層級上的元素的方式來確定權(quán)重判斷矩陣，從而不需要人為地為每個元素預(yù)先設(shè)定權(quán)值，避免了人為設(shè)定權(quán)值不準(zhǔn)確對分析結(jié)果的影響。AHP建模主要包含以下步驟[2]：

圖1 ? AHP計算流程圖

1.建立AHP的遞階層次結(jié)構(gòu)

層次結(jié)構(gòu)最頂層的元素即要解決問題的目標(biāo)，因此把最頂層稱為目標(biāo)層。在目標(biāo)層以下的各個層次則包含要實現(xiàn)目標(biāo)所需要的各種中間環(huán)節(jié)，統(tǒng)稱為準(zhǔn)則層。在層次結(jié)構(gòu)的最低層則是為了達(dá)到目標(biāo)所能夠采取各種方法、方案或表示各準(zhǔn)則要素變化的指標(biāo)，因此可以稱為指標(biāo)層或措施方案層。

2.構(gòu)造判斷矩陣

一旦AHP的遞階層次結(jié)構(gòu)建立之后，我們就可以確定不同層次元素之間的隸屬關(guān)系。

在構(gòu)造兩兩比較矩陣時，需要針對上層的某個準(zhǔn)則，判斷其下層的兩個元素之間的重要程度。這種重要程度則可以利用表1中1-9的比例標(biāo)度來取值。表1給出了兩種元素在相互比較時的各種可能出現(xiàn)情況及其對應(yīng)的標(biāo)度。

表1 ? 比例標(biāo)度的含義

3.某準(zhǔn)則下元素相對排序權(quán)重計算

根據(jù)下層元素u1，u2，…，un對于上層的某個準(zhǔn)則C的判斷矩陣A求出它們對于準(zhǔn)則C的相對排序權(quán)重w1，w2，…，wn。其中相對排序權(quán)重wi可由如下公式計算：

式中的λmax為判斷矩陣的最大特征值，n為判斷矩陣的階數(shù)。然后根據(jù)表2查找相應(yīng)的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)IR。

表2 ? 樣本的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)IR

若RC<0.10時，我們可以認(rèn)為判斷矩陣的一致性是可以接受的，否則需要修正判斷矩陣以提高其一致性水平。

5.計算各層元素對目標(biāo)層的組合權(quán)重

假設(shè)第k-1層上有nk-1個元素，其相對于總目標(biāo)的排序權(quán)重為：

其中，T為評價總體性能值，Si為各二級指標(biāo)的計分值，Wi為各二級指標(biāo)i對總目標(biāo)層的組合權(quán)重值，n為所有參與評估的指標(biāo)個數(shù)。本文取各二級指標(biāo)計分值為5，即5分制。

二、工程熱力學(xué)課程教學(xué)改革

該課程在教學(xué)內(nèi)容、教材、教學(xué)方法和教學(xué)模式等方面近年來進(jìn)行了大量的建設(shè)和改革，主要體現(xiàn)在以下方面。

（一）教學(xué)內(nèi)容和教材改革

課程組近年來不斷建設(shè)以課程教材、多媒體資源、網(wǎng)絡(luò)課程平臺和教學(xué)輔導(dǎo)資料構(gòu)成的“工程熱力學(xué)”立體化教材體系。同時課題組緊跟熱工設(shè)備和信息化技術(shù)的發(fā)展，不斷認(rèn)真梳理、動態(tài)更新教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化課程體系，使教學(xué)內(nèi)容融基礎(chǔ)性、應(yīng)用性和前沿性于一體，始終保持課程教材和教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性。

（二）教學(xué)方法和教學(xué)模式改革

加強(qiáng)課程的實踐環(huán)節(jié)改革力度，對教學(xué)的重點和難點內(nèi)容如噴管流動、燃?xì)廨啓C(jī)熱力循環(huán)等部分與實踐密切相關(guān)的內(nèi)容，采用信息化技術(shù)手段進(jìn)行講授、實作，豐富和發(fā)展了課堂的教學(xué)形式。在教學(xué)方法改革上，認(rèn)真創(chuàng)新課程的教學(xué)模式，圍繞如何提高學(xué)員創(chuàng)新能力、實踐能力和分析解決問題能力，探索適應(yīng)本課程的教學(xué)方法。以“背景+理論+應(yīng)用”的知識模塊形式進(jìn)行教學(xué)。加強(qiáng)實驗設(shè)備的研制和開發(fā)，建設(shè)學(xué)員自主學(xué)習(xí)研究的實踐平臺，踐行自主式、研究式教學(xué)方法，提高學(xué)員的學(xué)習(xí)主動性與自主創(chuàng)新能力。

三、應(yīng)用AHP的課程教學(xué)改革效果評價

根據(jù)課程評價特點，結(jié)合層次分析法的計算過程進(jìn)行教學(xué)改革效果評價。其中，評價過程的關(guān)鍵部分如下：

（一）評價指標(biāo)體系設(shè)計

根據(jù)課程實施特點及建設(shè)的現(xiàn)狀，課程組設(shè)計課程教學(xué)改革效果的評價指標(biāo)體系為三級體系，各級指標(biāo)如下表所示：

表3 ? 教學(xué)改革效果評價指標(biāo)體系

（二）評價過程

根據(jù)前述步驟1-6進(jìn)行課程教改效果的評價，其中一級和二級指標(biāo)的判斷矩陣為

（三）評價結(jié)果

根據(jù)層次分析法的步驟對2012-2014年連續(xù)三年的教學(xué)改革效果進(jìn)行評價。評分標(biāo)準(zhǔn)為5分制，樣本為同一專業(yè)學(xué)員學(xué)習(xí)“工程熱力學(xué)”的課程表現(xiàn)，作業(yè)等情況（筆試為同一題庫抽題），其結(jié)果如表4所示，可見在連續(xù)實施教學(xué)改革之后，課程的教學(xué)效果有著穩(wěn)步的提升。

表4 ? 近三年教改效果評價結(jié)果

五、總結(jié)

本文結(jié)合“工程熱力學(xué)”課程教學(xué)改革的實施情況，為準(zhǔn)確客觀地評估幾年來課程教改的成效，引入層次分析法進(jìn)行教學(xué)改革效果的評估。通過實踐，發(fā)現(xiàn)層次分析方法比傳統(tǒng)的求平均值或者加權(quán)平均方法更為準(zhǔn)確、客觀，能夠反映出教學(xué)改革的實踐效果，為評估課程教改效果探索出一種新模式，實用性強(qiáng)，具有重要的推廣應(yīng)用價值。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 孫玉榮，彭金波.基于AHP的課程教學(xué)效果評價指標(biāo)體系研究[J].湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2010（9）：86-88.

[2] 張志強(qiáng)，徐斌，等.基于AHP評價方法的發(fā)動機(jī)性能評價[J].兵工學(xué)報，2008（5）：625-628.

[3] 陸海琴.高校教學(xué)效果評價方法及其應(yīng)用[J].統(tǒng)計與決策，2008（17）：158-160.

[4] 李君麗.發(fā)展性教學(xué)評價技術(shù)研究[D].上海：華東師范大學(xué)，2006：3-55.

[責(zé)任編輯：覃侶冰]