陳金山，王安哲，查光成

(南京工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇 南京,211167)

2020年,歐盟發(fā)布了《數(shù)字化教育行動計劃2021—2027》,支持成員國的教育和培訓(xùn)系統(tǒng)適應(yīng)數(shù)字時代[1]。2022年,在第77屆聯(lián)合國大會期間,聯(lián)合國秘書長古特雷斯提出:“數(shù)字革命將成為確保優(yōu)質(zhì)全民教育以及轉(zhuǎn)變教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)方式最有力的工具之一。”隨后,聯(lián)合國教科文組織為了推動和指導(dǎo)各國政府編制教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的政策規(guī)劃,又發(fā)布了《教育信息通訊政策與規(guī)劃編制指南》[2]。中國也明確提出要深入實施“中國教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動”[3-4],滿足不同學(xué)習(xí)者的多元化學(xué)習(xí)需求,推進(jìn)新技術(shù)與教育教學(xué)融合,探索人才培養(yǎng)新模式,加快教育治理數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

數(shù)字化正越來越廣泛地影響著人類的生產(chǎn)、生活,教育數(shù)字化正在成為全球的共同行動,特別是發(fā)達(dá)國家和新型工業(yè)化國家都爭先恐后推進(jìn)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的進(jìn)程:2015年,法國發(fā)布《教育數(shù)字化計劃》,又于2023年發(fā)布《數(shù)字教育戰(zhàn)略2023—2027》,該戰(zhàn)略提出一系列加強(qiáng)學(xué)生數(shù)字技能的舉措,通過使用數(shù)字工具促進(jìn)學(xué)生成功[5];2016年,俄羅斯聯(lián)邦政府批準(zhǔn)“現(xiàn)代數(shù)字教育環(huán)境建設(shè)項目(2016—2025)”為教育領(lǐng)域的優(yōu)先項目[6];同年,德國聯(lián)邦政府發(fā)布“數(shù)字世界中的教育”戰(zhàn)略,以回應(yīng)“工業(yè)4.0”的要求,提出了“數(shù)字化教育世界2030”的總體戰(zhàn)略目標(biāo)并于2019年為學(xué)校制定了“數(shù)字公約”[7];2017年,美國發(fā)布《美國國家教育技術(shù)計劃:重新構(gòu)想技術(shù)在教育中的作用》;2022年,英國教育部發(fā)布《英國教育技術(shù)的未來機(jī)遇》,在當(dāng)前全球創(chuàng)新的基礎(chǔ)上探索教育技術(shù)的發(fā)展方式[8-9]。

利用數(shù)字技術(shù)引領(lǐng)教育轉(zhuǎn)型已然成為全球共識,受到各國家的重視,教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型是一條全球性的賽道,已成為各國教育發(fā)展的核心戰(zhàn)略之一。當(dāng)前我國高校“雙一流”建設(shè)本質(zhì)是要求回歸一流本科教學(xué)和一流課程教學(xué)[10-11],因此,基于教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型全球背景,對高等教育一流專業(yè)建設(shè)開展數(shù)字化理論研究與實踐探索具有重要意義,深入研究數(shù)字化技術(shù)加持下的教學(xué)評價持續(xù)改進(jìn)方法[12]是高?！耙涣鲗I(yè)”建設(shè)與發(fā)展亟待解決的關(guān)鍵課題。

一、評價策略設(shè)計

高等教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型對于促進(jìn)教育現(xiàn)代化、高質(zhì)量發(fā)展至關(guān)重要,已成為教育發(fā)展的重要趨勢。教育數(shù)字化是對數(shù)字經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略和《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》[13]的應(yīng)答。中國教育現(xiàn)代化戰(zhàn)略背景下,扎實推進(jìn)國家高等教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略,充分挖掘高等教育教學(xué)過程中專業(yè)課程的高階性、創(chuàng)新性及挑戰(zhàn)度內(nèi)涵,從而實現(xiàn)學(xué)生培養(yǎng)的理論素養(yǎng)、實踐能力及綜合能力的高效融合,能使課程內(nèi)容更具前沿特性和時代特征。這不僅符合課程思政理念,也滿足了課程“兩性一度”和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的要求。

教學(xué)評價模塊搭建主要是基于高等教育教學(xué)活動過程中多因素、多影響因子相互作用、協(xié)同干涉的復(fù)雜機(jī)理及教育教學(xué)過程中多事件并行、交叉觸發(fā)的固有特性,而創(chuàng)建多元化評價單元是有效實現(xiàn)評價體系多元化的關(guān)鍵所在,也是教育工程認(rèn)證過程化評價的必然要求,因此,本文創(chuàng)新性地提出構(gòu)建面向多元化評價單元的教育教學(xué)評價屬性簇的概念,即具有相同屬性的評價體集合,屬性簇的主要組成為:(1)學(xué)生單元簇,Zass {指授課對象,應(yīng)屆學(xué)生、往屆學(xué)生};(2)教師單元簇,Zass {指課程團(tuán)隊教師、同行教師及年輕助課教師};(3)行政單元簇,Zass {教務(wù)處教學(xué)督導(dǎo)組及相關(guān)教育行政部門的教學(xué)質(zhì)量評價、評估機(jī)構(gòu)及團(tuán)隊};(4)專家單元簇,Zass {具有較高專業(yè)水平、高級職稱的專業(yè)負(fù)責(zé)人、學(xué)科帶頭人及工程認(rèn)證領(lǐng)域?qū)＜业葈;(5)企業(yè)單元簇,Zass {畢業(yè)生工作企業(yè)管理人員及行業(yè)專家?guī)靰。多元化評價特別強(qiáng)調(diào)學(xué)生單元簇的評價主體、高權(quán)重地位,旨在共同營造活躍、濃厚的學(xué)習(xí)氛圍,提高學(xué)生的課堂參與度,提升學(xué)習(xí)效果,提高人才培養(yǎng)達(dá)成度和滿意度,最終鍛煉學(xué)生的思辨能力、分析能力、搜集信息能力、語言表達(dá)能力和團(tuán)隊合作能力。

二、評價數(shù)字化模型構(gòu)建

1.多層次數(shù)字化結(jié)構(gòu)定義

傳統(tǒng)意義上,單因素、少因子評價體系對于教育教學(xué)過程評價的全面性、客觀性要求存在較大差距,無法滿足高等教育教學(xué)活動的多層次、多目標(biāo)、多維度的模糊狀態(tài)評價。其實,此類評價問題的數(shù)學(xué)本質(zhì)是多因素耦合的復(fù)雜、非線性決策問題,科學(xué)、全面的評價體系有助于充分發(fā)揮其對高等教育教學(xué)行為的導(dǎo)向、約束和激勵作用。在數(shù)字化時代背景下,一流專業(yè)建設(shè)對教學(xué)評價提出了新的要求。傳統(tǒng)的教學(xué)評價方法應(yīng)用于當(dāng)下教育顯得捉襟見肘,更加無法滿足“一流課程”的“兩性一度”建設(shè)與發(fā)展需求,急需改革和創(chuàng)新教學(xué)評價方法。為此,本研究創(chuàng)新性地提出了一種多層次數(shù)字化模糊評價數(shù)學(xué)模型,其評價過程原理見圖1。

圖1 多層次數(shù)字化模糊評價數(shù)學(xué)模型原理圖

本研究為教育教學(xué)評價體系構(gòu)建三大模塊,分別應(yīng)用于評價體系涉及的各層級多元化評價指標(biāo),主要包括:頂層模塊,用于描述高等教育教學(xué)活動過程中的評價問題的研究目標(biāo);中間模塊,用于描述實現(xiàn)該評價問題研究目標(biāo)的維度,屬于評價體系的宏觀標(biāo)準(zhǔn),具體指實現(xiàn)研究目標(biāo)所采取的各種路徑、方法、政策等;底層模塊,用于描述解決該評價問題的具體實施方案、舉措、內(nèi)容等,屬于評價體系的微觀標(biāo)準(zhǔn)。詳細(xì)的多層次數(shù)字化評價模型結(jié)構(gòu)見表1。

2.數(shù)字化評價矩陣構(gòu)造與判定

依據(jù)經(jīng)典的模糊數(shù)學(xué)理論,各模塊中不同影響因素之間的交叉影響程度和耦合度以及對上層模塊中關(guān)鍵指標(biāo)的干涉觸發(fā)權(quán)重都是不同的,需要應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)方法給出明確界定,通過高等教育教學(xué)過程的大數(shù)據(jù)統(tǒng)計規(guī)律可以定義為:ξij代表同一模塊中任意兩個影響因素對其上層模塊中關(guān)鍵指標(biāo)的干涉觸發(fā)權(quán)重比值,即干涉比。進(jìn)而,同理可計算得到同一模塊中全部影響因素的干涉比,基于上述結(jié)果可順利構(gòu)造該評價問題的多層次數(shù)字化評價矩陣Γ,用于衡量該模塊中全部影響因素對其上層模塊中關(guān)鍵指標(biāo)的綜合干涉觸發(fā)程度,同時滿足下述數(shù)學(xué)關(guān)系:

基于模糊層次分析法的范式規(guī)則,可定義同一模塊中任意兩個影響因素對其上層模塊中關(guān)鍵指標(biāo)的干涉觸發(fā)強(qiáng)度,具體規(guī)定為:(1)因素A與因素B對其上層模塊中關(guān)鍵指標(biāo)的干涉觸發(fā)權(quán)重相當(dāng),則干涉觸發(fā)強(qiáng)度為一級;(2)因素A較因素B對其上層模塊中關(guān)鍵指標(biāo)的干涉觸發(fā)權(quán)重略大,則干涉觸發(fā)強(qiáng)度為三級;(3)因素A較因素B對其上層模塊中關(guān)鍵指標(biāo)的干涉觸發(fā)權(quán)重較大,則干涉觸發(fā)強(qiáng)度為五級;(4)因素A較因素B對其上層模塊中關(guān)鍵指標(biāo)的干涉觸發(fā)權(quán)重很大,則干涉觸發(fā)強(qiáng)度為七級;(5)因素A較因素B對其上層模塊中關(guān)鍵指標(biāo)的干涉觸發(fā)權(quán)重絕對大,則干涉觸發(fā)強(qiáng)度為九級;介于上述相對影響關(guān)系權(quán)重之間的干涉觸發(fā)強(qiáng)度可分別定義為二級、四級、六級和八級。結(jié)合評價問題的調(diào)查表進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計分析,可獲得各模塊對應(yīng)的數(shù)字化評價矩陣的特征行矩陣,然后對其展開歸一化矩陣變換,即可順利得到評價問題的數(shù)字化評價矩陣的標(biāo)準(zhǔn)行矩陣,再根據(jù)數(shù)字化評價矩陣正互反特性原理,可構(gòu)造評價問題的各模塊多層次評價矩陣。

表1 多層次數(shù)字化評價模型結(jié)構(gòu)

表2 平均隨機(jī)協(xié)調(diào)性指標(biāo)IR標(biāo)準(zhǔn)庫

當(dāng)n=1,2時,IR=0,各模塊對應(yīng)的數(shù)字化評價矩陣的協(xié)調(diào)性判定通過,該數(shù)字化評價矩陣構(gòu)造成功;當(dāng)n≥3時,若ψ<0.1,表明各模塊對應(yīng)的數(shù)字化評價矩陣的協(xié)調(diào)性判定通過,該數(shù)字化評價矩陣構(gòu)造成功,若ψ≥0.1,表明各模塊對應(yīng)的數(shù)字化評價矩陣的協(xié)調(diào)性判定不通過,需要重新構(gòu)造新的數(shù)字化評價矩陣。

3.隸屬度數(shù)字矩陣建立

通過對教育教學(xué)過程評價的各類調(diào)查樣本的統(tǒng)計學(xué)分析,組織不同的教育教學(xué)評價屬性簇對象對該評價問題開展多元化評價,并依據(jù)五級評價法給予相應(yīng)的評價結(jié)果,即可建立評價問題的二級隸屬度數(shù)字矩陣,從而完成對該模塊的多元化評價。同時,結(jié)合上述二級權(quán)向量組,可進(jìn)一步求解評價問題的一級隸屬度數(shù)字矩陣。

4.數(shù)字化目標(biāo)權(quán)向量求解

根據(jù)上述結(jié)果可計算一級隸屬度數(shù)字矩陣對應(yīng)的一級權(quán)向量,可進(jìn)一步求得評價問題的目標(biāo)權(quán)向量,再結(jié)合多元化評價單元的評價等級結(jié)果,最終可以為評價問題的評價過程提供多維度定量化計算結(jié)果,并為教育教學(xué)活動過程的評價持續(xù)改進(jìn)策略提供可靠的理論支撐。

三、數(shù)字化評價模型應(yīng)用

本文選取材料成型及控制工程專業(yè)基礎(chǔ)課程冶金傳輸原理的應(yīng)屆、往屆各兩個班級學(xué)生共計128人作為教學(xué)評價調(diào)查樣本,聯(lián)合教師6人、專家5人、教務(wù)管理4人及企業(yè)22人等各類教育教學(xué)評價屬性簇37人,總計達(dá)165人,要求各評價單元成員按照五級評價法(優(yōu)[90～100分],良好[80～89分],中等[70～79分],及格[60～69分],不及格[45～59分]),完成教育教學(xué)過程評價表各項評價指標(biāo),然后統(tǒng)計不同評價結(jié)果的樣本比例,見圖2。

基于上述調(diào)查表統(tǒng)計結(jié)果,根據(jù)模糊層次分析法的范式規(guī)則,可順利得到評價問題的數(shù)字化評價矩陣的標(biāo)準(zhǔn)行矩陣為:

對其展開歸一化矩陣變換,再根據(jù)數(shù)字化評價矩陣正互反特性原理,可構(gòu)造評價問題的各模塊多層次評價矩陣為:

同理可求ΓΩ1,ΓΩ2,ΓΩ3,ΓΩ4,ΓΩ5。

計算各模塊對應(yīng)的數(shù)字化評價矩陣的最大特征根,得到各模塊對應(yīng)的數(shù)字化評價矩陣的協(xié)調(diào)性判定系數(shù),并完成數(shù)字化評價矩陣的協(xié)調(diào)性判定,計算結(jié)果表明該數(shù)字化評價矩陣{ΓΩ,ΓΩ1,ΓΩ2,ΓΩ3,ΓΩ4,ΓΩ5}協(xié)調(diào)性判定通過。該數(shù)字化評價矩陣的最大特征根對應(yīng)的一級權(quán)向量為:

0.333 0.286],

進(jìn)而建立評價問題的二級隸屬度數(shù)字矩陣為:

0.013],

再利用加權(quán)平均法求出該評價問題的各模塊各指標(biāo)的評價分值分別為:

JC=(Φ1·ΛT)T=[84.545 86.476 82.386 74.258 71.756],

因此,筆者針對冶金傳輸原理課程的教育教學(xué)過程給出持續(xù)改進(jìn)策略:教師在教學(xué)內(nèi)容方面應(yīng)更加關(guān)注學(xué)科發(fā)展前沿理論及數(shù)字化、智能化新技術(shù)裝備信息;在教學(xué)風(fēng)格方面應(yīng)注重活躍課堂互動氣氛,提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性;在教學(xué)方法方面應(yīng)開展多元化、數(shù)字化的教學(xué)形式,并注重實際效果;在教學(xué)能力方面應(yīng)考慮學(xué)生個體差異,因材施教,注重學(xué)生數(shù)字技能教授,同時在日常教學(xué)過程中能夠?qū)⒔虒W(xué)知識和科研工作靈活結(jié)合,相互融合;在教學(xué)效果上應(yīng)側(cè)重提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力,注重學(xué)生工程實踐能力培養(yǎng),同時深層次挖掘和啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力、提升學(xué)生數(shù)字技能。

四、結(jié)語

在全面推進(jìn)高等教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下,本文以冶金傳輸原理課程為實例對高等教育一流課程建設(shè)進(jìn)行了探索與實踐?；谀：龜?shù)學(xué)原理的數(shù)字化評價方法的詳細(xì)闡述能夠以多維度定量化分析結(jié)果呈現(xiàn)對教學(xué)問題的多層次、多目標(biāo)綜合評價,使得定性評價問題精細(xì)化,評價目標(biāo)更為明確,從而最大限度降低了教學(xué)評價中隨意性、主觀性引起的評價失真程度,進(jìn)一步提高了評價過程的合理性、高效性及可操作性。該數(shù)字化評價模型的實踐應(yīng)用獲得了任課教師和參與學(xué)生的高度認(rèn)可,為解決模糊條件下的綜合評價問題奠定了良好的數(shù)字化理論基礎(chǔ)。